EP0561689B1 - Pompes centrifuges - Google Patents

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EP0561689B1
EP0561689B1 EP93400667A EP93400667A EP0561689B1 EP 0561689 B1 EP0561689 B1 EP 0561689B1 EP 93400667 A EP93400667 A EP 93400667A EP 93400667 A EP93400667 A EP 93400667A EP 0561689 B1 EP0561689 B1 EP 0561689B1
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chamber
filter
turbine
filter chamber
pump
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EP93400667A
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Laurent Bourdelain
Joel Cousin
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ELECTROMECANIQUE DU NIVERNAIS - SELNI Ste
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ELECTROMECANIQUE DU NIVERNAIS - SELNI Ste
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D9/00—Priming; Preventing vapour lock
    • F04D9/004—Priming of not self-priming pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/086—Sealings especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/70—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning
    • F04D29/708—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning specially for liquid pumps

Definitions

  • the present invention relates to an improvement applying to all types of centrifugal pumps, in particular those provided with a filter.
  • a centrifugal pump serves as a fluid circulation pump, and in particular for draining water. It consists for this of a turbine chamber, an engine compartment, and can be provided upstream of a filter chamber in order to stop, before their arrival in the turbine chamber, the undesirable solid elements carried by the water.
  • the motor driving the turbine can be a synchronous, asynchronous, universal motor or an electric motor of another type. The water is therefore filtered, centrifuged in the turbine chamber and discharged through a discharge pipe.
  • water circulation problems common to all centrifugal pumps arise and are of two types.
  • a patent US-A-3,397,135 issued in the United States shows an assembly of a pump and a filter, which corresponds to the preamble of claim 1.
  • a known solution to overcome these two major drawbacks is to install a pipe with a well-calibrated diameter between the outlet and the inlet of the turbine chamber in order to maintain a permanent circuit of water in the pump, even when it has no more water to drain.
  • This water circuit makes it possible to homogenize the air-water mixture inside the chamber, which allows better evacuation of the air when water reappears at the inlet.
  • This device also makes it possible to damp the oscillatory regime of the residual water column.
  • This solution is already applied to certain washing machines and dishwashers, but is costly in terms of the price of parts (additional pipes, fittings), and the price of installation (mounting pipe which is often manual).
  • the present invention makes it possible to avoid the two drawbacks of poor circulation of water in the turbine chamber (sniffing phenomenon and delay in priming) as well as the drawbacks due to the previous solution by creating a flow leak. well calibrated from the periphery of the turbine chamber to the upstream filter chamber.
  • the water being at high pressure in the periphery of the turbine chamber and at low pressure in the filter chamber, a water flow is established from the periphery of the turbine chamber to the filter chamber.
  • This water is therefore taken up in the turbine chamber through the filter chamber, which makes it possible to homogenize the air-water mixture by establishing a permanent water circuit between the turbine chamber and the filter chamber, even when the pump has no more water to drain; and consequently to reduce the time necessary for the reestablishment of the regime after a new arrival of massive water and also to eliminate the phenomena of sniffing.
  • This solution has multiple advantages including that, important, of a very low cost since it requires only a slight modification of an already existing part (filter, joint or partition separating the two chambers).
  • a centrifugal pump fitted with a filter can include, as in FIG. 1, a filter chamber 1, a filter 2, a partition 3 between the filter chamber 1 and the turbine chamber 4, a turbine 5 and a discharge pipe 6 .
  • the flow of the fluid is represented by the arrows F, F 'and F ".
  • the fluid passes through (F) the filter chamber 1, and the opening 7 in the membrane of the filter 2, is centrifuged (F') on the periphery of the turbine chamber 4 by the rotating turbine 5, and is discharged (F ") by the discharge pipe 6, the inlet of which is located on the periphery of the turbine chamber 4.
  • the central part of the partition between the turbine chamber 4 and the filter chamber 1 is a part 8 of the filter 2 comprising a lip seal 9.
  • this seal lip 9 is preferably made of the same material as the filter 2, such as plastic. It is obvious that any other type of independent seal or integrated into the filter can be used, two of these types of filters being shown in FIGS. 3 and 4.
  • one or more calibrated openings 10 are made at the height of the periphery of the turbine chamber 4. These openings 10 must be calibrated, their sections can for example be equivalent to one tenth of those of the discharge pipe 6, so as not to reduce the pump flow too much, and for this they can be of all shapes. This or these openings 10 are made directly through the partition 3 integrated into the pump body, or through the part 8 of the filter 2 ensuring the separation between the turbine chamber 4 and the filter chamber 1 as it is the case in Figures 1 and 2.
  • the opening (s) 10 are located on the membrane 8 for separating the filter 2, as is the case in FIGS. 1 and 2, it will be characterized by a rupture in the sealing of the membrane 8, produced by a notch 10 of semi-circular, rectangular, or round or any other shape, generally placed around the periphery of the sealing membrane 8.
  • FIG. 2 represents a view along the axis A of FIG. 1 of such an embodiment, in which a single semi-circular opening 10 has been made on the lip of the membrane 8 of the filter 2.
  • the fluid centrifuged on the periphery of the turbine chamber 4 can thus flow into the filter chamber 1 due to the pressure difference and be again attracted towards the center of the turbine 5 where, in the presence of air, it will mix with it, then be centrifuged again and so on will create a permanent water circuit between the turbine chamber 4 and the fluid chamber 1, solving the technical problems posed above.
  • Figure 3 shows a sectional view of part of a pump according to a second embodiment of the invention.
  • the seal is ensured here by a flat seal 12 pressed between the membrane 13 of the filter 14, and the partition 15, the part of which in contact with the seal may have the shape of a spout 16.
  • one or more openings 17 are made through this partition 15 in order to create the leak between the turbine chamber 18 and the filter chamber 19.
  • the seal between the partition 20 or the partition 21 of the filter chamber 22 and the membrane 23 of the filter 24 is produced by an O-ring 25.
  • the calibrated opening (s) between the filter chamber 22 and the periphery of the turbine chamber 26 can then be made through this membrane 23 in order to achieve the desired leak.
  • the present invention applies to all types of centrifugal pumps used in all types of machines comprising a fluid circuit and in particular those, provided with filters, and equipping washing machines and domestic dishwashers.

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Description

  • La présente invention concerne une amélioration s'appliquant à tous les types de pompes centrifuges, notamment à celles munies d'un filtre.
  • Dans un appareil électroménager (par exemple), une pompe centrifuge sert de pompe de circulation de fluide, et en particulier de vidange d'eau. Elle est constituée pour cela d'une chambre turbine, d'un compartiment moteur, et peut être munie en amont d'une chambre filtre afin de stopper, avant leur arrivée dans la chambre turbine, les éléments solides indésirables portés par l'eau. Le moteur entraînant la turbine peut être un moteur synchrone, asynchrone, universel ou un moteur électrique d'un autre type. L'eau est donc filtrée, centrifugée dans la chambre turbine et rejetée par un conduite d'évacuation. Lors de leur fonctionnement, des problèmes de circulation d'eau communs à toutes les pompes centrifuges se posent et sont de deux types.
  • Lorsque de l'air parvient à pénétrer dans le circuit de la pompe (comme par exemple en fin de vidange de la cuve de la machine), il reste bloqué dans la partie centrale de la chambre de la turbine et l'eau résiduelle occupe la périphérie de cette chambre. Ce phénomène est dû au poids des particules d'eau entraînées à grande vitesse par la turbine et centrifugées sur l'extérieur de la chambre turbine, maintenant l'air en position centrale.
  • Dans cette phase de vidange, il se crée un régime oscillatoire de va-et-vient de l'eau résiduelle dans la colonne d'évacuation occasionnant un bruit désagréable appelé "reniflement".
  • D'autre part, lorsque de l'eau à évacuer arrive à nouveau par l'entrée de la chambre, elle se trouve bloquée par l'air qui est au centre de la turbine et le débit met beaucoup de temps à s'établir (de quelques secondes à plusieurs minutes).
  • Un brevet US-A-3 397 135 délivré aux Etats-Unis présente un assemblage d'une pompe et d'un filtre, qui correspond au préambule de la revendication 1.
  • Une solution connue pour palier à ces deux inconvénients majeurs est d'installer un tuyau d'un diamètre bien calibré entre la sortie et l'entrée de la chambre de la turbine afin de maintenir un circuit permanent d'eau dans la pompe, même lorsque celle-ci n'a plus d'eau à évacuer. Ce circuit d'eau permet d'homogénéiser le mélange air-eau à l'intérieur de la chambre, ce qui permet une meilleure évacuation de l'air lorsque l'eau réapparaît à l'entrée. Ce dispositif permet également d'amortir le régime oscillatoire de la colonne d'eau résiduelle. Cette solution est déjà appliquée sur certains lave-linge et lave-vaisselle, mais est coûteuse en prix de pièces (tuyaux supplémentaires, raccords), et en prix d'installation (tuyau de montage qui est souvent manuel).
  • La présente invention permet d'éviter les deux inconvénients de la mauvaise circulation d'eau dans la chambre à turbine (phénomène de reniflement et retard à l'amorçage) ainsi que les inconvénients dus à la solution précédente en créant une fuite d'un débit bien calibré de la périphérie de la chambre turbine vers la chambre filtre amont. L'eau étant à haute pression dans la périphérie de la chambre turbine et à basse pression dans la chambre filtre, il s'établit un courant d'eau de la périphérie de la chambre turbine à la chambre filtre. Cette eau est par conséquent reprise dans la chambre turbine au travers de la chambre filtre, ce qui permet d'homogénéiser le mélange air-eau en établissant un circuit permanent d'eau entre la chambre de la turbine et la chambre du filtre, même lorsque la pompe n'a plus d'eau à évacuer; et par conséquent de diminuer le temps nécessaire au rétablissement du régime après une nouvelle arrivée d'eau massive et éliminer également les phénomènes de reniflements.
  • Ainsi la présente invention a pour objet une pompe centrifuge telle que définie par la revendication 1.
  • Cette solution présente de multiples avantages dont celui, important, d'un très faible coût puisqu'elle ne nécessite qu'une légère modification d'une pièce déjà existante (filtre, joint ou cloison de séparation des deux chambres).
  • D'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, et l'invention sera mieux comprise grâce aux figures suivantes :
    • la figure 1 représente une vue en coupe d'une pompe munie d'une chambre filtre selon un premier mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 2 représente une vue de face selon l'axe A de la partie du filtre séparant la chambre filtre de la chambre turbine selon le premier mode de réalisation de l'invention de la figure 1,
    • la figure 3 représente une vue en coupe de la séparation de la chambre filtre et de la chambre turbine selon un second mode de réalisation de l'invention,
    • et la figure 4 représente une vue en coupe de la séparation de la chambre filtre et de la chambre turbine selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
  • Une pompe centrifuge munie d'un filtre peut comporter comme sur la figure 1 une chambre filtre 1, un filtre 2, une cloison de séparation 3 entre la chambre filtre 1 et la chambre turbine 4, une turbine 5 et un tuyau d'évacuation 6.
  • Le flux du fluide est représenté par les flèches F, F' et F". Le fluide traverse (F) la chambre filtre 1, et l'ouverture 7 dans la membrane du filtre 2, est centrifugé (F') sur la périphérie de la chambre turbine 4 par la turbine 5 en rotation, et est évacué (F") par le tuyau d'évacuation 6 dont l'entrée est située sur la périphérie de la chambre turbine 4.
  • Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, la partie centrale de la cloison de séparation entre la chambre turbine 4 et la chambre filtre 1 est une partie 8 du filtre 2 comportant un joint à lèvre 9. Dans ce cas particulier, ce joint à lèvre 9 est de préférence constitué du même matériau que le filtre 2, comme par exemple du plastique. Il est bien évident que tout autre type de joint d'étanchéité indépendant ou intégré au filtre peut être utilisé, deux de ces types de filtres étant représentés sur les figures 3 et 4.
  • Pour créer une fuite entre la périphérie de la chambre turbine 4 dans laquelle le fluide est à haute pression et la chambre filtre 1 dans laquelle l'eau est à basse pression on réalise une ou plusieurs ouvertures calibrées 10 à la hauteur de la périphérie de la chambre turbine 4. Ces ouvertures 10 doivent être calibrées, leurs sections peut par exemple être équivalentes au dizième de celles du tuyau d'évacuation 6, afin de ne pas diminuer trop fortement le débit de la pompe, et pour cela elles peuvent être de toutes formes. Cette ou ces ouvertures 10 sont effectuées directement au travers de la cloison de séparation 3 intégrée au corps de la pompe, ou bien au travers de la partie 8 du filtre 2 assurant la séparation entre la chambre turbine 4 et la chambre filtre 1 comme c'est le cas sur les figures 1 et 2.
  • Si la ou les ouvertures 10 sont situées sur la membrane 8 de séparation du filtre 2, comme c'est le cas sur les figures 1 et 2, elle se caractérisera par une rupture de l'étanchéité de la membrane 8, réalisée par une encoche 10 de forme semi-circulaire, rectangulaire, ou ronde ou de tout autre forme, placée généralement sur le pourtour de la membrane d'étanchéité 8.
  • La figure 2 représente une vue selon l'axe A de la figure 1 d'un tel mode de réalisation, dans lequel une seule ouverture 10 semi-circulaire a été effectuée sur lèvre de la membrane 8 du filtre 2.
  • Le fluide centrifugé sur la périphérie de la chambre turbine 4 peut ainsi s'écouler dans la chambre filtre 1 du fait de la différence de pression et être de nouveau attiré vers le centre de la turbine 5 où, en cas de présence d'air, il s'y mélangera, puis sera de nouveau centrifugé et ainsi de suite créera un circuit permanent d'eau entre la chambre turbine 4 et la chambre fluide 1, résolvant les problèmes techniques posés plus haut.
  • La figure 3 représente une vue en coupe d'une partie d'une pompe selon un second mode de réalisation de l'invention. L'étanchéité est assurée ici par un joint plat 12 pressé entre la membrane 13 du filtre 14, et la cloison de séparation 15 dont la partie en contact avec le joint peut avoir une forme de bec 16. Dans ce cas une ou plusieurs ouvertures 17 sont pratiquées au travers de cette cloison de séparation 15 afin de créer la fuite entre la chambre turbine 18 et la chambre filtre 19.
  • Sur la figure 4, l'étanchéité entre la cloison de séparation 20 ou la cloison 21 de la chambre filtre 22 et la membrane 23 du filtre 24 est réalisée par un joint torique 25. Le ou les ouvertures calibrées entre la chambre filtre 22 et la périphérie de la chambre turbine 26 peuvent alors être pratiquées au travers de cette membrane 23 afin de réaliser la fuite désirée.
  • La présente invention s'applique à tous les types de pompes centrifuges utilisées dans tous les types de machines comportant un circuit de fluide et notamment celles, munies de filtres, et équipant les lave-linges et lave-vaisselles domestiques.

Claims (8)

  1. Pompe centrifuge pour fluide comportant un corps (15), un filtre (2), une chambre filtre (1), une chambre turbine (4) et un tuyau d'évacuation (6), une cloison de séparation (8, 3) entre la chambre filtre (1) et la chambre turbine (4), et au moins une ouverture (10) entre la périphérie de la chambre turbine (4) et la chambre filtre (1) permettant l'établissement d'un circuit d'eau permanent entre les deux chambres (1, 4), caractérisée en ce que la chambre filtre (1) étant la chambre d'aspiration de la pompe, l'ouverture entre la périphérie de la chambre turbine (4) et la chambre filtre (1) étant calibrée, cette ouverture permet à une partie du débit de la pompe de retourner à la chambre filtre (1), établissant ainsi le circuit permanent de fluide entre les deux chambres.
  2. Pompe centrifuge pour fluide selon la revendication 1 caractérisée en ce que ce ou ces ouvertures (26) sont situées au travers de la cloison de séparation (8, 3) de la chambre filtre (1) et la chambre turbine (4).
  3. Pompe centrifuge pour fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la cloison de séparation (8, 3) entre les deux chambres (1, 4) comporte un moyen d'étanchéité (9, 12, 25).
  4. Pompe centrifuge pour fluide selon la revendication 3 caractérisée en ce que cette ou ces ouvertures (10) sont situées au travers du moyen d'étanchéité (9).
  5. Pompe centrifuge pour fluide selon la revendication 1 caractérisée en ce que cette ou ces ouvertures (17) sont situées dans le corps (15) de la pompe.
  6. Pompe centrifuge pour fluide selon une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le moyen d'étanchéité entre les deux chambres (1, 4) est un joint (9, 12, 25).
  7. Pompe centrifuge pour fluide selon la revendication 6, caractérisée en ce que le joint est un joint à lèvre (9), un joint torique (25) ou un joint plat (12).
  8. Machine à laver, notamment le linge ou la vaisselle utilisant une pompe à fluide caractérisée en ce qu'elle comporte une pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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EP0561689A1 EP0561689A1 (fr) 1993-09-22
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ATE134024T1 (de) 1996-02-15
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