FR2677712A1

FR2677712A1 - Pump and/or hydraulic motor with gearing operating in water with very high performance

Info

Publication number: FR2677712A1
Application number: FR9107125A
Authority: FR
Inventors: Bavouzet Michel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-06-12
Filing date: 1991-06-12
Publication date: 1992-12-18

Abstract

The invention relates to a pump and/or hydraulic motor with gearing operating in water allowing for very high performance. The body is manufactured from an alloy, the shafts and gears from stainless steel treated by quench and temper, the bearings are made from hard bronze and equipped with rustproof (stainless) rolling-contact bearings. For use in water to which aggressive products have been added, the body, the shafts and gears are manufactured from stainless steel, treated by quench and temper, the bearings are made of ceramic and equipped with rustproof rolling-contact bearings. The pump and/or hydraulic motor with gearing according to the invention is particularly suited to applications requiring very high performance in terms of delivery, pressure, torque, temperature, rotational speed, external radial and axial forces on the shaft of the driving gear and possibly in terms of resistance to most chemical products.

Description

La présente invention concerne la conception d'une pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage fonctionnant à l'eau et permettant d'atteindre de très hautes performances en débit, en pression, en couple, en température, en vitesse de rotation, en forces radiales et axiales extérieures sur l'arbre du pignon menant et en résistance à l'agression de la plupart des substances chimiques organiques et minérales. The present invention relates to the design of a hydraulic pump and (or) geared motor operating in water and making it possible to achieve very high performance in flow, pressure, torque, temperature, speed of rotation, external radial and axial forces on the pinion shaft driving and resisting the aggression of most organic and mineral chemicals.

Il existe des pompes et (ou) moteurs hydrauliques à engrenage fonctionnant à l'eau correspondant à la demande de brevet n09013027 du 22.10.1990. Ces pompes et (ou) moteurs hydrauliques à engrenage fonctionnant à l'eau, contrairement à ceux fonctionnant à l'huile minérale, sont fabriqués dans des matériaux d'une part inoxydables, d'autre part offrant des coefficients de frottement dynamique très bas afin d'éviter le grippage des différentes pièces en frottement puisqu'elles fonctionnent sans lubrification à l'huile minérale. Les paliers sont équipés de bagues bronze revêtues de PTFE à l'intérieur. There are water-operated hydraulic pumps and (or) motors operating with water corresponding to patent application n09013027 of 22.10.1990. These hydraulic pumps and / or motors with water-operated gears, unlike those operating with mineral oil, are made of materials on the one hand stainless, on the other hand offering very low dynamic friction coefficients in order to avoid seizure of the various friction parts since they operate without lubrication with mineral oil. The bearings are fitted with bronze rings coated with PTFE inside.

Ces pompes et (ou) moteurs hydrauliques à engrenage fonctionnant à l'eau sont limités en débit, en pression, en couple, en température, en vitesse de rotation, en forces radiales et axiales extérieures sur l'arbre du pignon menant et à l'utilisation de certains produits chimiques additionnés à l'eau dans des applications de nettoyage ou des applications de pompage, d'une part, par les propriétés mécaniques, physiques et chimiques des matériaux utilisés et d'autre part, par l'équipement des paliers de bagues bronzerevêtues de
PTFE à l'intérieur.These water powered hydraulic pumps and / or motors are limited in flow, pressure, torque, temperature, speed, external radial and axial forces on the drive pinion shaft and the use of certain chemicals added to water in cleaning applications or pumping applications, on the one hand, by the mechanical, physical and chemical properties of the materials used and on the other hand, by the equipment of the bearings of bronze rings coated with
PTFE inside.

La pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage fonctionnant à l'eau, et permettant d'atteindre de très hautes performances, selon l'invention, permet de remédier à ces inconvénients. De nouvelles applications sont possibles : par exemple sur de grosses machines de nettoyage de type industriel, quand une puissance importante est nécessaire, ou quand des produits chimiques agressifs sont utilisés, en fonction pompe pour l'injection d'eau et en fonction moteur pour la motricité des brosses, sur des outils hydrauliques en fonction moteur et en fonction pompe pour leur alimentation, sur des nettoyeurs haute pression en fonction pompe, et dans toutes opérations de pompage d'eau ou d'eau additionnée à certains produits chimiques agressifs, quand une pression importante est nécessaire. The hydraulic pump and (or) geared motor operating with water and making it possible to achieve very high performance, according to the invention, makes it possible to remedy these drawbacks. New applications are possible: for example on large industrial type cleaning machines, when high power is required, or when aggressive chemicals are used, in pump function for water injection and in motor function for movement of the brushes, on hydraulic tools in motor function and in pump function for their supply, on high pressure cleaners in pump function, and in all pumping operations of water or water added to certain aggressive chemicals, when a significant pressure is required.

Le principe général de fonctionnement reste identique dans la fonction pompe, un moteur thermique ou électrique fait tourner les pignons en transmettant son couple à l'arbre du pignon menant le pignon menant entraine le pignon mené, et l'engrenage ainsi formé, en tournant provoque une aspiration à l'entrée de la pompe et une pression à la sortie; dans la fonction moteur, l'eau est injectée en pression par l'orifice d'entrée du moteur et ainsi fait tourner les deux pignons pour sortir à l'orifice opposé, l'engrenage transmet son couple par l'intermédiaire'de l'arbre du pignon menant. The general principle of operation remains identical in the pump function, a thermal or electric motor rotates the pinions by transmitting its torque to the shaft of the pinion driving the driving pinion drives the driven pinion, and the gear thus formed, by turning causes suction at the inlet of the pump and pressure at the outlet; in the motor function, water is injected under pressure through the motor inlet port and thus rotates the two pinions to exit at the opposite port, the gear transmits its torque via the leading gear tree.

C'est, par les propriétés mécaniques et physiques des matériaux utilisés pour la fabrication des différentes pièces composant la pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage fonctionnant à l'eau, et par l'équipement des paliers de roulements inoxydables que de très hautes performances sont obtenues en débit, en pression, en couple, en température, en vitesse de rotation, en forces radiales et axiales extérieures sur l'arbre du pignon menant et c'est par les propriétés chimiques des matériaux utilisés que de très hautes performances sont obtenues en résistance à l'agression de la plupart des substances chimiques organique s et minérales lorsque dans des applications de pompage ou dé nettoyage, certains produits chimiques agressifs sont véhiculés avec l'eau. It is by the mechanical and physical properties of the materials used for the manufacture of the various parts making up the water-operated hydraulic pump and / or gear motor, and by the equipment of the stainless bearing bearings that very high performances are obtained in flow, pressure, torque, temperature, rotation speed, external radial and axial forces on the driving pinion shaft and it is by the chemical properties of the materials used that very high performances are obtained in resistance to aggression of most organic and mineral chemicals when in pumping or cleaning applications, certain aggressive chemicals are transported with water.

Deux variantes sont possibles pour la fabrication des différentes pièces composant la pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage à très hautes performances : l'une est adaptée à un fonctionnement avec de l'eau pure ou éventuellement additionnée de produits chimiques non agressifs pour les alliages de bronze, de laiton ou d'aluminium, l'autre est adaptée à un fonctionnement avec de l'eau dans laquelle est additionné un produit chimique agressif, par exemple le chlore pour certaines opérations de nettoyage. Two variants are possible for the production of the different parts making up the very high performance hydraulic pump and / or gear motor: one is suitable for operation with pure water or possibly with the addition of non-aggressive chemicals for bronze, brass or aluminum alloys, the other is suitable for operation with water in which an aggressive chemical is added, for example chlorine for certain cleaning operations.

Pour un fonctionnement avec de l'eau pure, ou éventuellement additionné d'un produit chimique non agressif, l'ensemble des pièces composant la pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage fonctionnant à l'eau sont fabriquées dans des matériaux spécifiques, offrant d'une part, une résistance à la corrosion et un coefficient de frottement dynamique très bas particulièrement pour les pièces en frottement, et d'autre part, pour permettre le fonctionnement à de très hautes performances en débit, en pression, en couple, en tem- pérature, en vitesse de rotation, en forces radiales et axiales extérieures sur l'arbre du pignon menant, ces matériaux offrent également jusqu'à une température de 2650, des caractéristiques mécaniques élevées qui permettent aux pièces de ne pas être déformées sous les contraintes de pression, et de couple, ce qiri dans le cas contraire provoquerait des fuites intérieures et limiterait ainsi les performances, et un coefficient de dilatation thermique faible, ce qui dans le cas contraire provoquerait la blocage des pièces entre-elles. For operation with pure water, or optionally with the addition of a non-aggressive chemical, all the parts making up the water-operated hydraulic pump and / or gear motor are made of specific materials, offering on the one hand, a resistance to corrosion and a very low dynamic coefficient of friction particularly for parts in friction, and on the other hand, to allow operation at very high performance in flow, pressure, torque, temperature, rotational speed, external radial and axial forces on the driving pinion shaft, these materials also offer, up to a temperature of 2650, high mechanical characteristics which allow the parts not to be deformed under the pressure and torque constraints, this qiri otherwise would cause internal leaks and thus limit performance, and a coefficient of expansion low thermal ation, which would otherwise cause the parts to lock together.

Pour une adaptation à un fonctionnement avec de l'eau dans laquelle est additionné un produit chimique agressif, les matériaux utilisés offrent à la fois une résistance à la corrosion, un coefficient de frottement dynamique très bas particulièrement pour les pièces en frottement, des caractéristiques mécaniques élevées et un coefficient de dilatation thermique faible jusqu'à une température de 2659 et une résistance à l'agression de la plupart des substances chimiques organiques et minérales. For an adaptation to an operation with water in which an aggressive chemical is added, the materials used offer both corrosion resistance, a very low dynamic friction coefficient, particularly for friction parts, mechanical characteristics high and a low coefficient of thermal expansion up to a temperature of 2659 and resistance to aggression of most organic and mineral chemicals.

Pour un fonctionnement avec de l'eau pure, ou éventuellement additionnée d'un produit chimique non agressif, le corps avant, le corps central, le corps arrière sont fabriqués dans un alliage de laiton, de bronze ou d'aluminium traité anti-corrosion, les arbres des pignons, les pignons menant et mené dans un acier inoxydable traité par trempe et revenu, les paliers dans un bronze dur et équipés de roulements inoxydables. For operation with pure water, or possibly added with a non-aggressive chemical, the front body, the central body, the rear body are made of an alloy of brass, bronze or aluminum treated anti-corrosion , the pinion shafts, the driving and driving pinions in stainless steel treated by quenching and tempering, the bearings in hard bronze and fitted with stainless bearings.

Pour un fonctionnement avec de l'eau dans laquelle est additionné un produit chimique agressif, le corps avant, le corps central, le corps arrière, les arbres des pignons, les pignons menant et mené sont fabriqués dans un acier inoxydable traité par trempe et revenu, les paliers en céramique, et équipés de roulements inoxydables. For operation with water in which an aggressive chemical is added, the front body, the central body, the rear body, the pinion shafts, the driving and driven pinions are made of stainless steel treated by quenching and tempering , ceramic bearings, and fitted with stainless bearings.

Les roulements inoxydables sont d'une largeur inférieure à la largeur des paliers. Leurs logements sont usinés , côtés faces extérieures des paliers afin de permettre aux paliers d'avoir sur leurs faces intérieures des trous dont le diamètre est adapté au diamètre des arbres des pignons et non au diamètre extérieur des roulements, afin de limiter les fuites. The stainless bearings are less than the width of the bearings. Their housings are machined, sides of the outer faces of the bearings in order to allow the bearings to have holes on their inner faces whose diameter is adapted to the diameter of the pinion shafts and not to the outer diameter of the bearings, in order to limit leaks.

Les dents et les flancs de pignons ainsi que les faces intérieures des paliers sont, après usinage, rectifiés afin d'obtenir une parfaite qualité des états de surfaces, pour d'une part permettre de limiter les fuites intérieures liées à la fluidité de l'eau et, d'autre part permettre la création d'un film d'eau entre les surfaces en frottement. The teeth and gable sides as well as the inner faces of the bearings are, after machining, rectified in order to obtain perfect quality of the surface conditions, on the one hand making it possible to limit the internal leaks linked to the fluidity of the water and, on the other hand, allow the creation of a film of water between the friction surfaces.

Claims

1) Water-operated hydraulic pump and (or) gear motor, of the type comprising a body with inlet and outlet orifices and two toothed pinion gears mounted on a shaft, and allowing very high performance in flow rate, in pressure , in torque, in temperature, in speed of rotation, in radial and axial external forces on the shaft of the driving pinion, intended to have a resistance to corrosion, a very low dynamic coefficient of friction especially for friction parts, and up to a temperature of 2650 high mechanical characteristics and a low coefficient of thermal expansion, characterized in that the front body, the central body and the rear body are made of an alloy of brass, bronze or treated aluminum anti-corrosion, the pinion shafts, the driving and driving pinions in stainless steel treated by quenching and tempering, the bearings in hard bronze.

2) pump and (or) hydraulic gear motor operating with water and allowing very high performance according to claim l, characterized in that the bearings are equipped with stainless bearings, with a width less than the width of the bearings, whose housings are machined on the outer faces of said bearings in order to limit leaks.