FR2588703A1

FR2588703A1 - Dispositif d'entrainement magnetique pour une machine tournante

Info

Publication number: FR2588703A1
Application number: FR8517674A
Authority: FR
Inventors: Osamu Kyo; Yasuo Akitsu
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1985-10-16
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1987-04-17
Anticipated expiration: 2005-11-29
Also published as: GB2181660B; GB2181660A; US5090944A; FR2588703B1; JPS6291692A; DE3542337C2; DE3542337A1; GB8529322D0

Abstract

CE DISPOSITIF QUI COMPREND UN MOTEUR D'ENTRAINEMENT 10, UN ROTOR 3 ENTRAINE PAR DES MOYENS D'ACCOUPLEMENT FORMES D'UN AIMANT D'ENTRAINEMENT 8 RACCORDE AUDIT MOTEUR ET D'UN AIMANT ENTRAINE 6 RACCORDE A UNE ROUE A PALETTES 2 MONTE SUR LE ROTOR ET COMBINE MAGNETIQUEMENT AUDIT AIMANT D'ENTRAINEMENT, COMPREND EN OUTRE UNE ENCEINTE 12 LOGEANT LE ROTOR ET POSSEDANT UNE CLOISON CYLINDRIQUE DEFINISSANT LE POURTOUR DE L'ENCEINTE ET POSSEDANT UNE EPAISSEUR DE 1,5-8 MM ET CONSTITUEE EN UN MATERIAU CERAMIQUE AYANT UNE RESISTANCE ELECTRIQUE SPECIFIQUE D'AU MOINS 10O.CM, LES AIMANTS 6, 8 ETANT ACCOUPLES MAGNETIQUEMENT A TRAVERS CETTE CLOISON. APPLICATION NOTAMMENT AUX DISPOSITIFS AGITATEURS ET AUX POMPES POUR DES FLUIDES CHIMIQUES OU MEDICAMENTEUX.

Description

[

Dispositif d'entraînement magnétique pour une machine tour-

nante

La présente invention concerne un dispositif d'entraî-

nement magnétique pour une machine tournante servant à trans-

férer ou agiter des fluides à l'aide d'une roue à palettes en- traînée par un mouvement de rotation transmis à partir d'un

moteur d'entraînement par l'intermédiaire de moyens d'accou-

plement magnétique, et plus particulièrement un dispositif

d'entraînement magnétique pour une machine tournante, possé-

dant des moyens d'accouplement magnétique comprenant une cloi-

son possédant une nouvelle structure.

Jusqu'à présent, on utilisait différentes machines ro-

tatives pour transférer, agiter ou mélanger des substances

fluides chimiques dans l'industrie chimique. Parmi ces machi-

nes, une pompe centrifuge à entraînement magnétique, accou-

plée magnétiquement à un moteur d'entraînement et entraînée en rotation par ce dernier à travers une cloison cylindrique

interposée, ne comporte habituellement aucun moyen d'étanchéi-

té de l'arbre, et c'est pour cette raison qu'il ne se produit aucune fuite du liquide délivré, si bien que de telles pompes

ont été largement utilisées pour le transfert de liquides com-

me par exemple des substances chimico-pharmaceutiques, de lies-

sence, des boissons et analogues.

Dans une telle machine, le couplage magnétique peut

être réalisé à l'aide de moyens externes d'entraînement accou-

plant un aimant d'entraînement disposé concentriquement au-

tour d'un aimant annulaire entraîné et disposé sur une roue à palettes, des moyens d'entraînement internes comprenant un

aimant d'entraînement disposé à l'intérieur d'un aimant en-

traîné, ou bien des moyens d'accouplement en forme de disque comprenant un aimant d'entraînement situé en face d'un aimant

mené, les deux aimants étant disposés dans des plans respec-

tifs perpendiculaires à l'axe de rotation.

En outre les parties destinées à venir en contact avec les liquides, c'est-à-dire la roue à palettes, le rotor et le carter, sont constitués en un métal, une matière plastique, un matériau céramique ou un métal recouvert ou doublé d'une matière plastique, de haute qualité, qui est résistant à la

corrosion chimique.

Un tel dispositif d'entraînement magnétique, du type utilisé pour une pompe centrifuge, doit en général satisfaire aux spécifications concernant par exemple la résistance à la

corrosion, la résistance à la pression, la résistance à la tem-

pérature, etc de machines tournantes devant être raccordées

au dispositif, et doit en général être fabriqué sous une tail-

le compacte et posséder un couple accru pouvant être transmis.

Par ailleurs, si, afin d'accroître la puissance de sor-

tie des machines tournantes,par exemple la pression de refoule-

ment d'unepompe, on choisit une épaisseur accrue afin de résis-

ter à une telle pression accrue de refoulement, alors non seu-

lement on ne peut pas obtenir une machine compacte, mais éga-

lement on rencontre les problèmes indiqués ci-après.

En effet des courants de Foucault plus intenses sont

induits dans les moyens d'accouplement magnétique lorsque l'é-

paisseur de la cloison augmente, et il se produit par consé-

quent une perte par production de chaleur. La perte par pro-

duction de chaleur réduit le rendement de transmission du

couple de l'aimant, tout en affectant de façon nuisi-

ble les fluides qui sont traités et en outre entraîne l'appa-

rition d'une déformation ou d'une contrainte due à l'action

de la chaleur ainsi qu'une réduction de la résistance à la cor-

rosion de la cloison elle-même. Un accroissement de la tempé-

rature des fluides traités correspondant à la perte par pro-

duction de chaleur peut parfois dépasser 5 C, si bien que l'on n'a pas utilisé de pompes classiques pour de tels fluides

étant donné qu'en tant que telles, elles font l'objet de modi-

fications chimiques ou analogues,à une température élevée.

Si afin d'obvier à l'influence de la production de chaleur, on équipe la cloison de moyens de refroidissement

mettant en oeuvre par exemple une quantité accrue d'un écou-

lement de fluide entre le rotor et la cloison ou bien un écou-

lement de fluide de refroidissement à l'intérieur de la cloi-

son elle-même, la distance entre l'aimant d'entraînement et l'aimant entraîné solidaire de la roue à palettes doit être accrue, ce qui réduit par conséquent le couple transmis. Comme cela a été décrit précédemment, on ne connaissait

aucun dispositif d'entraînement magnétique classique pour ma-

chines tournantes, qui puisse être réalisé avec des dimensions

réduites fournissant une forme compacte, et satisfaisant si-

multanément aux spécifications d'installation concernant les

exigences requises pour de telles machines tournantes.

C'est pourquoi un but de la présente invention est de résoudre le problème décrit ci-dessus, de manière à fournir

un dispositif d'entraînement magnétique pour une machine tour-

nante, présentant une résistance améliorée à la corrosion due aux produits chimiques ainsi qu'un -excellent rendement de

transmission de couple pour les moyens d'accouplement magnéti-

que. Un autre but de la présente invention est de fournir

un dispositif d'entraînement magnétique pour une machine tour-

nante, dont les pertes par production de chaleur sont rédui-

tes à un degré tel que la température des fluides traités n'aug-

mente pas notablement.

La présente invention a en outre pour but de fournir

un dispositif d'entraînement magnétique pour une machine tour-

nante de dimensions réduites.

Un autre but de l'invention est de fournir-des moyens d'accouplement magnétique comprenant une cloison cylindrique

possédant une structure spécifique.

Ce objectif est atteint conformément à l'invention dans un dispositif d'entraînement magnétique pour machines tournantes, qui comporte un moteur d'entraînement et un rotor entraîné par des moyens d'accouplement magnétique comprenant

un aimant d'entraînement fixé sur un support d'aimant raccor-

dé audit moteur d'entraînement et un aimant entrainé solidai-

re de la roue à palettes et fixé sur le rotor, ledit aimant d'entraînement et ledit aimant entraîné de la roue à palettes

étant combinés 1 'un à l'autre, grâce au fait que ce dispo-

sitif comporte une enceinte logeant le rotor et possédant une cloison cylindrique définissant le pourtour de l'enceinte, que ladite cloison possède une épaisseur comprise entre 1,5 et 8 mm et est constituée en un matériau céramique possédant une résistance électrique spécifique égale à au moins 103 fl.cm et que l'aimant d'entraînement et l'aimant entraîné de la roue

à palettes sont accouplés magnétiquement à travers cette cloi-

son. Un matériau préférable devant être utilisé pour le dispositif d'entraînement magnétique conforme à la présente invention inclut, comme constituant principal, de la zircone et notamment de la zircone partiellement stabilisée par 2-4 % en moles et de préférence 2,3-3,5 % en moles de Y203. En outre

il est préférable qu'un tel ingrédient principal contienne 1-

% d'alumine (A1203), de silice (SiO2) et d'un oxyde de mé- tal alcalin, en pourcentage basé sur le poids du composant

principal.

Le dispositif d'entraînement magnétique conforme à la présente invention comporte une cloison cylindrique dont la résistance spécifique et l'épaisseur sont définies de façon appropriée, de sorte qu'il possède un excellent rendement de transmission du couple, avec réduction de l'accroissement de température des fluides traités, et qu'on peut le fabriquer

sous une forme compacte.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente

invention ressortiront de la description donnée ci-après prise

en référence aux dessins annexés, sur lesquels:

- la figure 1 est une vue en coupe d'une pompe centri-

fuge d'entraînement magnétique, qui est une forme de réalisa-

tion de la présente invention;

- la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échel-

le du carter arrière représenté sur la figure 1, destiné à re-

cevoir un rotor; et

-la figure 3 est une vue en coupe d'une partie princi-

pale d'un agitateur à entraînement magnétique, qui représente

une autre forme de réalisation de la présente invention.

On va décrire ci-après de façon détaillée les formes

de réalisation de la présente invention en référence aux des-

sins annexés. Sur la figure 1 une pompe comporte essentielle-

ment un arbre principal 1, une roue à palettes 2 montée rota-

tive sur la roue principale 1 à l'aide de paliers 5, un rotor 3 réalisé d'un seul tenant avec la roue à palettes, un carter

de pompe 4 entourant ces éléments, un aimant entrainé 6 soli-

daire de la roue à palettes et fixé sur le rotor 3, un aimant d'entraînement 8 disposé concentriquement en vis-à-vis de

l'aimant de palettes entraîné et porté par un support d'ai-

mant 7, un arbre d'entraînement 9 servant à entraîner le sup-

port d'aimant 7 et un moteur d'entraînement 10.

Il est préférable de réaliser la roue à palettes 2 d'un

seul tenant avec le rotor 3 en utilisant un matériau cérami-

que. Comme matériau céramique, on peut habituellement utili-

ser de l'alumine, de la zircone, de la mullite, du carbure de silicium, du nitrure de silicium et analogues, qui possèdent une excellente résistance à la corrosion et une excellente

résistance mécanique.

Le carter 4 de la pompe est formé principalement par

une combinaison du carter avant 11 et du carter arrière 12.

Le carter avant 11 est muni d'une admission 13 et d'une sor-

tie 14 et loge la roue à palettes 2. Le carter arrière 12 lo-

ge le.rotor 3.

Il n'est pas nécessaire que le carter avant 11 possède une résistance mécanique élevée par rapport au rotor 3 et au carter arrière 12 (c'est la partie la plus importante de la présente invention comme cela sera décrit plus loin), si bien

que l'on peut utiliser pour sa fabrication des matériaux ré-

sistant à la corrosion, par exemple des matériaux doublés de matière plastique ou des céramiques, comme par exemple des

céramiques à l'alumine résistant aux acides ou analogues.

A l'extérieur du carter arrière 12, l'aimant d'entraî-

nement 8 est disposé concentriquement par rapport à l'aimant

entraîné 6 solidaire de la roue à palettes. L'aimant d'entrai-

nement 8 est fixé au support d'aimant 7. L'aimant entraîné 6 de la roue à palettes et l'aimant

d'entraînement 8, qui ont été mentionnés ci-dessus, sont cons-

titués en un métal ou en un oxyde métallique possédant une for-

ce coercitive élevée et une densité de flux résiduelle élevée.

Le support d'aimant 7, qui est disposé dans un logement

des aimants, est fixé sur l'arbre d'entraînement 9 du mo-

teur d'entraînement 10 et est entraîné par ce dernier.

Le carter de pompe 4, le logement 15 des aimants et le moteur d'entraînement 10, qui ont été mentionnés précédemment,

sont placés sur un châssis 16.

Les références 17, 18, 19, 20 et 21 sur les dessins dé-

signent respectivement un capot pour aimant, un boulon, un pas-

sage de circulation pour l'eau de refroidissement, un contre-

fort arrière de la roue à palettes prévu sur l'arrière de cette

dernière et un jeu au niveau du contrefort de la roue à palettes.

Ci-après on va expliquer en se référant à la figure

2 le carter arrière 12 qui est l'élément essentiel de la pré-

sente invention.

Sur la figure 2, le carter arrière 12 est constitué

par un élément formant bride 12A, une paroi latérale ou cloi-

son cylindrique 12B et un élément de fond 12C.

L'élément formant bride 12A, qui est formé sur une ex-

trémité du barreau latéral, sert à combiner le carter arriè-

re 12 au carter avant pour former une chambre servant à loger

la roue à palettes ou le rotor.

L'autre extrémité de la paroi latérale est fermée par

l'élément de fond 12C et, dans la partie centrale de cet élé-

ment de fond 12C, se trouve ménagée une partie en renfonce-

ment 12D servant à soutenir l'arbre principal. La paroi laté-

rale 12B sert de cloison pour séparer l'aimant entraîné 6 de la roue à palettes et l'aimant d'entraînement 8, qui sont

accouplés magnétiquement l'un à l'autre.

Bien qu'il soit préférable que l'ensemble du carter

arrière 12 soit constitué d'un seul tenant en un matériau cé-

ramique, du point de vue de la résistance mécanique et de la résistance à la corrosion chimique, il est recommandé qu'au

moins la paroi latérale soit constituée en un matériau cérami-

que. Une épaisseur préférable (tl) de la paroi latérale 12B ou de la cloison se situe dans la gamme de 1,5-8 mm pour la

raison indiquée ci-après.

Lorsque l'épaisseur de la paroi latérale 12B est infé-

rieure à 1,5 mm, la cloison ne pourra pas supporter une pres-

sion exercée par le couple d'entraînement des moyens d'accou-

plement magnétique. En outre dans le cas o l'arbre princi-

pal 1, qui supporte à l'aide de paliers le rotor 3, est sup-

porté par l'élément de fond 12C du carter arrière 12, une charge radiale appliquée par le poids et la rotation du rotor

3 facilite un fléchissement ou une rupture de la paroi laté-

rale 12B. En outre au cours de la fabrication, la paroi la-

térale mince peut se rompre aisément sous l'action d'une pres-

sion de broyage, est inapte à maintenir une précision de fi-

nition en raison de la déformation ou bien peut se rompre

sous l'effet d'un choc mécanique lors d'opérations d'assembla-

ge. En cours de fonctionnement, il peut être cassé sous l'ef-

fet de l'impact d'un fluide ou bien d'une oscillation de vi-

bration entraînant malheureusement son contact avec le rotor ou l'aimant d'entraînement 8, ce qui entraîne éventuellement

une rupture.

D'autre part il n'est pas souhaitable que 1 'épaisseur

dépasse 8 mm étant donné qu'une perte par production de cha-

leur provoquée par les moyens d'accouplement magnétique aug-

mente et qu'un couple transmis des moyens d'accouplement ma-

gnétique diminue.

En effet l'aimant doit posséder une taille accrue cor-

respondant à l'incrément d'épaisseur afin de maintenir un ni-

veau du couple devant être transmis de sorte que la surface

de la cloison interposée entre les éléments est accrue de fa-

çon correspondante, ce qui augmente les courants de Foucault produits au niveau de la surface de la cloison, étant donné que la résistance électrique de la cloison, dans laquelle les courants de Foucault circulent, diminue, ce qui favorise la production de courants de Foucault supplémentaires, et par

conséquent la perte par production de chaleur augmente de fa-

çon supplémentaire. La perte par production de chaleur est

particulièrement nuisible non seulement en raison de la ré-

duction, qu'elle entraîne, du rendement des moyens d'accouple-

ment magnétique, mais également à cause de la chaleur produi-

te qui accroît la température desfluidestraité

En-dehors de cela, si l'on donne une épaisseur trop im-

portante à la cloison, la distance entre l'aimant d'entraîne-

ment et l'aimant entraîné est naturellement accrue de l'in-

crément d'épaisseur, de sorte que le couple transmis par les moyens d'accouplement magnétique diminue et que par conséquent les spécifications des machines tournantes ne peuvent pas

être satisfaites. En outre, non seulement on ne peut pas ob-

tenir un dispositif compact par suite de l'accroissement de l'épaisseur, mais également la prise de certaines dispositions

devient nécessaire en vue d'absorber l'accroissement de poids.

En particulier, lorsqu'on utilise de la céramique à base de zircone pour la cloison, on est confronté à un problème lié au poids spécifique élevédelacéramique à base de zircone par rapport à d'autres céramiques. En outre il apparaît également un défaut tel que par exemple une résistance accrue aux chocs thermiques. Les matériaux céramiques prévus pour la paroi latérale 12B doivent posséder une résistance électrique spécifique

d'au moins 103A-.cm. La raison en est que, lorsque cette ré-

sistance est inférieure à 103_L.cm, étant donné que la paroi

latérale 12B est une cloison des moyens d'accouplement magné-

tique, la chaleur produite par les courants de Foucault de-

vient trop élevée et le rendement de transmission du couple diminue.

Comme matériaux céramiques, il est préférable d'utili-

ser une zircone partiellement stabilisée, en ce qui concerne sa résistance mécanique et sa résistance électrique spécifi- ques. Comme céramiques à base de zircone, il est préférable d'utiliser de telles céramiques stabilisées partiellement avec

2-4 % en moles de Y203, et en outre il est encore plus préféra-

ble d'utiliser de telles céramiques comportant 2,3-3,5 % en mo-

lesde Y203. La raison en est que 2-4 % en moles de Y203 four-

nit la résistance spécifique maximale, que 2-3,5 % en moles fournit la résistance maximale à la flexion et que 2-3 % en

moles fournit la tenacité maximale à la rupture et la tempé-

rature maximale de résistance aux chocs thermiques, tandis

que 2,3-4 % en moles de Y203 réduit la diminution de la ré-

sistance à la flexion par vieillissement.

En outre il est préférable que les céramiques à base

de zircone, qui comportent comme composant principal de la zir-

cone ou de la zircone partiellement stabilisée, contiennent de préférence, comme substances facilitant le frittage, 1-5 % d'alumine (A1203), de silice (SiO2) et d'un oxyde d'un métal alcalin, le pourcentage étant pris sur le poids du composant principal. La raison en est que, au cours de la fabrication des céramiques à base de zircone, les substances favorisant le frittage non seulement permettent d'améliorer la résistance

du moule et l'aptitude au moulage et de réduire la tempéra-

ture de frittage, mais également d'accroître la résistance spécifique. Si la teneur est inférieure à 1 %, la résistance spécifique n'augmente pas suffisamment, tandis que si cette dernière dépasse 1 %, la résistance à la flexion diminue de

façon notable.

De telles substances facilitant le frittage ont en gé-

néral pour effet de réduire la résistance au choc thermique

à température élevée, due à la dilation thermique extraordi-

naire accompagnée d'une transformation cristalline lorsque la céramique à base de zircone stabilisé possède des températures éleves, et cependant, dans le cas de la présente invention, il ne se pose aucun problème de ce type étant donné que la température des fluides traités dans l'industrie chimique

n'est habituellement pas supérieure à 200 C.

On donne de préférence à l'épaisseur de l'élément for-

mant bride 12A (t3) et à l'épaisseur de l'élément de fond 12C

(t2) du carter arrière 12, des valeurs supérieures à l'épais-

seur de la paroi latérale 12B (t1). Il est particulièrement

préférable de choisir l'épaisseur de l'élément formant bri-

de 12A (t3) et l'épaisseur de l'élément de fond 12C (t2) éga-

les au moins au triple de l'épaisseur de la paroi latérale 12B (t1).Les raisons en sont les suivantes: afin de rendre

la paroi latérale 12B aussi mince que possible, tout en se con-

formant aux spécifications des machines tournantes devant être

raccordées au dispositif d'entraînement magnétique, il est né-

cessaire de réduire au minimum la contrainte située au niveau

de la limite de la paroi latérale formée par pliage de l'é-

* lément de fond 12C et/ou de l'élément formant bride 12A, de

sorte qu'il est préférable que l'épaisseur de l'élément for-

mant bride 12A (t3) et celle de l'élément de fond 12C (t2) soient égales respectivement au triple de celle de la paroi

latérale 12B (t1).

Bien que l'explication ci-dessus ait été faite en rap-

port avec une pompe centrifuge à entraînement magnétique com-

me forme de réalisation de l'invention, cette dernière peut être également appliquée à des machines tournantes autres

qu'une pompe centrifuge.

Par exemple, comme cela est représenté sur la figure 3, dans un agitateur comportant un arbre principal 1 muni d'un

rotor 3 et d'une palette 22 fixée sur une extrémité de l'ar-

bre principal et servant à agiter des fluides, la force d'en-

traînement du moteur est transmise à la palette 22 au moyen d'un accouplement magnétique de manière à réaliser un effet d'agitation ou de mélange de fluides gazeux ou liquides, avec

un haut rendement.

Comme cela ressort à l'évidence de la description qui

précède, la structure du dispositif conforme à la présente invention comporte des moyens d'accouplement magnétique com-

prenant une cloison spécifiquement mince constituée en un ma-

tériau céramique possédant la résistance électrique spécifique

correctement définie de sorte qu'une faible production de cha-

leur due aix courants de Foucault apparaît dans les moyens d'ac-

couplement magnétique, ce qui entraîne que le rendement de transmission du couple par les aimants est accru et qu'il

n'est par conséquent pas nécessaire de prendre des disposi-

tions particulières pour réduire l'influence de la production de chaleur. En outre la cloison plus mince permet d'aboutir

& un perfectionnement du rendement de transmission du cou-

ple par les aimants et également d'aboutir à une forme com-

pacte pour le dispositif.

Exemple 1

On a fabriqué une pompe centrifuge à entraînement

magnétique du type représenté sur la figure 1.

On a réalisé sous la forme d'un corps d'un seul tenant en alumine une roue à palettes possédant un diamètre de 150 mm et muni de 5 palettes et un rotor possédant une longueur de

mm et un diamètre extérieur de 102 mm. On a inséré un ai-

mant entraîné solidaire de la roue à palettes et constitué par un aimant permanent d'une largeur de 22 mm, dans le rotor sur une circonférence effective possédant un diamètre de 81 mm

et centrée sur l'arbre principal. On a fixé un aimant d'en-

traînement constitué par un aimant permanent d'une largeur de 25 mm sur un support d'aimant situé sur une circonférence

effective possédant un diamètre de 132 mm et centré sur l'ar-

bre principal. L'aimant entraîné de la roue à palettes et l'ai-

mant d'entraînement possédaient tous les deux une longueur

de 55-160 mm comme indiqué dans le tableau 1.

Pour ces aimants permanents, on a utilisé un aimant

constitué par des éléments des terres rares possédant une for-

ce coercitive de 5170 A.t/cm et une densité de flux résiduel

de 0,95 tesla.

Le carter arrière constituant un carter de pompe est muni, comme représenté sur la figure 2, d'un aimant formant

bride possédant une épaisseur de 12 mm et possédant un diamè-

tre extérieur de 140 mm et un diamètre intérieur de 108 mm, une paroi latérale possédant une étendue en profondeur de mm et comportant un diamètre intérieur de 108 mm et une épaisseur du type indiqué dans le tableau 1, et est constituée

en un matériau présentant une résistance spécifique prédéter-

minée représentée dans la tableau 2.

Comme moteur d'entraînement 10, on a fabriqué un mo-

teur triphasé possédant une unité de rotation de 3500 t/mn

et une puissance de sortie de 5,5 kW.

Dans ces pompes on a mesuré la force d'entraînement de

l'arbre de la pompe, la résistance du carter arrière à la pres-

sion interne et la température de rupture du carter arrière

sous l'action d'un choc thermique ainsi que l'élévation en tem-

pérature du fluide traité.

On a déterminé la force d'entraînement de l'arbre de

la pompe au moyen du produit du courant d'entrée par la ten-

sion par le rendement de sortie du moteur lorsque la hauteur totale de refoulement de la pompe était égale à 30 m et que

le débit de délivrance du fluide était égal à 0,2 m3/mn.

La résistance du carter arrière à la pression intérieu-

re a été déterminée en calculant sa résistance à la rupture

lors de l'application d'une pression à l'intérieur du car-

ter arrière à l'aide d'une huile mise en pression.

La température de rupture sous choc thermique a été

représentée au moyen de la différence entre 20 C et la tempé-

rature pour laquelle un carter arrière avait été chauffé dans un four, lorsqu'aussitôt après avoir été retiré du four, le carter arrière chauffé s'est brisé lorsqu'on y a introduit de

l'eau possédant une température de 20 C, à un débit de 101/mn.

L'élévation de la température de fluides traités a été déterminée par la différence de température entre le liquide situé à proximité du pourtour intérieur de l'élément en forme de bride du carter arrière et le liquide situé à proximité du pourtour intérieur de l'élément de fond du carter arrière. Les résultats des mesures sont indiqués dans le tableau 1. A partir du tableau 1, on peut comprendre à l'évidence que

les pompes centrifuges munies du dispositif d'entraînement ma-

gnétique conforme à la présente invention ont une capacité su-

périeure de transmission du couple, entraînent un faible ac-

croissement de la température de fluides traités et présentent

une résistance mécanique et une résistance aux chocs thermi-

ques, améliorées par rapport aux pompes possédant une struc-

ture classique.

Tableau 1

l - F-. - r r Force IRésistance du d'entra - carter arrière nement de l'arbre de pompe (kW) 3,70 la pression interns (kg/cm) Température de rupture sous choc thermique ('C) Accroissement de température du fluide traité ( c) 0 3 2 2 5 x 108 5 55 3,70 85 280 0,3 3 3 5 x108 5 65 3,75 110 270 0,3 4 3 3,6 x 109 9 65 3,75 70 200 0,3 5 5 x lO8 5 93 3,85 165 230 0, 5 6 8 5 x 108 5 140 4,05 240 180 0,7 0 6 0,3 9 2 2 x 10-5 22 55 4,42 90 > 200 7,7 2 2 x 102 20 55 3, 73 16 170 1,4 il 2 >1014 19 55 3, 70 16 140 0, 3 12 8 2 x 102 20 140 4, 20 50 90 3,1 13 8 4 x 103 21 140 4 07 43 100 0,9

14 8 >1014 19 140 4 04 55 60 0,6

0,8 * Le N du matériau se réfère Matériau

N *

Epaisseur de cloison (mm) 1,5 Résistance spécifique (.lcm) x 108 Longueur de l'aimant

d'entraî-

nement (mm) Présente invention

Exemple

comparatif 1,3 3,6 x 109 x 108 4,04 3, 70 x 108 H- co W 4,15

au tableau 2.

Ona préparé des céramiques à base de zircone possé- dant des compositions incluant, comme composants principaux, de la zircone

et de l'oxyde d'yttrium comme représenté dans le tableau 2, en combinaison avec des additifs possédant les compositions représentées dans le tableau 3. Comme exemples comparatifs, on a préparé des céramiques à base d'alumine et

de carbure de silicium et de l'acier doublé de polytétrafluo-

roéthylène. A partir des matériaux mentionnés précédemment on a

fabriqué, en vue d'effectuer des mesures, des éprouvettes res-

pectives que l'on a mesurées du point de vue de la résistan-

ce à la flexion, de la résistance électrique spécifique, de la tenacité à la rupture, de la température de résistance à des chocs thermiques et de la résistance à la flexion lors du vieillissement. Les résultats sont indiqués dans le tableau

2. Le tableau 3 montre les compositions.

Tableau 2 (a)

Compositions 41 Caractéristiques C tprincipal Additif Résistance Résistance Résistance Ténacité à Températurede N MatériauxComposant principalélectrique à la la flexion la rupturerésistance aux Zra y Compoe ** spécifique flexion vieillisse- 3/ chocs Z2 2 3 sition pod en - -m (k/m2 ment) (MN/m /) thermiques (% en (% en sition poids (.n. -cm) (kg/cm) (C) (%en (% en NM(%c) moles) moles) 1 Zircone 93,7 2,3 2 2,5 3,9 x 108 104 8,1 10,5 390 Z Zircone 93,5 2,5 2 2,5 4,2 x 108 97 5,9 8,8 360 3 Zircone 93,5 2,5 1 2,5 4,9 x 108 91 28,5 7,1 390 4 Zircone 93,5 2,5 3 2,5 4,4 x 108 94 8,1 8,8 360 Zircone 93 3 2 2,5 5,0 x 108 89 3,2 7,9 320 6 Zircone 94,8 3 2 0,7 2,5 x 107 66 6,8 6,2 220 7 Zircone 94,5 3 2 1 6,9 x 107 84 5,9 6,9 250 8 Zircone 91 3 2 4,5 1,2 x 109 84 8,9 6,6 290 9 Zircone 90,5 3 2 5 3,6 X 109 74 11,3 6 280 Zircone 92,5 3,5 2 2,5 6,0 x 108 81 3 7, 1 270 11 Zircone 92,5 3,5 1 2,5 7,1 x 108 73 22 7, 4 300 12 Zircone 92,5 3,5 3 2,5 6,2 x 108 77 7, 3 7, 1 280 O' Co U1 Co w 3,6 2, 5 6,6 lircone 92, 4

512 X 108

Tableau 2 (b)

Compositions1* Composant principal Zr 2 (% en moles) Y203 (% en moles) Additif

Composi-

tion No % en poids 2,5 Caractéristiques Résistance électrique spécifique (a -cm) 4,1 x 108 Résistance à la flexion (kg/cm2) Résistance à la flexior

(vieillisse-

ment) (%) 3,4 Ténacité à l'usure (MN/m3/2) 4,q Température de résistance aux chocs thermiques ( C) Zircone 94,5 1,5 2 2,5 1,1 x 108 15 - 3,1 16 Zircone 94 2 2 2,5 3,0x108 98 15 4 9 370 17 Zircone 93,8 2,2 T 2 2,5 3,4 x 108 102 129 9 9 400 18 Zircone 90 3 2 5,5 612 x109 64 13 4 4 7 250 Alumine mn19(69%) - 4 >1014 28 - 3, 6 200

19 (69%)- --

*** SC - -] 0,5 2 x 102 39 2,4 370 21 SSC _ _*** - _T- 1 4 x103 33 3 390 2 x 10-5 -,

* Composition: On se réfère au N indiqué dans le tableau 3.

** % en poids: Pourcentage basé sur le poids des composants principaux.

*** SSC:Carbure de silicium fritté.

4P Composition: L'hydrogène et l'azote sont ajoutés à la composition de manière à fournir 100 %.

Matériaux Zircone Acier doublé de PTFE Co w

Tableau 3

N de _ Ingrédient (% en poids) l'argile A 03 SiO RO* Autres

_ _ _ _ _ _ 23 2

1 28 45 17 10

2 8 36 43 13

3 15 13 27 45

1 1 1

*RO: Oxyde d'un métal alcalin.

Par conséquent on peut comprendre que les céramiques à base de zircone partiellement stabilisées avec 2,3-3,5 % en moles de Y203 possèdent une résistance mécanique améliorée 2 3

et une résistance électrique spécifique satisfaisantes, compa-

tibles avec la cloison des moyens d'accouplement magnétique.

En outre il a été confirmé que les céramiques & base de zircone contenant 1-5 % d'alumine (A1203), de silice (SiO2) et d'un oxyde de métal alcalin, le pourcentage étant rapporté

au poids du composant principal.

Les spécialistes de la technique comprendront en outre

que la description précédente a été faite en rapport avec les

formes de réalisation préférées de la présente invention et

que différentes modifications ou variantes, changements et per-

fectionnements peuvent être apportés à l'invention sans sortir

du cadre de cette dernière.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'entraînement magnétique pour une machi-

ne tournante, qui comporte un moteur d'entraînement (10) et un rotor (3) entraîné par des moyens d'accouplement mécaniques (6, 8) comprenant un aimant d'entraînement (8) fixé sur un sup- port d'aimant (7) raccordé audit moteur d'entraînement et un aimant entraîné (6) solidaire d'une roue & palettes (2; 22) et fixée sur le rotor, ledit aimant d'entraînement (8) et ledit aimant entraîné (6) de la roue à palettes étant combinés l'un

à l'autre, caractérisé en ce que ce dispositif comporte une en-

ceinte (12) logeant le rotor (3) et comportant une cloison cy-

lindrique (12B) définissant le pourtour de l'enceinte, ladite cloison possédant une épaisseur comprise entre 1,5 et 8 mm et

étantconstituée en un matériau céramique possédant une résistan-

ce électrique spécifique égale au moins à 1033h..cm, l'aimant

d'entraînement (8) et l'aimant entraîné (6) de la roue à palet-

tes étant accouplés magnétiquement par l'intermédiaire de la-

dite cloison.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en

ce que le matériau céramique contient de la zircone comme cons-

tituant principal.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le constituant principal est de la zircone partiellement

stabilisée avec 2-4 % en moles de Y203.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le constituant principal est de la zircone partiellement

stabilisée avec 2,3-3,5 % en moles de Y203.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau céramique contient 1-5 % d'alumine (A1203),

de silice (SiO2) et d'un oxyde d'un métal alcalin, le pourcenta-

ge étant rapporté au poids du constituant principal.

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte est formée par un carter arrière (12)

et par un carter avant (11), que ledit carter arrière (12) com-

porte une cloison de séparation (12B), un élément de fond (12C) raccordé à une extrémité de la cloison de séparation, et un élément formant bride (12A) formé sur l'autre extrémité de la

cloison,et que le carter arrière (12) est formé par la combinai-

son de l'élément formant bride (12A) avec le carter avant (11), l'élément de fond (12C) et l'élément formant bride (12A) possé-

dant une épaisseur égale au moins au triple de celle de la cloi-

son (12B).