FR3125096A1 - Pompe régénérative et procédés - Google Patents
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Abstract
Une pompe régénérative inclut un logement définissant une cavité ayant un agencement d’entrée de fluide et un agencement de sortie de fluide, et un canal ayant un volume ouvert s’étendant entre l’agencement d’entrée de fluide et l’agencement de sortie de fluide. Un arbre rotatif s’étend dans le logement. Une turbine est montée sur l’arbre au sein de la cavité et a une pluralité d’aubes espacées circonférentiellement autour de l’axe et s’ouvrant dans le canal. Un agencement de bras définit au moins partiellement des parois du canal. L’agencement de bras est mobile radialement pour faire varier le volume du canal. L’agrandissement du volume du canal inhibe l’écoulement circulatoire régénératif pendant le pompage et limite la pression générée. Figure pour l’abrégé : Fig. 1
Description
DEMANDES APPARENT
É
ES
La présente demande revendique l’avantage de la demande de brevet U.S. provisoire N° 63/219 243, déposée le 7 juillet 2021, qui est ici incorporée à titre de référence dans son ensemble.
La présente divulgation concerne des pompes et plus particulièrement des pompes régénératives, y compris des procédés d’utilisation.
ARRI
È
RE-PLAN
Les pompes, y compris les pompes régénératives, sont utiles dans de nombreux types de systèmes différents. Tandis qu’un exemple inclut des systèmes de carburant pour moteur d’aéronef, la présente divulgation concerne une pompe régénérative qui peut être utilisée dans une diversité de systèmes.
Dans certains exemples de système, une pompe régénérative peut être utilisée pour permettre à la pression de monter rapidement, ce qui est utile. Cependant, s’il est permis à la pression de trop augmenter, le système pourrait subir une dégradation due à une surpression. Des améliorations sont souhaitées.
R
É
SUM
É
Une pompe régénérative est prévue qui améliore la technique antérieure.
Dans un concept, une pompe régénérative est prévue comprenant : un logement définissant une cavité ayant un agencement d’entrée de fluide et un agencement de sortie de fluide, et un canal ayant un volume ouvert s’étendant entre l’agencement d’entrée de fluide et l’agencement de sortie de fluide ; un arbre rotatif s’étendant dans le logement ayant un axe longitudinal ; une turbine montée sur l’arbre au sein de la cavité ; la turbine ayant une pluralité d’aubes espacées circonférentiellement autour de l’axe et s’ouvrant dans le canal ; et un agencement de bras définissant au moins partiellement des parois du canal ; l’agencement de bras étant mobile radialement par rapport à l’axe pour faire varier le volume du canal.
Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, la pompe inclut en outre un agencement de sollicitation commandant un mouvement radial de l’agencement de bras.
Dans des mises en œuvre données à titre d’exemple, l’agencement de bras inclut un premier bras et un second bras ; et l’agencement de sollicitation inclut un premier élément de ressort entre le logement et le premier bras ; et un second élément de ressort entre le logement et le second bras.
L’agencement d’entrée de fluide peut inclure au moins une paire d’entrées de fluide espacées circonférentiellement l’une de l’autre et en communication avec le canal ; et l’agencement de sortie de fluide peut inclure au moins une paire de sorties de fluide espacées circonférentiellement l’une de l’autre et en communication avec le canal.
Dans de nombreux exemples, le premier bras est un segment arqué ayant une première extrémité et une seconde extrémité ; le premier bras étant réglable radialement relativement à la turbine de telle sorte que la seconde extrémité se déplace radialement plus loin de la turbine que la première extrémité ; et le second bras est un segment arqué ayant une première extrémité et une seconde extrémité ; le second bras étant réglable radialement relativement à la turbine de telle sorte que la seconde extrémité de second bras se déplace radialement plus loin de la turbine que la première extrémité de second bras.
Dans un autre aspect, une pompe régénérative est prévue comprenant une turbine pouvant être mise en rotation autour d’un axe de turbine, la turbine incluant un premier côté axial et un second côté axial, la turbine incluant une première pluralité d’aubes de pompe régénérative espacées autour d’une circonférence de la turbine au niveau du premier côté axial de la turbine, la turbine incluant également une seconde pluralité d’aubes de pompe régénérative espacées autour de la circonférence de la turbine au niveau du second côté axial de la turbine ; et un logement de pompe dans lequel la turbine est montée de manière rotative, le logement de pompe définissant une entrée et une sortie, le logement de pompe définissant également un canal qui s’étend circonférentiellement autour de la turbine entre l’entrée et la sortie, le canal incluant des première et seconde sections d’écoulement régénératif correspondant respectivement aux première et seconde pluralités de lames de pompe régénérative, le logement de pompe incluant un bras qui définit au moins une portion du canal, le bras pouvant être déplacé à l’écart de l’axe de turbine pour agrandir un volume du canal et pouvant être déplacé vers l’axe de turbine pour réduire le volume du canal.
Dans de nombreuses mises en œuvre, le bras est mobile relativement à l’axe de turbine entre une première position et une seconde position, dans lesquelles le bras est plus proche de l’axe de turbine dans la première position par comparaison avec la seconde position.
Dans certains exemples, lorsque le bras est dans la première position, les première et seconde sections d’écoulement régénératif sont positionnées pour coopérer avec les première et seconde pluralités d’aubes de pompe régénérative pour générer un écoulement circulatoire régénératif dans le canal de l’entrée à la sortie pendant le pompage, et dans lesquels lorsque le bras est dans la seconde position au moins des portions des première et seconde sections d’écoulement régénératif sont espacées suffisamment loin de la turbine pour que cet écoulement circulatoire régénératif soit inhibé le long de ces portions pendant le pompage.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le logement inclut un ensemble de logement principal, dans lequel le bras est relié de manière pivotante à l’ensemble de logement principal adjacent à l’entrée au niveau d’un axe de pivotement de façon à être mobile de manière pivotante entre les première et seconde positions, dans lequel le bras s’étend généralement de l’entrée à la sortie du logement de pompe, et dans lequel l’axe de pivotement est parallèle à l’axe de turbine.
Dans des exemples, lorsque le bras est dans la première position le canal a une aire d’écoulement en coupe transversale qui est constante à mesure que le canal s’étend de l’entrée à la sortie, et dans lequel lorsque le bras est dans la seconde position l’aire d’écoulement en coupe transversale du canal s’agrandit à mesure que le canal s’étend de l’entrée à la sortie.
Dans un autre aspect, un procédé de réduction d’augmentation de pression dans une pompe régénérative est prévu. Le procédé comprenant : le déplacement radial d’un agencement de bras à l’écart d’une turbine pour dilater un volume d’un canal maintenant un fluide.
Dans un procédé donné à titre d’exemple, l’étape de déplacement radial de l’agencement de bras inclut le déplacement radial d’un premier bras et d’un second bras à l’écart de la turbine, la turbine étant au sein d’une cavité dans un logement et fixée à un arbre en rotation.
De nombreux procédés donnés à titre d’exemple incluent en outre une étape de commande du mouvement radial du premier bras et du second bras en utilisant un premier ressort entre le logement et le premier bras, et un second ressort entre le logement et le second bras.
Dans un autre aspect, une pompe régénérative est prévue comprenant : une turbine pouvant être mise en rotation autour d’un axe de turbine, la turbine incluant une pluralité d’aubes de pompe régénérative espacées autour d’une circonférence de la turbine ; un logement de pompe dans lequel la turbine est montée de manière rotative, le logement de pompe définissant une entrée et une sortie, le logement de pompe définissant également un canal qui s’étend circonférentiellement autour de la turbine entre l’entrée et la sortie ; et dans lequel le canal comprend une section de régénération et une section de limitation de pression ; chacune de la section de régénération et de la section de limitation de pression ayant une longueur qui varie en réponse à une quantité de pression dans le canal.
Dans un aspect donné à titre d’exemple, la pompe inclut en outre un agencement de bras construit et agencé pour influencer une taille du canal.
Une diversité d’exemples de procédés ou caractéristiques de produits souhaitables seront énoncés en partie dans la description qui suit, et seront en partie apparents à partir de la description, ou pourront être appris en mettant en pratique divers aspects de la divulgation. Les aspects de la divulgation peuvent concerner des caractéristiques individuelles ainsi que des combinaisons de caractéristiques. Il faut comprendre qu’à la fois la description générale qui précède et la description détaillée qui suit sont à titre d’explication uniquement et ne limitent pas l’invention revendiquée.
La est une vue schématique du système incluant une pompe centrifuge et une pompe régénérative, construites conformément aux principes de la présente divulgation, seule la turbine de la pompe régénérative étant représentée.
La est un graphique montrant comment la vitesse d’entraînement de pompe influence la pression de sortie à la fois d’une pompe centrifuge et de la pompe régénérative du système donné à titre d’exemple dans la .
La est une vue schématique avant de la pompe régénérative de la , montrée dans une position de régénération normale.
La est une vue schématique d’extrémité de la pompe régénérative de la , similaire à la , mais montrée dans une position de limitation de pression.
La est une vue en perspective éclatée d’une portion de la pompe régénérative des et 4.
La est une vue latérale de la pompe régénérative des et 4.
La est une vue en coupe de la pompe de la , la section transversale étant prise le long de la ligne A-A de la ; la pompe étant dans la position de régénération normale.
La est une vue en coupe de la pompe similaire à la , mais montrant la pompe dans la position de limitation de pression de la .
La est une vue en coupe de la pompe similaire aux et 8, mais montrant la pompe dans une position de limitation de pression partielle, entre la position de la et de la .
La est une vue en coupe schématique d’une portion de la pompe de la , dans une position de régénération normale adjacente à la sortie du logement de pompe.
La est une vue en coupe schématique d’une portion de la pompe de la , dans une position de limitation de pression adjacente à la sortie du logement de pompe.
Claims (10)
1 Pompe régénérative comprenant :
une turbine pouvant être mise en rotation autour d’un axe de turbine, la turbine incluant une pluralité d’aubes de pompe régénérative espacées autour d’une circonférence de la turbine ;
un logement de pompe dans lequel la turbine est montée de manière rotative, le logement de pompe définissant une entrée et une sortie, le logement de pompe définissant également un canal qui s’étend circonférentiellement autour de la turbine entre l’entrée et la sortie ; et
dans laquelle le canal comprend une section de régénération et une section de limitation de pression ; chacune de la section de régénération et de la section de limitation de pression ayant une longueur qui varie en réponse à une quantité de pression dans le canal.
une turbine pouvant être mise en rotation autour d’un axe de turbine, la turbine incluant une pluralité d’aubes de pompe régénérative espacées autour d’une circonférence de la turbine ;
un logement de pompe dans lequel la turbine est montée de manière rotative, le logement de pompe définissant une entrée et une sortie, le logement de pompe définissant également un canal qui s’étend circonférentiellement autour de la turbine entre l’entrée et la sortie ; et
dans laquelle le canal comprend une section de régénération et une section de limitation de pression ; chacune de la section de régénération et de la section de limitation de pression ayant une longueur qui varie en réponse à une quantité de pression dans le canal.
2 Pompe régénérative selon la revendication 1 incluant en outre un agencement de bras construit et agencé pour influencer une taille du canal.
3 Pompe régénérative selon la revendication 2 incluant en outre un agencement de sollicitation commandant un mouvement radial de l’agencement de bras.
4 Pompe régénérative selon la revendication 3 dans laquelle l’agencement de bras inclut un premier bras et un second bras.
5 Pompe régénérative selon la revendication 4 dans laquelle l’agencement de sollicitation inclut un premier élément de ressort entre le logement et le premier bras ; et un second élément de ressort entre le logement et le second bras.
6 Pompe régénérative selon la revendication 2 dans laquelle :
(a) l’agencement de bras inclut un premier bras et un second bras ; et
(b) comprenant en outre un agencement de liaison entre le premier bras et le second bras pour synchroniser le déplacement des premier et second bras pour équilibrer les effets de limitation de pression.
(a) l’agencement de bras inclut un premier bras et un second bras ; et
(b) comprenant en outre un agencement de liaison entre le premier bras et le second bras pour synchroniser le déplacement des premier et second bras pour équilibrer les effets de limitation de pression.
7 Pompe régénérative selon la revendication 1 dans laquelle l’entrée inclut au moins une paire d’entrées de fluide espacées circonférentiellement l’une de l’autre et en communication avec le canal.
8 Pompe régénérative selon la revendication 1 dans laquelle la sortie inclut au moins une paire de sorties de fluide espacées circonférentiellement l’une de l’autre et en communication avec le canal.
9 Pompe régénérative selon la revendication 4 dans laquelle le premier bras est un segment arqué ayant une première extrémité et des secondes extrémités ; le premier bras étant réglable radialement relativement à la turbine de telle sorte que la seconde extrémité se déplace radialement plus loin de la turbine que la première extrémité.
10 Pompe régénérative selon la revendication 9 dans laquelle le second bras est un segment arqué ayant une première extrémité et des secondes extrémités ; le second bras étant réglable radialement relativement à la turbine de telle sorte que la seconde extrémité de second bras se déplace radialement plus loin de la turbine que la première extrémité de second bras.
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