EP2961992A1 - Pompe à flux axial avec section de sortie non circulaire - Google Patents

Pompe à flux axial avec section de sortie non circulaire

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EP2961992A1
EP2961992A1 EP14706309.3A EP14706309A EP2961992A1 EP 2961992 A1 EP2961992 A1 EP 2961992A1 EP 14706309 A EP14706309 A EP 14706309A EP 2961992 A1 EP2961992 A1 EP 2961992A1
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EP
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section
pump
housing
shaft
pump shaft
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    • A63B2071/025—Supports, e.g. poles on rollers or wheels

Definitions

  • the present invention relates to the field of hydraulic pumps, and in particular to that of water pumps.
  • the invention applies preferentially, but not exclusively to the practice of aquatic activities requiring the creation of a current.
  • the invention can be applied to an aquatic activity zone where the water is projected by one or more pumps on a surface of evolution, so that a person lying on this surface can slide on the water that is projected there, for example using a board, a buoy or the like.
  • the surface of evolution can take any form, preferably by defining a slope, possibly progressive.
  • the surface of evolution can be horizontal, with in this case the preferential implementation of a rudder which the person moving on the surface can hold.
  • the invention is intended to recreate fully artificial aquatic conditions, or semi-artificial by placing in a natural water capacity, such as a lake, a pond, a river, an inlets, etc.
  • a natural water capacity such as a lake, a pond, a river, an inlets, etc.
  • Another example application for the pump according to the invention is that of the formation of a jet in the open air, for example for a fountain.
  • the invention applies to any hydraulic pump for lifting or transporting water.
  • the passage from the circular section to the flattened section takes place at an outlet section of the housing, centered on the liquid outlet axis.
  • it is even generally an adaptive section adapter that is attached to a circular outlet of the pump.
  • this shape transition In order to be able to benefit from a powerful laminar jet at the pump outlet, this shape transition must be progressive. In addition, once the shape of the exit section obtained within the circulation channel, this section must be kept over a large casing length before the outlet port. This generates a large footprint in the direction of the liquid outlet axis, so that the design of such pumps remains to be optimized.
  • the object of the invention is therefore to remedy at least partially the disadvantages mentioned above, relating to the embodiments of the prior art.
  • the subject of the invention is a hydraulic pump comprising a pump shaft and a housing defining a liquid circulation channel. having an exit orifice of flattened section and being oriented so that the liquid escapes along a liquid outlet axis inclined relative to a longitudinal axis of the pump shaft passing through said housing, the latter comprising a first section whose inner surface is of circular section centered on said longitudinal axis and surrounding a pump impeller carried by the pump shaft.
  • said first section has a downstream end from which the section of the inner surface of the casing flattens.
  • the invention therefore has the particularity of initiating the flattening of the section very upstream in the circulation channel, at the portion of the housing which surrounds the pump shaft. This advantageously results in a substantial reduction in the size of the pump in the direction of the liquid outlet axis, while allowing the formation of a powerful laminar jet at the pump outlet.
  • the flattened section of the outlet orifice may have any shape having a large dimension and a small dimension, the ratio between the two may for example be of the order of 2 to 15. It is preferentially, but not exclusively of a generally rectangular or elliptical shape. For the general rectangular shape, it may have rounded corners and / or one or more curved sides, inward or outward.
  • the purpose of this flattened section is to deliver at the pump outlet a "stretched" laminar jet, which is for example perfectly adapted to be dispensed on a surface of evolution of a zone of aquatic activity.
  • the housing comprises a second section arranged in the continuity of the first section, the second section having an inner surface of evolutive section flattening and being entirely arranged around the pump shaft, and preferably being centered over its entire length on the longitudinal axis. In other words, this second section does not pass through the pump shaft.
  • the section of the inner surface of the downstream end of the second section is identical to that of the outlet port of the pump.
  • the section of the housing preferably has an identical shape, that is to say invariable.
  • the section of the inner surface of the downstream end of the second section could be of homothetic shape with respect to that of the outlet port of the pump, being larger or smaller.
  • the section of the inner surface of the downstream end of the second section could be different from that of the outlet orifice of the pump, with in this case a section of the casing whose shape would continue to evolve downstream of the second section, to reach the desired flattened section. This evolution of shape could then continue at the downstream elements of the housing, such as a bend and / or an outlet section.
  • the housing preferably comprises a bend arranged in the continuity of the second section, and an outlet section arranged in the continuity of the bend.
  • said elbow and the outlet section preferably have an inner surface of the same section, corresponding to that of the inner surface of the downstream end of the second section.
  • the section of the latter does not evolve, which allows to benefit from an important channel length causing the liquid to be in very good conditions to deliver a laminar jet stretched without actually affecting the overall size of the pump in the direction of the liquid outlet axis.
  • the pump shaft passes through said housing at the elbow.
  • said flattened section of the outlet orifice takes a generally rectangular or elliptical shape.
  • the pump comprises a system for supporting the pump shaft placed in said circulation channel, the system comprising a support structure integral with the casing and a bearing for rotating the pump shaft carried by the support structure.
  • the system has a casing opening from which a pump shaft passage duct extends into said pump channel. flow to the shaft support system, the pump shaft freely extending through said conduit.
  • the passage duct takes the form of a well traversed with clearance by the pump shaft, which is only guided in rotation at its portion located in the continuity of the bottom of this well, by the bearing of support system.
  • the pump shaft has, compared to the prior art, an improved angular deflection / deflection capacity to cope with any misalignment with the motor axis, without introducing excessive mechanical stress in the pump. This ensures easy coupling with the rotating part of the motor, resulting in a saving of time.
  • the parts thereof do not need to be oversized, resulting in a significant weight gain.
  • the invention is tolerant of possible limited amplitude misalignments between the pump shaft and the motor, manufacturing tolerances may be higher, resulting in lower manufacturing costs.
  • the displacement / bending capacity described above is obtained even with a motor coupling to the pump shaft closest to the housing.
  • the overall size of the pump, in the direction of the longitudinal axis of the pump shaft, can thus be particularly low.
  • the pump being less mechanically stressed, maintenance operations to change the most stressed parts are greatly reduced compared to pumps in the prior art.
  • the second bearing previously placed at the housing level does not have to be changed regularly since it has been removed, as well as the noise nuisance resulting from its premature wear are no longer encountered.
  • This configuration thus provides an extremely satisfactory compromise between ease and speed of assembly, robustness and wear resistance, low manufacturing and maintenance costs, and limited axial space.
  • the pump according to the invention is devoid of means for guiding the shaft between the same shaft and the passage duct, all along of the last. Therefore, no bearing means or the like is interposed between them, and to facilitate the movement / bending of the shaft authorized by the presence of the radial clearance.
  • the passage conduit surrounding the shaft from the opening of the housing it allows to prohibit or limit the amount of liquid escaping from the circulation channel at the level where the shaft passes through the housing.
  • a seal between the casing opening and the passage duct, and / or between the same duct and the support system Preferably, a leakage rate could be encountered at one and / or the other of these two junctions, even if such a flow rate is preferably not desired.
  • the pump shaft is guided in rotation only by said guide bearing located in the circulation channel.
  • the connecting end can be inserted directly into the rotor of the motor, or be coupled in rotation to a motor shaft.
  • the guide bearing has a permeability to the liquid allowing the introduction of a flow of liquid inside an annular space between the duct passage and the pump shaft.
  • it is preferentially retained a lubricated bearing. Therefore, by passing through the bearing, the liquid performs the function of cooling and / or lubrication, then possibly cooling the shaft along the annular space.
  • said guide bearing is arranged near a pump impeller carried by the shaft, this impeller taking a conventional propeller or impeller shape, also called a bladed wheel, or the shape of any element. similar.
  • the pump shaft has a connecting end coupled in rotation to a rotating part of a pump motor preferably intended to be emerged, the rotating part of the pump motor preferably being coaxial with the pump shaft.
  • said casing is made in two half-parts, preferably enclosing between them a tube forming said shaft passage conduit.
  • sealing means of the seal type or the like may be interposed between the opening of the housing and the tube.
  • the duct can be made in one piece with one and / or the other of the housing half-parts.
  • the invention also relates to an aquatic activity zone designed to implement a stream of water using at least one such pump.
  • the aquatic activity zone comprises an evolution surface which preferably defines a slope, a water capacity, as well as at least one such pump according to the invention, and preferably several of these pumps arranged side by side. side by side, each pump being fed by said water capacity and oriented so as to project water on said surface.
  • This zone thus allows the practice of an activity known as "gliding" on the water projected onto the surface of evolution.
  • the fact of providing several pumps arranged next to each other makes it possible to have a jet power consequent while allowing easy implementation of the area.
  • the individual pumps provided in number are more easily transportable and manipulable than a single pump with large flow.
  • their implementation in the water capacity is easier, especially in the sense that these pumps can have a limited overall footprint in the vertical direction, when their pump shafts are oriented in the same direction.
  • the pumps can be spaced apart from each other depending on the desired sliding width and the desired jet power.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an aquatic activity area, according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 represents a view from above of the aquatic activity zone of FIG. 1;
  • FIG. 3 represents a perspective view of one of the pumps implemented in the aquatic activity zone represented in the preceding figures
  • FIG. 4 also shows a perspective view of one of the pumps, with some hoods removed for better visibility of the constituent elements of the pump;
  • FIG. 5 is a schematic view of the impounding operation of one of the pumps of the aquatic activity area
  • FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI of Figure 5;
  • FIG. 7 represents a perspective view of the pump shown in FIGS. 3 to 6, partially cut along a plane of symmetry of the liquid circulation channel;
  • FIG. 8 represents a sectional view of a portion of the pump shown in FIG. 7, this view being taken along the line VIII - VIII of FIG. 9;
  • Fig. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of Fig. 8.
  • FIG. 10 is a view similar to that of FIG. 7, in which the different sections of the liquid circulation channel have been identified;
  • FIG. 11 is a front view of the pump shown in FIG. 10;
  • FIG. 12a is the sectional view taken along any of lines A-A and A '-A' of FIG. 10;
  • FIG. 12b is a sectional view taken along line B-B of FIG.
  • FIG. 12c is the sectional view taken along any of the lines C-C, C'-C and C "-C" of FIG. 10.
  • zone 1 is intended to recreate artificial conditions for practicing sports or leisure activities such as “surfing”, “bodyboarding” or “wakeboarding”, or any other similar activity in the field of skiing.
  • the activity zone comprises a water capacity 2, which is here selected in an artificial basin 4.
  • a water capacity 2 which is here selected in an artificial basin 4.
  • it is an entirely artificial zone 1, which can be dismantled and reassembled on site, including the basin 4.
  • the artificial basin 4 could alternatively be a fixed artificial basin, non-transportable, without departing from the scope of the invention.
  • Zone 1 further comprises an evolution surface 6, arranged above the basin 4.
  • this evolution surface 6 can be arranged at least partly in the basin 4, preferably in the upper part of the basin 4. this.
  • the surface 6 defines a slope, possibly progressive.
  • This slope is preferably made from an inflatable structure applying the desired slope, and on which is stretched a fabric to have a smooth surface on which the water can easily flow.
  • the fabric is secured to the inflatable structure, and designed so that it stretches during the inflation of this structure.
  • the zone 1 comprises a plurality of pumps particular to the present invention, these pumps 10 being arranged side by side in the direction of the width of the slope 6.
  • Each pump has a portion immersed in the water capacity 2 and is arranged facing a low point of the evolution surface 6.
  • the pump has an outlet orifice 12 oriented so that the liquid escapes along an axis 14 of liquid outlet parallel to the lower end of the evolution surface 6.
  • each hydraulic pump 10 thus sends a laminar jet on the evolution surface 6, the water flowing upwards on the slope to a downstream end thereof at which there is a water receiving well 16, for rerouting it to the basin 4. Therefore, the water circuit of the activity zone 1 is a closed circuit.
  • the activity zone 1 comprises a multitude of security elements 20 surrounding the surface of evolution 6 and avoiding a person evolving on it from accidentally extracting it.
  • security elements 20 are preferably inflatable damping elements, or similar elements of the foam type. Similar elements may be provided in front of the emergent part of each pump 10, so as to prevent the person moving on the surface 6 from accidentally impacting the same pump part.
  • the arrangement of the various pumps can be adapted to the needs encountered, in particular as regards their spacing, their inclination, their in the basin, or their jet orientation to create parallel and / or divergent and or convergent jets. These parameters can be set at the time of assembly, or be scalable during operation.
  • the outlet orifice 14 has a flattened section, for delivering a stream of drawn water.
  • flattened section it is here preferably included a section of generally rectangular or elliptical shape, of large axis parallel to the generatrix of the surface of evolution 6.
  • This outlet is thus oriented along the axis 14, which is inclined relative to the longitudinal axis 22 of a pump shaft (not referenced in Figure 1), the latter being preferably vertical.
  • the inclination between the axes 14 and 22 is of the order of 90 °, but more generally between 60 and 120 °, even if other values can be adopted according to the needs encountered, without departing from the scope of the present invention.
  • each pump 10 in the basin 4 has gripping means 26 in the form of a loop which can be retracted within the pump outside the phases of displacement thereof.
  • the pump is equipped with wheels 28 arranged at the front and rear of this pump in the direction of the axis 22, at a bottom of the pump. Therefore, the pump can be moved on a horizontal surface 30 leading to the basin 4, rolling on the same surface 30 by pushing or pulling applied from the gripping hoop 26. The pump can thus be moved by rolling with the axis 22 parallel to the support surface 30, to an end of the basin 4 at which there is provided pump support means 32 integral with the surface 30.
  • These means comprise two yokes 34 each carrying a guide roller 36 from to lodge in complementary rails 38 provided on the bottom of the pump. Therefore, when one of the front wheels enters between the two clevises as shown in the left representation of Figure 5, it allows to center the pump so as to match the rollers 36 with the rails 38. These elements 36, 38 can therefore begin their cooperation before the pivoting of the pump to tilt it to 90 °, to obtain the final position in which the longitudinal axis of the pump shaft 22 is parallel to the vertical direction. This pivoting operation is performed while lowering the pump in the basin 4, by moving the rollers 36 along the rails 38.
  • each pump 10 preferably each have the same design.
  • each pump is intended to have a high flow rate, for example of the order of 100 to 600 m 3 / h.
  • the pump 10 has a platform 40 supporting a motor 42 and below which there is a circulation channel 44 delimited by a casing 46.
  • the portion intended to be emerged is that integrating the motor 42 located above the platform 40, while that the portion intended to be immersed comprising the liquid circulation channel 44 is located under this same platform 40.
  • the pump is intended to be covered with protective covers, both at the level of the immersed part and at the level of the emerged part. This is for example the cover 48 shown in Figure 7, surrounding the circulation channel 44 and its housing 46 which defines it.
  • the outlet orifice 12, of flattened section, is located at the downstream end of the circulation channel 44 taking a general shape of "L" returned.
  • the upstream end of this channel communicates with a water suction mouth 50, of flared shape.
  • This mouth 50 thus has a shape that flares outwardly, to a lower cover 48 for the penetration of water into the mouth.
  • the pump 10 comprises a pump shaft 52 which is thus oriented along the longitudinal axis 22, on which it is centered.
  • This shaft comprises a high end, said connecting end which is coupled in rotation to a rotating part 54 motor 42, and more specifically coupled to an output shaft 56 of this rotating part 54, also said motor shaft.
  • the coupling is done by means of appropriate mechanical means 58 which take for example the shape of an Oldham seal or a cardan joint.
  • These mechanical coupling means 58 are preferably located under the platform 40.
  • the pump shaft 52 and the drive shaft 56 are coaxial, even if a slight misalignment between these two shafts can be tolerated by the nature of the mechanical coupling means 58, and also because of the design retained for the passage of the shaft through the housing 46, as will be explained below.
  • the pump shaft 52 has a low end carrying a pump impeller 60 which takes the form of a simple propeller. This propeller is disposed in the upstream portion of the liquid circulation channel, near the mouth 50.
  • a support system 64 comprising a support structure 66 fixedly mounted on the housing 46.
  • This support structure 66 comprises a ferrule 68 to be plated or close to the inner surface of housing 46, ferrule from which radial arms 70 extend inwards to a bore 72 centered on axis 22.
  • support system 66 includes a rotational guide bearing 74 housed in the bore 72 which carries it.
  • This bearing 74 has an outer surface having circumferential grooves in which friction and sealing joints 76 are preferably arranged, in contact with the bore 72.
  • the bearing 74 is located near the lower end of the housing. the shaft 52 carrying the propeller 60.
  • this pump shaft 52 guides in rotation this pump shaft 52, thanks to an inner surface contacted by the same shaft.
  • it is a bearing allowing the passage of a flow of cooling water and / or lubrication, taking the form of a lubricated bearing, also called lubricated bearing pad, or ring "hydrolube” .
  • the pad 74 has an inner surface with very small axial grooves 80 through which water can flow along the shaft 52.
  • the upper end of the pad 74 is contact tightly, preferably via an O-ring 82, through a shaft passage 84 in the form of a circular section tube centered on the axis 22.
  • This tube 84 extends in the manner of a well in the circulation channel 44, from a casing opening 87 close to the mechanical connection means 58.
  • the tube 84 therefore extends vertically along the axis 22 from the opening 87 to which it is sealingly connected to the water-lubricated pad 74 with which it is also provided a tight connection.
  • One of the peculiarities lies in the fact that the shaft 52 passes freely through the tube 84, a radial clearance being provided so as to allow within this tube, the deflection and / or the bending of the pump shaft 52 of so as to be able to cope with a possible misalignment between this pump shaft 52 and the drive shaft 56.
  • the retained radial clearance and the length of the free shaft in the tube 84 from the support system 64 are such that they allow to absorb consequent misalignments, for example of the order of one or more millimeters.
  • the shaft 52 from its connecting end to its opposite end carrying the helix 60, is guided in rotation only by the hydrolublified pad 74.
  • the annular space 86 between the shaft 52 and the tube 84 is preferably left completely free, allowing the evacuation of a very low flow of cooling water and / or lubrication introduced from the grooves 80 of the hydrolubeated pad 74.
  • This flow rate is of course very negligible compared to the flow rate of the pump that exits through the outlet orifice 12.
  • This flow is preferably evacuated by gravity from the upper end of the tube sealingly surrounded by the casing opening 87.
  • the pump shaft 52 is not maintained in the axial direction by the system 64, so that it can be easily introduced / extracted during manufacture and maintenance operations.
  • the assembly consisting of the motor 42 and the shaft 52 can be easily extracted / introduced axially, without further assembly / disassembly operations, and by simply sliding the shaft 52 through the inner surface of the water-lubricated pad 74.
  • the pad 74 is preferably the only wearing part of the pump, which can be changed very easily from the mouth 50, simply removing the propeller 60 for access.
  • the housing 46 is made of two parts, each preferably formed in one piece. These two parts are preferably symmetrical in a median vertical plane of the circulation channel 44.
  • each half-shell which defines a portion of the channel 44 along the entire length thereof, is made of a non-metallic material, for example plastic or composite material. It is the same for the passage tube of the shaft 84, which could alternatively be integrated with these half-shells.
  • the ferrule 68 has radial protuberances 89 which are housed in cavities 91 provided on the inner surface of the housing. This cooperation between the excrescences 89 comparable to the plates, and the cavities 91, allows locking in rotation and in translation along the axis 22, between the casing 46 and the structure 66. In addition, this allows a precise angular indexing of the support structure 66 vis-à-vis the same housing 46.
  • the ring 74 is preferably made of brass, bronze or stainless steel.
  • the casing has its two half-shells 46a, 46b which are assembled to one another by bolts 93 connecting casing flanges 95 provided on these two half-shells. shells.
  • the circulation channel 44 is defined by a first housing section 100a of constant section. circular, centered on the axis 22. It is this section which surrounds the propeller 60 carried by the pump shaft 52. From a downstream end of this first section 100a, there is provided a second section 100b which is also centered on the axis 22. This second section 100b, located in the continuity downstream of the first section 100a, has the particularity of having an inner surface of evolutive section, the section flattening downwards.
  • Figure 12a shows the shape of the section of the inner surface 102a of the first section, this circular shape being invariable between the center of the section 100a and its downstream end.
  • FIG. 12b shows the inner surface 102b in the center of the second section 100b, this section having a flattened shape whose large dimension is greater than the diameter of the section shown in FIG. 12a, and whose small dimension in the direction of the height is less than this same diameter.
  • the section of the inner surface 102b of this housing portion progressively changes from a circular shape to a flattened rectangular shape as shown in FIG. 12c, corresponding to the downstream end of this second section.
  • a 90 ° bend 100c is in the downstream continuity of the second section 100b, and has a section which remains unchanged, and which takes the form shown in Figure 12c.
  • an output section 100d is in the continuity downstream of the bend 100c, and also has an inner surface of section identical to that of the bend and the downstream end of the second section. This section is then identical to that of the outlet orifice 12 located downstream of its output section 100d. It should therefore be understood that the inner surfaces 102c and 102d of the bend 100c and the outlet section 100d have a constant section of the same shape as that shown in FIG. 12c. With regard to this of this section of constant form, the only exception lies well heard at the portion of the elbow incorporating the opening 87, even if the general rectangular shape remains in the sections of the elbow passing through the same opening 87.
  • the pump 10 is capable of having a reduced bulk in the direction of the axis 14, while producing a powerful laminar jet escaping through the outlet orifice 12.
  • the area of the circular section of Figure 12a is substantially similar to the area of the rectangular outlet section of Figure 12c, the ratio between these areas can be between 0.9 and 1.1.
  • the ratio between the areas of the sections preferably evolves moreover in this range of values all along the circulation channel.

Abstract

L'invention concerne une pompe hydraulique (10) comprenant un arbre de pompe (52) et un carter (46) délimitant un canal de circulation de liquide (44) présentant un orifice de sortie (12) de section aplatie et étant orienté de manière à ce que le liquide s'en échappe selon un axe de sortie de liquide (14) incliné par rapport à un axe longitudinal (22) de l'arbre de pompe traversant le carter, celui-ci comprenant un premier tronçon (100a) dont la surface intérieure (102a) est de section circulaire centrée sur l'axe longitudinal (22) et entourant un impulseur de pompe (60) porté par l'arbre de pompe (52). Selon l'invention, le premier tronçon (100a) présente une extrémité aval à partir de laquelle la section de la surface intérieure du carter s'aplatit.

Description

POMPE À FLUX AXIAL AVEC SECTION DE SORTIE NON CIRCULAIRE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au domaine des pompes hydrauliques, et en particulier à celui des pompes à eau.
L'invention s'applique préférentiellement, mais non exclusivement à la pratique d'activités aquatiques nécessitant la création d'un courant. A titre d'exemple, l'invention peut être appliquée à une zone d'activité aquatique où l'eau est projetée par une ou plusieurs pompes sur une surface d'évolution, afin qu'une personne se situant sur cette surface puisse glisser sur l'eau qui y est projetée, par exemple à l'aide d'une planche, d'une bouée ou similaire. Dans un tel cas, il est créé des conditions artificielles particulières permettant la pratique d'activités sportives / de loisirs du type « surf », « bodyboard », « wakeboard », etc., ou encore du type « bodysurf » où la personne ne dispose pas de planche, mais glisse en étant en contact direct avec l'eau projetée. Dans ce cas de figure, la surface d'évolution peut prendre toute forme, de préférence en définissant une pente, éventuellement progressive. Alternativement, la surface d'évolution peut être horizontale, avec dans ce cas-là la mise en place préférentielle d'un palonnier auquel la personne évoluant sur la surface peut s'agripper.
D'autres applications analogues sont également possibles, comme la nage à contre-courant, le canoë, ou encore la création d'un courant destiné à pousser les baigneurs le long d'un chemin d'eau, à la manière d'une rivière. Dans ce dernier cas, les baigneurs peuvent ou non être équipés de moyens de flottaison ou d'aide à la flottaison telles que des planches, bouées, etc.
L'invention est destinée à recréer des conditions aquatiques entièrement artificielles, ou bien semi-artificielles en se plaçant dans une capacité d'eau naturelle, comme un lac, un étang, une rivière, un bras de mer, etc. Un autre exemple d'application pour la pompe selon l'invention est celui de la formation d'un jet à l'air libre, par exemple pour une fontaine.
Egalement, l'invention s'applique à toute pompe hydraulique destinée au relevage ou au transport d'eau. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
I l existe de nombreuses conceptions de pompes hydrauliques, dictées en fonction des besoins rencontrés. Certaines d'entre-elles présentent un canal de circulation de liquide comprenant un orifice de sortie orienté de manière à ce que le liquide s'en échappe selon un axe de sortie de liquide, incliné par rapport à un axe longitudinal de l'arbre de pompe. De plus, dans certains cas, il est nécessaire de prévoir que l'orifice de sortie présente une section aplatie, afin de bénéficier d'un jet « étiré » en sortie de pompe. Pour ce faire, le canal de circulation doit disposer d'une forme évolutive, puisqu'il requiert par ailleurs une portion circulaire au niveau de l'impulseur de pompe.
Habituellement, le passage de la section circulaire à la section aplatie s'effectue au niveau d'un tronçon de sortie du carter, centré sur l'axe de sortie du liquide. Concrètement, c'est même généralement un adaptateur de section évolutive qui est rapporté sur un orifice de sortie circulaire de la pompe.
Afin de pouvoir bénéficier d'un jet laminaire performant en sortie de pompe, cette transition de forme doit être progressive. De plus, une fois la forme de la section de sortie obtenue au sein du canal de circulation, cette section doit être conservée sur une longueur de carter importante avant l'orifice de sortie. Cela engendre un encombrement élevé selon la direction de l'axe de sortie de liquide, de sorte que la conception de telles pompes reste à optimiser.
EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
Pour ce faire, l'invention a pour objet une pompe hydraulique comprenant un arbre de pompe et un carter délimitant un canal de circulation de liquide présentant un orifice de sortie de section aplatie et étant orienté de manière à ce que le liquide s'en échappe selon un axe de sortie de liquide incliné par rapport à un axe longitudinal de l'arbre de pompe traversant ledit carter, celui-ci comprenant un premier tronçon dont la surface intérieure est de section circulaire centrée sur ledit axe longitudinal et entourant un impulseur de pompe porté par l'arbre de pompe.
Selon l'invention, ledit premier tronçon présente une extrémité aval à partir de laquelle la section de la surface intérieure du carter s'aplatit.
L'invention présente par conséquent la particularité d'initier l'aplatissement de la section très en amont dans le canal de circulation, au niveau de la partie du carter qui entoure l'arbre de pompe. Il en résulte avantageusement une réduction sensible de l'encombrement de la pompe selon la direction de l'axe de sortie de liquide, tout en permettant la formation d'un jet laminaire performant en sortie de pompe.
Il est noté que la section aplatie de l'orifice de sortie peut présenter toute forme présentant une grande dimension et une petite dimension, le rapport entre les deux pouvant par exemple être de l'ordre de 2 à 15. Il s'agit préférentiellement, mais non exclusivement d'une forme générale rectangulaire ou elliptique. Pour la forme générale rectangulaire, celle-ci peut présenter des angles arrondis et/ou un ou plusieurs côtés de forme bombée, vers l'intérieur ou l'extérieur. Le but de cette section aplatie est de délivrer en sortie de pompe un jet laminaire « étiré », qui est par exemple parfaitement adapté pour être dispensé sur une surface d'évolution d'une zone d'activité aquatique.
De préférence, le carter comporte un second tronçon agencé dans la continuité du premier tronçon, le second tronçon ayant une surface intérieure de section évolutive s'aplatissant et étant entièrement disposé autour de l'arbre de pompe, et étant de préférence centré sur toute sa longueur sur l'axe longitudinal. En d'autres termes, ce second tronçon ne traverse par l'arbre de pompe.
De préférence, la section de la surface intérieure de l'extrémité aval du second tronçon est identique à celle de l'orifice de sortie de la pompe. De préférence, entre cette extrémité aval du second tronçon et l'orifice de sortie, la section du carter présente préférentiellement une forme identique, c'est-à-dire invariable. Alternativement, la section de la surface intérieure de l'extrémité aval du second tronçon pourrait être de forme homothétique par rapport à celle de l'orifice de sortie de la pompe, en étant de plus grande ou de plus petite dimension.
Selon un autre mode de réalisation envisagé, la section de la surface intérieure de l'extrémité aval du second tronçon pourrait être différente de celle de l'orifice de sortie de la pompe, avec dans ce cas une section du carter dont la forme continuerait à évoluer en aval du second tronçon, pour atteindre la section aplatie désirée. Cette évolution de forme pourrait alors se poursuivre au niveau des éléments aval du carter, tel qu'un coude et/ou un tronçon de sortie.
A cet égard, il est noté que le carter comprend préférentiellement un coude agencé dans la continuité du second tronçon, ainsi qu'un tronçon de sortie agencé dans la continuité du coude. Dans cette configuration, ledit coude et le tronçon de sortie présentent de préférence une surface intérieure de même section, correspondant à celle de la surface intérieure de l'extrémité aval du second tronçon. Aussi, sur toute cette partie aval du canal de circulation, la section de ce dernier n'évolue pas, ce qui permet de bénéficier d'une longueur de canal importante amenant le liquide à se trouver dans de très bonnes conditions pour délivrer un jet laminaire étiré, sans que cela n'impacte réellement l'encombrement global de la pompe dans la direction de l'axe de sortie du liquide.
De préférence, l'arbre de pompe traverse ledit carter au niveau du coude.
De préférence, comme évoqué ci-dessus, ladite section aplatie de l'orifice de sortie prend une forme générale rectangulaire ou elliptique.
De préférence, la pompe comprend un système de support de l'arbre de pompe placé dans ledit canal de circulation, le système comportant une structure de support solidaire du carter ainsi qu'un palier de guidage en rotation de l'arbre de pompe porté par la structure de support. De plus, elle comporte une ouverture de carter à partir de laquelle un conduit de passage d'arbre de pompe s'étend dans ledit canal de circulation jusqu'au système de support de l'arbre, l'arbre de pompe s'étendant librement à travers ledit conduit.
Dans cette configuration, le conduit de passage prend la forme d'un puits traversé avec jeu par l'arbre de pompe, qui est seulement guidé en rotation au niveau de sa portion située dans la continuité du fond de ce puits, par le palier du système de support. Aussi, en étant libre par rapport au conduit qu'il traverse, et donc par rapport au carter, l'arbre de pompe présente par rapport à l'art antérieur une capacité améliorée de flexion / débattement angulaire pour faire face à un éventuel désalignement avec l'axe moteur, sans introduire de contrainte mécanique trop importante dans la pompe. Cela permet d'assurer un accouplement aisé avec la partie tournante du moteur, se traduisant avantageusement par un gain de temps. En outre, en raison de l'absence de contrainte mécanique importante introduite dans la pompe, les pièces de celle-ci n'ont pas besoin d'être surdimensionnées, ce qui entraîne un gain de masse non négligeable.
Aussi, l'invention étant tolérante à des éventuels défauts d'alignement d'amplitude limitée entre l'arbre de pompe et le moteur, les tolérances de fabrication peuvent être plus élevées, avec pour conséquence des coûts de fabrication réduits.
Grâce au guidage de l'arbre en fond de puits, la capacité de débattement / flexion décrite ci-dessus est obtenue même avec un moteur s'accouplant à l'arbre de pompe au plus près du carter. L'encombrement global de la pompe, selon la direction de l'axe longitudinal de l'arbre de pompe, peut ainsi être particulièrement faible.
Enfin, la pompe étant moins contraintes mécaniquement, les opérations de maintenance visant à changer les pièces les plus sollicitées sont largement réduites par rapport aux pompes à l'art antérieur. En particulier, le second palier placé antérieurement au niveau du carter n'a plus à être changé régulièrement puisqu'il a été supprimé, de même que les nuisances sonores résultant de son usure prématurée ne sont plus rencontrées. Cette configuration apporte ainsi un compromis extrêmement satisfaisant entre facilité et rapidité de montage, robustesse et résistance à l'usure, faibles coûts de fabrication et de maintenance, et encombrement axial limité.
Comme cela ressort de ce qui précède, du fait que l'arbre traverse librement le conduit de passage, la pompe selon l'invention est dépourvue de moyens de guidage de l'arbre entre ce même arbre et le conduit de passage, tout le long de ce dernier. Par conséquent, aucun moyen du type palier ou analogue n'est interposé entre eux deux, et ce pour faciliter le débattement / la flexion de l'arbre autorisé par la présence du jeu radial. De plus, il est préférentiellement prévu de n'interposer aucun autre élément entre l'arbre et le conduit, laissant ainsi entièrement libre l'espace annulaire entre le conduit de passage et l'arbre de pompe. Cette caractéristique n'est cependant pas limitative, étant donné qu'il pourrait par exemple être prévu des moyens d'étanchéité tels que des joints ou similaires, même si cette caractéristique n'est pas préférée puisqu'il est au contraire préférentiellement fait en sorte qu'un débit de liquide de refroidissement et/ou de lubrification chemine entre l'arbre et son conduit de passage.
En outre, le conduit de passage entourant l'arbre dès l'ouverture du carter, cela permet d'interdire ou de limiter la quantité de liquide s'échappant du canal de circulation au niveau où l'arbre traverse le carter. Préférentiellement, il est prévu une étanchéité entre l'ouverture de carter et le conduit de passage, et/ou entre ce même conduit et le système de support. Alternativement, un débit de fuite pourrait être rencontré au niveau de l'une et/ou de l'autre de ces deux jonctions, même si un tel débit n'est préférentiellement pas désiré.
De préférence, depuis une extrémité de raccordement avec une partie tournante d'un moteur de pompe, jusqu'à son extrémité opposée, l'arbre de pompe est guidé en rotation uniquement par ledit palier de guidage situé dans le canal de circulation. A cet égard, il est indiqué que l'extrémité de raccordement peut être insérée directement dans le rotor du moteur, ou bien être couplée en rotation à un arbre moteur.
De préférence, le palier de guidage présente une perméabilité au liquide permettant l'introduction d'un débit de liquide à l'intérieur d'un espace annulaire entre le conduit de passage et l'arbre de pompe. Pour ce faire, il est préférentiellement retenu un palier hydrolubrifié. Par conséquent, en traversant le palier, le liquide remplit la fonction de refroidissement et/ou de lubrification, puis éventuellement de refroidissement de l'arbre le long de l'espace annulaire.
De préférence, ledit palier de guidage est agencé à proximité d'un impulseur de pompe porté par l'arbre, cet impulseur prenant une forme classique d'hélice ou de roue à aubes, également dite roue aubagée, ou encore la forme de tout élément similaire.
De préférence, l'arbre de pompe présente une extrémité de raccordement couplée en rotation à une partie tournante d'un moteur de pompe préférentiellement destiné à être émergé, la partie tournante du moteur de pompe étant de préférence coaxiale à l'arbre de pompe.
De préférence, ledit carter est réalisé en deux demi-parties, de préférence enserrant entre elles un tube formant ledit conduit de passage d'arbre. Dans le cas où l'étanchéité procurée par l'enserrement du tube n'est pas suffisante, des moyens d'étanchéité du type joint ou similaire peuvent être interposés entre l'ouverture du carter et le tube. Alternativement, au lieu d'être rapporté sur le carter, le conduit peut être réalisé d'une seule pièce avec l'une et/ou l'autre des demi-parties de carter.
L'invention a également pour objet une zone d'activité aquatique conçue pour mettre en œuvre un courant d'eau à l'aide d'au moins une telle pompe.
De préférence, la zone d'activité aquatique comprend une surface d'évolution qui définit de préférence une pente, une capacité d'eau, ainsi qu'au moins une telle pompe selon l'invention, et de préférence plusieurs de ces pompes agencées côte-à-côte, chaque pompe étant alimentée par ladite capacité d'eau et orientée de manière à pouvoir projeter de l'eau sur ladite surface. Cette zone permet ainsi la pratique d'une activité dite de « glisse » sur l'eau projetée sur la surface d'évolution.
D'autres applications sont bien entendu envisagées, comme celles citées ci-dessus.
Quelle que soit l'application envisagée, le fait de prévoir plusieurs pompes agencées les unes à côté des autres permet de disposer d'une puissance de jet conséquente tout en permettant une mise en place aisée de la zone. En effet, les pompes individuelles prévues en nombre sont plus facilement transportables et manipulables qu'une pompe unique à gros débit. En outre, leur implantation dans la capacité d'eau est plus aisée, notamment en ce sens que ces pompes peuvent présenter un encombrement global limité selon la direction verticale, lorsque leurs arbres de pompe sont orientés selon cette même direction.
Par ailleurs, il est noté que les pompes peuvent être écartées les unes des autres en fonction de la largeur de glisse désirée et de la puissance de jet voulue.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ;
- la figure 1 représente une vue schématique de côté d'une zone d'activité aquatique, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ;
- la figure 2 représente une vue de dessus de la zone d'activité aquatique de la figure 1 ;
- la figure 3 représente une vue en perspective de l'une des pompes mises en œuvre dans la zone d'activité aquatique représentée sur les figures précédentes ;
- la figure 4 représente également une vue en perspective de l'une des pompes, avec certains capots retirés pour une meilleure visibilité des éléments constitutifs de la pompe ;
- la figure 5 est une vue schématisant l'opération de mise en eau de l'une des pompes de la zone d'activité aquatique ;
- la figure 6 est une vue en coupe prise le long de la ligne VI-VI de la figure 5 ; - la figure 7 représente une vue en perspective de la pompe montrée sur les figures 3 à 6, partiellement coupée selon un plan de symétrie du canal de circulation de liquide ;
- la figure 8 représente une vue en coupe d'une partie de la pompe montrée sur la figure 7, cette vue étant prise selon la ligne VIII-VIII de la figure 9 ;
- la figure 9 est une vue en coupe prise le long de la ligne IX-IX de la figure 8 ;
- la figure 10 est une vue similaire à celle de la figure 7, sur laquelle les différents tronçons du canal de circulation de liquide ont été identifiés ;
- la figure 11 est une vue de face de la pompe montrée sur la figure 10 ;
- la figure 12a est la vue en coupe prise selon l'une quelconque des lignes A-A et A' -A' de la figure 10 ;
- la figure 12b est une vue en coupe prise selon la ligne B-B de la figure
10 ; et
- la figure 12c est la vue en coupe prise selon l'une quelconque des lignes C-C, C'-C et C"-C" de la figure 10.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Tout d'abord en référence aux figures 1 et 2, il est représenté une zone d'activité aquatique 1 selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Ici, la zone 1 est destinée à recréer des conditions artificielles de pratique d'activité sportive ou de loisirs comme le « surf », le « bodyboard » ou le « wakeboard », ou toute autre activité analogue dans le domaine de la glisse.
Tout d'abord, la zone d'activité comprend une capacité d'eau 2, qui est ici retenue dans un bassin artificiel 4. Dans le mode de réalisation représenté, il s'agit d'une zone 1 entièrement artificielle, qui peut être démontée et remontée sur site, y compris le bassin 4. Il est noté que le bassin artificiel 4 pourrait alternativement être un bassin artificiel fixe, non transportable, sans sortir du cadre de l'invention. La zone 1 comporte en outre une surface d'évolution 6, agencée au- dessus du bassin 4. Alternativement, cette surface d'évolution 6 peut être agencée au moins en partie au sein du bassin 4, de préférence en partie supérieure de celui-ci.
La surface 6 définit une pente, éventuellement progressive. Cette pente est de préférence réalisée à partir d'une structure gonflable appliquant la pente désirée, et sur laquelle est tendue une toile permettant de disposer d'une surface lisse sur laquelle l'eau peut facilement s'écouler. De préférence, la toile est solidarisée à la structure gonflable, et conçue de sorte qu'elle se tende au cours du gonflage de cette structure.
De plus, la zone 1 comprend une pluralité de pompes particulières à la présente invention, ces pompes 10 étant agencées côte-à-côte dans le sens de la largeur de la pente 6. Chaque pompe présente une partie immergée dans la capacité d'eau 2 et est agencée en regard d'un point bas de la surface d'évolution 6. Par ailleurs, comme cela est visible sur la figure 1, la pompe présente un orifice de sortie 12 orienté de manière à ce que le liquide s'en échappe selon un axe 14 de sortie de liquide parallèle à l'extrémité basse de la surface d'évolution 6.
En fonctionnement, chaque pompe hydraulique 10 envoie donc un jet laminaire sur la surface d'évolution 6, l'eau s'écoulant de bas en haut sur la pente jusqu'à une extrémité aval de celle-ci au niveau de laquelle se trouve un puits 16 de réception de l'eau, permettant de réacheminer celle-ci jusque dans le bassin 4. Par conséquent, le circuit d'eau de la zone d'activité 1 est un circuit fermé.
Par ailleurs, la zone d'activité 1 comprend une multitude d'éléments de sécurité 20 entourant la surface d'évolution 6 et évitant à une personne évoluant sur celle-ci de s'en extraire accidentellement. De tels éléments de sécurité 20 sont de préférence des éléments d'amortissement gonflables, ou bien des éléments analogues du type en mousse. Des éléments similaires peuvent être prévus devant la partie émergée de chaque pompe 10, de manière à éviter que la personne évoluant sur la surface 6 ne vienne impacter accidentellement cette même partie de pompe.
L'agencement des différentes pompes peut être adapté aux besoins rencontrés, notamment en ce qui concerne leur écartement, leur inclinaison, leur enfoncement dans le bassin, ou encore leur orientation de jet afin de créer des jets parallèles et/ou divergents et ou convergents. Ces paramètres peuvent fixés au moment du montage, ou bien être évolutifs en fonctionnement.
L'orifice de sortie 14 présente une section aplatie, permettant de délivrer un jet d'eau étiré. Par section aplatie, il est ici de préférence compris une section de forme générale rectangulaire ou elliptique, de grand axe parallèle à la génératrice de la surface d'évolution 6. Cet orifice de sortie est donc orienté selon l'axe 14, qui est incliné par rapport à l'axe longitudinal 22 d'un arbre de pompe (non référencé sur la figure 1), ce dernier étant préférentiellement vertical. De préférence, l'inclinaison entre les axes 14 et 22 est de l'ordre de 90°, mais plus généralement comprise entre 60 et 120°, même si d'autres valeurs peuvent être adoptées en fonction des besoins rencontrés, sans sortir du cadre de la présente invention.
En référence aux figures 3 à 6, il est montré des moyens spécifiques permettant la mise en place de chaque pompe 10 au sein du bassin 4, dans la position de la figure 1. Tout d'abord, il est mentionné que la pompe présente des moyens de préhension 26 sous la forme d'une anse qui peut être rétractée au sein de la pompe en dehors des phases de déplacement de celle-ci. En outre, la pompe est équipée de roues 28 disposées à l'avant et à l'arrière de cette pompe selon la direction de l'axe 22, au niveau d'un fond de la pompe. Par conséquent, la pompe peut être déplacée sur une surface horizontale 30 conduisant au bassin 4, en roulant sur cette même surface 30 par poussée ou traction appliquée depuis la hanse de préhension 26. La pompe peut ainsi être déplacée en roulant avec l'axe 22 parallèle à la surface de support 30, jusqu'à une extrémité du bassin 4 au niveau de laquelle il est prévu des moyens de support de pompe 32 solidaires de la surface 30. Ces moyens comprennent deux chapes 34 portant chacune un galet de guidage 36 venant se loger dans des rails complémentaires 38 prévus sur le fond de la pompe. Par conséquent, lorsque l'une des roues avant pénètre entre les deux chapes comme cela est montré sur la représentation de gauche de la figure 5, cela permet de centrer la pompe de manière à mettre en correspondance les galets 36 avec les rails 38. Ces éléments 36, 38 peuvent donc débuter leur coopération avant le pivotement de la pompe visant à l'incliner à 90°, pour obtenir la position finale dans laquelle l'axe longitudinal de l'arbre de pompe 22 est parallèle à la direction verticale. Cette opération de pivotement est réalisée tout en descendant la pompe dans le bassin 4, par déplacement des galets 36 le long des rails 38. Cette opération est réalisée aisément par un opérateur situé debout sur la zone 30, et manipulant l'ensemble par l'intermédiaire de la hanse de préhension 26. La descente de la pompe 10 est stoppée lorsque chaque galet 36 arrive au fond de son rail correspondant 38, dans la position montrée dans la figure 1. Dans cette même position, les roues avant sont en appui contre la paroi verticale du bassin 4, tandis que le poids de la pompe est essentiellement supporté par la coopération entre les galets et les rails.
En référence à présent à plus spécifiquement aux figures 7 à 9, il est montré une partie de l'une quelconque des pompes 10, qui ont de préférence chacune la même conception. A cet égard, il est noté que chaque pompe est destinée à présenter un débit élevé, par exemple de l'ordre de 100 à 600 m3/h.
La pompe 10 présente une plateforme 40 supportant un moteur 42 et en dessous duquel se trouve un canal de circulation 44 délimité par un carter 46. La partie destinée à être émergée est celle intégrant le moteur 42 situant au-dessus de la plateforme 40, tandis que la partie destinée à être immergée comprenant le canal de circulation de liquide 44 se situe sous cette même plateforme 40. Bien que cela n'ait pas été représenté entièrement, il est noté que la pompe est destinée à être recouverte de capots de protection, à la fois au niveau de la partie immergée et au niveau de la partie émergée. Il s'agit par exemple du capot 48 montré sur la figure 7, entourant le canal de circulation 44 et son carter 46 qui le délimite.
L'orifice de sortie 12, de section aplatie, se situe à l'extrémité aval du canal de circulation 44 prenant une forme générale de « L » retourné. L'extrémité amont de ce canal communique avec une bouche d'aspiration de l'eau 50, de forme évasée. Cette bouche 50 présente donc une forme qui s'évase en allant vers l'extérieur, jusqu'à un capot inférieur 48 permettant la pénétration de l'eau dans cette bouche.
La pompe 10 comporte un arbre de pompe 52 qui est donc orienté selon l'axe longitudinal 22, sur lequel il est centré. Cet arbre comprend une extrémité haute, dite extrémité de raccordement qui est accouplée en rotation à une partie tournante 54 du moteur 42, et plus précisément accouplée à un arbre de sortie 56 de cette partie tournante 54, également dit arbre moteur. L'accouplement se fait par l'intermédiaire de moyens mécaniques appropriés 58 qui prennent par exemple la forme d'un joint d'Oldham ou d'un joint de Cardan. Ces moyens d'accouplement mécanique 58 sont de préférence situés sous la plateforme 40. En outre, l'arbre de pompe 52 et l'arbre moteur 56 sont coaxiaux, même si un léger défaut d'alignement entre ces deux arbres peut être toléré grâce à la nature des moyens mécaniques d'accouplement 58, et également en raison de la conception retenue pour le passage de l'arbre à travers le carter 46, comme cela sera exposé ci-après.
En outre, l'arbre de pompe 52 présente une extrémité basse portant un impulseur de pompe 60 qui prend la forme d'une simple hélice. Cette hélice est disposée dans la partie amont du canal de circulation de liquide, à proximité de la bouche 50.
Pour le guidage en rotation de l'arbre 52, il est prévu un système de support 64 comprenant une structure de support 66 montée fixement sur le carter 46. Cette structure de support 66 comprend une virole 68 destinée à être plaquée où à proximité de la surface intérieure du carter 46, virole à partir de laquelle des bras radiaux 70 s'étendent vers l'intérieur jusqu'à un alésage 72 centré sur l'axe 22. En outre, le système de support 66 comporte un palier de guidage en rotation 74 logé dans l'alésage 72 qui le porte. Ce palier 74 dispose d'une surface extérieure présentant des rainures circonférentielles dans lesquelles sont de préférence agencés des joints de friction et d'étanchéité 76, au contact de l'alésage 72. Le palier 74 est situé à proximité de l'extrémité basse de l'arbre 52 portant l'hélice 60. Il guide en rotation cet arbre de pompe 52, grâce à une surface intérieure contactée par ce même arbre. De préférence, il s'agit d'un palier permettant le passage d'un débit d'eau de refroidissement et/ou de lubrification, en prenant la forme d'un palier hydrolubrifié, également dénommé coussinet hydrolubrifié, ou encore bague « hydrolube ». Comme cela est visible sur la figure 9, le coussinet 74 présente une surface intérieure avec des rainures axiales 80 de très faible dimension, à travers lesquelles l'eau peut circuler le long de l'arbre 52. L'extrémité haute du coussinet 74 est contactée de manière étanche, de préférence via un joint torique 82, par un conduit de passage d'arbre 84 en forme de tube de section circulaire centré sur l'axe 22.
Ce tube 84 s'étend à la manière d'un puits dans le canal de circulation 44, à partir d'une ouverture de carter 87 à proximité des moyens mécaniques de raccordements 58. Le tube 84 s'étend donc verticalement selon l'axe 22 depuis l'ouverture 87 à laquelle il est relié de manière étanche, jusqu'au coussinet hydrolubrifié 74 avec lequel il est également prévue une liaison étanche. L'une des particularités réside dans le fait que l'arbre 52 traverse librement le tube 84, un jeu radial étant prévu de manière à autoriser au sein de ce tube, le débattement et/ou la flexion de l'arbre de pompe 52 de sorte à pouvoir faire face à un éventuel défaut d'alignement entre cet arbre de pompe 52 et l'arbre moteur 56. Le jeu radial retenu et la longueur de l'arbre libre dans le tube 84 depuis le système de support 64 sont tels qu'ils permettent d'absorber des défauts d'alignement conséquents, par exemple de l'ordre d'un ou plusieurs millimètres.
Aussi, l'arbre 52, depuis son extrémité de raccordement jusqu'à son extrémité opposée portant l'hélice 60, est guidé en rotation uniquement par le coussinet hydrolublifié 74. L'espace annulaire 86 entre l'arbre 52 et le tube 84 est de préférence laissé entièrement libre, en permettant l'évacuation d'un très faible débit d'eau de refroidissement et/ou de lubrification introduit depuis les rainures 80 du coussinet hydrolubrifié 74. Ce débit est bien entendu très négligeable par rapport au débit de la pompe sortant par l'orifice de sortie 12. Ce débit est évacué de préférence par gravité par l'extrémité haute du tube entouré de manière étanche par l'ouverture de carter 87.
La liaison entre l'extrémité basse du tube et le coussinet 74 étant étanche, le débit circulant dans l'espace annulaire 86 résulte uniquement du passage du liquide à travers les rainures calibrées 80 du coussinet hydrolubrifié.
Dans cette configuration, il est noté que l'arbre de pompe 52 n'est pas maintenu selon la direction axiale par le système 64, de sorte que celui-ci peut être facilement introduit/extrait lors de la fabrication et des opérations de maintenance. De la même manière, lorsque le moteur est désolidarisé de la plateforme 40, et que l'hélice 60 est retirée de l'extrémité basse de l'arbre de pompe 52, l'ensemble constitué du moteur 42 et de l'arbre 52 peut être facilement extrait/introduit axialement, sans autres opérations de montage/démontage, et en faisant simplement coulisser l'arbre 52 à travers la surface intérieure du coussinet hydrolubrifié 74.
Le coussinet 74 est préférentiellement la seule pièce d'usure de la pompe, qui peut être changée très facilement depuis la bouche 50, en retirant simplement l'hélice 60 pour y avoir accès.
Comme cela est le mieux visible sur la figure 7, il est de préférence fait en sorte que le carter 46 soit réalisé en deux parties, chacune de préférence réalisée d'une seule pièce. Ces deux parties sont de préférence symétriques selon un plan vertical médian du canal de circulation 44. En proposant deux demi-parties assimilables à deux demi-coquilles, présentant chacune une demi-empreinte pour la formation de l'ouverture de carter 87, il est ainsi possible d'insérer l'extrémité haute du tube 84 entre ces deux demi-coquilles. Si nécessaire, pour assurer l'étanchéité, il peut être prévu un ou plusieurs joints d'étanchéité entre l'ouverture 87 et l'extrémité haute du tube 84.
Par ailleurs, il est indiqué que l'ouverture 87 présente un épaulement 89 permettant un appui axial sur le tube 84, visant à presser celui-ci contre le coussinet 74. De préférence, chaque demi-coquille, qui définit une partie du canal 44 sur toute la longueur de celui-ci, est réalisée dans un matériau non métallique, par exemple en matière plastique ou en matériau composite. Il en est de même pour le tube de passage de l'arbre 84, qui pourrait alternativement être intégré à ces demi-coquilles.
En outre, il est noté que pour la fixation de la structure 66 sur le carter
46, la virole 68 présente des excroissances radiales 89 qui viennent se loger dans des empreintes 91 prévues sur la surface intérieure du carter. Cette coopération entre les excroissances 89 assimilables à des platines, et les empreintes 91, permet un blocage en rotation et en translation selon l'axe 22, entre le carter 46 et la structure 66. En outre, cela permet une indexation angulaire précise de la structure de support 66 vis-à-vis de ce même carter 46.
En outre, il est indiqué que la bague 74 est préférentiellement en laiton, bronze ou acier inoxydable. Comme cela est le mieux visible sur les figures 4 et 7, le carter a ses deux demi-coquilles 46a, 46b qui sont assemblées l'une à l'autre par des boulons 93 reliant des brides de carter 95 prévues sur ces deux demi-coquilles.
En référence à présent aux figures 10 à 12c, il est détaillé la conception du canal de circulation de liquide 44. Tout d'abord, en partie basse, le canal de circulation 44 est défini par un premier tronçon de carter 100a, de section constante circulaire, centré sur l'axe 22. C'est ce tronçon qui entoure l'hélice 60 portée par l'arbre de pompe 52. A partir d'une extrémité aval de ce premier tronçon 100a, il est prévu un deuxième tronçon 100b qui est également centré sur l'axe 22. Ce second tronçon 100b, situé dans la continuité aval du premier tronçon 100a, a la particularité d'avoir une surface intérieure de section évolutive, la section s'aplatissant en allant vers l'aval. A cet égard, il est noté que la figure 12a montre la forme de la section de la surface intérieure 102a du premier tronçon, cette forme circulaire étant donc invariable entre le centre du tronçon 100a et son extrémité aval. La figure 12b montre la surface intérieure 102b au centre du second tronçon 100b, cette section présentant une forme aplatie dont la grande dimension est supérieure au diamètre de la section montrée sur la figure 12a, et dont la petite dimension selon la direction de la hauteur est inférieure à ce même diamètre. Aussi, tout au long de ce second tronçon 100b, la section de la surface intérieure 102b de cette portion de carter évolue progressivement d'une forme circulaire à une forme aplatie rectangulaire telle que montrée sur la figure 12c, correspondant à l'extrémité aval de ce second tronçon.
Un coude à 90° 100c se situe dans la continuité aval du second tronçon 100b, et présente une section qui reste inchangée, et qui prend la forme montrée sur la figure 12c. De même, un tronçon de sortie lOOd se situe dans la continuité aval du coude 100c, et présente également une surface intérieure de section identique à celle du coude et de l'extrémité aval du second tronçon. Cette section est alors identique à celle de l'orifice de sortie 12 situé à l'aval de son tronçon de sortie lOOd. Il est donc à comprendre que les surfaces intérieures 102c et 102d du coude 100c et de tronçon de sortie lOOd présentent une section constante de même forme que celle représentée sur la figure 12c. Vis-à-vis de cette de cette section de forme constante, la seule exception réside bien entendu au niveau de la partie du coude intégrant l'ouverture 87, même si la forme générale rectangulaire reste conservée dans les sections du coude passant par cette même ouverture 87.
Par conséquent, en débutant et achevant l'aplatissement de la section du canal de circulation avant le coude traversé par l'arbre de pompe 52, la pompe 10 est capable de présenter un encombrement réduit selon la direction de l'axe 14, tout en produisant un jet laminaire performant s'échappant par l'orifice de sortie 12.
Il est par ailleurs noté qu'à titre d'exemple indicatif, la superficie de la section circulaire de la figure 12a est sensiblement analogue à la superficie de la section rectangulaire de sortie de la figure 12c, le rapport entre ces superficies pouvant être compris entre 0,9 et 1,1. Le rapport entre les superficies des sections évolue d'ailleurs préférentiellement dans cet intervalle de valeurs tout le long du canal de circulation.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Pompe hydraulique (10) comprenant un arbre de pompe (52) et un carter (46) délimitant un canal de circulation de liquide (44) présentant un orifice de sortie (12) de section aplatie et étant orienté de manière à ce que le liquide s'en échappe selon un axe de sortie de liquide (14) incliné par rapport à un axe longitudinal (22) de l'arbre de pompe traversant ledit carter, celui-ci comprenant un premier tronçon (100a) dont la surface intérieure (102a) est de section circulaire centrée sur ledit axe longitudinal (22) et entourant un impulseur de pompe (60) porté par l'arbre de pompe (52),
caractérisée en ce que ledit premier tronçon (100a) présente une extrémité aval à partir de laquelle la section de la surface intérieure du carter s'aplatit.
2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le carter (46) comporte un second tronçon (100b) agencé dans la continuité du premier tronçon (100a), le second tronçon ayant une surface intérieure (102b) de section évolutive s'aplatissant et étant entièrement disposé autour de l'arbre de pompe (52), et étant de préférence centré sur toute sa longueur sur l'axe longitudinal (22).
3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que la section de la surface intérieure (102b) de l'extrémité aval du second tronçon est identique à celle de l'orifice de sortie (12) de la pompe.
4. Pompe selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que le carter comprend un coude (100c) agencé dans la continuité du second tronçon (100b), ainsi qu'un tronçon de sortie (lOOd) agencé dans la continuité du coude (100c).
5. Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit coude (100c) et le tronçon de sortie (lOOd) présentent une surface intérieure (102c, 102d) de même section.
6. Pompe selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisée en ce que l'arbre de pompe (52) traverse ledit carter (46) au niveau du coude (100c).
7. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite section aplatie de l'orifice de sortie (12) prend une forme générale rectangulaire ou elliptique.
8. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un système (64) de support de l'arbre de pompe placé dans ledit canal de circulation (44), le système (64) comportant une structure de support (66) solidaire du carter (46) ainsi qu'un palier (74) de guidage en rotation de l'arbre de pompe (52) porté par la structure de support, en ce qu'elle comporte en outre une ouverture de carter (87) à partir de laquelle un conduit (84) de passage d'arbre de pompe (52) s'étend dans ledit canal de circulation (44) jusqu'au système de support de l'arbre (64), et en ce que l'arbre de pompe (52) s'étend librement à travers ledit conduit (84).
9. Zone d'activité aquatique (1) conçue pour mettre en œuvre un courant d'eau à l'aide d'au moins une pompe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10. Zone d'activité aquatique selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une surface d'évolution (6) qui définit de préférence une pente, une capacité d'eau (2), ainsi qu'au moins une pompe (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, et de préférence plusieurs pompes (10) agencées côte-à-côte, chaque pompe étant alimentée par ladite capacité d'eau (2) et orientée de manière à pouvoir projeter de l'eau sur ladite surface (6).
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