BE354887A - - Google Patents

Description

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  "Pompe centrifuge"   La,   présente invention a trait aux pompes et plus par-   ticulièrement   à une disposition d'éléments qui obvie aux inconvénients principaux qui ont été éprouvés jusqu'! ce jour dans l'emploi et le fonctionnement des pompes rota- tives .Elle a principalement pour objet un appareil grâce auquel une pompe rotative est normalement maintenue à l'état complètement amorcé et se réamorce automatique-      ment même si elle   s'est   désamorcée après une période d'i- nactivité.Elle a en outre pour objet une roue mobile présentant à sa périphérie aubes'dont le contour est 

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 tel qu'il   permet   au-liquide d'y   pénétrer,

  avec   la plus grande facilité et évite la formation de courants contrai-      res dans le canal dans lequel ces aubes tournent, ce qui augmente le débit et la pression sans augmenter la dépen- se en force motrice d'une façon correspondante . 



   D'autres objets de l'invention seront mis en évidence au cours de la description donnée ci-après en se référant aux dessins annexés qui représentent en détail un des di- vers modes de réalisation mécaniques que l'invention est susceptible de recevoir . 



   Dans ces dessins : 
Fig. 1 est une vue de côté d'un appareil suivant l'invention, certaines pièces étant représentées en coupe. 



   Fig. 2 est une coupe transversale d'un élément de la figure 1, représenté à une échelle plus grande . 



   Fig. 3 est une vud de face avec coupe verticale par- tielle d'une pompe du type envisagé par la présente in- vention . 



   Fig. 4 est une coupe transversale de cette pompe , 
Fig. 5,6 et 7 sont des coupes fragmentaires à plus grande échelle suivant 5-5, 6-6, 7-7 (Fig.   3) .   



   Fig. 8 est une vue perspective d'un des anneaux de la pompe . 



   Fig. 9 est une vue perspective de l'anneau de pompe complémentaire . 



   ,Fig. 10 est une élévation à plus grande échelle   d'un   fragment   d'un   type de roue mobile pouvant être adapté dans la pompe . 



   Fig. 11 est une coupe d'une pompe de construction légèrement modifiée, utilisant une autre disposition de roue mobile . 

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   Fig. 12 est une coupe fragmentaire suivant 12-12 (Fig.   Il)   
Fig.   13 est   une coupe fragmentaire suivant 13-13 (Fige 12) . 



   Fig. 14 est une vue   perspective   fragmentaire d'une partie de la périphérie d'une roue mobile telle que celle représentée dams la figure 11 . 



   Dans ces figures, 1 désigne dans son ensemble une pompe comprenant une enveloppe 2 munie   d'une   tubulure d'ad- mission 3, d'une tubulure d'échappement 4 et d'un couver- cle 5 fixé à l'aide de boulons 6 ou d'organes de fixation analogues .Près de cette pompe est montée une chambre d'a- morçage 7 présentant un orifice d'admission 8, un orifice d'échappement 9 et un orifice d'égouttage 10 . Les ori- fioes 8 et 9 sont pratiqués dans les parois verticales de la chambre 7 près de ses extrémités supérieures tandis que l'orifice d'égouttage 10 est préférablement pratiqué- dans sa paroi supérieure .

   Un raccord 11 est relié à l'o- rifice d'admission 8 et à un   tuyau.d'alimentation     12,:par   l'intermédiaire d'un clapet de retenue 13 qui comprend, dans la construction représentée, une boîte renfermant une bille 14 reposant sur l'extrémité supérieure 15 du tuyau d'alimentation 12 
Une cloison 16 faisant corps atec la paroi supérieure de la chambre 7 (ou assujettie à cette paroi) est légère- ment espacée par son extrémité inférieure 17 de la,paroi inférieure de cette chambre, ce qui divise celle-citen deux compartiments 18 et 19   qmi   communiquent constamment entre eux par l'espace 20 ménagé entre ladite extrémité inférieure 17 et la paroi inférieure de la   chambre...   

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    L'orifice   d'admission 8 débouche dans le compartiment 18, tandisque   l'orifice   9 débouche dans la compartiment 19.      



   Le tuyau 21 est vissé par une de ses   extrémités'22   dans l'orifice d'échappement 9 et par son extrémité oppo- sée 23 dans la tubulure d'admission 3 de l'enveloppe   2 .   



  Un tronçon de tube 24 est vissé par une de ses extrémités 
4 dans la tubulure   d'échappement/de   la pompe et par son ex- trémité opposée dans un orifice 25 ménagé dans la paroi   Supérieure     d'un   réservoir 26 . La paroi supérieure de ce réservoir .présente un orifice 27 destiné à recevoir l'ex- trémité inférieure d'un tuyau de refoulement 28 . Le   réser-   voir 26 présente une ouverture 29 près de sa paroi infé- rieure et communique avec le compartiment 18 de la chambre d'amorçage 7 par un tuyau 30 dont un extrémité est vissée dans l'ouverture 29 et dont l'extrémité opposée est vissée dans l'orifice d'égouttage 10 . Sur ce tuyau 30 est monté un obturateur de. retenue 32 .

   Le réservoir 26 est muni d'une ouverture de remplissage 33 normalement obturée par . un bouchon 34 . 



   L'obturateur de retenue 32 comprend une boîte pourvue d'un conduit d'admission latéral 35 communiquant avec l'ex- trémité supérieure d'un conduit cylindrique vertical 36 dont l'extrémité inférieure communique avec un conduit d'é- chappement 37 . L'extrémité supérieure du conduit cylindri- que 36 est fermée par un bouchon 38 muni d'une saillie ou butée 39 ; son extrémité inférieure est fermée par un bou- chon analogue   40   muni d'une saillie 41 qui est entourée par un ressort de compression 42 . Un tiroir cylindrique ou piston-valve 43 est monté pour coulisser dans le   oonduit   36, son mouvement étant limité par les saillies 39 et   41 .   

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   Un conduit de by-pass 44 est pratiqué dans la boite pour permettre au fluide de contourner le tiroir   43   
L'aaveloppe de pompe 2 est établie de façon à consti-' tuer une chambre à roue mobile 45 recevant deux anneaux de pompe complémentaires 46 et 47 qui constituent un oanal recevant la périphérie de la roumdbile 48 montée dans la chambre 45 .

   L'enveloppe 2 est munie d'une console 51   s'é-   tendant vers l'arrière pour constituer un collier 52 re- cevant un coussinet ou roulement 53 dans lequel tourillonne l'arbre 54 de la roue mobile 48, lequel arbre passe à tra- vers la garniture 55 d'un presse-étoupe usuel 56 
En se reportant plus particulièrement aux figures 5 à 
10, on voit que l'anneau de pompe 46 est muni d'un rebord 
57 et d'un rebord 58 concentrique au rebord 57 et de dia- mètre moindre, ces deux rebords 57 et 58 délimitant une rainure partiellement annulaire 59 formant canal Une ner- vure 60 sépare l'ouverture d'entrée 61 de l'ouverture de sortie 62 de ce canal , Les rebords 57 et 58 de l'anneau 46 ont la même hauteur,c'est-à-dire font saillie d'une distance égale à partir de la base de ce canal 59 
Par contre,

   l'anneau 47 comprend un rebord externe 63 et un rebord interne 64 qui est moins haut que le rebord 63, ces deux rebords délimitant entre eux une rainure 65 dont la largeur radiale est égale à celle de la rainure 59. 



  Une nervure 66 correspondant à la nervure 60 sépare les extrémités de'la rainure 65 et sépare la fente d'entrée 67 de cette rainure de son ouverture de sortie 68 .Un goujon 69 porté par le rebord.63 à l'alignement de la nervure 66 'est destiné à pénétrer dans une creusure 70 de la nervure 60 pour empêcher les anneaux de tourner l'un par rapport à l'autre . 

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   On remarquera qu'une partie 71 du rebord 63, voisine de la fente d'entrée 67, possède une épaisseur radiale plus grande que le reste du rebord . Sur la majeure partie du rebord 63, la distance radiale qui sépare sa surface interne du centre de l'anneau et de l'enveloppe 2 est un peu plus grande que la distance radiale séparant les ex- trémités des aubes 72 de la roue mobile 48 du centre .

   La surépaisseur de l'élément 71 de ce rebord est telle que la distance radiale entre la surface interne de cet élément 
71 et le centre de   1' anneau   est sensiblement égale à la distance radiale entre les extrémités des aubes 72 de la roue mobile 48 et ce centre , A cet égard, on remarquera que l'élément 73 de la surépaisseur 71 est placé de façon à empêcher le passage radial direct du fluide de la tubu- lure d'admission 3 de l'enveloppe 2 aux espaces compris en- tre les aubes 72 de la roue mobile 48 . Ceci est représen- té clairement dans la figure 6 .      



   La forme particulière donnée aux aubes 72 de la roue mobile 48 censtitue une caractéristique importante de l'invention et est représentée clairement dans la figure 10 . Cette roue est destinée à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre (en regardant cette figure) et l'on   remarquera   que les bords avant 75 (par rapport au sens du mouvement) des aubes 72 vont en se recourbant vers l'exté-' rieur et vers l'arrière, tandis que leursbords arrière 74 sont exactement radiaux .

   L'effet de cette forme donnée aux aubes est facile à concevoir : la forme arrondie des bords avant 75 des aubes 72 augmente l'effet oentrifuge de la roue sur le liquide dans le canal tonné par les rainures 59 et 65, ce qui augmente la vitesse à laquelle le liquide 

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 est projeté au dehors par la tubulure d'échappement 4 de l'enveloppe 2 
On se rendra compte aussi de l'importance de l'élé- ment.d'arrêt 73 .En effet, si le liquide arrivant par la tubulure d'entrée 3 pouvait passer suivant une ligne ra-      diale directe et venir contre le bord de la roue mobile   48,   les aubes 72 tendraient à repousser ce liquide et à le ramener à l'intérieur duconduit 3 Grâce à   l'élément   d'arrêt 73,

   tout le liquide est contraint de passer à'tra- vers l'ouverture 61 et la fente 67 et à pénétrer dans le canal constitué par les rainures 59 et 65 sensiblement tangentiellement:, par rapport à la roue   mobile :   48. 



   Le fonctionnement de l'ensemble de l'appareil est le suivant ; Lorsqu'on l'installe, le tuyau d'alimentation 12 ne contient évidemment pas de liquide au-dessus du niveau du liquide dans la source d'alimentation .On enlève le bouchon 34 et l'on remplit le réservoir 26 de liquide par l'ouverture 33 La force du ressort 42 est telle que, lorsque la pression régnant dans le réservoir 26 est uni-. quement celle occasionnée par la hauteur de charge du li- quide que ce réservoir renferme, ce ressort maintient le tiroir 43 dans sa position la plus haute au contact de'la saillie 39 Lorsque le tiroir 43 occupe cette position, le liquide peut pénétrer (en passant par le tuyau 30, le conduit 35, le conduit 36, le   bypass   44, le conduit 36, le conduit 37, le tuyau 30 et la lumière d'égouttage 10) dans la chambre d'amorçage 7 .

   De préférence, on remplit lentement le réservoir 26 pour permettre au'liquide de pas- ser à travers l'obturateur de retenue 32 et de remplir cet- te chambre d'amorçage 7, de sorteque, lorsque le bouchon 

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34 a été remis en place, le réservoir 26, la chambre d'a- morçage 7, le raccord 11, la boite à clapet 13, le tube   21 et   l'enveloppe de pompe 2 sont tous remplis de liquide. 



   Si l'on met alors la   pômpe   en marche, la pression ré- gnant dans le réservoir 26 augmentera presque aussitôt dans une mesure suffisante pour repousser le tiroir 43 en antagonisme à la   pression   du ressort 42 jusqu'à la position de la figure 2 . La pompe continuant à tourner, le liquide du compartiment 18 de la chambre d'amorçage 7 sera aspiré hors de ce compartiment et passera par le compartiment 19 et le tube 21 dans l'enveloppe de pompe 2 qui refoulera ce liquide par le tube 24 dans le réservoir 26, d'où il sera refoulé à l'extérieur par le tuyau de distribution 28. 



   Bien entendu, la capacité de la pompe est beaucoup plus grande que celle de l'orifice d'égouttage 10 de sorte que la chambre d'amorçage 7 se vide rapidement du liquide      qu'elle   contient ,   Ce liquide est remplacé par de l'air qui monté sous l'influence de la-pression atmosphérique      dans le tuyau d'alimentation 12 et à travers le clapet 14 et pénètre dans la chambre 7 .

   Lorsque le niveau du liquide      que renferme cette chambre est descendu au-dessous du bord      inférieur 17 de la cloison 16, l'effet d'aspiration de la pompe est supprimé par l'air traversant la section 19 et le tuyau 21 et pénétrant dans la chambre de pompe , Aussi- tôt que ceci alieu, la pompe commence à tourner à vide., c'est-à-dire n'aspire plus de liquide hors de la chambre 7 qui alors recommence à se remplir du liquide provenant du réservoir 26 en y pénétrant par l'orifice d'égouttage 10, car il est évident qu'aussitôt que la pompe commence à as- ; pirer de l'air la pression régnant dans le réservoir 26 

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 tombe suffisamment pour permettre au ressort 42 d'amener le tiroir 43 à sa position d'ouverture . 



   La pompe continue à tourner à vide jusqu'au moment où le niveau du liquide que renferme le compartiment 19 de la chambre d'amorçage 7 s'est élevé suffisamment pour obturer le tuyau 21 et empêcher l'air de passer par ce tuyau . La pompe commence alors aussitôt à aspirer brus- quement le liquide hors du compartiment 19 et le liquide. que renferme la chambre d'amorçage 7 descend de nouveau jusqu'au niveau du bord inférieur 17 de la cloison 16, cette action étant suivie, comme précédemment, d'una en- trée, dans ladite chambre, d'air arrivant par le tuyau d'alimentation 12 . 



   Bien entendu, comme chacun de ces appels saccadés et intermittents de liquide hors de la chambre d'amorçage 7 est accompagné d'une entrée d'air du tuyau d'alimentation 
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 12 dans cette chambre, il en résulte une . êlétion du:>   '"¯., . bzz quide dans le tuyau d'alimentation 12 , Finalement, la pression atmosphérique oblige ce liquide à passer à tra- vers la boîte à   cla@et   13 dans la chambre 7, après quoi l'ensemble fonctionned'une façon continue,, la chambre 7      étant alimentée directement et continuellement par la   sour   ce d'alimentation .

   Dès que ces conditions auront été réaè lisées, le fonctionnement saccadé intermittent n'aura plus lieu, à moins que des fuites ne se produisent dans le cla- pet 14 et permettent au niveau du liquide de descendre dans le tuyau d'alimentation 12 
On voit que le fonctionnement intermittent qui vient   d'être   décrit, et qui consiste en un passage de liquide par le compartiment 19 de la chambre d'amorçage 7, le tuyau 21 

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 et la tubulure d'admission 3, ressemble beaucoup à une ac- - tion de   siphonage .   Dans ce qui suit, cette action sera considérée, en effet, comme étant une action de siphonage,

   le compartiment 19 constituant une des branches du siphon dont la branche opposée est constituée par la tubulure d'admission 3 et le canal de pompe composedes rainures 59      et   65 .   



   On se référera maintenant aux figures 11 à 14 inclus. 



  76 désigne un socle supportant une enveloppe 77 dans la- quelle sont montés deux anneaux complémentaires 78 analo- gues aux anneaux 46 et 47 . Cette enveloppe est munie de couvercles 79 et renferme une roue mobile 80 montée sur un arbre 81 . Les tubulures d'admission 82 et d'échappement 83 débouchent dans le canal de pompe 84 constitué par les anneaux   78 .   



   Le bord périphérique de la roue mobile 80 pénètre dans.le canal 84 et est établi de façon à présenter des      aubes 85 et 86 tournées alternativement vers un côté et vers le côté opposé de la roue . Ces aubes 85 et 86 débou- chent dur la périphérie de la roue et débouchent aussi, les premières sur une des faces latérales, les secondes sur la face latérale opposée de cette roue .

   La paroi inférieure ou fond de chaque aube 85,86 est constituée par une courbe circulaire continue 87 qui fait un angle droit avec la sur- face périphérique de la   roue .   Celle (88) des parois laté- eales de chacune des aubes qui est située à l'avant (par rapport au sens de rotation de la roue) s'incline légère- ment vers l'avant de son extrémité interne à son extrémité externe et l'angle 89 que fait cette paroi avec le fond est arrondi, comme représenté .  .aroi   latérale arrière 90 de 

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 chacune des aubes est située dans un plan directement per- pendiculaire aux surfaces latérales de la roue,

   et ce plan est radial par rapport à l'axe de cette roue La paroi avant'88 de chaque aube est établie de telle sorte qu'une ligne abaissée dans le plan de cette paroi perpendiculaire- ment à la surface périphérique de la roue est parallèle   au'        plan de la paroi arrière correspondante 90 . 



   Comme les parois avant des aubes 85 et 86   s'inclinent   vers l'avant et que leurs angles avant sont arrondis, le liquide pénètre dans les aubes avec la plus grande   facili-'   té et sans tourbillonnement exagéré .Comme les aubes 85 et 86 sont disposées d'une façon alternante et comportent des'parois inférieures concaves qui vont respectivement d'un   poin   voisin d'un des cotés de la roue à l'autre côté et comme au surplus ces aubes débouchent alternativement sur une des faces et sur la face opposée de la roue, le li- quide sort des aubes d'une manière qui empêche la formatiom de courants contraires dans le canal 84 La force exercée sur le liquide par les aubes est principalement exercée par les parois arrière 90, et comme ces parois sont   situées   dans des plans radiaux,

   le rendement de la roue est maximum 
Il ressort de ce qui précède et des dessins annexés que les aubes 85 et 86 ont   un   contour tel que des courants' contraires ne seront pas engendrés dams le canal 84, que le liquide pénètre dans les aubes avec le minimum de ffot- tement et que la force d'entraînement la'plus grande est exercée sur le liquide par les parois arrière des aubes', ce qui a comme résultat d'augmenter le débit de la pres- sion et de diminuer la dépense en force motrice .Il est aussi évident qu'étant donné qu'aucun rayon de la roue 80 

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Claims (1)

1. ' n'intersecte la paroi arrière 90 d'une queonque des au- bes 85, 86, le liquide n'exerce aucune action d'accrochage, et l'on évite 'ainsi l'accroissement qui en résulterait de la dépense en force motrice,, - Revendications - 1. Une pompe centrifuge comprenant, d'une part, une chambre d'amorçage intercalée entre son admission et sa tuyauterie d'aspiration et fermée de façon à empêcher le fluide'de cette chanbre de s'en échapper pour passer dans la tuyauterie d'aspiration mais ouverte de façon à permet- tre au liquide qu'elle renferme d'en être retiré dans le but de,vider la tuyauterie d'aspiration de l'air qu'elle renferme et, d'autre part, une communication à siphon en- tre cette chambre et la pompe , 2.

   Une pompe centrifuge selon la revendication 1, dont la chambre d'amorçage est reliée au refoulement ' de la pompe par un dispositif qui empêche le liquide de passer dudit refoulement à ladite chambre dans les conditions normales, mais qui permet ce passage dans des conditions prédéterminées .

   3. Une pompe centrifuge selon les revendications 1 et 2, comportant un réservoir supplémentaire dans lequel le refoulement de la pompe débite, un .conduit de distri- bution reliant ce réservoir à la chambre d'amorçage et un dispositif servant à obturer normalement ce conduit pour empêcher le liquide du réservoir de passer dans la chambre d'amorçage pendant le fonctionnement de la pompe mais dis- .' posé de façon à s'ouvrir automatiquement pour permettre . ce.passage du liquide du réservoir dans la chambre d'amor- .,gage dans des conditions prédéterminées. <Desc/Clms Page number 13>

   4. Une pompe centrifuge selon les revendications 1 à 3, dans laquelle le conduit de distribution prévu entre le réservoir et la chambre d'amorçage distribue le fluide à cettechambre à une vitesse inférieure à celle à laquelle le fluide est évacué hors de cette chambre par la pompe , 5. Une pompe centrifuge selon les revendications 1 à 4,'dans laquelle le conduit de distribution prévu entre le réservoir et la chambre d'amorçage contient un obturateur contourné par un by-pass et maintenu fermé par la contre- pression qui règne sur le côté refoulement de la pompe pen- dant son fonctionnement 6.

   Une pompe centrifuge selon la revendication 1, dans laquelle l'orifice de refoulement de la chambre d'a- morçage et l'orifice d'admission de la pompe sont situés au-dessus de l'axe de rotation de la pompe et près du som- met de la chambre d'amorçage.

   7. Une pompe centrifuge selon la revendication'il, dans laquelle la tuyauterie d'aspiration renferme un clapet de retenue afin que le liquide ne puisse être évacué que de la chambre d'amorcage, celle-ci étant destinée à contenir du liquide dont le niveau est abaissé périodiquement par le fonctionnement de la pompe, de telle sorte que l'évacua- tion au liquide hors de cette chambre détermine l'aspiratior d'air à travers le clapet de retenue , 8.

   Une pompe centrifuge selon les revendications 1 et 6, dans laquelle la chambre d'amortage comporte une cloison, descendant du sommet de cette chambre jusqu'à un point voi- sin de la paroi inférieure pour constituer un compartiment dans ladite chambre, et un tuyau faisant communiquer l'ari- fice de refoulement de la- chambre d'amorçage avec l'admission <Desc/Clms Page number 14> de la pompe, ce tuyau étant disposé près du sommet de cette chambre .

   9. Une pompe centrifuge selon la revendication 1, comprenant une enveloppe de pompe comportant un canal dans lequel travaille la roue mobile, les aubes périphériques de cette roue ee mouvant dans ce canal, celui-ci présen- tant des lumières d'admission périphériques par lesquelles le fluide y pénètre sensiblement parallèlement à l'axe de la roue .

   10.. Une pompe centrifuge selon la revendication 9, comprenant un dispositifqui empêche le passage radial di- rect du liquide entre l'admission de la pompe et les po- . ches de la roue mobile .

   11. Une pompe centrifuge selon la revendication 9, dans laquelle les aces des aubes sont inclinées dans une direction opposée au sens de rotation de la roue . ; 12. Une pompe centrifuge selon les revendications 9 et 10, dans laquelle les lumières d'entrée situées à la périphériedu canal annulaire sont disposées de telle maniè- re. que le fluide admis pénètre de part et d'autre des aubes 13. Une pompe centrifuge selon la revendication 9, comprenant deux anneaux de pompe complémentaires qui s'adap. tent à l'intérieur de l'enveloppe et dont les faces adja- centes constituent le canal de pompe annulaire, ces anneaux présentant des lumières d'admission et d'échappement qui coïncident avec les lumières d'admission et d'échappement de l'envelloppe de pompe .

   '14. Une pompe;centrifuge selon la revendication 13, dans laquelle les faces adjacentes des anneaux complémen- taires, présentent des rails annulaires coïncidentes <Desc/Clms Page number 15> pour constituer, lorsque les anneaux sont, assemblés, le canal de pompe annulaire 15. Une pompe centrifuge comprenant une roue mobile munie 'd'aubes qui débouchent à la périphérie et sur les côtés de la roue et qui présentent des parois avant allant en s'inclinant vers l'avant .

   16. Une pompe centrifuge selon la revendication 15, gans laquelle les aubes débouchent alternativement sur une des faces latérales et sur la face latérale opposée de la roue . ' 17. Une pompe centrifuge selon les revendications 15 et 16, dans laquelle chacune des aubes possède une largeur périphérique sensiblement constante sur toute sa profondeur radiale .

   18. Une pompe centrifuge selon les revendications 15 à 17, dans laquelle les parois arrière des aubes sont parallèles à l'axe de rotation de la roue et situées dans un plan contenant cet axe .

   19. Une pompe centrifuge selon la revendication 15, dans laquelle les angles radiaux avant des parois avant -inclinées vers l'avant- des aubes sont arrondis .

   20. Une pompe centrifuge selon les revendications 15 à 18, dans laquelle chaque aube possède une paroi interne qui fait une courbe eontinue avec sa paroi inférieure , 21. Une pompe centrifuge en substance comme représen- té et comme décrit et spécifié .