EP1529961A1 - Motor pump unit with axially shiftable rotor - Google Patents
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- EP1529961A1 EP1529961A1 EP04292394A EP04292394A EP1529961A1 EP 1529961 A1 EP1529961 A1 EP 1529961A1 EP 04292394 A EP04292394 A EP 04292394A EP 04292394 A EP04292394 A EP 04292394A EP 1529961 A1 EP1529961 A1 EP 1529961A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/0027—Varying behaviour or the very pump
- F04D15/0033—By-passing by increasing clearance between impeller and its casing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/042—Axially shiftable rotors
Definitions
- the present invention relates to motor pump units to vertical shaft, used in particular in lifting pumps.
- a pump unit comprises a motor and a pump.
- the motor consists of a rotor surrounded by a stator and secured to a tree.
- the tree is vertical for the lifting of effluents.
- the group also includes a pump having a hydraulic wheel secured to the shaft.
- holes of degassing located at the top of the pump body allow the evacuation of the air during the first commissioning or if an arrival accidental air occurs (by a vortex, a strongly aerated water or a stopping of the pump by detection of the defusing).
- the air evacuation holes are durably water efficient clean but, in the case of effluents loaded with fatty or soapy products, they close up quickly.
- the invention relates to a vertical shaft pump unit which, while continuing to allow free passage for the effluents loaded with normal operation, boots automatically without even requiring degassing vents.
- the subject of the invention is therefore a motor pump unit defined at claim 1.
- the axis In normal operation, the axis is in the up position and releases well the suction eye ensures that even large effluents and bulky items can pass without difficulty and be repressed by the pump. But when the pump is defused and despite the pressure created by the air trapped in the volute of the pump, the water wheel is set low position so close to the suction eye that it is in the fluid and no longer in the trapped air. The pump starts.
- the means for moving the shaft parallel to its axis between the high position and the low position may be purely mechanical and include for example a disc integral with the shaft and perpendicular to it and a fork with two branches taking the disc between them. Maneuvering the fork manually or by a mechanical lifting device, it is desired to move the shaft up or down position.
- Means for moving the shaft parallel to its axis between the high position and the low position can also be magnetic. They may include an annular magnet fixed around the tree and an electromagnetic coil facing the magnet.
- the arrangement electromagnetic may be such that the face of the magnet facing the coil has a polarity opposite to that of the face of the coil for example by being of north polarity while the facing side of the coil is of south polarity when excited by current.
- the reel is above the magnet. In the high position, the coil is excited so that the magnet is pushed back by it to get the high position. To move to the position low, simply stop the excitation of the coil by current electric, the magnet attached to the shaft and the entire crew consisting of the rotor and the wheel returning under the effect of gravity in the low position.
- a pressure or flow sensor is mounted in the discharge pipe of the pump and gives, when a threshold pressure or flow rate is exceeded, a high position signal of the shaft, which consequently controls the moving means for put the tree in high position. It is also possible to provide an analyzer of motor phi cosine giving, when a cosine threshold phi is exceeded, a high position signal of the shaft.
- Figure 1 is a schematic view of an embodiment of a pump unit according to the invention.
- Figure 2 is a similar view of a variant.
- a device 12 for analyzing the cosine phi of the motor is connected to the stator 10.
- an electromagnetic coil 13 whose upper face is a south pole.
- Above the coil 13, is wedged on the shaft 5, a permanent magnet 14, the lower face facing the coil 13 is the north face.
- An electrical control line connects the analysis device 12 to the coil 13.
- a pressure sensor 18 which is connected by a line 19 of control shown in phantom, at the coil 13.
- the sensor 18 detects that a pressure higher than a given value is reached, it makes so by the line 19 that the coil 13 is excited, which allows to pass in high position.
- the means to move from the low position to the high position are constituted by a disc 20 wedged on the shaft 5 and caught between the two branches 21 of a fork so that by pushing the fork by its handle 22 up or down, up or down the tree 5 and the crew in solidarity.
Abstract
Description
[001] La présente invention est relative aux groupes motopompes à arbre vertical, utilisés notamment dans les pompes de relevage.[001] The present invention relates to motor pump units to vertical shaft, used in particular in lifting pumps.
[002] Un groupe motopompe comprend un moteur et une pompe. Le moteur est constitué d'un rotor entouré d'un stator et solidaire d'un arbre. L'arbre est vertical pour le relevage d'effluents. Le groupe comprend aussi une pompe ayant une roue hydraulique solidaire de l'arbre. [002] A pump unit comprises a motor and a pump. The motor consists of a rotor surrounded by a stator and secured to a tree. The tree is vertical for the lifting of effluents. The group also includes a pump having a hydraulic wheel secured to the shaft.
[003] Les pompes submersibles de relevage d'effluents présentent des difficultés d'amorçage lorsqu'une grande quantité de l'air se trouve piégée dans la volute.[003] Submersible effluent lift pumps have priming difficulties when a large amount of air is trapped in the volute.
[004] La technologie de la roue (vortex, semi-vortex, sabot ou mono-canale) et sa position dans la volute sont déterminées pour obtenir les caractéristiques hydrauliques souhaitées et laisser un libre passage pour les effluents chargés. De ce fait, la roue se trouve, nécessairement en retrait de l'oeillard d'aspiration. [004] The technology of the wheel (vortex, semi-vortex, shoe or mono-channel) and its position in the volute are determined to obtain the desired hydraulic characteristics and leave a free passage for the charged effluents. As a result, the wheel is necessarily set back from the suction eye.
[005] Afin d'assurer une bonne mise en eau de la volute, des trous de dégazage situés à la partie supérieure du corps de pompe permettent l'évacuation de l'air lors de la première mise en service ou si une arrivée fortuite d'air se produit (par un vortex, une eau fortement aérée ou un arrêt de la pompe par détection du désamorçage).[005] In order to ensure a good impoundment of the volute, holes of degassing located at the top of the pump body allow the evacuation of the air during the first commissioning or if an arrival accidental air occurs (by a vortex, a strongly aerated water or a stopping of the pump by detection of the defusing).
[006] Les trous d'évacuation d'air sont durablement efficaces en eau propre mais, dans le cas d'effluents chargés en produits gras ou savonneux, ils se bouchent rapidement.[006] The air evacuation holes are durably water efficient clean but, in the case of effluents loaded with fatty or soapy products, they close up quickly.
[007] En cas de désamorçage et de bouchage des évents, la pompe est incapable de se réamorcer seule, d'autant plus qu'elle ne peut réussir à fournir une pression suffisante pour soulever le clapet de refoulement et la colonne d'eau afin d'évacuer l'air par la tuyauterie de refoulement.[007] In the event of defusing and clogging of the vents, the pump is unable to reboot alone, especially since it can not succeed provide enough pressure to lift the discharge valve and the water column to evacuate the air through the discharge pipe.
[008] L'invention vise un groupe motopompe à arbre vertical qui, tout en continuant à laisser libre passage pour les effluents chargés en fonctionnement normal, s'amorce automatiquement sans même nécessiter d'évents de dégazage.[008] The invention relates to a vertical shaft pump unit which, while continuing to allow free passage for the effluents loaded with normal operation, boots automatically without even requiring degassing vents.
[009] L'invention a donc pour objet un groupe motopompe défini à la revendication 1.[009] The subject of the invention is therefore a motor pump unit defined at claim 1.
[010] En fonctionnement normal, l'axe est en position haute et dégage bien l'oeillard d'aspiration en sorte que des effluents même volumineux et encombrants peuvent passer sans difficulté et être refoulés par la pompe. Mais lorsque la pompe est désamorcée et malgré la contre pression créée par l'air emprisonné dans la volute de la pompe, la roue hydraulique est mise en position basse si près de l'oeillard d'aspiration qu'elle se trouve dans le liquide et non plus dans l'air emprisonné. La pompe s'amorce.[010] In normal operation, the axis is in the up position and releases well the suction eye ensures that even large effluents and bulky items can pass without difficulty and be repressed by the pump. But when the pump is defused and despite the pressure created by the air trapped in the volute of the pump, the water wheel is set low position so close to the suction eye that it is in the fluid and no longer in the trapped air. The pump starts.
[011] Les moyens de déplacement de l'arbre parallèle à son axe entre la position haute et la position basse peuvent être purement mécaniques et comprendre par exemple un disque solidaire de l'arbre et perpendiculaire à celui-ci et une fourchette à deux branches prenant le disque entre elles. En manoeuvrant la fourchette manuellement ou par un dispositif mécanique de soulèvement, on fait passer à volonté l'arbre en position haute ou en position basse. [011] The means for moving the shaft parallel to its axis between the high position and the low position may be purely mechanical and include for example a disc integral with the shaft and perpendicular to it and a fork with two branches taking the disc between them. Maneuvering the fork manually or by a mechanical lifting device, it is desired to move the shaft up or down position.
[012] Les moyens de déplacement de l'arbre parallèlement à son axe entre la position haute et la position basse peuvent aussi être magnétiques. Ils peuvent comprendre notamment un aimant annulaire fixé autour de l'arbre et une bobine électromagnétique en regard de l'aimant. L'agencement électromagnétique peut être tel que la face de l'aimant tournée vers la bobine a une polarité contraire à celle de la face de la bobine par exemple en étant de polarité nord alors que la face de la bobine en regard est de polarité sud lorsqu'elle est excitée par du courant. La bobine se trouve au-dessus de l'aimant. En position haute, on excite la bobine de sorte que l'aimant est repoussé par elle pour obtenir la position haute. Pour passer à la position basse, il suffit de faire cesser l'excitation de la bobine par du courant électrique, l'aimant solidaire de l'arbre et de tout l'équipage constitué du rotor et de la roue revenant sous l'effet de la gravité en la position basse. On prévoit habituellement une butée de limitation du mouvement vers le bas avec un dispositif d'amortissement. Mais on peut aussi adopter un agencement dans lequel les faces en regard de l'aimant et de la bobine sont de même polarité et se repoussent lorsque la bobine est excitée, en sorte que la position basse est obtenue lorsque du courant passe par la bobine, tandis que la position haute est rétablie par un ressort de rappel ramenant l'équipage en position haute. On peut aussi bien entendu mettre l'aimant au-dessus de la bobine et obtenir à nouveau les deux mouvements ascendant et descendant l'un par les forces magnétiques, l'autre par la gravité ou par un ressort.[012] Means for moving the shaft parallel to its axis between the high position and the low position can also be magnetic. They may include an annular magnet fixed around the tree and an electromagnetic coil facing the magnet. The arrangement electromagnetic may be such that the face of the magnet facing the coil has a polarity opposite to that of the face of the coil for example by being of north polarity while the facing side of the coil is of south polarity when excited by current. The reel is above the magnet. In the high position, the coil is excited so that the magnet is pushed back by it to get the high position. To move to the position low, simply stop the excitation of the coil by current electric, the magnet attached to the shaft and the entire crew consisting of the rotor and the wheel returning under the effect of gravity in the low position. We usually provides a limit stop of movement down with a damping device. But we can also adopt an arrangement in which the facing faces of the magnet and the coil are likewise polarity and repel when the coil is excited, so that the low position is obtained when current flows through the coil, while the high position is restored by a return spring bringing the crew back high position. We can of course also put the magnet on top of the reel and get the two movements up and down again one by magnetic forces, the other by gravity or by a spring.
[013] Suivant un mode de réalisation donnant un fonctionnement automatique du groupe motopompe, un détecteur de pression ou de débit est monté dans la tubulure de refoulement de la pompe et donne, lorsqu'un seuil de pression ou de débit est dépassé, un signal de mise en position haute de l'arbre, qui commande en conséquence les moyens de déplacement pour mettre l'arbre en position haute. On peut aussi prévoir un analyseur du cosinus phi du moteur donnant, lorsqu'un seuil de cosinus phi est dépassé, un signal de mise en position haute de l'arbre.[013] According to an embodiment giving an operation automatic pump motor, a pressure or flow sensor is mounted in the discharge pipe of the pump and gives, when a threshold pressure or flow rate is exceeded, a high position signal of the shaft, which consequently controls the moving means for put the tree in high position. It is also possible to provide an analyzer of motor phi cosine giving, when a cosine threshold phi is exceeded, a high position signal of the shaft.
[014] Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple : [014] In the accompanying drawings, given solely by way of example:
[015] la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un groupe motopompe suivant l'invention, et [015] Figure 1 is a schematic view of an embodiment of a pump unit according to the invention, and
[016] la figure 2 est une vue analogue d'une variante. [016] Figure 2 is a similar view of a variant.
[017] Au fond d'une fosse F emplie d'effluents E, est supportée par un
piètement 1 la volute 2, ayant un oeillard 3 d'aspiration, d'une pompe dont la
roue 4 hydraulique est solidaire d'un arbre 5. L'arbre 5 traverse le sommet 6
de la volute par l'intermédiaire d'une garniture 7 d'étanchéité pour aller dans la
carcasse 8 d'un moteur électrique comprenant, solidaire en rotation de l'arbre
5, un rotor 9 de plus grande longueur que le stator 10 fixe qui l'entoure. La
longueur plus grande du rotor 9 correspond à la distance verticale dont on
fera monter ou descendre la roue 4 pour l'amener d'une position haute
représentée en trait plein à une position basse représentée en tiret et très
proche de l'oeillard 3. Le rotor 9 reste ainsi toujours entouré du stator 10. Le
stator est alimenté en énergie électrique par une ligne 11 reliée au réseau R. [017] At the bottom of a pit F filled with effluents E, is supported by a base 1 the
[018] Un dispositif 12 d'analyse du cosinus phi du moteur est relié au
stator 10. Autour de l'arbre 5, est placée une bobine 13 électromagnétique
dont la face supérieure est un pôle sud. Au dessus de la bobine 13, est calé
sur l'arbre 5, un aimant 14 permanent, dont la face la plus basse tournée vers
la bobine 13 est la face nord. Une ligne 15 électrique de commande relie le
dispositif 12 d'analyse à la bobine 13. [018] A
[019] Lorsque la fosse F est pleine d'effluents E et que par un dispositif
de commande habituel, on demande à la pompe d'entrer en fonctionnement
pour refouler les effluents hors de la fosse F, la roue 4 hydraulique se trouve
sous l'effet de la gravité en la position basse où elle est proche de l'oeillard 3
de refoulement. La pompe s'amorce donc sans difficulté. Au bout de très peu
de temps, dès que la pompe s'est amorcée et que le volume d'air emprisonné
dans la volute a été refoulé, par la tubulure 16 de refoulement munie du clapet
17 anti-retour, le dispositif 12 d'analyse du cosinus phi détecte que le cosinus
phi a dépassé une valeur donnée indiquant que la pompe est amorcée, il
donne l'ordre par la ligne 15 que la bobine 13 soit excitée. La bobine 13
repousse l'aimant 14 qui s'élève en entraínant avec lui l'arbre 5 et tout
l'équipage, à savoir le rotor 9 et la roue 4 qui prend une position haute dans
laquelle même des effluents encombrants peuvent passer entre la roue 4 et la
volute 2. [019] When the tank F is full of effluents E and that by a usual control device, the pump is required to come into operation to pump the effluents out of the pit F, the
[020] Suivant une variante, il est prévu dans le haut de la volute 2 en
position haute, un capteur 18 de pression, qui est relié par une ligne 19 de
commande représentée en traits mixtes, à la bobine 13. Lorsque le capteur
18 détecte qu'une pression supérieure à une valeur donnée est atteinte, il fait
en sorte par la ligne 19 que la bobine 13 soit excitée, ce qui permet de passer
en position haute.[020] According to a variant, it is provided in the top of the
[021] Dans le mode de réalisation de la figure 2, dans lequel on utilise
les mêmes numéros de référence qu'à la figure 1 pour les éléments qui sont
communs, les moyens pour passer de la position basse à la position haute,
sont constitués par un disque 20 calé sur l'arbre 5 et pris entre les deux
branches 21 d'une fourchette en sorte qu'en poussant la fourchette par son
manche 22 vers le haut ou vers le bas, on fait monter ou descendre l'arbre 5
et l'équipage qui en est solidaire.[021] In the embodiment of Figure 2, in which one uses
the same reference numbers as in Figure 1 for items that are
common means, the means to move from the low position to the high position,
are constituted by a
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0312923 | 2003-11-04 | ||
FR0312923A FR2861815A1 (en) | 2003-11-04 | 2003-11-04 | Motor pump unit for lift pump, has coil and magnet to move shaft between upper and lower positions, and detector to provide signal if delivery pipe pressure exceeds threshold value to control coil and magnet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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EP1529961A1 true EP1529961A1 (en) | 2005-05-11 |
Family
ID=34429879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP04292394A Withdrawn EP1529961A1 (en) | 2003-11-04 | 2004-10-08 | Motor pump unit with axially shiftable rotor |
Country Status (2)
Country | Link |
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EP (1) | EP1529961A1 (en) |
FR (1) | FR2861815A1 (en) |
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- 2003-11-04 FR FR0312923A patent/FR2861815A1/en not_active Withdrawn
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FR2861815A1 (en) | 2005-05-06 |
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