FR3107933A1 - Pompe à vide sèche et procédé de fabrication - Google Patents

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Abstract

Pompe à vide (1) sèche comportant :- un stator (2) comportant au moins une première et au moins une deuxième demi-coquilles (7, 8) complémentaires, chaque demi-coquille (7, 8) comportant au moins une demi-cloison (13e) s’assemblant avec une demi-cloison (14a-14e) de l’autre demi-coquille (8) pour former une cloison de séparation entre deux chambres de pompage successives d’étages de pompage (3a-3f) montés en série entre une aspiration (4) et un refoulement (5) de la pompe à vide (1), - deux arbres de rotors configurés pour tourner de façon synchronisée en sens inverse dans les chambres de pompage, caractérisée en ce qu’au moins une demi-cloison (13e, 14d, 14e) d’une demi-coquille (7, 8) est montée par assemblage dans un berceau (15) de la demi-coquille (7, 8). Figure d’abrégé : figure 3

Description

Pompe à vide sèche et procédé de fabrication
La présente invention concerne une pompe à vide sèche, en particulier une pompe à vide sèche multi-étagée, telle que de type Roots ou de type Claw. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une telle pompe à vide.
Les pompes à vide de type sèche multiétagées comportent plusieurs étages de pompage en série dans lesquels circule un gaz à pomper entre une aspiration et un refoulement. On distingue parmi les pompes à vide connues, celles à lobes rotatifs également connues sous le nom « Roots » ou celles à bec, également connues sous le nom « Claw ». Ces pompes à vide sont dites « sèches » car en fonctionnement, les rotors tournent à l’intérieur d’un stator sans aucun contact mécanique entre eux ou avec le stator, ce qui permet de ne pas utiliser d’huile dans les étages de pompage.
Dans certaines applications de pompage, telles que dans les procédés de pompage de l’industrie du semi-conducteur, des écrans plats («Flat Panel Display» en anglais), du photovoltaïque et du revêtement (ou «coating» en anglais), les gaz utilisés peuvent être corrosifs et les résidus de procédés peuvent comporter des poudres abrasives pouvant endommager tout ou partie des pièces statiques, notamment des étages de pompage de plus haute pression qui sont aussi ceux où les jeux fonctionnels axiaux sont les plus réduits.
Les pompes à vide multiétagées ayant une architecture en tranche, c’est-à-dire dont le stator est formé de l’assemblage axial d’éléments de stator, peuvent relativement bien répondre à cette problématique. En effet, leur désassemblage permet d’une part, de les nettoyer facilement et leur discrétisation permet d’autre part, de pouvoir remplacer les composants endommagés sans remplacer l’intégralité du stator. La contrepartie est un montage plutôt complexe de la pompe à vide, nécessitant la multiplication d’organes de mise en position et de maintien, ainsi que d’organes d’étanchéité entre chacune des interfaces. De cela résulte une augmentation du coût de fabrication des pièces ainsi que du coût de la main d’œuvre afférent.
Les pompes à vide multiétagées ayant une architecture en demi-coquilles telle que décrite par exemple dans le document US 6,572,351 B2 permettent de réduire ces coûts. Ces pompes peuvent être quant à elles, désavantagées lors des maintenances car le changement d’une demi-coquille ou de l’ensemble des demi-coquilles devient nécessaire alors que potentiellement une seule partie des demi-coquilles peut être endommagée. En outre, le coût d’obtention d’une demi-coquille est relativement élevé du fait de la précision d’usinage requise pour la réalisation des chambres de pompage et de leurs cloisons séparatrices.
Une autre problématique liée à l’architecture en demi-coquilles est inhérente aux contraintes d’usinage. L’usinage requiert en effet l’utilisation de fraises spéciales nécessitant des temps d’usinage relativement longs du fait de l’importante quantité de matière à fraiser. Le diamètre du passage d’arbre conditionne celui de l’entraineur du train de fraises et le rapport entre les diamètres des passages d’arbre et des chambres de pompage autorise ou non l’utilisation d’un outil combiné. La rigidité en flexion du train de fraises liée à ces contraintes conditionne la qualité géométrique des chambres et des cloisons, la largeur de la chambre de pompage la plus fine conditionnant celle de la fraise la taillant. Dans les faits, un compromis est recherché entre ces contraintes techniques de réalisation et celles de conception et il en ressort que de fines chambres de pompage sont parfois impossible à réaliser.
Un but de la présente invention est de résoudre au moins partiellement au moins un des inconvénients précités.
A cet effet, l’invention a pour objet une pompe à vide sèche comportant:
- un stator comportantau moins une première et au moins une deuxième demi-coquilles complémentaires, chaque demi-coquille comportant au moins une demi-cloison s’assemblant avec une demi-cloison de l’autre demi-coquille pour former une cloison de séparation entre deux chambres de pompage successives d’étages de pompage montés en série entre une aspiration et un refoulement de la pompe à vide,
- deux arbres de rotors configurés pour tourner de façon synchronisée en sens inverse dans les chambres de pompage,
caractérisée en ce qu’au moins une demi-cloison d’une demi-coquille est montée par assemblage dans un berceau de la demi-coquille.
La demi-coquille est ainsi plus facile à fabriquer, notamment au niveau du berceau qui peut être usiné en frontal sans contournage, ce qui réduit les coûts de production. Par ailleurs, avec cette architecture, il devient possible de fabriquer des chambres de pompage aux dimensions axiales étroites, sans limitation par les dimensions des outils de production.
La pompe à vide peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui sont décrites ci-après.
La au moins une demi-cloison peut être montée par assemblage amovible dans le berceau. Il est ainsi possible de facilement ôter une partie des demi-coquilles pour la nettoyer ou la remplacer en cas d’encrassement ou d’endommagement. Les coûts de maintenance peuvent donc être réduits.
La au moins une demi-cloison peut être solidaire d’un demi-fond de chambre monté amovible dans le berceau de la demi-coquille, le demi-fond de chambre et la au moins une demi-cloison étant réalisés dans une pièce rapportée amovible de la demi-coquille. La pièce rapportée étant amovible, il est ainsi possible de la désolidariser du berceau pour nettoyer le demi-fond de chambre.
Au moins une demi-coquille peut comporter:
- au moins un organe de maintien amovible, tel qu’une vis, pour fixer la demi-cloison amovible au berceau, et/ou
- au moins un organe de mise en position, tel qu’une goupille ou clavette, pour positionner la demi-cloison amovible dans le berceau.
La demi-coquille peut comporter au moins une pièce rapportée portant la au moins une demi-cloison présentant une demi-bride de maintien, le au moins un organe de maintien et/ou le au moins un organe de mise en position s’insérant par exemple axialement dans la demi-bride de maintien et dans le berceau et/ou dans une autre bride de maintien.
Le au moins un organe de maintien et/ou le au moins un organe de mise en position peut s’insérer radialement dans le berceau, à travers la demi-cloison amovible.
La pompe à vide peut comporter au moins un canal inter-étage configuré pour raccorder une sortie d’un étage de pompage qui précède, à une entrée d’un étage de pompage qui suit, au moins une partie d’un demi-canal inter-étage étant réalisée dans une pièce rapportée de la demi-coquille, et ouverte sur une face latérale de la pièce rapportée, la pièce rapportée portant la demi-cloison et étant assemblée par montage amovible dans le berceau. L’accès à l’intérieur des canaux inter-étages est alors facilité, ce qui facilite leur nettoyage et leur réalisation. Un autre avantage de réaliser des canaux inter-étages dans les pièces rapportées amovibles, est que cela permet la réalisation de canaux très fins.
Le au moins un demi-canal inter-étage peut être ménagé à côté de la demi-cloison, dans une demi-bride de maintien permettant en outre de fixer la pièce rapportée au berceau.
La pompe à vide peut comporter deux demi-canaux inter-étages partiellement ménagés dans la face latérale d’au moins une pièce rapportée, les demi-canaux inter-étages étant situés de part et d’autre de la demi-cloison.
Au moins une demi-cloison peut être assemblée par montage en force dans le berceau.
La pompe à vide peut comporter au moins un canal inter-étage configuré pour raccorder une sortie d’un étage de pompage qui précède, à une entrée d’un étage de pompage qui suit, au moins une partie d’un demi-canal inter-étage étant réalisée dans une pièce rapportée de la demi-coquille, et ouverte sur une face latérale de la pièce rapportée, la pièce rapportée portant la demi-cloison et étant assemblée par montage en force dans le berceau.
La au moins une demi-cloison ou une pièce rapportée portant la au moins une demi-cloison montée par assemblage, peut être réalisée dans un matériau, ou présente un revêtement, tel que comprenant du nickel, plus résistant à la corrosion et/ou à l’abrasion, que le matériau ou le revêtement du corps de la demi-coquille, tel que de la fonte. Les matériaux ou revêtement plus résistants étant généralement également les plus onéreux, leur cantonnement aux pièces montées par assemblage permet de limiter leur usage aux parties des demi-coquilles les plus exposés aux attaques extérieures.
La au moins une demi-cloison s’assemblant avec la au moins une demi-cloison montée par assemblage, peut également être montée par assemblage.
Au moins une demi-coquille peut comporter au moins deux demi-cloisons montées par assemblage s’assemblant avec deux demi-cloisons montées par assemblage de l’autre demi-coquille pour séparer trois chambres de pompage successives.
Les demi-cloisons des demi-coquilles séparant les chambres de pompage du dernier étage de pompage et de l’avant-dernier étage de pompage peuvent être montées par assemblage.
Les demi-cloisons des demi-coquilles séparant les chambres de pompage de l’avant-dernier étage de pompage et de l’avant-avant-dernier étage de pompage peuvent être montées par assemblage.
On privilégie que ce soient les étages de pompages situés du côté du refoulement de la pompe à vide, c’est-à-dire ceux situés du côté des plus hautes pressions où les risques d’attaques corrosives et abrasives sont les plus importants et qui sont les plus étroits, qui soient montés dans le berceau par assemblage.
Au moins une demi-coquille peut comporter au moins une demi-cloison montée par assemblage amovible et au moins une demi-cloison inamovible.
La au moins une demi-cloison inamovible est par exemple réalisée dans la masse de la demi-coquille ou est assemblée par montage en force dans le berceau.
Les demi-cloisons inamovibles sont par exemple celles interposées entre les premiers étages de pompage où les pressions sont les plus basses et les risques de corrosion ou d’abrasion les moins élevés. Les demi-cloisons inamovibles permettent de conserver l’avantage d’un gain de temps au montage et l’économie des organes de maintien et de mise en position d’une architecture en demi-coquilles.
La demi-cloison s’assemblant avec la demi-cloison inamovible peut également être inamovible.
L’invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d’une pompe à vide sèche dans lequel au moins une demi-cloison d’une demi-coquille est montée par assemblage amovible ou en force dans un berceau de la demi-coquille.
Présentation des dessins
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l’invention, mais nullement limitatif, ainsi que des dessins annexés sur lesquels:
La figure 1 est une vue à l’état assemblé d’un stator d’une pompe à vide sèche selon un premier exemple de réalisation.
La figure 2 est une vue en perspective d’un exemple d’arbre de rotors de la pompe à vide de la figure 1.
La figure 3 est une vue du stator de la figure 1 avec les demi-coquilles à l’état désassemblé.
La figure 4 est une vue en éclaté du stator de la figure 3.
La figure 5 est une vue en perspective d’une demi-coquille du stator de la figure 1.
La figure 6 est une vue en perspective de l’autre demi-coquille du stator de la figure 1.
La figure 7 est une vue en perspective de deux demi-cloisons amovibles assemblées.
La figure 8 est une vue des demi-cloisons assemblées de la figure 7 retournée de 180°.
La figure 9A montre une première variante d’un deuxième mode de réalisation des demi-coquilles amovibles, vues en coupe transversale.
La figure 9B montre une vue similaire à la figure 9A pour une deuxième variante.
La figure 10A montre une vue similaire à la figure 9A pour une troisième variante de réalisation.
La figure 10B montre les éléments de la demi-coquille de la Figure 10A à l’état désassemblé.
La figure 11 est une vue de dessus d’un corps de demi-coquille d’une pompe à vide sèche selon un troisième exemple de réalisation.
La figure 12 est une vue en coupe A-A de la demi-coquille de la figure 11.
La figure 13 est une vue de face d’une demi-cloison de la demi-coquille de la figure 11.
Sur ces Figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes numéros de référence.
Les Figures ont été simplifiées par soucis de clarté. Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l’invention sont représentés.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
On définit par pompe à vide primaire, une pompe à vide volumétrique, qui est configurée pour, à l’aide de deux arbres de rotors, aspirer, transférer, puis refouler le gaz à pomper à la pression atmosphérique. Les arbres de rotor sont entrainés en rotation par un moteur de la pompe à vide primaire.
On entend par « en amont », un élément qui est placé avant un autre par rapport au sens de circulation du gaz à pomper. A contrario, on entend par « en aval », un élément placé après un autre par rapport au sens de circulation du gaz à pomper.
On définit la direction axiale comme la direction longitudinale de la pompe dans laquelle s’étendent les axes des arbres de rotor.
La pompe à vide 1 sèche de la figure 1 comporte un stator 2 formant au moins deux chambres de pompage d’étages de pompage 3a-3f montés en série entre une aspiration 4 et un refoulement 5, tel qu’entre deux et dix étages de pompage (six dans l’exemple illustratif). Cette pompe à vide 1 est par exemple une pompe à vide primaire.
La pompe à vide 1 comporte en outre deux arbres de rotors 6 (figure 2) configurés pour tourner de façon synchronisée en sens inverse dans les chambres de pompage des étages de pompage 3a-3f de sorte que les rotors entrainent un gaz à pomper entre l’aspiration 4 et le refoulement 5. Les arbres de rotors 6 peuvent être monoblocs ou réalisés par assemblage de différents éléments rapportés.
Les rotors présentent par exemple des lobes de profils identiques, par exemple de type « Roots » à deux lobes (figure 2) ou plus ou de type « Claw » ou d’un autre principe similaire de pompe à vide volumétrique. Les arbres portant les rotors sont entrainés par un moteur (non représenté) situé par exemple à une extrémité de la pompe à vide 1, par exemple du côté du refoulement 5.
Chaque étage de pompage 3a-3f du stator 2 est formé par une chambre de pompage recevant deux rotors conjugués, les chambres de pompage comprenant une entrée et une sortie respectives. Lors de la rotation, le gaz aspiré depuis l’entrée est emprisonné dans le volume engendré par les rotors et le stator 2, puis est entraîné par les rotors vers l’étage suivant.
Les étages de pompage successifs 3a-3f sont raccordés en série les uns à la suite des autres par des canaux inter-étages 9a-9e, 10a-10e respectifs raccordant la sortie de l'étage de pompage 3a-3e qui précède à l'entrée de l'étage de pompage 3b-3f qui suit. La pompe à vide 1 comporte par exemple deux canaux de transfert 9a-9e, 10a-10e configurés pour raccorder en parallèle, de part et d’autre d’une chambre de pompage, une sortie de la chambre de pompage d’un étage de pompage qui précède à une entrée d’un étage de pompage qui suit (figure 3).
L’entrée du premier étage de pompage 3a communique avec l’aspiration 4 de la pompe à vide 1. La sortie 20 du dernier étage de pompage 3f communique avec le refoulement 5. Les dimensions axiales des rotors et des chambres de pompage sont par exemple égales ou décroissantes avec les étages de pompage, l’étage de pompage 3a situé du côté de l’aspiration 4 recevant les rotors 6 de plus grande dimension axiale.
Ces pompes à vide sont dites « sèches » car en fonctionnement, les rotors tournent à l’intérieur du stator 2 sans aucun contact mécanique entre eux ou avec le stator 2, ce qui permet de ne pas utiliser d’huile dans les étages de pompage 3a-3f.
Le stator 2 comporteau moins une première et au moins une deuxième demi-coquilles 7, 8 complémentaires. Les demi-coquilles sont par exemple fermées à leurs extrémités axiales par une première et une deuxième pièce d’extrémité (non représentées). Les demi-coquilles 7, 8 s’assemblent entre elles selon une surface d’assemblage 11 pour former les chambres de pompage des au moins deux étages de pompage 3a-3f.
La surface d’assemblage 11 est par exemple une surface d’assemblage plane, passant par exemple par un plan médian de la pompe à vide 1 sèche. La surface d’assemblage 11 plane contient par exemple les axes des arbres de rotors 6. Cette surface d’assemblage 11 plane peut être rigoureusement plane ou peut présenter par exemple des formes en relief complémentaires ou des gorges 12 pour des longerons de joints d’étanchéité entre les demi-coquilles.
Comme on peut mieux le voir sur la figure 3 montrant les demi-coquilles désassemblées, les chambres de pompage successives sont séparées entre elles par des cloisons de séparation qui sont perpendiculaires à la direction longitudinale définie par la direction axiale des arbres de rotor 6. Des orifices sont bien sûr ménagés dans les cloisons de séparation et dans les pièces d’extrémités pour le passage des arbres de rotors 6.
Les chambres de pompage, les cloisons de séparation 13a-13e, 14a-14e et les canaux inter-étages 9a-9e, 10a-10e sont en partie formés dans la première demi-coquille 7 et en partie dans la deuxième demi-coquille 8. Chaque demi-coquille 7 comporte donc au moins une demi-cloison 13a-13e s’assemblant avec une demi-cloison 14a-14e de l’autre demi-coquille 8 pour former une cloison de séparation entre deux chambres de pompage successives. Egalement, chaque demi-coquille 7 peut comporter au moins un demi-canal 9a-9e, 10a-10e s’assemblant avec un demi-canal de l’autre demi-coquille 8 pour former un canal inter-étage 9a-9e, 10a-10e.
Au moins une demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e d’une demi-coquille 8 s’assemblant avec une demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e de l’autre demi-coquille 7 pour séparer deux chambres de pompage successives, est montée par assemblage dans un berceau 15 de ladite demi-coquille 8. Au moins une demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e est montée par assemblage amovible dans le berceau 15 ou est montée en force dans le berceau 15 comme on le verra plus loin en référence aux figures 11 à 13.
On entend par «amovible», un élément rapporté qui peut être enlevé ou remis et fixé sans difficultés particulières, par opposition à «inamovible», un élément rapporté qui ne peut être enlevé simplement, sans détériorations. On considère un assemblage par montage en force comme un assemblage inamovible.
Avec au moins une demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e montée par assemblage amovible ou montage en force dans le berceau 15, la demi-coquille 7, 8 est facile à fabriquer, notamment au niveau du berceau 15 qui peut être usiné en frontal sans contournage, ce qui réduit les coûts de production. Par ailleurs, avec cette architecture, il devient possible de fabriquer des chambres de pompage aux dimensions axiales étroites, sans limitation par les dimensions des outils de production.
Avec au moins une demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e montée par assemblage amovible dans le berceau 15 de la demi-coquille 7, 8, il est possible de facilement ôter une partie des demi-coquilles 7, 8 pour la nettoyer ou la remplacer en cas d’encrassement ou d’endommagement. Les coûts de maintenance peuvent donc être réduits.
En outre, selon un premier exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 8, la au moins une demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e peut être solidaire d’un demi-fond de chambre monté amovible dans le berceau 15 de la demi-coquille 7, 8.
Le demi-fond de chambre est un volume creux délimité par la au moins une demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e amovible et par une demi-paroi latérale 22. Ce volume creux est axialement fermé par une autre demi-cloison amovible ou par une pièce d’extrémité ou par une demi-cloison inamovible. Ce demi-fond de chambre s’assemble avec le demi-fond de chambre de l’autre demi-coquille 7, 8, au niveau de la surface d’assemblage 11, pour former une chambre de pompage.
Le demi-fond de chambre, c’est-à-dire, la demi-paroi latérale 22 et la au moins une demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e sont réalisés dans une pièce rapportée 23 assemblée par montage amovible dans le berceau 15 de la demi-coquille (Figure 4). La pièce rapportée 23 étant amovible, il est ainsi possible de la désolidariser du berceau 15 pour nettoyer le demi-fond de chambre.
Par ailleurs, l’intérieur des canaux inter-étages pouvant également être difficile d’accès, ce qui complique leur nettoyage et leur réalisation, on peut prévoir d’en réaliser tout ou partie dans des pièces rapportées 23 amovibles, notamment ceux situés du côté du refoulement 5.
Ainsi selon un exemple de réalisation, au moins une partie d’un demi-canal inter-étage 9e, 10e est réalisée dans une pièce rapportée 23 de la demi-coquille 7, 8. Cette partie de demi-canal inter-étage est ouverte sur une face latérale de la pièce rapportée 23 (figure 7).
La partie de demi-canal inter-étage 9e, 10e est alors une rainure ouverte qui est fermée axialement par une demi-cloison amovible ou par une pièce d’extrémité ou par une demi-cloison inamovible pour former un demi-canal inter-étage. Ce demi-canal inter-étage s’assemble avec le demi-canal inter-étage 9e, 10e, 9d, 10d de l’autre demi-coquille 7, 8, selon la surface d’assemblage 11, pour former un canal inter-étage 9e, 10e, 9d, 10d.
Plus précisément, la partie du demi-canal inter-étage 9e, 10e, 9d, 10d peut être ménagée à côté de la demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e, par exemple dans une demi-bride de maintien 16 permettant en outre de fixer la pièce rapportée 23 au berceau 15. Le demi-canal inter-étage 9e, 10e, 9d, 10d est par exemple fermé par la demi-bride de maintien 16 de la chambre de pompage précédent, dans la direction de pompage des gaz.
Deux demi-canaux inter-étages 9e, 10e, 9d, 10d sont par exemple partiellement ménagés dans la face latérale d’au moins une pièce rapportée 23, les demi-canaux inter-étages 9e, 10e, 9d, 10d étant situés de part et d’autre de la demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e. Les quatre demi-canaux inter-étages forment par exemple une couronne entourant une chambre de pompage.
Un autre avantage de réaliser des canaux inter-étages dans les pièces rapportées 23 amovibles, est que cela permet la réalisation de canaux très fins.
Les pièces rapportées 23 amovibles, comprenant les demi-cloisons 13d, 13e, 14d, 14e et le cas échéant, les demi-fond de chambre et/ou les demi-canaux inter-étages, peuvent être réalisées dans un matériau ou présenter un revêtement, tel que comprenant du nickel, comme du nickel ou du NiP (nickel-phosphore), plus résistant à la corrosion et/ou à l’abrasion et/ou aux fortes températures, que le matériau ou le revêtement du corps de la demi-coquille 7, 8, tel que de la fonte. Les matériaux ou revêtement plus résistants étant généralement également les plus onéreux, leur cantonnement aux pièces rapportées 23 permet de limiter leur usage aux parties des demi-coquilles les plus exposés aux attaques extérieures.
Selon un exemple de réalisation mieux visible sur la figure 4, au moins une demi-coquille 7, 8 comporte au moins un organe de maintien 24 amovible, tel qu’une vis, ou une série de vis, ici huit, pour fixer la demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e amovible au berceau 15 et /ou au moins un organe de mise en position 25, tel qu’une goupille, pour positionner la demi-cloison amovible dans le berceau 15.
Au moins une pièce rapportée 23 peut présenter une demi-bride de maintien 16, notamment à l’intérieure de laquelle une partie d’un demi-canal inter-étage peut être formée. Le au moins un organe de maintien 24 et/ou le au moins un organe de mise en position 25 s’insèrent par exemple axialement dans la demi-bride de maintien 16 et dans le berceau 15 et/ou dans une autre bride de maintien 16.
Plus précisément, la pièce rapportée 23 amovible et le berceau 15 peuvent présenter une demi-bride de maintien 16 respective. Les demi-brides de maintien 16 présentent des formes planes et complémentaires et dans lesquelles des trous 17 peuvent être ménagés pour les organes de maintien 24 et/ou de mise en position 25. Des trous 17 traversant sont par exemple ménagés dans les demi-brides de maintien 16 des demi-cloisons 13d, 13e, 14d, 14e amovibles. Le au moins un organe de maintien 24 s’insère dans au moins deux demi-brides de maintien 16 successives, celle de la demi-cloison 13e, 14e amovible et celle d’une autre demi-cloison amovible 13d, 14d ou celle du berceau 15, pour fixer la demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e amovible au berceau 15. La demi-bride de maintien 16 de la demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e amovible peut ainsi être prise en sandwich entre une pièce d’extrémité et une autre demi-cloison 13d, 14d amovible ou entre une demi-cloison 13e, 14e amovible et la demi-bride de maintien 16 du berceau 15.
Selon un autre exemple de réalisation non représenté, le au moins un organe de maintien 24 amovible est une demi-rondelle élastique ou clip métallique, interposé axialement une pièce d’extrémité et une autre demi-cloison 13d, 14d, 13e, 14e amovible ou entre une demi-cloison 13d, 14d, 13e, 14e amovible et le berceau 15, pour clipper la au moins une demi-cloison amovible 13d, 14d, 13e, 14e au berceau 15.
La demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e de l’autre demi-coquille 7, 8 s’assemblant avec la au moins une demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e amovible, peut elle aussi être montée amovible. Il y a par exemple deux pièces rapportées 23 en vis-à-vis.
On prévoit par exemple qu’au moins une demi-coquille 7, 8 comporte au moins deux demi-cloisons 13d, 13e amovibles s’assemblant avec deux demi-cloisons 14d, 14e amovibles de l’autre demi-coquille 8 pour séparer trois chambres de pompage 3d, 3e, 3f successives.
Ce sont par exemple les demi-cloisons 13e, 14e des demi-coquilles 7, 8 séparant les chambres de pompage du dernier étage de pompage 3f et de l’avant-dernier étage de pompage 3e, qui sont amovibles (figure 4). On peut aussi prévoir que les demi-cloisons 13d, 14d des demi-coquilles 7, 8 séparant les chambres de pompage de l’avant-dernier étage de pompage 3e et de l’avant-avant-dernier étage de pompage 3d, soient amovibles.
Plus précisément, on peut prévoir que les pièces rapportées 23 amovibles, comprenant les demi-cloisons 13e, 14e en regard et le cas échéant, les demi-fond de chambre et/ou les demi-canaux inter-étages, éventuellement présentant un matériau ou revêtement plus résistant, soient celles du dernier étage de pompage, et éventuellement de l’avant-dernier étage de pompage.
On privilégie que ce soient les étages de pompages 3f, 3e situés du côté du refoulement 5 de la pompe à vide 1, qui soient au moins en partie amovibles, c’est-à-dire ceux situés du côté des plus hautes pressions, où les risques d’attaques corrosives et abrasives sont les plus importants. Les demi-cloisons ou les pièces rapportées 23 peuvent ainsi être facilement remplacées ou nettoyées. En outre, ce sont ces derniers étages de pompage qui sont les plus étroits et donc les plus difficiles à usiner dans les demi-coquilles de l’art antérieur.
Ce sont par exemple les mêmes pièces rapportées 23 pour les deux derniers étages de pompage 3e, 3f, ce qui facilite encore la fabrication.
Les autres demi-cloisons 13a-13c, 14a-14c peuvent être inamovibles (figures 5 et 6).
On prévoit par exemple qu’au moins une demi-coquille 7, 8 comporte au moins une demi-cloison 13d, 13e, 14d, 14e montée par assemblage amovible et au moins une demi-cloison inamovible 13a-13c, 14a-14c.
La demi-cloison 13a-13c, 14a-14c s’assemblant avec la demi-cloison 13a-13c, 14a-14c montée par assemblage inamovible peut également être montée par assemblage inamovible.
La au moins une demi-cloison 13a-13c, 14a-14c inamovible est par exemple réalisée dans la masse de la demi-coquille 7, 8 ou est assemblée par montage en force dans le berceau 15 de la demi-coquille 7, 8.
Les demi-cloisons 13a-13c, 14a-14c inamovibles sont par exemple celles interposées entre les premiers étages de pompage 3a-3c où les pressions sont les plus basses et les risques de corrosion ou d’abrasion les moins élevés. Les demi-cloisons 13a-13c, 14a-14c inamovibles permettent de conserver l’avantage d’un gain de temps au montage et l’économie des organes de maintien et de mise en position d’une architecture en demi-coquilles.
Après le montage de la au moins une demi-cloison amovible ou de la au moins une pièce rapportée 23, les demi-coquilles 7, 8 sont fixées entre elles, par exemple par des vis. La pompe à vide 1 peut en outre comporter au moins un joint élastique d’étanchéité interposé entre deux demi-coquilles 7, 8. Alternativement, les demi-coquilles comportent avec un joint d’étanchéité durcissable entre les deux demi-coquilles 7, 8.
Par ailleurs, et bien que non représenté sur les figures, la pompe à vide 1 peut aussi comporter au moins un étage de pompage monobloc, monté en série, en amont ou en aval, du au moins un étage de pompage 3a-3f formé dans les au moins première et deuxième demi-coquilles 7, 8.
Egalement, le stator 2 peut comporterau moins deux paires de demi-coquilles complémentaires. Par exemple, deux demi-coquilles 7, 8 forment deux étages de pompage 3a, 3b, deux autres demi-coquilles 7, 8 forment deux autres étages de pompage 3c, 3d et deux autres demi-coquilles 7, 8 forment deux autres étages de pompage 3e, 3f, les étages de pompage 3a-3f étant montés en série entre l’aspiration 4 et le refoulement 5 de la pompe à vide 1.
Les figures 9A, 9B, 10A et 10B montrent un autre exemple de réalisation pour lequel seules les demi-cloisons 13d, 13e des demi-coquilles 7, 8 sont montées amovibles dans un berceau 15 de la demi-coquille 7, 8. Autrement dit dans cet exemple, les demi-fond de chambre et les demi-canaux inter-étage ne sont pas amovibles.
Plusieurs configurations sont possibles pour l’implémentation des organes de maintien 24 et de positionnement 25.
Dans les exemples des figures 9A et 9B, le au moins un organe de maintien 24 et/ou le au moins un organe de mise en position 25 s’insère radialement dans le berceau 15, à travers la demi-cloison 13d, 13e amovible.
Il y a par exemple au moins deux organes de mise en position 25 par demi-cloison amovible 13d, 13e, tels que deux goupilles, implémentés radialement de façon non parallèle (figure 9A). Dans ce cas, on peut prévoir ou non d’ajouter un organe de maintien 24, par exemple implanté radialement également.
La figure 9B montre un autre exemple de réalisation pour lequel il y a au moins deux organes de mise en position 25 par demi-cloison amovible 13d, 13e, tel qu’une clavette et une goupille, implémentés radialement de façon non parallèle. Dans ce cas, on peut aussi prévoir ou non d’ajouter un organe de maintien 24, par exemple implanté radialement également, parallèlement à la goupille. La goupille et l’organe de maintien 24 s’insèrent par exemple dans le fond de chambre. La clavette est agencée en bord de demi-chambre.
Les figures 10A et 10B montrent un autre exemple pour lequel il y a au moins deux organes de mise en position 25, tels que deux goupilles, et au moins deux organes de maintien 24, tel que trois vis, implémentés axialement. Les goupilles et les vis des organes de maintien 24 sont insérées dans des directions parallèles.
La multitude dans le choix de l’implémentation permet d’adapter la fabrication aux outils de production pour la fabrication des demi-cloisons et des demi-coquilles.
Les figures 11, 12 et 13 montrent un troisième exemple de réalisation.
Dans cet exemple, au moins une demi-cloison 14 d’une demi-coquille 7, 8 s’assemblant avec une demi-cloison de l’autre demi-coquille 7, 8 pour séparer deux chambres de pompage successives, est montée en force dans le berceau 15.
Pour cela, par exemple, des gorges transversales de positionnement 26 sont ménagées dans le berceau 15. L’épaisseur de la au moins une demi-cloison 14 est légèrement plus grande que la largeur des gorges transversales de positionnement 26 de la demi-coquille 8 l’accueillant.
Le montage en force peut être réalisé sous presse ou peut être réalisé en chauffant la demi-coquille 7, 8 et/ou en refroidissant la au moins une demi-cloison 14 pour qu’elle soit reçue dans la gorge transversale de positionnement 26. Le montage en force permet de fixer la au moins demi-cloison 14 au berceau 15 avec efficacité, c’est-à-dire notamment en empêchant la vibration de la au moins une demi-cloison 14 lorsque la pompe à vide 1 est en fonctionnement.
Une fois le montage en force effectué, une reprise de la surface d’assemblage 11, sur chaque demi-coquille 7, 8, au sommet du corps des demi-coquilles 7, 8 et au sommet de la au moins une demi-cloison 14, peut être réalisée notamment par rectification, pour garantir la complémentarité de l’assemblage des demi-coquilles 7, 8.
La demi-coquille 7, 8 est ainsi plus facile à fabriquer, ce qui réduit les coûts de production. Par ailleurs, avec cette architecture, il devient possible de fabriquer des chambres de pompage aux dimensions axiales étroites, sans limitation par les dimensions des outils de production.
Comme dans le premier exemple de réalisation, la demi-cloison de l’autre demi-coquille 7, 8 s’assemblant avec la au moins une demi-cloison 14 montée en force, peut elle aussi être montée en force.
On prévoit par exemple que toutes les demi-cloisons 14 des demi-coquilles 7, 8 soient montées en force. Dans ce cas, le corps de la demi-coquille 7, 8 peut être obtenu par extrusion puis par usinage des gorges transversales de positionnement 26.
Alternativement, on peut prévoir qu’au moins une demi-cloison 14 de la demi-coquille 7, 8 soit amovible ou soit réalisée dans la masse de la demi-coquille 7, 8. Le corps de la demi-coquille 7, 8 peut être obtenu par exemple en fonderie puis usinage des gorges transversales de positionnement 26 et des surfaces d’assemblage 11.
Ce sont par exemple les demi-cloisons 14 des demi-coquilles 7, 8 séparant les chambres de pompage du dernier étage de pompage 3f et de l’avant-dernier étage de pompage 3e, qui sont montées en force. Ce sont ces derniers étages de pompage qui sont les plus étroits et donc les plus difficiles à usiner.
Egalement, les canaux inter-étages pouvant être difficile à réaliser, on peut prévoir d’en réaliser tout ou partie dans les demi-cloisons montées en force, notamment les plus fins, situés du côté du refoulement 5.
Ainsi par exemple au moins une partie d’un demi-canal inter-étage est réalisée dans une pièce rapportée 23 de la demi-coquille 7, 8, et ouverte sur une face latérale de la pièce rapportée 23, la pièce rapportée 23 portant la demi-cloison 14 et étant assemblée par montage en force dans le berceau 15.
La au moins une demi-cloison 14 montée en force peut aussi être réalisée dans un matériau ou présenter un revêtement, tel que comprenant du nickel, comme du nickel ou du NiP (nickel-phosphore), plus résistant à la corrosion et/ou à l’abrasion et/ou aux fortes températures, que le matériau ou le revêtement du corps de la demi-coquille 7, 8, tel que de la fonte.

Claims (20)

  1. Pompe à vide (1) sèche comportant:
    - un stator (2) comportantau moins une première et au moins une deuxième demi-coquilles (7, 8) complémentaires, chaque demi-coquille (7, 8) comportant au moins une demi-cloison (13a-13e) s’assemblant avec une demi-cloison (14a-14e ; 14) de l’autre demi-coquille (8) pour former une cloison de séparation entre deux chambres de pompage successives d’étages de pompage (3a-3f) montés en série entre une aspiration (4) et un refoulement (5) de la pompe à vide (1),
    - deux arbres de rotors (6) configurés pour tourner de façon synchronisée en sens inverse dans les chambres de pompage,
    caractérisée en ce qu’au moins une demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e ; 14) d’une demi-coquille (7, 8) est montée par assemblage dans un berceau (15) de la demi-coquille (7, 8).
  2. Pompe à vide (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la au moins une demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) est montée par assemblage amovible dans le berceau (15).
  3. Pompe à vide (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la au moins une demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) est solidaire d’un demi-fond de chambre monté amovible dans le berceau (15) de la demi-coquille (7, 8), le demi-fond de chambre et la au moins une demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) étant réalisés dans une pièce rapportée (23) amovible de la demi-coquille (7, 8).
  4. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu’au moins une demi-coquille (7, 8) comporte:
    - au moins un organe de maintien (24) amovible, tel qu’une vis, pour fixer la demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) amovible au berceau (15), et/ou
    - au moins un organe de mise en position (25), tel qu’une goupille ou clavette, pour positionner la demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) amovible dans le berceau (15).
  5. Pompe à vide (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce que la demi-coquille (7, 8) comporte au moins une pièce rapportée (23) portant la au moins une demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) présentant une demi-bride de maintien (16), le au moins un organe de maintien (24) et/ou le au moins un organe de mise en position (25) s’insérant par exemple axialement dans la demi-bride de maintien (16) et dans le berceau (15) et/ou dans une autre bride de maintien (16).
  6. Pompe à vide (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le au moins un organe de maintien (24) et/ou le au moins un organe de mise en position (25) s’insère radialement dans le berceau (15), à travers la demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) amovible.
  7. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un canal inter-étage (9e, 10e, 9d, 10d) configuré pour raccorder une sortie (20) d’un étage de pompage (3a-3e) qui précède, à une entrée (21) d’un étage de pompage (3b-3f) qui suit, au moins une partie d’un demi-canal inter-étage étant réalisée dans une pièce rapportée (23) de la demi-coquille (7, 8), et ouverte sur une face latérale de la pièce rapportée (23), la pièce rapportée (23) portant la demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) et étant assemblée par montage amovible dans le berceau (15).
  8. Pompe à vide (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que le au moins un demi-canal inter-étage (9e, 10e, 9d, 10d) est ménagé à côté de la demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e), dans une demi-bride de maintien (16) permettant en outre de fixer la pièce rapportée (23) au berceau (15).
  9. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce qu’elle comporte deux demi-canaux inter-étages (9e, 10e, 9d, 10d) partiellement ménagés dans la face latérale d’au moins une pièce rapportée (23), les demi-canaux inter-étages (9e, 10e, 9d, 10d) étant situés de part et d’autre de la demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e).
  10. Pompe à vide (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’au moins une demi-cloison (14) est assemblée par montage en force dans le berceau (15).
  11. Pompe à vide (1) selon la revendication 10, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un canal inter-étage (9e, 10e, 9d, 10d) configuré pour raccorder une sortie (20) d’un étage de pompage (3a-3e) qui précède, à une entrée (21) d’un étage de pompage (3b-3f) qui suit, au moins une partie d’un demi-canal inter-étage étant réalisée dans une pièce rapportée (23) de la demi-coquille (7, 8), et ouverte sur une face latérale de la pièce rapportée (23), la pièce rapportée (23) portant la demi-cloison (14) et étant assemblée par montage en force dans le berceau (15).
  12. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la au moins une demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e ; 14) ou une pièce rapportée (23) portant la au moins une demi-cloison montée par assemblage, est réalisée dans un matériau ou présente un revêtement, tel que comprenant du nickel, plus résistant à la corrosion et/ou à l’abrasion, que le matériau ou le revêtement du corps de la demi-coquille (7, 8), tel que de la fonte.
  13. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la au moins une demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) s’assemblant avec la au moins une demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) montée par assemblage, est également montée par assemblage.
  14. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’au moins une demi-coquille (7, 8) comporte au moins deux demi-cloisons (13d, 13e) montées par assemblage s’assemblant avec deux demi-cloisons (14d, 14e) montées par assemblage de l’autre demi-coquille (8) pour séparer trois chambres de pompage (3d, 3e, 3f) successives.
  15. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les demi-cloisons (13e, 14e ; 14) des demi-coquilles (7, 8) séparant les chambres de pompage du dernier étage de pompage (3f) et de l’avant-dernier étage de pompage (3e) sont montées par assemblage.
  16. Pompe à vide (1) selon la revendication 15, caractérisée en ce que les demi-cloisons (13d, 14d; 14) des demi-coquilles (7, 8) séparant les chambres de pompage de l’avant-dernier étage de pompage (3e) et de l’avant-avant-dernier étage de pompage (3d) sont montées par assemblage.
  17. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’au moins une demi-coquille (7, 8) comporte au moins une demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e) assemblée par montage amovible et au moins une demi-cloison inamovible (13a-13c, 14a-14c).
  18. Pompe à vide (1) selon la revendication 17, caractérisée en ce que la au moins une demi-cloison (13a-13c, 14a-14c) inamovible est réalisée dans la masse de la demi-coquille (7, 8) ou est assemblée par montage en force dans le berceau (15).
  19. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications 17 ou 18, caractérisée en ce que la demi-cloison (13a-13c, 14a-14c) s’assemblant avec la demi-cloison (13a-13c, 14a-14c) inamovible est également inamovible.
  20. Procédé de fabrication d’une pompe à vide (1) sèche selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins une demi-cloison (13d, 13e, 14d, 14e ; 14) d’une demi-coquille (7, 8) est montée par assemblage amovible ou en force dans un berceau (15) de la demi-coquille (7, 8).
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