<Desc/Clms Page number 1>
POMPE A ROUE A PALETTES A CANAL DIRECTEUR OU CANAUX DIRECTEURS MENAGES DANS LE CORPS DE POMPE, SUR LE
COTE DE LA ROUE A PALETTES.
L'invention concerne une pompe à roue à palettes dont l'étanchéité est assurée au moyen d'un liquide auxiliaire et qui peut aspirer des liquides et des gases. Il s'agit donc d'une pompe à amorçage automatique.
Dans les pompes connues de ce genre, un ou plusieurs canaux directeurs pour le liquide auxiliaire sont ménagés sur le côté de la roue à palettes, ce canal ou ces canaux ayant ordinairement une section rectangulaire. Pour plus de simplici- té, on parlera toujours d'un canal directeur dans la descrip- tion qui va suivre, mais ce qui est dit s'applique aussi à
<Desc/Clms Page number 2>
des canaux directeurs.
La hauteur d'élévation des pompes connues de ce genre est d'environ 5 à 6 mètres. Eu utilisant une pompe particulière on peut atteindre une hauteur d'élévation d'environ 25 m, la roue à palettes ayant les petites dimensions désirées, par exemple un diamètre de 150 mm, et la vitesse de la pompe étant de 1450 t/min. Dans ce dernier type de pompe, le liquide peut être soumis un nombre de fois à l'action de la force centri- fuge dans la pompe.
L'invention a pour but d'améliorer la hauteur d'éléva- tion et le rendement de ce type de pompes, le canal directeur, connu en lui-même, qui est ouvert du côté de la roue à palet- tes, ayant une forme particulière.
Les canaux directeurs ouverts connus ont une section qui est à peu près rectangulaire ou carrée. On a constaté main- tenant que cette forme n'est pas avantageuse et qu'elle ne peut pas donner les meilleurs résultats.
Suivant l'invention on cherche à éviter cet inconvénient en donnant une forme particulière à ce canal di rec teur. L'idée fondamentale de l'invention consiste à donner une forme arron- die à la section du canal directeur.
On sait que le liquide auxiliaire effectue dans les canaux directeurs un mouvement en hélice, et l'idée fondamentale de l'invention consiste à opposer à ce mouvement en hélice dans le canal directeur peu de résistance ou le minimum de résistance possible. C'est pourquoi on évite en premier lieu les angles ou espaces morts dans le canal, en donnant à ce dernier une sec- tion arrondie. Ces angles morts provoquent des tourbillons qui sont très nuisibles au mouvement du liquide auxiliaire dans le canal.
On obtient déjà. de bons résultats en donnant à la
<Desc/Clms Page number 3>
section du canal directeur la forme d'un demi-cercle. On ob- tient encore un meilleur rendement en donnant à la section du canal directeur la forme d'un triangle tel que le canal soit le plus large sur le pourtour extérieur de la roue à palettes.
Le sommet du triangle peut naturellement être arrondi. On peut encore augmenter le rendement industriel de la pompe en faisant en sorte que la section du canal directeur aille en diminuant graduellement de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie. On peut encore augmenter l'effet ainsi obtenu en disposant le canal directeur de façon que son axe s'éloigne graduellement du centre de la pompe, de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie.
Une mesure qui améliore encore le rendement d'une pompe de ce genre consiste à utiliser un noyau monté dans le sens de la longueur du canal et simplement relié par des bras de support aux parois du canal directeur.
Enfin on peut monter aussi dans le canal directeur des aubes directrices dont le pas à vis a une hauteur diminuant de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie.
Des essais ont montré que les mesures citées plus haut, utilisées individuellement ou en combinaisons déterminées, ont pour effet d'augmenter le débit de la pompe et notamment la hauteur d'élévation par rapport aux valeurs atteintes jusqu'ici.
Il faut remarquer que la capacité d'une pompe de dimensions dé- terminées est augmentée ainsi de 200 % environ, c.à.d. qu'un moteur de commande peut être utilisé, ayant une puissance -de trois fois la puissance des moteurs utilisés maintenant. Quaxit à la cause de l'augmentation de la hauteur d'élévation et du débit de la pompe conforme à l'invention, il faut l'attribuer au mouvement en hélice du liquide auxiliaire dans la pom- pe,mouvement par lequel le liquide se déplace à l'intérieur du @
<Desc/Clms Page number 4>
et du canal directeur/des espaces compris entre les palettes de la roue à palettes.
Dans la pompe conforme à l'invention, le mouvement en hélice du liquide auxiliaire rencontre la plus petite ré- sistance possible, ce résultat étant obtenu par différentes mesures qui toutefois visent toutes la forme du canal direc- teur.
Ceci a pour conséquence que la hauteur du pas de l'hélice décrite par le liquide dans son mouvement devient de plus en plus petite au fur et à mesure que le liquide se rap- proche de l'orifice de sortie. Or la diminution de la hauteur du pas entraîne une augmentation de la vitesse du mouvement de rotation du liquide. Dans le voisinage de l'orifice de sortie de la pompe ce mouvement de rotation a donc lieu dans des plans qui coïncident à peu près avec des plans passant par l'axe de la pompe.
Par suite de l'effet gyroscopique, cette masse d'eau qui tourne à une grande vitesse oppose donc une résistance à tout déplacement dans un sens perpendiculaire au sens de rota- tion. C'est ce qui explique pourquoi cette masse de liquide auxiliaire ne peut pas être refoulée en arrière par une colonne d'eau de grande hauteur dans le canal directeur, et récipro- quement pourquoi la hauteur d'élévation de cette pompe est ex- trêmement grande.
Un mode de réalisation de l'invention est représenté à titre d'exemple dans le dessin annexé.
La fig. 1 est une coupe transversale verticale d'une pompe de construction connue.
La fig. 2 est une vue de côté de la face intérieure de la moitié de droite du corps ,de pompe et du canal directeur de la pompe représentée dans la fig. 1.
<Desc/Clms Page number 5>
La fig. 3 est une coupe transversale d'une partie d'une pompe conforme à l'invention, partie dans laquelle le canal directeur a une forme ronde.
La fig. 4 est une coupe transversale semblable à celle de la fig. 3, le canal directeur ayant toutefois une section en forme de demi-cercle.
La fig. 5 est une coupe transversale semblable à la fige 4, le canal directeur ayant toutefois une section en forme de triangle.
La fig. 6 est une vue semblable à la fig. 2, c'est-à- dire une vue intérieure de la moitié du corps de pompe dans laquelle se trouve le canal directeur.
La fig. 7 est une vue semblable à la fige 6, vue dans laquelle toutefois un noyau est monté dans le canal directeur et la pompe comportant des aubes directrices dont le pas a une hauteur diminuant de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie, et
La fige 8 est un diagramme donnant les courbes de la hauteur d'élévation et du débit de pompes connues et de la pompe conforme à l'invention.
La coupe représentée par la fige 1 est la coupe d'une pompe connue comportant un canal directeur unique. Ces pompes comportent fréquemment deux canaux directeurs, le deuxième canal directeur se trouvant alors dans l'autre moitié (la moi- tié de gauche dans le dessin) du corps de pompe.
L'axe de la roue à palettes est indiqué par 1 et la roue à palettes par 2, tandis que la moitié de droite du corps de pompe est indiquée par 3. Le canal directeur 4 de la pompe connue a une section rectangulaire dont les coins sont le cas échéant un peu arrondis.
Dans la fig. 2 l'orifice de sortie est indiqué par 5.
<Desc/Clms Page number 6>
L'orifice d'entrée ne se trouve pas dans cette moitié de la pompe, il se trouve dans la moitié de gauche du corps de pompe, en face de l'ouverture 6 représentée dans le dessin. La fig.
2 est une vue à 90 par rapport à la position réelle de la pompe, afin de faire voir deux coupes transversales du canal directeur dans la coupe transversale (fig. 1).
La fig. 3 est une coupe transversale du canal direc- teur 4 1 conforme à l'invention, c'est-à-dire ayant une forme arrondie.
Dans la fig. 1 le cercle 7 en traits interrompus est la projection d'une ligne hélicoïdale que le liquide suit dans son parcours à travers le canal directeur et à travers les in- tervalles ménagés entre les aubes de la roue à palettes.
Dans la, pompe connue, fig. 1, cette ligne hélicoïdale laisse un espace mort appréciable dans le canal directeur. Il se produit, dans cet espace mort, des tourbillons qui sont très nuisibles au déplacement du liquide en hélice. Lorsque le canal directeur a la forme représentée dans la fig. 3, dans la- quelle la section du canal directeur a une forme arrondie, l'es- pace mort a disparu en majeure partie.
Une pompe comportant un canal directeur conforme à la fig. 3 a déjà un rendement sensiblement meilleur que celui des pompes connues. Le cercle 71 de la fig. 3 montre que l'espace mort a sensiblement disparu.
La fig. 4 montre la façon dont la section du canal di- recteur est faite en forme d'arc de cercle suivant l'invention.
Le cercle 7 2 montre que l'espace a totalement disparu, si l'on suppose que la projection de la, ligne hélicoïdale suivie par les masses d'eau est un cercle. On a constaté toutefois que si l'on donne au canal directeur la forme d'un triangle, comme dans la fig. 5,le rendement industriel de la pompe est encore augmenté.
<Desc/Clms Page number 7>
La projection de l'ensemble de la ligne hélicoïdale semble donc être à peu près elliptique,
Une autre caractéristique de l'invention résulte de la fig. 6 qui est une vue intérieure d'une moitié du corps de pompe. La section du canal directeur 4 4 va en diminuant de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie 5. Pour indiquer cette diminution dans le dessin, des plans 8-9, 8-10 et 8-11 ont été tracés à partir de l'axe de la pompe. Ces plans coupent le canal directeur suivant des coupes transversales 12, 13 et 14 qui ont été rabattues à l'extérieur de la figure 6. La surface des coupes transversales 12, 13 et 14, etc. diminue graduelle- ment. Dans cette figure l'axe du canal directeur est représen- té par la ligne en traits interrompus 15, qui se retouve aussi dans les coupes 12,13 et 14.
Dans un mode de réalisation de l'invention cet axe s'écarte graduellement de l'axe 8 de la pompe, de l'orifice d'entrée de la pompe à l'orifice de sortie.
Enfin il peut y avoir dans le canal directeur un noyau
16 comme celui que représente la fig. 7. Ce noyau traverse l'ensemble du canal directeur et il peut être relié aux parois de ce canal au moyen de bras de support. Le noyau facilite le mouvement hélicoïdal du liquide et dans quelques modes de réa- lisation il augmente le rendement technique de la pompe.
Pour imprimer simultanément un mouvement hélicoïdal à l'eau pendant son mouvement de progression à travers le canal directeur, on peut monter dans le canal directeur des aubes directrices 17 dont le pas à vis a une hauteur qui diminue de l'orifice d'entrée de la pompe à l'orifice de sortie.
La fig. 8 permet de comparer la hauteur d'élévation d'une pompe comportant les perfectionnements conformes à l'in- vention et la hauteur d'élévation de pompes connues. La ligne
0 - V indique le débit en litres par minute et la ligne 0 - H @
<Desc/Clms Page number 8>
la hauteur de refoulement manométrique H en mètres de colonne d'eau, pour des pompes comportant une roue à palettes de 150 mm de diamètre dans Itaxe et faisant 1450 tours par minute.
La courbe A s'applique à une pompe normale connue, centrifuge ou à anneau d'eau. La courbe B s'applique à la meilleure pompe de ce type, par exemple la pompe Sihi, et la courbe ± s'applique à la pompe conforme à l'invention. Avec des pompes plus nou- velles on a gagné déjà. des points plus hauts de la ligne 0 - H.
Alors le point d'intersection de la courbe C et la ligne 0 - H est le point 69 au moins correspondant avec une hauteur de refoulement manométrique de 69 mètres de colonne d'eau.
L'invention n'est naturellement pas limite aux pompes à simple effet comme celles que représente le dessin, et elle vise aussi les pompes à double effet, c'est-à-dire les pompes comportant un canal directeur de chaque côté de la roue à aubes.
REVENDICATIONS.
1. Pompe à roue à palettes et à liquide auxiliaire circu- lant assurant l'étanchéité, comportant un ou plusieurs canaux directeurs pour ce liquide ménages dans le corps de pompe sur le côté de la roue à palettes, pompe caractérisée par le fait que le canal directeur ou que chaque canal directeur a. une section de forme arrondie.