FR2476772A1

FR2476772A1 - Groupe moto-pompe protege contre l'usure des paliers

Info

Publication number: FR2476772A1
Application number: FR8103676A
Authority: FR
Inventors: John Bell Clifford
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1980-02-26
Filing date: 1981-02-24
Publication date: 1981-08-28
Also published as: KR840002052B1; FR2476772B1; BE887702A; AR228147A1; KR830005506A; YU41970B; MX148820A; AU539161B2; IN152036B; ES499774A0; JPS56132495A; ES8204811A1; JPH0115717B2; YU43681A; US4320431A; BR8101105A; CA1148024A; AU6710781A; NO810584L; ZA81810B

Abstract

LE GROUPE MOTO-POMPE SELON LA PRESENTE INVENTION EST UTILISE PRINCIPALEMENT POUR LA CIRCULATION D'UN FLUIDE DESTINE A REFROIDIR UN APPAREIL ELECTRIQUE. CE GROUPE COMPREND UNE PARTIE FORMANT POMPE ET UNE PARTIE FORMANT MOTEUR AYANT UN ARBRE COMMUN 90. CET ARBRE EST SUPPORTE PAR DES PALIERS 92, 94 EN MATIERE NON CONDUCTRICE DE L'ELECTRICITE. DES BAGUES DE CONTACT EN MATIERE CONDUCTRICE DE L'ELECTRICITE SONTENCASTREES DANS CES PALIERS A UNE PROFONDEUR PREDETERMINEE DE MANIERE QUE, LORSQUE LE PALIER A ATTEINT UN CERTAIN DEGRE D'USURE, L'ARBRE VIENNE EN CONTACT AVEC CES BAGUES ET ETABLISSE UN CIRCUIT ELECTRIQUE QUI MET HORS FONCTION LE MOTEUR ET ARRETE LA POMPE. DE CETTE MANIERE, ON EVITE QUE DES PARTICULES CONTAMINANTES VIENNENT S'INCORPORER AU FLUIDE DE REFROIDISSEMENT ET ENDOMMAGENT L'APPAREIL. APPLICATION: TRANSFORMATEURS REFROIDIS A L'HUILE, ETC.

Description

24767 7,2

-- 1 -

Groupe moto-vomve Rrot,égé contre l'usure des paliers La présente invention concerne un appareil électrique refroidi par un fluide, comme par exemple un transformateur d'énergie, et elle a trait en particulier à une pompe de circu-

lation de fluide perfectionnée utilisée dans un tel appareil.

Les appareils à induction électrique tels que les trans-

formateurs d'énergie sont refroidis habituellement à l'aide d'un fluide diélectrique réfrigérant isolant,comme par exemple une huile minérale. Ceux qui sont réalisés pour des puissances nominales (KVA) supérieures sont pourvus d'un refroidissement forcé afin que leur taille soit maintenue dans des limites raisonnables pour des raisons d'économie aussi bien que de commodité dans la fabrication, le transport et l'installations Le refroidissement forcé est habituellement effectué par une ou des pompes faisant circuler de l'huile à partir d'échangeurs de chaleur extérieurs du type à radiateur et en la refoulant à

travers la cuve ou l'enceinte du transformateur.

D'une façon générale, ces pompes de circulation d'huile ont leur partie formant moteur en communication, enlce qui concerne le fluide, avec leur partie formant pompe. Dans des variantes de conception, le moteur pourrait @tre isolé,de façon étanchede la pompe par un presse-étoupe entourant un arbre commun. Les pompes dont la partie formant moteur est isolée de façon étanche de la partie formant pompe présentent l'inconvénient d'un mauvais refroidissement inhérent, d'une mauvaise lubrification et d'un entretien difficile. De toute façon, le moteur doit être refroidi par un moyen quelconque0 Les moteurs refroidis à l'air ont des dimensions beaucoup plus grandes que les moteurs refroidis à l'huile et exigent une lubrification périodique. Les moteurs refroidis à l'huile qui sont isolésde façon étanchedu c8té "roue de propulsion de fluide" du groupe de pompage exigent pour leur refroidissement un échangeur de chaleur coûteux et présentant une étanchéité huile-huile ou huile-air. Ils demandent également la présence - 2 - de moyens pour absorber la dilatation de l'huile au fur et à mesure que la température augmente à l'intérieur du système

fermé de façon étanche. Les pompes comportant des moteurs re-

froidis à l'huilerendus étanches vis-à-vis du c8té "roue de propulsion de fluideu du groupe de pompage,ne sont donc pas

pratiques du point de vue économique. Ces deux types d'appa-

reils exigent un entretien périodique des moyens d'étanchéité

qui assurent l'étanchéité de l'arbre commun.

Du fait qu'un transformateur est pratiquement exempt d'entretien et généralement laissé sans surveillance, un groupe moto-pompe dont la partie formant moteur est en communication, en ce qui concerne le fluide, avec la partie formant pompe ou roue de propulsion de fluide présente des avantages et peut être apprécié. Une telle conception permet l'élimination du

moyen d'étanchéité d'arbre ainsi que son entretien inhérent.

De plus, une petite partie de l'huile du transformateur pompée à travers l'appareil circule à travers le moteur à des fins de refroidissement et de lubrification en réduisant ainsi la taille et le prix de revient de l'appareil au-delà des possibilités

mentionnées précédemment. Toutefois, l'usure des parties métal-

liques des pompes de cette conception entraîne une contamina-

tion nuisible du fluide diélectrique de refroidissement par des

particules conductrices de l'électricité et d'une taille infé-

rieure au micron, ces particules étant alors distribuées dans

la totalité du transformateur par la pompe. Cette contamina-

tion par des particules conductrices de l'électricité a.ten-

dance à diminuer les propriétés diélectriques du fluide réfri-

gérant et isolant ainsi que de toute matière diélectrique

solide se trouvant à l'intérieur du transformateur et sur la-

quelle peuvent se déposer les particules conductrices.

Le problème de contamination par des particules con-

ductrices et/ou non conductrices existe même dans la conception "moteur/roue de propulsion de fluide" isolée étant dnné que si un

palier devient complètement hors d'usage dans le cas o l'ap-

pareil comporte un corps commun, l'étanchéité de l'arbre -3- risque d'être endommagée, ce qui permet au contaminant présent sur le c8té moteur d'émigrer jusqu'au c8té roue de propulsion

de fluide et d'atre entralné en circulation dans tout le sys-

tème. Le seul agencement connu jusqu'à présent qui échappe à ce problème de la contamination est une combinaison de moteur séparé et de pompe séparée.-Toutefois, un tel agencement doit

comporter un moyen tel qu'un accouplement universel ou un ac-

couplement à vitesse constante pour accoupler l'un à l'autre

l'arbre du moteur et l'arbre de la pompe. Des opérations d'ali-

gnement spécial sont nécessaires pour un tel agencement aussi

bien que pour l'entretien du moyen d'accouplement. Par consé-

quent, la combinaison de moteur et de pompe séparés ne bénéfie

pas actuellement d'une considération favorable.

Dans le cas d'un groupe moto-pompe comportant un corps commun, il est souhaitable de détecter les défaillances des paliers à un stade initial de manière que l'on puisse isoler le groupe moto-pompe défaillant,

C'est pourquoi il serait souhaitable-de pouvoir détec-

ter le début de la défaillance d'un palier dans une-pompe à huile. Il serait également souhaitable de prévoir une mise hors circuit du moteur dans le cas o une usure des paliers est détectée

afin d'empêcher une contamination par les particules conduc-

trices de l'électricité aussi bien qu'une-contamination non

contr8lée par des particules non conductrices de l'électricité.

En bref, la présente invention a trait à une pompe nouvelle et perfectionnée pour la circulation d'un fluide réfrigérant/isolant a l'intérieur d'un appareil électrique refroidi par un fluide, comme par exemple un transformateur rempli de liquide. La pompe comporte-une partie formant moteur qui communique, en ce qui concerne le fluide, avec une partie formant pompe; des paliers non métalliques et non-conducteurs de l'électricité qui supportent un arbre commun entre les deux parties;et un moyen pour détecter le déplacement de l'arbre dû à une usure des palier'. Des bagues de contact conductrices de l'électricité et disposées à l'intérieur d'évidements ménagés -4 - dans les surfaces de portée et de butée des paliers complètent un circuit électrique passant par l'arbre et des collets ou bagues de poussée disposés sur l'arbrece. qui a pour effet de

détecter le déplacement de l'arbre dans n'importe quelle direc-

tion à la suite d'une usure des surfaces de portée et/ou de butée des paliers. Un moyen formant circuit, reliant les bagues de contact conductrices de l'électricité à un circuit de mise hors fonction du moteur assure la mise hors circuit du stator du

moteur quand les bagues de contact détectent un degré prédé-

terminé d'usure de palier.

La présente invention, sous sa forme générale, con-

siste en un groupe moto-pompe protégé destiné à faire circuler un liquide dans un appareil électrique refroidi par un liquide, cette pompe comprenant un moyen pour réduire à un minimum l'introduction indésirable de particules contaminantes dans le liquida en circulation dans le groupe moto-pompe comprenant:

une pompe et un moteur électrique qui comportent un arbre com-

mun et qui sont disposés dans un corps commun, ce corps compre-

nant des passages d'acheminement-de liquide et permettant à une

partie du liquide de traverser la pompe pour refroidir le mo-

teur électrique, ledit arbre étant constitué par une matière

conductrice de l'électricité; un moyen formant palier com-

prenant une matière non conductrice de l'électricité et com-

portant au moins des première et seconde surfaces d'appui assurant un support à l'arbre dans les directions radiales et

axiales-respectivement; au moins des premier et second élé-

ments annulaires conducteurs disposés de façon fixe respective-

ment dans lesdites première et seconde surfaces d'appui,

-lesdits éléments annulaires comportant des évidements d'une pro-

fondeur qui correspondpar rapport aux surfaces des paliers,h un degré prédéterminé d'usure-; et un agencement de circuit électrique de détection destiné h détecter le moment o l'usure du moyen formant palier vient juste de dépasser ledit degré d'usure prédéterminé en permettant ainsi à l'arbre conducteur de venir sélectivement en contact avec les premier et second _-5 - éléments annulaires conducteurs, ledit circuit électrique comprenant des connexions qui le relient auxdits premier et

second éléments annulaires et étant adapté à des fins d'aver-

tissement ou de déclenchement.

On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue illustrative partiellement arrachée et partiellement en traite mixtes d'un transformateur qui peut être réalisé en utilisant les enseignements de la

présente invention; -

- la figure 2 est une vue en coupe d'une pompe réali-

sée suivant les enseignements de la présente invention et qui peut 8tre utilisée avec le transformateur représenté sur'la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe agrandie d'un palier non conducteur de l'électricité utilisé dans la pompe de la figure 2; - la figure 4 est une représentation schématique d'un circuit utilisé pour mettre hors fonction la pompe lorsqu'une usure d'un palier est détectée selon les enseignements de la

présente invention.

Dans la description qui va suivre, les éléments ana-

logues sont identifiés par des références analogues. Les élé-

ments similaires sont identifiés par la référence attribuée à l'élément correspondant décrit antérieurement avec, en plus,

le signe (t). En se référant maintenant aux dessins et en parti-

culier b,-la figure 1s on voit que l'on y a représenté une vue illustrative, partiellement arrachée et partiellement en traits mixtes, d'un transformateur 10 d'énergie électrique comprenant des pompes de refroidissement qui peuvent âtre réalisées selon les enseignements de la présente invention. Le transformateur comprend un ensemble 12 d'enroulements-noyau. magnétique disposé à l'intérieur d'une cuve 14. La cuve 14 est remplie jusqu'à un niveau 16 avec un agent ou diélectrique liquide

isolant et réfrigérant, comme par exemple de l'huile minérale.

L'ensemble 12 d'enroulements-noyau magnétique est immergé dans le diélectrique liquideyce qui favorise l'isolation des divers

conducteurs électriques les uns vis-à-vis des autres et vis-k-

vis de la masse; le diélectrique liquide sert également à refroidir le transformateur-100 Des échangeurs de chaleur ou refroidisseurs, désignés

d'une façon générale par les références 18 et 20, sont raccor-

dés à la cuve 14 par l'intermédiaire d'un moyen de raccordement, le diélectrique liquide circulant à travers ces appareils par circulation forcée de manière k extraire du diélectrique liquide

la chaleur que celui-ci a prélevé à l'ensemble 12 d'enroulements-

noyau magnétique.

Le transformateur 10, dans le présent exemple, est un transformateur triphasé du type à noyau, mais il va de soi que la présente invention pourrait Otre appliquée à n'importe quel type d'appareil électrique refroidi par un fluide, comme par exemple des transformateurs, des réacteurs, des contacteurs et

autres dispositifs dans lesquels un déplacement d'un fluide-

diélectrique sans contamination par des particules métalliques

ou par des particules non métalliques est nécessaire.

De façon plus précise, le transformateur 10 comprend

un noyau magnétique 22 et des ensembles 24, 26 et 28 d'enroule-

ments de phase disposés autour de branches de support dtenrou-

lements du noyau magnétique 22. Chaque ensemble d'enroulements

de phase comprend des enroulements basse et haute tension dis-

posés concentriquement autour d'une branche de support d'enrou-

lements du noyau magnétique, les enroulements haute tension étant reliés à des traversées haute tension dont deux, à savoir les traversées 30 et 32, sont représentées sur la figure 1, la

troisième traversée haute tension étant montée dans une ouver-

ture 34. Les enroulements basse tension, s'ils sont reliés en étoile, sont reliés à leurs extrémités neutres à la traversée

neutre 36 et leurs autres extrémités sont reliées à des tra-

versées basse tension disposées sur la partie du couvercle de la cuve qui a été arrachée sur la figure l1 7- Le transformateur 10 est refroidi par circulation du diélectrique liquide vers le haut à travers la cuve 14, ce diélectrique pénétrant dans la cuve en dessous de la barrière 46 qui le dirige vers le haut suivant un modèle d'écoulement prédéterminé à travers des conduits formés dans les- enroi"ments. Le diélectrique liquide quitte la cuve par des ouvertures se trouvant dans la partie supérieure de cette cuve, comme par exemple l'ouverture 48, et s'écoule vers le bas à travers les échangeurs de chaleur 18 et 20 (o de la chaleur est extraite du diélectrique liquide) puis revient dans la cuve en dessous de la barrière 46. Chacun des échangeurs de chaleur, tels que

les échangeurs de chaleur 20, comprend une multiplicité d'élé-

ments 40 creux, plats et du type mince qui sont en communica-

tion, en ce qui concerne le fluide, avec les collecteurs supé-

rieur et inférieur 42 et 44 respectivement. Les éléments 40 et les collecteurs 42 et 44 n'ont, été représentés sur la figure l qu'en un nombre juste suffisant pour illustrer convenablement la structure, car il existe habituellement un grand nombre de rangées de ces éléments dans chaque noyau ou chaque échangeur de chaleur. En outre, les échangeurs de chaleur peuvent ôtre disposés sur un plusieurs c8tés du transformateur suivant les exigences spécifiques de l'appareil en ce qui concerne la

puissance nominale et le refroidissement.

Le collecteur supérieur 42 est raccordé directement a la cuve 14 par l'intermédiaire d'un moyen-de raccordement pour fluide tandis que le collecteur inférieur ou collecteur récepteur 44 est raccordé à la cuve 14 par l'intermédiaire - d'un moyen de raccordement pour fluide qui comprend une pompe

à liquide. La pompe 50 comprend-une entrée 52 qui est rac-

cordée au collecteur 44 par un moyen approprié d'acheminement

*de fluide, et une sortie 54 qui est raccordée à la cuve 14.

Du fait que les transformateurs sont des appareils relativement exempts d'entretien et sont généralement laissés sans surveillance, la conception des éléments tels que la la pompe 50 doit 9tre telle qu'elle en-assure la fiabilité et -8- -

peu ou pas d'entretien. A cette fin, les pompes 50 sont réali-

sées avec un moteur étanche qui fait corps avec la pompe et communique avec celle-ci de manière à éliminer ainsi le moyen

d'étanchéité d'arbre et son entretien inhérent. Une petite par-

tie de l'huile pompée du transformateur est prélevée et entraî- née en circulation à travers le moteur afin de le refroidir et de le lubrifier pour en supprimer l'entretien et pour qu'il puisse

avoir des dimensions physiques plus petites que celles qu'exi-

geraient d'autres conceptions possibles. Un des problèmes poten-

tiels que soulève une pompe ayant cette conception est la pro-

tection du fluide diélectrique mis en circulation par la pompe

contre la contamination par des particules métalliques ou con-

ductrices provenant des paliers, du rotor et du stator, etc. qui sont engendrées dans la zone o se trouve le moteur et qui sont transportées jusque dans l'écoulement d'huile principal du

transformateur par l'huile utilisée pour refroidir le moteur.

La pompe 50 a été mise au point pour supprimer ce problème de la contamination de l'agent de refroidissement diélectrique par des particules conductrices de l'électricité ainsi que pour réduire au minimum la contamination par des particules non conductrices de l'électricité et la circulation ultérieure de ces particules à travers l'appareil. D'une façon fondamentale,

on est parvenu à ce résultat en remplaçant les éléments consti-

tutifs sujets à une usure par frottement par des éléments de

remplacement non métalliques et non conducteurs de l'électri-

cité là o ce remplacement est possible et en empêchant une contamination par des éléments constitutifs métalliques ou conducteurs de l'électricité là o l'on ne peut pas utiliser d'éléments de remplacement non conducteurs. On a mis en oeuvre ce second aspect de-la solution en inventant un moyen pour détecter le début du mauvais fonctionnement d'un palier et de

la panne de l'appareil chaque fois qu'une quantité prédéter-

minée d'usure du palier est détectée, de manière à empêcher

ainsi la circulation d'huile ou autre fluide réfrigérant iso-

lant qui a été contaminé-par des particules métalliques ou -9_ conductrices de l'électricité et/ou par une quantité non contr8lée de particules contaminantes non conductrices de l'électricité.

En se référant de nouveau au dessin et particulière-

ment à la figure 2, on voit que l'on y a représenté une vue en coupe d'une pompe 50 réalisée selon les enseignements de la

présente invention en utilisant certains éléments de remplace-

ment non conducteurs de l'électricité ainsi qu'un moyen pour

détecter le début de l'usure des paliers. De façon plus parti-

culière, la pompe 50 comprend un corps 60 comportant une partie 62 formant moteur et une partie 64 formant pompe. La partie 62 formant moteur comprend un rotor 66 et un stator 68 disposés dans la chambre 70 formant moteur. Le rotor 66 et le stator 68

comportent une multiplicité de spires d'un conducteur métalli-

que, cela d'une façon classique connue, Le stator 62 est ali-

menté par des fils électriques 72 d'une manière connue, trois fils étant représentés comme cela serait nécessaire pour un moteur triphasé. Les fils électriques 72 passent à travers le conduit 74 étanche au fluide et se terminent à des bornes 76 qui conviennent pour une connexion à une source d'énergie extérieure, La partie 64 formant pompe comprend une roue 78 de propulsion de fluide comportant des orifices 89 disposés dans une chambre 80 de roue de propulsion de fluide. La partie 62 formant moteur et la partie 64 formant pompe que comporte la pompe 50 communiquent l'une avec l'autre au moyen de passages 86 de fluide et d'orifices 88 raccordant la chambre 70 de

moteur à la chambre 80-de roue de propulsion de fluide.

Le rotor 66 et la roue 78 de propulsion de fluide sont montés sur un arbre métallique rotatif 90 qui s'étend entre la partie 62 formant moteur et la partie 64 formant pompe du corps 60. L'arbre 90 est monté en vue d'une rotation dans le corps 60 au moyen de premier eû second paliers respectifs 92 et 94 non conducteurs de l'électricité et comportant chacun des surfaces de portèe-96 et 98 disposées radialement de façon adjacente à l'arbre 90 et en contact avec cet arbre ainsi que -10_ des surfaces de butée 100 et 102. Les surfaces de butée sont présentées disposées perpendiculairement aux surfaces de portée 96 et 98, respectivement, à titre d'exemple. Toutefois, il va

de soi que les surfaces de butée peuvent faire avec les surfa-

ces de portée n'importe quel angle susceptible d'accepter des charges de poussée. Les paliers 92 et 94 peuvent être réalisés à l'aide de résines non conductrices, de stratifiés ou de

matière céramique cuite ou non cuite, susceptibles de convenir.

Une tubulure en verre au silicium, type G7, numéro de catégorie HY-1806, qui est un stratifié à base de silicium vendu sous la marque de "MICARTA" par Vestinghouse Electric Corporation a été utilisé avec succès dans l'essai d'un prototype du mode de

réalisation préféré de la présente invention. D'autres cérami-

ques non conductrices ainsi que d'autres résines stratifiées possédant des caractéristiques de bonne résistance vis-à-vis de l'huile et d'une bonne stabilité vis-à-vis de la température conviendraient également. Des premier et second collets de butée métalliques 104 et 106 sont disposés rigidement sur l'arbre 90 de façon axialement adjacente aux surfaces de butée 100 et 102 et en contact avec ces butées, respectivement. Les surfaces de butée 100 et 102 sont toutes deux orientées vers l'intérieur et les collets de butée 104 et 106 sont tous deux orientés vers l'extérieur de manière à empêcher l'arbre 90 de

se déplacer dans l'une ou l'autre direction axiale. Bien en-

tendu, les surfaces de butée et les collets de butée pourraient être orientés de façon opposée à celle représentée, l'important

étant que les surfaces de butée soient orientées dans des di-

rections opposées de manière que l'arbre 90 soit axialement captif. Pour éliminer la contrainte de torsion du second palier 94 non conducteur et pour assurer un support supplémentaire à la roue 78 de propulsion de fluide, des bagues d'usure non conductrices 108 peuvent être intercalées, comme représenté, entre la roue 78 de propulsion de fluide et le corps 60. Les bagues d'usure 108 peuvent être formées de la même matière que celle utilisée pour les paliers non métalliques ou non

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conducteurs 92 et 940 Pendant le fonctionnement de la pompe 50, la rotation de la roue 78 déplace le fluide à pomper du c8té aspiration 82 (correspondant à l'entrée 52 de la figure 1) de la chambre 80 de roue de propulsion de fluide jusqu'au c8té compression 84 de la chambre 80 (la sortie de la pompe 50 correspondant à la sortie 54 de la figure 1 se trouverait lelong d'une partie du c8té compression 84 de la chambre 80 non représentée sur la vue

en coupe de la figure 2) Du fait que les passages 86 dtachemi-

nement de fluide traversent le corps 60 pour déboucher au cSté compression 84 de la chambre 80 de roue de propulsion de fluide, il se produit une faible décharge de l'huile dans la chambre 70 de moteur. Cette huile circule dans la chambre 70 de moteur en refroidissant la partie 62 formant moteur de la pompe 50 et en lubrifiant les premier et second paliers non métalliques et non conducteurs 92 et 94 puis en revenant au c8té aspiration 82 de la chambre 80 en traversant les orifices 88 du corps

et les ouvertures 89 de la roue de propulsion de fluide.

En se référant maintenant à la figure 3, on voit que l'on y a représenté en coupe une vue agrandie du second palier non conducteur 94, cette vue montrant en détail le moyen de détection 110 servant à détecter le déplacement de l'arbre dans une direction ou dans la direction opposée à lea suite d'une usure du palier. Le moyen de détection 110 comprend deux évidements ménagés dans chacune des surfaces de portée et de butée respectives des premier et second paliers non conducteurs 92 et 94, comme par exemple les évidements de portée 112 et 114 formés dans la surfaco de portée 98 et les évidements de butée 116 et 118 formés dans la surface de butée 102a respectivement, du second palier non conducteur 940 L'évidement de portée 114

et l'évidement de butée 116 se trouvent aux extrémités adja-

centes de la surface de portée 98 et de la surface de butée 102 de manière à former un évidement d'angle X30 comportant une partie de portée correspondant à l'évidement de portée 114 et une partie de butée correspondant à l'évidement de -12- butée 116. Le moyen de détection 110 comprend, en outre, des bagues de contact conductrices de l'électricité et disposées dans chacun des évidements,-comme par exemple les bagues de contact 120, 122 conductrices de l'électricité et la bague de contact 124 d'angle disposées respectivement dans les évide- ments 112, 118 ainsi que dans l'évidement 130 d'angle. La bague de contact 124 d'angle comporte une surface de contact de butée 126 et une surface de contact de portée 128 et est disposée

dans l'évidement 130 d'angle se trouvant aux extrémités adja-

centes de la surface de portée 98 et de la surface de butée

102, Le moyen de détection 110 comprend également des évide-

ments et des bagues de contact similaires disposées dans cha,-

cune des surfaces de portée et de butée du palier 92 non con-

ducteur représenté sur la figure 3. Les mêmes parties portent les mêmes références que celles utilisées pour le palier non7 conducteur 94 avec, en plus,.le signe ('). Il va de soi que des bagues de contact distinctes (non représentées) pourraient être

disposées dans chacun des premier et second paliers non conduc-

teurs 92 et 94, et cela dans des évidements qui ne seraient pas

des évidements d'angle (un des évidements serait disposé dans.

chacune des surfaces de portée et de butée près des extrémités

adjacentes), à la place des bagues de contact d'angle sans sor-

tir du cadre de la présente invention. De plus, les bagues de

contact 120 et 122 pourraient être combinées de manière à for-

mer un seul élément monobloc dans la mesure o ces bagues

seraient isolées électriquement de la bague de contact 124.

Le début du mauvais fonctionnement d'un palier tel que les premier et second paliers non conducteurs 92 et 94 est

considéré comme correspondant à un certain agrandissement dé-

terminé du diamètre intérieur du palier, par exemple un agran-

dissement de 0,15 à 0,25 mm, ainsi qu'à une certaine modifica-

tion déterminée de l'épaisseur du palier de butée, par exemple

une variation de 0,25 à 0,50 mm. Ces dimensions seraient choi-

sies de manière qu'aucune matière conductrice de l'électricité ne vienne en contact avec une surface d'usure plus dure dans

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le cas o l'usure du palier deviendrait excessiveo Par consé-

quent, les bagues de contact conductrices de l'électricités comme par exemple les bagues de contact métalliques 120 et 122, seraient disposées à des profondeurs a l'intérieur de leurs évidements qui se situeraient dans des limites prédéterminées

par rapport aux surfaces de portée et de butée respectivement.

Les bagues de contact combinées telles que la bague de contact combinée124,seraient disposées à l'intérieur des évidements colncidents, tels que l'évidement coincident 130,de manière que la profondeur de chacune des surfaces de contact de portée, telles que la surface de contact de portée 128,et des surfaces de contact de butéeotelles que la surface de contact de butée 126,par rapport à chacune des surfaces de portée et de butée se trouve dans ces limites. Une profondeur uniforme de 0,25 mm pour toutes les bagues de contact et toutes les surfaces de

contact des bagues de contact combinées par rapport à leurs sur-

faces de paliers respectives a donné de bons résultats pendant

le fonctionnement du mode de réalisation préféré.

Pendant le fonctionnement9 si une défaillance du pa-

lier correspondant à un degré d'usure prédéterminé (le degré déterminé par la profondeur des bagues de contact disposées dans leurs évidementsrespectifs) avait lieu, l'arbre 90 accuserait un déplacement correspondant dans le sens radial ou dans le sens axial et il se produirait une connexion électrique entre

l'arbre métallique 90 et deux des bagues de contact conductri-

ces de l'électricité, par exemple les bagues de contact 120, 122 et la bague de contact 124 d'angle Si les bagues de contact

etaient reliées éleetriquement à un relais, un circuit bi-

stable ou un tout autre circuit de détection connu dans la

technique, il va de soi que l'arbre décrit ci-dessus et l'agen-

cement de bague de contact constitueraient un moyen de détec-

tion efficace pour détecter le déplacement do learbre dans

n'importe quelle direction à la suite d'une usure du palier.

Le moyen de détection point alors 8tre relié à un moyen qui lui serait asservis comme par exemple un circuit d'alarme, un 1 4 - circuit de mise hors tension de la pompe ou tout autre circuit

de protection connu dans la technique de manière que les fonc-

tions recherchées soient exécutées. Ceci aurait pour effet de limiter à une quantité minimale les particules de matière non conductrice arrachées pénétrant dans l'huile et d'empocher égale- ment l'apparition de particules de matière conductrice de l'électricité. Un circuit de protection typique et ses connexions

avec un circuit de détection typique ainsi qu'une coupe trans-

versale des premier et second paliers non métalliques montrant

les liaisons électriques mutuelles des bagues de contact con-

ductrices de l'électricité sont représentés sur la figure 4 o un circuit 130 de mise hors fonction comprend des conducteurs 132 se terminant à l'endroit de bornes 134 et adaptés en vue d'être reliés à des fils 72 de stator de pompe par ces bornes 134 qui correspondent à des bornes 76 de stator de pompe et sont adaptés pour une connexion à ces bornes. Les conducteurs 132 sont alimentés par une source d'énergie référencée 136 dans

son ensemble. Dans les conducteurs 132 sont disposés deux con-

tacts 138 normalement fermés et servant à interrompre l'alimen-

tation du stator de pompe (trois conducteurs et deux contacts normalement fermés étant représentés pour un moteur triphasé de pompe, étant bien entendu que deux conducteurs et un contact normalement fermé seraient seulement nécessaires pour un moteur monophasé de pompe. Le circuit 130 de mise hors fonction est asservi au circuit 140 de détection et relié à ce dernier au moyen de conducteurs- 142 et 144. Le circuit 140 de détection comprend, en outre, un contact 146 normalement ouvert relié à

un solénoYde 148. Le contact 146 normalement ouvert et les con-

tacts 138 normalement fermés sont couplés mécaniquement et

asservis au relais 150 dont le solénoïde 148 est le moyen d'ac-

tionnement électro-mécanique. Des conducteurs 152 et 154 re-

lient électriquement le circuit 156 de bagues de contact con-

ductrices en parallèle avec le contact 146 normalement ouvert.

Le circuit 156 de bagues de contact comprend la connexion

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parallèle des bagues de contact 124 et 124t reliées au conduc-

teur 154 et la connexion parallèle des bagues de contact 120, ', 122 et 122t reliées au conducteur 152o

Pendant le fonctionnement de la pompe 50, si les pre-

mière et seconide surfaces de portée et de butée des paliers s'usent de façon exagérée, learbre 90 ou les collets de butbée 104 ou 106 complètent undes circuits 160bO de bagues de contact physique (représentés en traits mixtes sur la figure 4) par le

contact physique des bagues de contact conductrices de l'élee-

tricité avec l'arbre métallique et les collets de butéeo On voit que les quatre circuits 160 représentés en traits mixtes

sur la figure 4 n'épuisent pas de façon exhaustive les possi-

bilités de circuits de bagues de contact physique. N'imp0rte

laquelle des bagues de contact combinées peut 8ire reliée élec-

triquement à lune quelconque des bagues de contacte non

combinéepar l'intermédiaire de l'arbre métallique et des col-

lets de butée pour completer un circuit de bagues de contact physique. Quand le circuit entre ces deux bagues de contact métallique est complétce/ les conducteurs 152 et 154 shuntent normalement le contact ouvert 146 de manière à exciter le solénoSde 148 et ? faire fonctionner le relais 150. Quand le relais 150 ouvre les contacts 138 normalement fermés, il coupe ]'alim.enttion du stator 68 et arrâte la pompe 50 Dans le

mSme temps, le contact 146 normalement ouvrert se ferme de ma-

nière à maintenir le relais 150 et k emp8cher le fonctionnement de la pompe 500 On peut remettre à l'état initial le circuit de détection 140 en débranchant la source d'énergie 136 des conducteurs 132o Des tentatives peur faire redémarrer la pompe se traduiraient par une réactivation du circuit de détection 140 de la m9me manière que prêcédemment à moins que leon ait remédié aux défauts des palierse Dans le transformateur du mode de réalisation préféré, un dispositif d'alarme (non

représenté) à jauge d'écoulement émet un son lorsque le trans-

formateur est sous tension et lorsque le fluide diélectrique a cessé de circuler par suite d9un arr8t de la pompe. Pour _16-- d'autres applications de la présente invention, des contacts supplémentaires peuvent être actionnés par le relais 148 ou

bien des relais supplémentaires peuvent être placés en paral-

lèle avec le relais 148 pour mettre en fonction des dispositifs d'alarme ou autres appareils de protection. En conclusion, ce que l'on a décrit est une pompe de circulation de fluide perfectionnée destinée à être utilisée dans un appareil électrique refroidi par un fluide diélectrique, -appareil dans lequel la contamination du fluide réfrigérant/ diélectrique réduit la rigidité diélectrique du milieu fluide

et est, par conséquent, nuisible au fonctionnement de l'appa-

reil; la présente invention trouve aussi une application dans le cas o une contamination exagérée par des particules non conductrices peut être indésirable. La.pompe de circulation de fluide nouvelle et perfectionnée selon la présente invention supprime le risque d'une telle contamination en remplaçant tous les éléments conducteurs de l'électricité de la pompe aux endroits oh cela est possible et -en utilisant un moyen pour détecter l'usure des paliers de support d'arbres de manière telle qu'un degré prédéterminé d'-usure de l'arbre de la pompe soit détecté et que la pompe puisse être mise hors fonction

avant que.des dégâts aient lieu0 Bien que les modes de réali-

sation préférés de la présente invention décrits dans le pré-

sent exposé aient été mis au point pour résoudre certains problèmes dans l'industrie des transformateurs électriques,

la présente invention n'est pas limitée à de telles applica-

tions ou à tel type spécifique de conception de pompe. Bien au contraire, la présente invention trouve une application, dans

un sens large, à n'importe quel appareil électrique dans le-

quel il est souhaitable de faire circuler un liquide de re-

* froidissement non contaminé ou un fluide diélectrique isolant.

Bien que la pompe du mode de réalisation préféré soit une pompe centrifuge ou à écoulement mélangé, il va de soi que les mêmes principes pourraient être appliqués à des pompes du type à écoulement axial ou à d'autres conceptions de pompe. En

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outre, la présente invention n'est pas limitée aux pompes de circulation de fluide comportant uniquement des paliers non conducteurs de l'électricité. On voit facilement que le moyen servant à détecter l'usure despaliers fonctionnerait dans des pompes à circulation de fluide comportant des paliers conduc- teurs de l'electricité si des mesures appropriées étaient

prises pour isoler les bagues de contact conductrices de l'élec-

tricité vis-à-vis des évidements dans lesquels les paliers conducteurs de l'électricité sont logéso

Il est entendu que la description qui précède n'a été

donnée qu'y titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention,

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Claims

REVENDICATIONS

1l Groupe moto-pompe protégé pour faire circuler un liquide dans un appareil électrique refroidi par un liquide,

ce groupe comprenant un moyen pour réduire à un minimum l'in-

troduction indésirable de particules contaminantes dans le liquide de circulation par ledit groupe moto-pompe, ce dernier étant caractérisé par le fait qu'il comprend: une pompe et un moteur électrique comportant un arbre commun et disposés dans un corps commun, le corps comprenant des passages d'acheminement de liquide pour permettre à une partie du liquide traversant la pompe de refroidir le moteur électrique, ledit arbre comprenant une matière conductrice de l'électricité; un moyen formant palier comprenant une matière non

conductrice de l'électricité et comportant au moins des pre-

mière et seconde surfaces d'appui assurant un support à l'arbre dans les directions radiales et axiales respectivement; au moins des premier et second éléments annulaires

conducteurs disposés de façon fixe respectivement dans les-

dites première et seconde surfaces d'appui, lesdits éléments annulaires étant évidés par rapport aux surfaces d'appui sur une profondeur correspondant à un degré d'usure prédéterminé; et un agencement de circuit électrique de détection destiné à-détecter le moment o l'usure du moyen formant palier

vient de dépasser ledit degré d'usure prédéterminé en permet-

tant à l'arbre conducteur de contacter sélectivement les pre-

mier et second éléments annulaires conducteurs, ledit circuit électrique comprenant des connexions le reliant auxdits premier et second éléments annulaires, ledit circuit électrique étant

adapté à des fins d'alarme et de déclenchement.
2. Groupe moto-pompe protégé suivant la revendication

1, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de verrouil-

lage de déclenchement sensible audit moyen de détection et agissant de manière à empecher ledit moteur d'gtre relié à une

* 19 2476772

_19 _ source électrique quand une usure de palier venant de dépasser

ledit degré d'usure prédéterminé est détectée.
3. Groupe moto-pompe protégé suivant la revendication

1, caractérisé par le fait que ledit moyen formant palier com-

prend des premier et second paliers'comportant des bagues

de butée assurant un support axial audit arbre dans des direc-

tions opposées.
4. Groupe moto-pompe suivant la revendication 3, caracterisé par le fait que chacune desdites bagues de butée a la forme d'une collerette se trouvant à, une des extrémités

du palier associé et faisant corps avec ce palier.
5. Groupe moto-pompe suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit degré d'usure prédéterminé

correspond à une épaisseur comprise entre 0,15 et 0925 mm.
6. Groupe moto-pompe suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit degré d'usure prédéterminé

correspond à une épaisseur de l'ordre de 0,25 à 0,50 mm.
7. Groupe moto-pompe suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen formant palier est constitué par une matière choisie parmi un groupe comprenant

les résines, les stratifiés et les matières céramiques.
8. Groupe moto-pompe suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen formant palier est constitué par un tube en silicium,
9. Groupe moto-pompe suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites première et seconde

surfaces d'appui sont sensiblement orthogonales.
10. Groupe moto-pompe suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites Iremibre et seconde

surfaces d'appui forment entre elles un angle aigu.