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" Moteur électrique "
On a déjà essayé de résoudre de différentes manières le problème qui consiste à construire les moteurs électriques destinés à entraîner par exemple directement des pompes,de façon qu'ils puissent fonctionner directement dans l'eau ou autre liquide à transporter, sans risque de dérangement.Ciest ainsi qu'on a proposé entre autres,d'intercaler dans l'entrefer séparant le stator du rotor du moteur électrique(en particulier lorsqu'il s'agit de moteurs triphasés à induit en cage d'écu- reuil),une cloison étanche constituée par un tube à parois minces se raccordant de façon étanche tout autour du bâti du stator,
de façon que l'enroulement du stator soit alors complète- ment renfermé.Les cavités existant à l'intérieur de la chambre à section annulaire du stator devaient être remplies d'une huile isolante et comme le rotor peut être construit de façon à être insensible à l'action de l'eau ou autres liquides,un moteur ainsi construit peut être plongé directement dans le liquide à trans-
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porter par la pompe entraînée par le moteur.
:La présente invention a pour but de permettre de faire la cloison montée entre le rotor et le stator aussi mince que possible pour qu'un entrefer très étroit entre le rotor et le
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stator ;l1î1:5.:e pour contenir cotte cloison de sorte qu'il est possible alors de réduire autant que possible toutes les dimen- sions des organes du moteur à considérer,
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On propose de donner la paroi du 'uube dans l' Ollli1.'c:.L'or Et.:.+. entre le rotor et le stator et 1'ait d'un mutai convenable, d'un alliage ou d'une GUu3lio.::WG llOll-LYJÓtallic1.ue une épaisseur qui Ilf7 m7j,.a;3,tlv3 t po:! \liJ'I yf: . i i;t7 . 7.':dC: im ut1 tiE3 I 1 i ..I.J.I lÉ.'-iilf; , n'V lvLit31 ¯. ment U11 'cube . parois aii,s; lJ2-¯lC8fJ est Cl'0G facile à défoncer.
Ceci ne doit cependant pas avoir lieu si l'on ne veut pas com- promet tre la sûreté du fonctionnement du moteur électrique;il ne faut pas en effet que le rotor touche ce tube en tôle mince, éri car il le, décrierait rapidement, ce qui ferait disparaître l'étanchéité de la chambre du stator, chambre dans laquelle se trouve l'enroulement relié au réseau.
Or,cette cloison tubulaire à parois minces est soumise d'une part,du côté de l'espace dans lequel est monté le rotr,à la pression hydrostatique du liquide dans lequel le moteur fonctionne,et du côté de l'espace dans lequel se trouve l'en- roulement du stator, à la pression du fluide qui remplit les cavi
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bt3a du tjbabor ait qui nu rHJ.l.diO r:O\1CJ , a,c?ût7Ta dit! 1;
nl2Olt' pro- duite pendant la marche .Pour empêcher une déformation dés- avantageuse de la cloison tubulaire parois minces,il faut veiller à ce que les organes qui constituent la chambre du stator et ceux qui se trouvent à l'intérieur de cette chambre, y compris les matières qui remplissent les cavités,puissent se dilater aussi librement que possible sous l'action de la , chaleur dégagée pendant la marche,ou que les dilatations pro- duites par cette chaleur sur toutes ces pièces soient assez petites pour pouvoir être pratiquement négligées.On peut
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aussi utiliser simultanément ces deux conditions possibles en prir cipe.
Il faut considérer en outre que la cloison tubulaire à pa- rois minces qui ferme la chambre du stator du côté du rotor est moins sensible aux efforts de pression venant de l'espace dans lequel est monté le rotor qu'aux efforts de pression venant de l'intérieur de la chambre du stator.En effet,un tube supporte toujours mieux une pression intérieure qu'une pression extérieure, parce que ses parois travaillent principalement à la tension lors- que la pression est intérieure, tandis qu'uno pression agissant de l'extérieur tend à écraser les parois du tube. Dans un tube . dont la paroi est extrêmement mince comme celui qu'il est question d'utiliser en l'espèce,cette différence dans la capacité de ré- sistance à la pression intérieure et à la pression extérieure se traduit naturellement d'autant plus fortement.
Il s'ensuit qu'il faut veiller avant tout à ce que la pression venant de la chambre du stator et agissant sur la cloi- son tubulaire à parois minces ne soit pas telle que la différence entre cette pression et la pression hydrostatique agissant d'autre part soit capable de déformer le tube du côté du rotor,car dans ce cas ce tube serait forcément très rapidement détruit par suite du frottement du rotor.
Pour obtenir ce résultat suivant la présente invention il y a plusieurs possibilités,et.l'on décrira d'abord un mode de réa- lisation d'un moteur ainsi construit en se rapportant au dessin ci-joint dans lequel : fig.l est une coupe axiale de ce moteur,et fig. 2 représente à une échelle plus grande une coupe transversale du rotor par la ligne A-B de la fig.l.
Fig.3 montre un mode de fixation étanche des extrémités de la cloison tubulaire à parois minces.
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Le rotor 1 est monté sur l'arbre 2 qui tourne dans les paliers 3 et 4 du bâti 5. Ce bâti ent pure aussi le f;tator 6 et ses enroulements 7 et il est constitué dans ce cas par une
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(1 (10 rn -j 01"0 étant fermée par un couvercle 10 contenant le palier 4, Les pièces d'extrémité 8 et 9 contiennent des collerettes 11,12 faisant saillie vers l'intérieur et sur le bord intérieur des- quelles-est fixé de façon étanche une cloison tubulaire 13 à par rois pinces .On obtient ainsi à l'intérieur du bâti 5 une chambe de section annulaire fermée de tous côtés par les doux colle- rettes 11 et 12 et par la cloison tubulaire 13 à parois minces, chambre à l'intérieur de laquelle le stator est renfermé avec ses enroulements.Le câble 14 amenant le courant au stator peut traverser le bâti en un point quelconque,de façon simple et par- faitement étanche.
Les pièces d'extrémité 8 et 9 du bâti du moteur peuvent être munies d'orifices 15 et 16 par lesquels do l'eau venant du
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clolsc.,ts l'OU miit;2<oz. ç1allfl lu vl,czmlm.^r7 {!11 ;"Ç)'lol,'. T,nf1 01"1'["1 nnp ]fi m.1; 16 peuvent être recouverts de filtres ou peuvent aussi être omis.
Les cavités ménagées à l'intérieur de la chambre du stator peuvent être remplies,comme on l'a déjà dit,de ma- tières liquides par exemple d'huile à transformateur ou d'une autre matière analogue; toutefois,suivant l'invention ,elles peuvent aussi, être remplies de matières solides ou gazeuses ou en partie de matières sol-ides et en partie de matières li- quides ou en partie de matières solides et en partie de sub- stances gazeuses ou en partie de matières solides et en partie de matières liquides et de substances gazeuses ou en partie de matières liquides et en partie de substances gazeuses.La ma-
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Llbru Cazatima c1v waipl.iuua;c i>uu.i, aa> Ji Ctbi'u do l'air, on blou on peut introduire un gaz quelconque .évidemment non nuisible.
Les matières de remplissage solides pourront être des matières
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liquides à la température ordinaire ou à une température plus élevée,matières que l'on introduit à la pression ordinaire ou sous une pression différente dans la chambre du stator où elles se solidifient ou sont solidifiées ensuite.Il est évident qu'elle doivent rester rigides aux températures maxima qui se produisent pendant le fonctionnement. Les matières bitumeuses ou les matières résineuses naturelles ou artificielles,les silicates,les sulfates et autres matières pareilles sont par exemple des matièes so- lides' de remplissage de ce genre.
On peut aussi utiliser des corps de remplissage pulvéru- lents ou granuleux dont on remplit les cavités de la chambre du stator.Les interstices restant entre les particules de la matière pulvérulente ou entre les grains doivent rester libres, c'est-à-dire être remplis d'air-ou d'un gaz,mais on peut aussi remplir ces interstices d'une matière liquide ou solide,les matées solides utilisées devant être telles qu'elles puissent être introduites à l'état liquide.Il n'est d'ailleurs pas né-
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COE3saire que les mtJ:tJ1èl'os dû :!.()tllpllut::lt1,go aolunt t1,btJoluJaOll't;
Llov mates' isolantes de l'électricité.les spires de l'enroulement du stator étant d'ailleurs garnies d'isolant.Il est avantageux par contre que les matières de remplissage soient aussi bonnes conductrices de la chaleur que possible, pour que la chaleur qui se produit dans la chambre du stator pendant la marche soit évacuée aussi rapidement que possible à l'extérieur.
Comme
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les très bons conducteurs de 1..¯ Chaleû::¯scïn,généralement aussi bonsconducteurs de l'électricité,on risquerait ,en utilisant de très bons conducteurs de la chaleur pour le remplissage,que des courants tourbillonnaires d'une intensité inadmissible se produisent dans les matées de remplissage;il faut donc clioi- sir pour les matières de remplissage des substances aussi bonnes conductrices de la chaleur que possible,mais ayant une conductibilité électrique aussi minime que possible.
Lorsquõn utilise des materes de remplissage solides ,on
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recommande donc de prendre certains métaux ou alliages de ré- sistance remplissant très bien cette dernière condition.
On peut aussi réprimer la production de oourants de
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1!'ôueuulû en uuuvr,m6 d'une oouohe minou et isolante les matières de remplissage pulvérulentes ou granuleuses qui sont de bons conducteurs de l'électricité ,par exemple en les émaillant ou laquant ou en utilisant une méthode analogue .
Lorsque les cavités de la chambre du stator sont remplies complètement de matières solides,la cloison tubulaire à parois minces est soutenue par rapport h la pression hydrostatique du liquide extérieur,cette matière de remplissage solide supportant la pression hydrostatique et la transmettant à la paroi exté- rieure du stator.En outre comme la dilatation de certaines ma- tières de remplissage solides sous l'action de la chaleur est tellement petite qu'on peut la négliger,la déformation pro- duite sur la cloison tubulaire à parois minces de l'intérieur de la chambre du stator est si minime qu'on peut la négliger et un moteur ainsi construit peut fonctionner sous un liquide aussi bien à de grandes profondeurs qu'à des profondeurs plus petites,
sans risquer d'être détérioré.Lorsqu'on utilise aussi d'autres matières de remplissage pour les oavités de la chambre du stator,il faut considérer que,si le moteur ne doit fonction- ner qu'à une petite profondeur dans un liquide,la pression hy- drostatique qui agit sur la cloison tubulaire à parois minces sera également relativement faible,de sorte que la cloison tubu- laire pourra supporter cette pression sans autre précaution.Par contre,si la chambre du stator contient une matière de remplis- sage gazeuse ou liquide,soit seule,soit les deux combinées entre elles ou avec des matières de remplissage solides,il faut déjà compter sur de plus grandes variations de volume à l'intérieur
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de,la chambre du stator,
variations produites par la dilatation de ces matières de remplissage liquides ou gazeuses sous l'action de la chaleur.Tant que la pression ainsi produite à l'intérieur de la chambre du stator n'est pas plus grande que la pression hydrostatique du liquide enveloppant agissant de l'autre côté sur la cloison tubulaire à parois minces,cette cloison ne ris- quera pas d'être soumis à des efforts défavorables.Mais s'il se produit à l'intérieur de la chambre du stator une surpression par rapport à la pression hydrostatique, la cloison tubulaire à parois minces peut être très facilement écrasé,ce qui aurait pour conséquence que le rotor frotterait sur la ploison tubue laire et l'userait en peu de temps.
Pour empêher cette augmentation de la pression dans la chambre du stator,on peut utiliser des dispositifs assurant un réglage automatique de la pression à l'intérieur de la ohambre du stator et une oompensation des pressions des deux côtés des parois minces de la oloison tubulaire.
Dans le mode de réalisation représenté par la fig.l la chambre du stator est combinée avec une boite à membrane 17 qui fait suite à cette chambre et dont l'intérieur très dila- table communique aveo la chambre du stator,cette boite étant entourée par le liquide dans lequel le moteur est plongé.Cette boite 17 est donc soumise d'une part à l'influence de la pressior qui règne à l'intérieur de la chambre du stator et d'autre part à la prossion hydrostatique extérieure.De cette façon on peut obtenir ce résultat qu'il se produit chaque fois une oom- pensation complète des deux pressions,de sorte que la cloison tubulaire à parois minces est toujours comprimé avec la même force des deux côtés,
si bien quµil n'y a aucune raison pour que ce tube soit déformée Il est évident que les dispositifs de ce genre utilisés
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pour la compensation de la pression peuvent aussi être con- struits différemment.
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Lorsque le moteur n'eut duuLirW 2 1'um t, tuuGOr cm'1 Wa profondeurs relativement petites ,la cloison cylindrique à parois minces peut supporter lui-même sans autre appui la pression du liquide extérieur.
En pareil cas il peut suffir aussi de monter à la suite de la chambre du stator des vases de dilatation remplis de gaz dont les parois ne sont pas si souples que oelles de la boite 17 qui vient d'être décrite,ces parois pouvant aussi être entièrement rigides et n'ayant pour but que de constituer un espace plus grand pour l'agent de remplissage contenu dans la chambre du stator,de façon que la pression, qui augmente par suite de la dilatation de cet agent sous l'action de la cha- leur,ne puisse pas atteindre une valeur inadmissible.C'est
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surtout lorqu'on u'\;111u(;) Clou agonts do remp11I:
Juo.ge liquidée, soit seuls,soit en combinaison avec des agents de remplissage solides ou gazeux,que des vases de dilatation ainsi remplis de gaz,à parois souples ou rigides, permettent de réaliser simple- ment une compensation de la pression.
Ces chambres de dilatation peuvent être montées soit à l'intérieur soit à l'extérieur du bâti du moteur,ou bien un agrandissement du moteur lui-même peut être utilisé dans ce but.
On peut aussi relier à la chambre du stator un tube ou- vert s'élevant jusqu'au-dessus de la surface du liquide ex- térieur et dans lequel les matières de remplissage qui se dilatent sous l'action de la chaleur peuvent monter plus ou moins haut,ce qui empêche la pression régnant dans la' chambre . du stator de dépasser la prossion hydrostatique du liquide extérieur.Ce tube montant peut aussi comporter un ou plusieurs élargissements.
Lorsqu'une partie au moins des matières de remplissage
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est gazeuse,on peut produire dans la chambre du stator une.dé-
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press3ônc'ést-â-dire une pression qui,tant que la température normale rogne dans la chambre du stator,est plus petite que la pression hydrostatique du liquide extérieur ou même plus petite que la pression atmosphérique extérieure.Les donditions peuvent être telles que lorsque la pression augmente ensuite en marche
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f:jÇ:\1.Î,t:1 1, ';\(Jt:t.Oi'î. t1t) lu uiia16ur,la pression ainsi produite ne dépasse que. de façon insuffisante ou pas du tout la pression hydrostatique du liquide extérieur.
L'utilisation de cette dépression peut aussi être combinée avec l'utilisation de chambres de dilatation remplies d'une ma- tière gazeuse comme celles qui ont été décrites plus haut,ce qui permet de donner des dimensions très petites à ces chambres.
Lorsque la dépression choisie a une valeur convenable, ces chambres ta de dilation ne sont naturellement pas nécessaires.
Cette dépression à l'intérieur de la.chambre du stator a aussi pour conséquence que les parois minces de la cloison tubu- laire sont constamment pressées fortement sur les tôles du stator sur lesquelles elles s'appuient, ce qui est très avantageux,parce
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que la cloison tubulaire h parois T'1ÜJCen est alo-rn ,gAlC1,ni;-i () contre tout contact avec le rotor.
Lorsque le moteur est destiné à fonctionner à d'assez grandes profondeurs,la pression hydrostatique du liquide qui l'entoure peut devenir tellement grande que la cloison tubulaire à parois minces ne pourrait plus résister à cette pres- sion hydrostatique sans contre-pression venant de l'intérieur de la chambre du stator.Il faut donc faire en sorte que l'on obtienne une compensation de pression aussi parfaite que pos- sible des deux ;
.,côtés des parois de la cloison tubulaire,et il faut naturellement tenir compte aussi des variations de la pres- lion à l'intérieur de la chambre du stator par suite des dilata-
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tions produites par la chaleur pendant la marche.Grâce à sa grande dilatabilité,la boite compensatrice 17,fig.1 déjà décrite convient particulièrement bien pour cette compensation de pression.
Toutefois on peut aussi munir la chambre du stator d'une conduite amenant un gaz sous pression(air comprimé) ou un liquide comprimé,et en faisant varier la pression du gaz ou du liquide amené on peut alors faire monter la pression dans la chambre du stator jusqu'à la valeur nécessaire dans le cas envisagé,puis la maintenir à cette valeur.L'arrivée du gaz ou du liquide sous pression peut aussi être commandée par un or- gane de réglage ou d'arrêt automatique dont on peut faire dé- pendre l'action des pressions qui règnent à l'intérieur de la chambre du stator.
Lorsqu'on- utilise une conduite d'arrivée et une conduite de départ pour un gaz ou un liquide sous pression,on fait en sorte que ce fluide traverse continuellement la chambre du stator ce qui permet d'évacuer la chaleur.
Tous ces appareils et dispositifs compensateurs de pression ont pour but de compenser les fluctuations de pression qui se produisent pendant la marche et de les écarter autant que pos- sible de la cloison tubulaire à parois minces qui entoure her- métiquement la chambre du stator,et plus ces compensateurs sont sensibles,plus le but visé sera sûrement atteint et plus on pourra compter sûrement sur un bon fonctionnement du moteur électrique,sans dérangements.
On ajoutera qu'on peut également introduire un gaz ou un liquide sous pression dans le bâti du moteur fermé plus ou moins hermétiquement, et on peut aussi utilloor h cet offot l'écoule- ment de ces fluides sous pression hors de la chambre du stator lorsque ces fluides servent à compenser la pression dans cette chambre;on peut ainsi empêcher le liquide extérieur de pénétrer à l'intérieur du moteur,de sorte que le rotor et ses paliers sont aussi plus ménagés.Lorsque ce fluide sous pression traverse
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c'ontinuellement l'intérieur du moteur, on réalise aussi le re- froidissement de celui-ci.
Il ne reste plus qu'à décrire comment la cloison tubu- laire parois minces peut être monté hermétiquement sur le bâti du stator.Ceci est également possible de plusieurs façons.
Dans le mode de réalisation représenté par la fig.3 les extrémités de la oloison tubulaire 13 comportent un rebord 18
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qui l'appuie sur la ool'ieretta 11 ou 1.2 du bâti 5 dit mot mu: 010 qui y est fixé par l'anneau de pression 19.
Un moteur ainsi construit qui,comme on l'a déjà dit,peut être utilisé pour entraîner directement des pompes plongées dans l'eau, le naphte(trous de sonde,etc.),peut être à arbre vertical aussi bien qu'à arbre horizontal. Il peut aussi,sans orainte de dérangements,fonctionner dans des atmosphères de gaz qui,dans d'autres conditions,auraient des actions nuisibles sur les enroulements.
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R e v e n d 1 c a t i 0 n s
Moteur électrique destiné à fonctionner sous l'eau ou autres liquides et dont le stator est renfermé de façon étanche dans le bâti et dans une cloison tubulaire montée dans l'entre- fer qui 'sépare le stator du rotor,caractérisé par ce fait que la chambre du stator,de section annulaire ,contient un agent de remplissage solide ou gazeux,ou une combinaison d'agents , de remplissage solides et gazeux ou solides et liquides ou liquides et gazeux ou enfin solides,liquides et gazeux.
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