EP0595675A1 - Pompe à refoulement axial - Google Patents

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EP0595675A1
EP0595675A1 EP93402436A EP93402436A EP0595675A1 EP 0595675 A1 EP0595675 A1 EP 0595675A1 EP 93402436 A EP93402436 A EP 93402436A EP 93402436 A EP93402436 A EP 93402436A EP 0595675 A1 EP0595675 A1 EP 0595675A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
annular
rotor
pump
passage
axial
Prior art date
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Application number
EP93402436A
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German (de)
English (en)
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EP0595675B1 (fr
Inventor
Xavier Pottier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilo Salmson France SAS
Original Assignee
Pompes Salmson SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Pompes Salmson SAS filed Critical Pompes Salmson SAS
Publication of EP0595675A1 publication Critical patent/EP0595675A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0595675B1 publication Critical patent/EP0595675B1/fr
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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
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers 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
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/448—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers

Definitions

  • the present invention applies to a pump comprising, in a cylindrical annular pump body bore closed by a side plate: a rotor with centrifugal blades, an axial suction sleeve connected to this rotor, and an axial delivery outlet through the side plate.
  • centrifugal rotor pumps have an axial inlet which corresponds to the axial inlet of the rotor, but their delivery direction is generally either radial or tangential to the pump body.
  • the need has been expressed to produce a pump, the suction and discharge outlets of which are arranged axially with respect to the pump rotor and which are adjacent to each other.
  • These arrangements for axial start of the discharge are generally carried out by axial return of the tangential start of the annular collecting chamber of the radial flow at the outlet of the rotor.
  • the present invention proposes to produce an axial suction and axial discharge pump which uses a body of a conventional simple commercial pump closed by a side plate traversed by the suction and discharge conduits of the pump and which does not have the drawbacks of noise and fluid vibrations of the axial pumps previously produced, but which allows the realization of pumps maintaining good performance under different operating conditions, these pumps being somehow customized to their operating conditions.
  • the pump according to the invention comprises an annular collecting chamber formed in the pump body opposite the radial outlet of the rotor and which has a significant width and depth in cross section, preferably between 1/10 and 1/20 of the outer diameter of the rotor, and between the peripheral wall of the annular collecting chamber and the suction sleeve of the rotor, an annular partition is interposed which is provided at its periphery with an annular passage opening out on the lateral face of said annular chamber which is located on the side of the side plate and this annular passage is provided with fixed vanes whose general line is disposed inclined relative to the circumferential line of the annular passage, to capture the rotary component of the flow of liquid passing through said annular chamber, said annular partition delimiting, with the side plate, a delivery chamber connected on the one hand to the adite outlet of axial discharge and, on the other hand, to the annular collecting chamber via the annular passage.
  • the delivery chamber has a general form of interrupted ring extending in a plane perpendicular to the axis of the pump rotor and which is connected axially by a transverse passage formed through the side plate, to a delivery pipe with axial start.
  • the discharge chamber has, in the plane transverse to the axis of the pump rotor, the general shape of a spiral the cross section of which is of constant thickness and of increasing height in the direction of rotation of the outlet of the blades, from an end of small section close to said passage transverse to an end of large section opening onto said transverse passage.
  • the end of the spiral of small section is separated from the transverse passage by a tongue secured to the central body of the partition and which leaves from this central body towards the wall of the bore of the pump body.
  • the tongue preferably has the general shape of an arc which substantially tangents the circular periphery of the axial delivery passage formed through the side plate.
  • the fixed blades of the annular passage have, on the side of the annular collecting chamber, an inlet edge which is substantially radial and gradually flattening out to reach the delivery chamber, at an outlet edge inclined with respect to the radial direction.
  • the pump shown in FIG. 1 comprises, in a conventional manner, a rotor 1 rotating in a pump body 2.
  • the rotor 1 with centrifugal blades 3 is made of plastic and is fixed cantilevered and at the end on a shaft 4 secured to a rotor 5 of an electric motor, housed in a sealed manner with respect to the stator in a gap tube 6.
  • the carcass or the casing 7 of the motor electric is tightly fixed on the pump body 2 by isolating the stator of the motor and its winding 8 from the fluid conveyed by the pump, thanks to a front flange 9 made of sheet metal tightly connected to the air-gap tube 6 and carrying the front bearing 10 of the shaft 4, immersed in the fluid conveyed by the pump.
  • the pump body 2 has a bore 11 which forms an internal cylindrical cavity enveloping the rotor 1 and opening onto the flat front face 12 of the body 2.
  • the outlet of the bore 11 is sealed by a side plate 15, thanks at the interposition of an annular seal 13 in a groove 13a and using clamping screws 14 therefore each passes through a hole 14a of a lug 14b of the body 2 and is screwed into a threaded bore 14c of the plate 15.
  • the side plate or plate 15 carries respectively, in the center a suction pipe 16 and at its upper part (according to FIGS. 1 and 2), a discharge pipe 17.
  • the pipes 16 and 17 lead respectively to corresponding passages 16a and 17a formed through the plate 15.
  • the plate 15 can be replaced by a piece from the foundry, for example in one piece with inlet and outlet fittings, or by a drilled block.
  • annular chamber 18 which collects the flow of liquid which leaves the pump rotor 1 with components of radial speed and speed. tangential.
  • a sleeve 19 In the center of pump rotor 1, projecting outwards a sleeve 19 for entering the liquid into the rotor 1.
  • This sleeve 19 is connected to a suction sleeve 20 housed in the cavity of the bore 11 and applied in leaktight manner, by a gasket annular seal 21 housed in an annular groove 21a shown in FIG. 3, on the flat inner face 22 of the plate 15.
  • the annular collecting chamber 18 is here provided with a ring 23 which delimits the peripheral wall 23a of this chamber 18 but it is of course possible to provide, as shown in Figure 2, in place of the ring 23, a bore 23a of the pump body concentric with the inlet bore 11 and in shoulder with respect to the latter.
  • the annular collecting chamber 18, in order to fulfill its function of collecting the jets of liquid leaving the periphery of the rotor 1, must have, in cross section, a width and a significant depth or height h .
  • the width and the height h between the external periphery la of the rotor and the internal peripheral wall 23a are preferably between 1/10 and 1/20 of the external diameter of the rotor.
  • annular partition 24 which is here in one piece with the suction sleeve 20, is interposed between the peripheral wall 23a of the annular chamber 18 (materialized in fact by the inner wall of the ring 23) and the suction sleeve 20.
  • This annular partition 24 has at its periphery an annular passage 25 between on the one hand the lateral face of the annular chamber 18 which is situated on the side of the plate 15 and which in fact delimits this face, and on the other hand, a outlet 30 formed between the partition 24 and the plate 15.
  • the annular passage 25 is provided with blades or fixed fins 26 ( Figure 2) or 28 ( Figure 1).
  • the other lateral face 27 of the annular chamber 18 is constituted here by a shoulder formed at the bottom of the bore 11 or 23a (FIG. 2) of the pump body 2.
  • the blades 26 have a general line inclined with respect to the circumferential line of the annular passage 25.
  • the blades 26 have the hydraulic function of guiding the liquid threads towards the discharge chamber 30 by transforming into pressure at at least part of the rotary speed component of the flow of liquid leaving the rotor 1.
  • the blades 26 as shown in plan view in FIG. 4 have a completely radial and symmetrical shape with respect to the axis 4a of the pump rotor , with a radial inlet edge 26a and a radial outlet edge 26b.
  • the blades 28 housed in the passage 25 have, on the side of the annular collecting chamber 18, an inlet edge 28a substantially radial and their section is progressively flattened (at 28c) in the direction of the discharge chamber 30 to lead to this chamber by an edge 28b inclined relative to the radial direction.
  • the blades 26 and 28 of the passage 25 integral with a base inner ring 29 mounted on the periphery of the partition 24 and fixed, by gluing or by welding with overlapping faces 31, to the partition 24, but it is obvious that the blades 26 and 28 can come in one piece with the annular partition 24.
  • the discharge chamber 30 which is shown in front view in FIG. 3 has a general form of interrupted ring extending in a plane perpendicular to the axis 4a of the pump rotor.
  • the discharge chamber 30 in the form of an interrupted ring actually has the general shape of a spiral of decreasing cross section from the discharge passage 17a and delimited by a bottom of the spiral 32 which progressively approaches the wall of the bore. 11 without joining it, up to a tongue 33 integral with the partition body 24 and which extends in the direction of the bore 11 to come, if necessary (not shown in FIG. 3), to be applied to the wall interior of the bore 11 to form, in cooperation with this wall, the interrupted ring of the discharge chamber 30.
  • the discharge chamber 30 has the hydraulic function, not only of recovering the axial flow of liquid passing through the passage 25, but also of transforming the rotation speed components of the axial flow into pressure. guided by the blades 26 or 28, reducing this speed of rotation in a divergent.
  • the cross section of the delivery chamber 30 has a substantially constant thickness e between the side plate 15 and the wall 24a of the annular wall 24 and an increasing height from h1 to h2 from the proximity from the tongue 33 to the axial delivery passage 17a, that is to say in the direction of rotation of the pump rotor 1, corresponding to the outlet of the blades 26 or 28.
  • the tongue 33 preferably has the shape of an arc which comes to lick, or substantially tangent, the circular periphery of the axial delivery passage 17a.
  • the elements fulfilling the same functions as in the embodiment of Figure 1 are assigned the same reference marks. For reasons of clarity, only the most important of these benchmarks are indicated.
  • the blades 26 of the annular passage 25 are here arranged completely radially and the periphery of their inlet edge 26a is applied to a support shoulder 34 formed inside the bore 11 and which corresponds to the outlet of the bore 23a formed in the pump body 2 and determining the periphery of the annular collecting chamber 18.
  • the sections of suction pipe 16b and discharge pipe 17b start axially from the side plate 15 but describe a starting bend in a quarter of a circle so as to be found practically in alignment in opposite directions. Thanks to this arrangement, the pump and its sections of suction and discharge pipes can be inserted on a straight fluid pipe, by making an interruption of this straight pipe and by connecting the straight suction and discharge nozzles 16c and 17c.
  • the rotation of the rotor 1 causes the projection, by the centrifugal blades 3 of this last, of the liquid which fills the pump, towards the periphery of the outlet of the rotor, and consequently, the aspiration of the liquid to be pumped in the direction of arrow A.
  • the liquid leaving the periphery of the rotor 1 is projected in the annular collecting chamber 18 with an overpressure and respective components of radial speed and speed of rotation in the direction of rotation of the rotor 1.
  • the flow of liquid then engages between the fixed blades 26 or 28 which have a strong inclination relative to the axial direction of the rotor axis 4a.
  • the angle a between the circumferential direction and the mean line of the vane is of the order of 30 ° or less and the component of rotation of the flow is preserved by the vane 26, 28 and is decelerated gradually to be transformed into pressure in the spiral discharge chamber 30.
  • Such an arrangement of the vanes 28 is therefore capable of improving the efficiency of the transformation into pressure of the rotary speed component.
  • the blades 26 or 28 may have an angle of inclination a which varies along the blade in order to change the orientation of the component of the speed of rotation V R.
  • FIG. 5 shows an angle of inclination ⁇ 1 at the inlet 28a of the vane 28 which is greater than the angle of inclination ⁇ 2 at the outlet on the edge 28b, but it is obvious that the opposite can be done, as a function of the tangential speeds V R at the outlet of the rotor and of the section of the annular collecting chamber 18.
  • angles of inclination of blades ⁇ can be chosen as a function of the yields observed for the pump under its most common operating conditions. It is thus conceivable to have standard pumps according to the invention and in which only the crown 29 and its blades 26 or 28, is changed according to the particular operating conditions of the pump.
  • FIG. 2 uses the standard blades 26 capable of adapting to various operating conditions and, as already indicated, the suction fittings 16c and outlet 17c aligned and oriented in reverse direction allow the pump to be inserted directly onto a line of fluid propulsion.

Landscapes

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Abstract

La pompe comprend dans un corps de pompe annulaire cylindrique fermé par une plaque latérale: un rotor à aubages centrifuges, un manchon d'aspiration axiale relié à ce rotor, et une sortie de refoulement axial à travers la plaque.
La pompe comporte, dans le corps de pompe, une chambre annulaire collectrice 18 ménagée en face de la sortie radiale du rotor 1 et une cloison annulaire 24 interposée entre la chambre annulaire collectrice 18 et le manchon d'aspiration 20 du rotor 1 et qui est munie, à sa périphérie, d'un passage annulaire 25 équipé d'aubages fixes 28 dont la ligne générale est disposée inclinée par rapport à la ligne circonféren- tielle du passage annulaire 25.
Application à des pompes centrifuges de faible puissance transformant la sortie radiale du rotor de pompe en un refoulement axial à faible niveau de bruit.

Description

  • La présente invention s'applique à une pompe comprenant dans un alésage de corps de pompe annulaire cylindrique fermé par une plaque latérale: un rotor à aubages centrifuges, un manchon d'aspiration axiale relié à ce rotor, et une sortie de refoulement axial à travers la plaque latérale.
  • La plupart des pompes à rotor centrifuge comportent une entrée axiale qui correspond à l'entrée axiale du rotor mais leur direction de refoulement est en général soit radiale soit tangentielle au corps de pompe. Pour certaines applications, le besoin s'est exprimé de réaliser une pompe dont les départs d'aspiration et de refoulement sont disposés axialement par rapport au rotor de pompe et voisins l'un de l'autre. Ces dispositions de départ axial du refoulement sont généralement réalisées par retour axial du départ tangentiel de la chambre annulaire collectrice du flux radial à la sortie du rotor. Ces dispositions constructives qui s'inspirent de celles existant dans les pompes multicellulaires ne conviennent malheureusement pas pour les petites pompes économiques telles que les pompes de circulateur de chauffage central où le corps de pompe doit présenter une forme simple.
  • Par ailleurs, l'application des dispositions d'entrée et de sortie axiales avec des aubages de redressement progressif du flux radial, selon une disposition propre aux pompes multicellulaires, pour réaliser des pompes mono-étagées à un seul rotor, s'est révélée donner lieu à beaucoup de bruits parasites provoqués par les aubages de redressement radial-axial du flux.
  • La présente invention se propose de réaliser une pompe à aspiration axiale et à refoulement axial qui utilise un corps de pompe simple classique du commerce fermé par une plaque latérale traversée par les conduits d'aspiration et de refoulement de la pompe et qui ne présente pas les inconvénients de bruits et de vibrations de fluide des pompes axiales réalisées précédemment, mais qui permette de réaliser des pompes conservant un bon rendement dans des conditions d'exploitation différentes, ces pompes étant en quelque sorte personnalisées à leurs conditions d'exploitation.
  • A cet effet, la pompe selon l'invention comporte une chambre annulaire collectrice ménagée dans le corps de pompe en face de la sortie radiale du rotor et qui présente en section transversale une largeur et une profondeur significatives, comprises de préférence entre 1/10 et 1/20 du diamètre extérieur du rotor, et, entre la paroi périphérique de la chambre annulaire collectrice et le manchon d'aspiration du rotor, est interposée une cloison annulaire qui est munie à sa périphérie d'un passage annulaire débouchant sur la face latérale de ladite chambre annulaire qui est située du côté de la plaque latérale et ce passage annulaire est muni d'aubages fixes dont la ligne générale est disposée inclinée par rapport à la ligne circonférentielle du passage annulaire, pour capter la composante rotative du flux de liquide traversant ladite chambre annulaire, ladite cloison annulaire délimitant, avec la plaque latérale, une chambre de refoulement reliée d'une part à ladite sortie de refoulement axial et, d'autre part, à la chambre annulaire collectrice via le passage annulaire.
  • Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la chambre de refoulement présente une forme générale d'anneau interrompu s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor de pompe et qui est relié axialement par un passage transversal ménagé à travers la plaque latérale, à une conduite de refoulement à départ axial. La chambre de refoulement présente, dans le plan transversal à l'axe du rotor de pompe, la forme générale d'une spirale dont la section transversale est d'épaisseur constante et de hauteur croissante dans la direction de rotation de la sortie des aubages, depuis une extrémité de petite section proche dudit passage transversal jusqu'à une extrémité de grande section débouchant sur ledit passage transversal. L'extrémité de la spirale de petite section est séparée du passage transversal par une languette solidaire du corps central de cloison et qui part de ce corps central vers la paroi de l'alésage du corps de pompe. La languette présente de préférence une forme générale d'arc venant sensiblement tangenter la périphérie circulaire du passage axial de refoulement ménagé à travers la plaque latérale.
  • Selon un autre mode de réalisation de la pompe selon l'invention, les aubages fixes du passage annulaire présentent, du côté de la chambre annulaire collectrice, une arête d'entrée sensiblement radiale et s'aplatissant progressivement pour aboutir sur la chambre de refoulement, à une arête de sortie inclinée par rapport à la direction radiale.
  • D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de divers modes de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif en regard du dessin annexé, dans lequel:
    • - la figure 1
    représente, en coupe longitudinale par l'axe, une pompe selon l'invention dans un premier mode de réalisation, ainsi qu'une partie fragmentaire de son moteur électrique d'entraînement et des conduites de liaison de la pompe;
    - la figure 2
    représente un autre mode de réalisation de la pompe selon l'invention, avec des conduites de liaison partant dans des directions opposées;
    - la figure 3
    représente une vue en bout de la pompe selon l'invention, la plaque latérale étant enlevée pour faire apparaître la cloison annulaire à aubages interposée entre le rotor de pompe et la conduite de refoulement, une variante d'aubages étant représentée en vue fragmentaire;
    - les figures 4 et 5
    représentent des vues fragmentaires de dessus des aubages de la cloison représentée en bout à la figure 3 et correspondant respectivement aux figures 2 et 1.
  • La pompe représentée sur la figure 1 comporte, de façon classique, un rotor 1 tournant dans un corps de pompe 2. Selon un type de réalisation utilisé pour les circulateurs de chauffage central, le rotor 1 à aubages centrifuges 3 est réalisé en matière plastique et est fixé en porte-à-faux et en bout sur un arbre 4 solidaire d'un rotor 5 de moteur électrique, logé de façon étanche par rapport au stator dans un tube d'entrefer 6. La carcasse ou l'enveloppe 7 du moteur électrique est fixée de façon étanche sur le corps de pompe 2 en isolant le stator du moteur et son bobinage 8 du fluide véhiculé par la pompe, grâce à un flasque avant 9 en tôle raccordé de façon étanche au tube d'entrefer 6 et portant le palier avant 10 de l'arbre 4, immergé dans le fluide véhiculé par la pompe.
  • Le corps de pompe 2 présente un alésage 11 qui forme une cavité cylindrique intérieure enveloppant le rotor 1 et débouchant sur la face frontale plane 12 du corps 2. Le débouché de l'alésage 11 est fermé de façon étanche par une plaque latérale 15, grâce à l'interposition d'un joint annulaire d'étanchéité 13 dans une rainure 13a et à l'aide de vis de serrage 14 donc chacune traverse un trou 14a d'une patte 14b du corps 2 et est vissée dans un alésage fileté 14c de la plaque 15. La plaque latérale ou platine 15 porte respectivement, au centre une conduite d'aspiration 16 et à sa partie supérieure (selon les figures 1 et 2), une conduite de refoulement 17. Les conduites 16 et 17 débouchent respectivement sur des passages correspondant 16a et 17a ménagés à travers la plaque 15. La plaque 15 peut être remplacée par une pièce venue de fonderie, par exemple monobloc avec des raccords d'entrée et de sortie, ou par un bloc foré.
  • Selon l'invention, dans le corps de pompe 2, en face de la sortie radiale du rotor 1, est ménagée une chambre annulaire 18 qui collecte le flux de liquide qui sort du rotor de pompe 1 avec des composantes de vitesse radiale et de vitesse tangentielle. Au centre du rotor de pompe 1, vient faire saillie vers l'extérieur un manchon 19 d'entrée du liquide dans le rotor 1. Ce manchon 19 se raccorde à un manchon d'aspiration 20 logé dans la cavité de l'alésage 11 et appliqué de façon étanche, par un joint d'étanchéité annulaire 21 logé dans une rainure annulaire 21a représentée à la figure 3, sur la face intérieure plane 22 de la plaque 15. La chambre annulaire collectrice 18 est munie ici d'une bague 23 qui délimite la paroi périphérique 23a de cette chambre 18 mais il est bien entendu possible de prévoir, comme représenté à la figure 2, à la place de la bague 23, un alésage 23a du corps de pompe concentrique à l'alésage d'entrée 11 et en épaulement par rapport à ce dernier. La chambre annulaire collectrice 18, pour remplir sa fonction de collecte des jets de liquide sortant de la périphérie du rotor 1, doit présenter, en section transversale une largeur et une profondeur ou hauteur h significatives. La largeur et la hauteur h entre la périphérie extérieure la du rotor et la paroi périphérique intérieure 23a sont comprises de préférence entre 1/10 et 1/20 du diamètre extérieur du rotor.
  • Une cloison annulaire 24 qui est ici monobloc avec le manchon d'aspiration 20, est interposée entre la paroi périphérique 23a de la chambre annulaire 18 (matérialisée en fait par la paroi intérieure de la bague 23) et le manchon d'aspiration 20. Cette cloison annulaire 24 comporte à sa périphérie un passage annulaire 25 entre d'une part la face latérale de la chambre annulaire 18 qui est située du côté de la plaque 15 et qui délimite en fait cette face, et d'autre part, une chambre de refoulement 30 ménagée entre la cloison 24 et la plaque 15. Le passage annulaire 25 est muni d'aubages ou d'ailettes fixes 26 (figure 2) ou 28 (figure 1). L'autre face latérale 27 de la chambre annulaire 18 est constituée ici par un épaulement ménagé au fond de l'alésage 11 ou 23a (figure 2) du corps de pompe 2.
  • Comme on le voit sur la figure 4, les aubages 26 présentent une ligne générale inclinée par rapport à la ligne circonférentielle du passage annulaire 25. Les aubages 26 ont pour fonction hydraulique de guider les filets liquides vers la chambre de refoulement 30 en transformant en pression au moins une partie de la composante de vitesse rotative du flux de liquide sortant du rotor 1. Les aubages 26 tels que représentés en vue de dessus à la figure 4 présentent une forme complètement radiale et symétrique par rapport à l'axe 4a du rotor de pompe, avec une arête radiale d'entrée 26a et une arête radiale de sortie 26b.
  • Selon un autre mode de réalisation représenté également en vue de dessus à la figure 5 et en coupe axiale à la figure 1, les aubages 28 logés dans le passage 25 présentent, du côté de la chambre annulaire collectrice 18, une arête d'entrée 28a sensiblement radiale et leur section s'aplatit progressivement (en 28c) en direction de la chambre de refoulement 30 pour déboucher sur cette chambre par une arête 28b inclinée par rapport à la direction radiale. On a représenté sur les figures les aubages 26 et 28 du passage 25 solidaires d'un anneau intérieur de base 29 monté à la périphérie de la cloison 24 et fixé, par collage ou par soudure à faces recouvrantes 31, à la cloison 24, mais il est bien évident que les aubages 26 et 28 peuvent venir monobloc avec la cloison annulaire 24.
  • La chambre de refoulement 30 qui est représentée en vue frontale à la figure 3 présente une forme générale d'anneau interrompu s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe 4a du rotor de pompe. La chambre de refoulement 30 en forme d'anneau interrompu présente en fait la forme générale d'une spirale de section transversale décroissante depuis le passage de refoulement 17a et délimitée par un fond de spirale 32 qui se rapproche progressivement de la paroi de l'alésage 11 sans le rejoindre, jusqu'à une languette 33 solidaire du corps de cloison 24 et qui s'étend en direction de l'alésage 11 pour venir, le cas échéant (non représenté sur la figure 3), s'appliquer sur la paroi intérieure de l'alésage 11 pour former, en coopération avec cette paroi, l'anneau interrompu de la chambre de refoulement 30.
  • La chambre de refoulement 30 a pour fonction hydraulique, non seulement de récupérer le flux axial de liquide traversant le passage 25, mais aussi de transformer en pression les composantes de vitesse de rotation du flux axial guidé par les aubages 26 ou 28, en réduisant cette vitesse de rotation dans un divergent. Comme cela apparaît sur les figures 1 et 2, la section transversale de la chambre de refoulement 30 présente une épaisseur e sensiblement constante entre la plaque latérale 15 et la paroi 24a de la cloison annulaire 24 et une hauteur croissante de h1 à h2 depuis la proximité de la languette 33 jusqu'au passage axial de refoulement 17a, c'est-à-dire dans la direction de rotation du rotor de pompe 1, correspondant à la sortie des aubages 26 ou 28. Comme représenté à la figure 3, la languette 33 présente, de préférence, la forme d'un arc qui vient lécher, ou sensiblement tangenter, la périphérie circulaire du passage axial de refoulement 17a.
  • Sur le mode de réalisation représenté à la figure 2, les éléments remplissant les mêmes fonctions que dans le mode de réalisation de la figure 1, sont affectés des mêmes repères de référence. Pour des raisons de clarté, seuls les plus importants de ces repères de référence sont indiqués. Les aubages 26 du passage annulaire 25 sont ici disposés de façon complètement radiale et la périphérie de leur arête d'entrée 26a s'applique sur un épaulement d'appui 34 ménagé à l'intérieur de l'alésage 11 et qui correspond au débouché de l'alésage 23a ménagé dans le corps de pompe 2 et déterminant la périphérie de la chambre annulaire collectrice 18. A la différence de la solution de la figure 1, les tronçons de conduite d'aspiration 16b et de conduite de refoulement 17b partent axialement de la plaque latérale 15 mais décrivent un coude de départ en quart de cercle pour se retrouver pratiquement en alignement dans des directions opposées. Grâce à cette disposition, la pompe et ses tronçons de conduites d'aspiration et de refoulement peuvent être intercalés sur une conduite de fluide droite, en pratiquant une interruption de cette conduite droite et en raccordant les embouts droits d'aspiration et de refoulement 16c et 17c.
  • Le fonctionnement de la pompe représentée sur la figure 1 va maintenant être explicité. La rotation du rotor 1 provoque la projection, par les aubages centrifuges 3 de ce dernier, du liquide qui remplit la pompe, vers la périphérie la de sortie du rotor, et par voie de conséquence, l'aspiration du liquide à pomper selon la direction de la flèche A. Le liquide sortant de la périphérie du rotor 1 est projeté dans la chambre annulaire collectrice 18 avec une surpression et des composantes respectives de vitesse radiale et de vitesse de rotation dans la direction de rotation du rotor 1. Le flux de liquide s'engage ensuite entre les aubages fixes 26 ou 28 qui présentent une forte inclinaison par rapport à la direction axiale de l'axe de rotor 4a. En effet, l'angle a entre la direction circonférentielle et la ligne moyenne de l'aubage est de l'ordre de 30° ou moins et la composante de rotation du flux est conservée par les aubages 26, 28 et est décélérée progressivement pour être transformée en pression dans la chambre de refoulement en spirale 30.
  • En progressant dans la spirale de la chambre de refoulement 30, depuis la petite section de hauteur h1, jusqu'à la grande section de hauteur h2, le flux de liquide décéléré arrive sur le passage de refoulement 17a où il change de direction à 90°, de façon progressive et à faible vitesse, c'est-à-dire avec un minimum de pertes de charge et ressort selon la direction de refoulement de la flèche R dans la conduite de refoulement 17. On remarquera que la partie des aubages 28 qui est aplatie en 28c tend à refouler le flux rotatif du liquide vers le fond 32 de la chambre de refoulement, situé à distance du passage annulaire 25, en particulier à proximité du passage de refoulement 17a. Cette disposition légèrement aplatie des aubages 28 permet d'obtenir un meilleur mélange des filets de fluide en rotation et de ceux se déplaçant lentement vers l'orifice de refoulement 17a. Une telle disposition des aubages 28 est donc propre à améliorer le rendement de la transformation en pression de la composante de vitesse rotative. Les aubages 26 ou 28 peuvent présenter un angle d'inclinaison a qui varie le long de l'aubage afin de changer l'orientation de la composante de vitesse de rotation VR. On a représenté sur la figure 5, un angle d'inclinaison α1 à l'entrée 28a de l'aubage 28 qui est supérieur à l'angle d'inclinaison α2 à la sortie sur l'arête 28b, mais il est évident que l'on peut réaliser l'inverse, en fonction des vitesses tangentielles VR en sortie de rotor et de la section de la chambre annulaire collectrice 18.
  • Les angles d'inclinaison d'aubages α (aubages symétriques), α1, α2 (aubages à courbure progressive) peuvent être choisis en fonction des rendements observés pour la pompe dans ses conditions de fonctionnement les plus courantes. Il est ainsi concevable de disposer de pompes standard selon l'invention et dans lesquelles seule la couronne 29 et ses aubages 26 ou 28, est changée en fonction des conditions d'exploitation particulière de la pompe.
  • Les dispositions selon l'invention permettent ainsi de disposer d'une gamme de pompes standards dont le rendement est optimisé pour chaque condition d'exploitation.
  • Le mode de réalisation représenté à la figure 2 utilise les aubages 26 standards susceptibles de s'adapter à des conditions d'exploitation variées et, comme on l'a déjà indiqué, les raccords d'aspiration 16c et de sortie 17c alignés et orientés en sens inverse permettent d'insérer la pompe directement sur une ligne de conduite de propulsion de fluide.

Claims (6)

1.- Pompe comprenant dans un alésage de corps de pompe annulaire cylindrique fermé par une plaque latérale: un rotor à aubages centrifuges, un manchon d'aspiration axiale relié à ce rotor, et une sortie de refoulement axial à travers la plaque latérale, caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre annulaire collectrice (18) ménagée dans le corps de pompe en face de la sortie radiale du rotor (1) et qui présente, en section transversale, une largeur et une profondeur (h) significatives, comprises de préférence entre 1/10 et 1/20 du diamètre extérieur du rotor, en ce que, entre la chambre annulaire collectrice (18) et le manchon d'aspiration (20) du rotor (1), est interposée une cloison annulaire (24) qui est munie à sa périphérie d'un passage annulaire (25) débouchant sur la face latérale de ladite chambre annulaire qui est située du côté de la plaque latérale (15) et en ce que ce passage annulaire (25) est muni d'aubages fixes (26, 28) dont la ligne générale est disposée inclinée (angle alpha) par rapport à la ligne circonférentielle du passage annulaire (25), ladite cloison annulaire (24) délimitant avec la plaque latérale (15) une chambre de refoulement (30) reliée, d'une part, à ladite sortie de refoulement axial (17a) et, d'autre part, à la chambre annulaire collectrice (18) via ledit passage annulaire (25).
2.- Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre de refoulement (30) présente une forme générale d'anneau interrompu s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe (27) du rotor de pompe (1)et qui est relié axialement par un passage transversal (17a) ménagé à travers la plaque latérale (15), à une conduite de refoulement (17) à départ axial.
3.- Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que la chambre de refoulement (30) présente, dans le plan transversal à l'axe (4a) du rotor (1), la forme générale d'une spirale dont la section transversale est d'épaisseur (e) constante et de hauteur (h1, h2) croissante dans la direction de rotation de la sortie des aubages (26, 28), depuis une extrémité de petite section proche dudit passage transversal (17a) jusqu'à une extrémité de grande section débouchant sur ledit passage transversal.
4.- Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite extrémité de la spirale de petite section est séparée dudit passage transversal (17a) par une languette (33) solidaire du corps central de cloison (24) et qui part de ce corps central de cloison vers la paroi de l'alésage (11) du corps de pompe (2).
5.- Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite languette (33) présente une forme générale d'arc venant sensiblement tangenter la périphérie circulaire du passage axial de refoulement (17a) ménagé à travers la plaque latérale.
6.- Pompe selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que les aubages fixes (28) du passage annulaire (25) présentent, du côté de la chambre annulaire collectrice (18), une arête d'entrée (28a) sensiblement radiale et s'aplatissant progressivement (en 28c) pour aboutir, sur la chambre de refoulement (30), à une arête de sortie (28b) inclinée par rapport à la direction radiale.
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