FR2664663A1

FR2664663A1 - Pompe centrifuge, en particulier pour alimenter le systeme de post-combustion d'une turbine a gaz.

Info

Publication number: FR2664663A1
Application number: FR8903810A
Authority: FR
Inventors: Smith Trevor Stanley
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1992-01-17
Also published as: GB8820806D0; GB2243406A; IT8947978A0; IT1233500B

Abstract

La roue (13) d'une pompe est montée rotative dans une chambre (12) dans laquelle du liquide peut pénétrer à travers une admission (11) susceptible d'être fermée par une soupape (14). Des disques (21-24) définissent des chambres (25-28) à l'intérieur d'un manchon (17). Des jeux circonférentiels entre les disques (21-24) et le manchon (17) forment des étranglements à travers desquels les chambres (25-28) communiquent entre elles et avec la chambre de pompage (12). A l'ouverture de la soupape (14), les chambres (25-28) se remplissent l'une après l'autre, en absorbant ainsi des différences entre le débit à l'admission (11) et le débit de refoulement de la pompe, ce qui minimise les chocs de pression dus à ces différences.

Description

-1 Cette invention concerne Les pompes centrifuges et en

particulier Les pompes de ce type destinées à alimenter en carbu-

rant des systèmes de postcombustion de moteurs à turbine à gaz De te L Les pompes sont habituel Lement alimentées en carburant au moyen

d'une pompe re Lais et e L Les comportent une roue mue par Le moteur.

Ces pompes sont pourvues d'une soupape pour fermer L'admission de La pompe Lorsque Le système de postcombustion n'est pas en service; La pompe est a Lors vidée par une soupape de drainage Quand Le système de postcombustion est mis en service, La pompe doit être amorcée en L'espace d'environ 0,1 seconde La soupape d'admission est ouverte et La rotation de La roue crée au départ un noyau de vapeur qui existe jusqu'à ce que La pompe soit remp Lie; à ce moment, Le débit à L'admission doit être ramené brusquement à un niveau éga L à ce Lui du débit de refoulement de La pompe Cette réduction provoque un choc de pression appe Lé coup de béLier et qui est réf Léchi jusqu'au réservoir de carburant à travers La conduite

d'alimentation et La pompe re Lais Afin d'éviter des endommage-

ments, i L est souhaitable de faire en sorte que ce choc de pression soit empêché de devenir excessif L'un des buts de La présente invention est de procurer une pompe centrifuge dans Laque L Le cette

condition soit satisfaite.

L'invention apporte une pompe centrifuge comprenant un corps de pompe avec une admission et une chambre de pompage, une

roue disposée dans cette chambre, une soupape pour couper L'admis-

sion de La chambre de pompage, un récipient et un premier étrang Le-

ment re Liant entre eux Le récipient et La chambre de pompage.

Un mode de réalisation de L'invention sera décrit ci-après à titre d'exemp Le seulement et en référence au dessin annexé, dans Leque L: La figure 1 est une coupe axia Le d'une partie d'une pompe centrifuge; et Les figures 2 à 5 sont des coupes transversales

partie L Les indiquées par des f Lèches portant des numéros corres-

pondants sur La figure 1.

La figure 1 représente une pompe centrifuge dont Le corps possède une admission 11 et définit une chambre de pompage 12 dans laquelle une roue à aubes 13 est montée rotative Un éLément obturateur 14 peut coulisser à joint étanche dans le corps 10 et est rappelé par un ressort 15 à une position o cet éLément est appliqué contre un siège 16 du corps 10 Le ressort 15 entoure un manchon cylindrique 17 faisant partie du corps 10 et servant au guidage de l'élément obturateur 14 L'élément 14 et le manchon 17

sont axialement alignés avec la roue 12, comme représenté.

L'élément 14 est déplaçable, contre la force du ressort, par une pression de fluide HP appliquée à travers un orifice 18 et agissant sur une partie 19 de l'élément 14, partie qui agit à la façon d'un piston Une pression d'asservissement est dérivée de la pression HP au moyen d'un robinet 31 et est appliquée à un orifice 32 pour le

rappel de l'élément obturateur 14 à la position fermée.

Dans le manchon 17 est montée rigidement une tige 20 portant quatre éléments de séparation constitués par des disques 21, 22, 23 et 24 axialement espacés et définissant quatre volumes ou chambres 25, 26, 27 et 28 formant un récipient à l'intérieur du manchon 17 Chacun des disques présente un jeu diamétral compris entre 0,152 et 0,252 mm dans le manchon 17 Les disques 21, 22 et 23 présentent, en plus, quatre encoches radiales 30 qui sont uniformément espacées angulairement et dont la largeur est de 2,54 mm Les encoches du disque 21 ont une profondeur de 5,2 mm, celles du disque 22 ont une profondeur de 3,43 mm et celles du disque 23 ont une profondeur de 1,6 mm Les jeux radiaux des disques et les encoches 30 pour ce qui concerne les disques 21, 22 et 23 forment des étranglements ou limiteurs d'écoulement entre les volumes 25, 26, 27 et 28 et les volumes voisins ou chaque volume voisin Les espacements axiaux des disques 21, 22, 23 et 24 sont tels que les volumes 25, 26, 27 et 28 mesurent

respectivement 26,2; 19,7; 13,2 et 6,6 ml.

Les dimensions des volumes et des étranglements, données ci-dessus à titre d'exemple, sont basées sur une longueur de tuyau de 6 mètres entre la pompe et le réservoir d'o la pompe tire le carburant; dans un tel cas, le choc de pression se propagera depuis la pompe jusqu'au réservoir puis du réservoir jusqu'à la pompe en 0,01 seconde environ Il est supposé également que la pompe re Lais montée sur Le réservoir refoule le carburant à environ 1 380 k N/m Quand La pompe est en service, sa roue 13 tourne en continu Lorsque L'élément obturateur ou soupape 14 s'ouvre, du

carburant s'écou Le à travers L'admission 11 à une vitesse crois-

sante à mesure que la chambre de pompage 12 se remplit Immédiate-

ment avant que La chambre 12 ne soit pleine, le débit de carburant dans L'admission 11 est d'environ 5 litres/seconde, ce qui est à peu près le double du débit de refoulement de la pompe, Lequel est de 2,5 Litres/seconde et est déterminé par un dispositif mesureur de carburant en aval de La pompe A ce moment, du carburant pénètre dans le volume 25, à travers l'étranglement défini par le disque 21, à un débit de 2 litres/seconde Le vo Lume 25 se remplit ainsi en 0,013 seconde, ce qui est plus long que le temps de 0,01 seconde pour l'aller et le retour du choc de pression dû à l'excès de débit à l'admission par rapport au débit de refoulement Par suite de

l'écoulement de carburant dans le vo Lume 25, le débit dans L'admis-

sion 11 diminue de 5 ( 2,5 + 2) = 0,5 Litre/seconde au lieu d'être réduit de 2,5 litres/seconde, comme cela serait le cas en L'absence du volume 25 L'ampleur du choc de pression,

c'est-à-dire de la surpression par rapport à la pression de refou-

lement de la pompe relais, est réduite en conséquence à 420 k N/m,

ce qui est un cinquième du choc produit normalement.

Lorsque le volume 25 est rempli, du carburant pénètre dans le volume 26 à 1,5 litres/seconde, en remplissant ce volume en 0,013 seconde Le débit à l'admission tombe à 4,0 Litres/seconde et un autre choc de pression de 420 k N/m fait un aller et retour au réservoir de carburant et depuis ce réservoir Ce processus est répété lors des remplissages consécutifs des volumes 27 et 28, s'opérant chacun en 0,013 seconde, ce qui s'accompagne dans chaque cas d'un choc de pression réduit comme mentionné dans ce qui précède, de sorte que le débit de carburant à l'admission est tombé ensuite à 3,0 litres/seconde Un choc de pression final de

420 k N/m 2, non accompagné par le remplissage d'un volume addi-

tionnel, ramène le débit à l'admission à 2,5 litres/seconde, ce

qui correspond au débit de refoulement.

Par conséquent, la pompe se remplit convenablement dans le temps nécessaire de 0,1 seconde et il se produit une succession de chocs de pression réduits à la place du coup de bélier de

2 100 k N/m qui se produirait normalement.

Chaque choc de pression est généré sous la forme d'une onde positive à la pompe centrifuge et est réfléchi depuis le réservoir comme une onde négative Le retour de l'onde négative à l'admission 11 fait donc descendre la pression d'admission à la pression de refoulement de la pompe relais En choisissant les dimensions de manière que chacun des volumes 25, 26, 27, 28 successifs se remplisse en 0,013 seconde, le retour de l'onde de pression négative jusqu'à l'admission 11 peut se produire avant le départ du nouveau choc de pression Les chocs de pression ne sont donc pas cumulatifs et l'ampleur de chacun d'eux est limitée à 420 k N/m 2 au-dessus de la pression de refoulement de la pompe

relais.

Le nombre des volumes à remplir l'un après l'autre est choisi de manière que chaque choc de pression soit ramené à un

niveau acceptable, compatible avec un temps de remplissage raison-

nable de la pompe et en tenant compte du débit de refoulement de la

pompe.

Claims

REVENDICATIONS

1 Pompe centrifuge comprenant un corps ( 10) avec une admission ( 11) et une chambre de pompage ( 12), une roue ( 13) s 05 disposée rotative dans cette chambre de pompage ( 12) et un éLément obturateur ou soupape ( 14) pour couper l'admission ( 11) de la chambre de pompage ( 12), caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, un récipient ( 25) et un premier étranglement ou dispositif limiteur de débit, reliant le récipient ( 25) à la chambre de

pompage ( 12).

2 Pompe selon la revendication 1, dans laquelle le récipient comprend un premier volume ( 25) qui communique avec la chambre de pompage ( 12) à travers le premier étranglement, de même qu'un second volume ( 26) qui communique avec le premier volume à

travers un étranglement supplémentaire.

3 Pompe selon la revendication 2, présentant plusieurs volumes supplémentaires ( 26, 27, 28) reliés en série entre eux par des étranglements respectifs, l'un de ces volumes supplémentaires

( 26) communiquant avec le premier volume ( 25).

4 Pompe selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle le corps ( 10) possède un manchon ( 17) dont l'intérieur communique avec la chambre de pompage ( 12), les vo Lumes ( 25, 27) étant définis par plusieurs éLéments de séparation ( 21-24) disposés dans le

manchon ( 17).

5 Pompe selon la revendication 4, dans laquelle le manchon ( 17) est cylindrique et les éLéments de séparation sont

constitués par des disques ( 21-24) axialement espacés.

6 Pompe selon la revendication 5, dans laquelle les étranglements sont constitués par des jeux circonférentiels entre

les disques ( 21-24) et le manchon ( 17).

7 Pompe selon la revendication 6, dans laquelle les disques ( 21-24) sont disposés sur une tige centrale ( 20) attachée

au corps ( 10).

8 Pompe selon l'une quelconque des revendications 5 à 7,

dans laquelle le manchon ( 17) est axialement aligné avec la

roue ( 13).

9 Pompe selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, dans laque L Le Ladite soupape est constituée par un élément obturateur ( 13) disposé axialement cou Lissant dans le corps et pouvant être appliqué contre un siège ( 16), ledit récipient ( 25)

étant situé à l'intérieur de cet élément obturateur ( 14).