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"POMPE CENTRIFUGE ".
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- . z2 4MAJIA 1 t');ij Á"ùO!}) AÍc--vvl <MM. cT LrLvyvc7t 'èfw ,<ik"\,'t:rJ!LJ.:w,-U.' / (7 ' La présente invention est relative aux pompes centrifuges et, plus particulièrement aux pompes centri- fuges pour liquides.
Le but de l'invention est d'augmenter l'effica- cité d'une pompe centrifuge.
Un autre objet de l'invention est de proportion- ner une pompe centrifuge de façon telle qu'une hauteur d'é- lévation ou une pression considérables seront développées par rapport à celles que l'on peut obtenir présentement
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d'un rotor de diamètre et de vitesse de rotation donné's,'\A D'autres avantages ressortiront de ce qui suit .
Dans les dessins sur lesquels les mêmescaractè-
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res de référence désignent les mêmes parties:
La. fig.l est une vue en coupe longitudinale d*une pompe centrifuge conforme à l'invention.
La. fig.2 est une coupe centrale de la pompe suivant 2-2, fig.l faite en regardant dans le sens des flèches *
En se reportant aux dessins, la pompe centrifu- ge comprend un rotor A disposé pour tourner dans une enveloppe B et supporté dans des portées extrêmes appro- priées C. Dans l'exemple représenté, le rtor est du type à double écoulement . L'eau ou autre fluide à pomper pénètre par les ouïes opposées D et E et est refoulée par l'orifice de sortie F situé à la périphérie du rotor.
L'enveloppe ± est munie de tubulures d'admission
G voisines des ouïes du rotor A et une tubulure d'évacua- tion H est aussi prévue pour l'échappement du fluide pro- venant de la pompe .
Le rotor A peut être monté de manière appropriée sur un arbre par exemple, par l'intermédiaire de douilles K vissées sur l'arbre J, comme représenté en L et des bottes de garniture O pourvues de presse -garniture P peuvent être prévues . L'arbre 1 peut présenter un plateau de fixation à un moteur .
L'une des principales causes de perte dans une pompe centrifuge est la perte à vide par frottement en d'autres termes, la puissance uniquement nécessaire pour faire tourner le rotor dans l'eau l'entourant, même si aucune quantité d'eau n'est pompée. Cette perte varie environ avec la cinquième puissance du diamètre du rotor.
Suivant l'invention, elle est notablement diminuée en augmen- tant l'espace compris entre les parois latérales R de l'enveloppe B et les patois latérales voisines S du rotor A.
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De plus, l'enveloppe au lieu d'être en forme de volute est circulaire auprès de la périphérie F du rotor, comme représenté en T. L'enveloppe étant de cette forme, l'eau contenue dans l'espace compris entre les parois latérales du rotor A et les côtés fixes R de l'enveloppe B, et l'eau contenue dans la partie circulaire T. de l'enveloppe B radialement au-delà du rotor A, tournent avec le rotor approximativement à la même vitesse angulaire que ce dernier.
De cette manière. grâce à l'action de la force centrifuge, la pression aux bagues de joint U du rotor A est considé- rablement réduite et la quantité d'eau revenant sous forme de fuites internes dans les tubulures d'admission G est réduite de façon correspondante, ce qui a pour effet d'augmenter de façon considérable en plus, l'efficacité de pompage par rapport au pompage d'une pompe du type à volute.
L'utilisation d'une partie circulaire T dans l'enveloppe jB auprès de la périphérie 2,.du rotor A est plus favorable à la production d'un tourbillon de grand diamètre dans l'enveloppe B de la pompe et aucune coupure d'eau n'est produite .Il va de soi que tandis que l'enveloppe @ circulaire T est préférable et constitue la forme idéale pour cette pompe, de légères modifications dans la direction @ tendant à la rapprocher du type à volute, ne paraissent pas comme influençant sérieusement le résultat. La plus grande partie de l'enveloppe, toutefois, doit être concen- trique et circulaire comme représenté en % de manière à empêcher de gêner le tourbillon.
La courbure et le nombre des aubes V du rotor A ne sont pas nécessairement différents de ceux de tout autre type satisfaisant de rotor utilisé jusqu'ici. Toute- fois, la largeur du rotor A est considérablement plus grande que celle des dispositifs utilisés jusqu'ici pour une capa- cité et une hauteur d'élévation égales. De préférence, le
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rotor A est de deux ou trois fois supérieur en largeur à la largeur habituelle, les largeurs préférées dans les pompes à faible hauteur d'élévation pour les hauteurs supérieures à trente mètres sont d'environ Ocm50 par
450 litres de débit par minute cette largeur' étant la largeur de l'orifice de sortie à la périphérie F. Dans les pompes à grande hauteur d'élévation de l'ordre de 90 mètres les largeurs peuvent être de l'ordre de Oom27 pour 450 litres de débit par minute.
Ces dimensions paraissent acceptables pour la raison qu'il existe près des parois des lumières du rotor A une pellicule de fluide qui est prati- quement négligeable en ce qui concerne la résistance au mouvement par frottement superficiel. De la largeur rela- tivement grande du rotor A résultent de plus grandes sur- faces de passage ainsi que des vitesses de l'eau dans le rotor relativement plus faibles Ceci se traduit par une perte par friction dans le rotor, nais ce qui est principal lement visé par la faible vitesse dans le rotor, par la présente invention, c'est d'offrir un petit angle absolu d'échappement de l'eau du rotor. De préférence, la vitesse absolue de l'eau quittant le rotor à la périphérie F doit être sensiblement tangentielle en direction.
Qeci est obtenu dans la présente invention, par la vitesse relativement fai- ble de l'eau quittant le rotor. La résultante en vitesse absolue de l'eau quittant le rotor est déterminée par les deux vitesses composantes, l'une de celles-ci étant la vites- se tangentielle du rotor et l'autre la vitesse de l'eau par rapport au rotor. Il est évident qu'une vitesse tangentielle absolue exacte peut ne pas être obtenue. Cependant, on considère que la composante tangentielle est la seule vitesse de l'eau vraiment utile pour produire une éléva- tion dans l'enveloppe et diminuer les pertes par friction.
L'angle de la vitesse absolue de l'échappement d'eau du
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rotor est de préférence inférieur à 5 . Les meilleurs résultats ont été atteints lorsque cet angle est d'environ
3 dans une enveloppe circulaire de pompe. En pratique, jusqu'à présent, cet angle a été approximativement de six à 10 dans les pompes ordinaires. Grâce au petit angle d'échappement hors du rotor A, l'eau délivrée par le rotor à la périphérie F a son effet maximum en déterminant le plus grand tourbillon dans la chambre circulaire entou- rée par la partie T de l'enveloppe B. Ceci peut être comparé à l'effet d'un jetd'eau dirigé dans une cuvette d'eau et faisant tourner cette cuvette. Il est évident que plus la direction du jet sera voisine de la tangente, plus il aura d'efficacité pour' faire tourner l'eau dans la cuvette.
Par conséquent, en pratique l'échappement du rotor devra être sensiblement tangentiel et est en pratique d'environ 3 .
Une caractéristique de cette invention est le rapport exact de l'espace compris entre les parois S du rotor et les parois latérales fixes R de l'enveloppe B de la pompe. Jusqu'ici ceci a été considéré comme étant de petite importance mais on a trouvé en mettant en pratique la pompe selon l'invention que c'était très important lors- que l'enveloppe 13 est du type concentrique ou circulaire comme en ! .
Les proportions peuvent être mieux exprimées par la surface latérale cylindrique engendrée par rotation de la perpendiculaire allant du rotor à l'envelpppe , autour du centre de l'arbre comme axe. Lorsqu'une telle perpendicu- laire tourne elle engendre la surface d'un cylindre et la va- riation des surfaces entre les parois R et S quittant la périphérie ]? du rotor A et s'approchant du centre de l'arbre J est de plus grande importance pour produire des résultats très efficaces. A la périphérie F du rotor A
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on a trouvé que la distance perpendiculaire des parois R de l'enveloppe B à la circonférence exterieure du rotor doit être de l'ordre des 6/10ème aux 9/lOeme de la largeur du rotor à, sa périphérie F.
On a trouvé que si les surfaces cylindriques de l'espace compris entre les parois R et S, augraentent dans la direction du centre du rotor A, une plus grande efficacité de la pompe est obtenue. Si la condition inverse existe, l'efficacité de la poupe peut être relativement faible. Le taux d'agrandissement de la surface cylindrique précitée n'est pas aussi important que le fait qu'il y a un accroissement. Cette divergence des parois latérales voisines R et vers l'axe du rotor peut être exprimée en disant que les sections cylindriques longitudinales de l'espace compris entre l'enveloppe B et le rotor A augmente depuis la périphérie F du rotor A vers l'axe du rotor .
Cette divergence doit exister préférable- ment sur 3/10ème au moins du rayon du rotor mesurée radia- lement vers l'intérieur depuis la périphérie ]? du rotor, car on a trouvé que la divergence n*a pas d'importance en pratique .
Bien que chacune des caractéristiques décrites ci-dessus peuvent être de quelque valeur dans la construc- tion d'une poupe centrifuge, on a remarqué que en combinai- son le meilleur résultat et la plus grande efficacité est produit par la combinaison de ces caractéristiques et en particulier, en combinaison avec une enveloppe B circulaire comme en T . Les bons résultats de chaque caractéristique peuvent être annulés en partie par les caractéristiques des dispositions utilisées jusqu'ici qui peuvent avoir été jugées satisfaisantes eu égard à d'autres caractéristiques de la disposition utilisée.