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"POLIPE CENTRIFUGE"
La présente invention concerne la. construction de pompes centrifuges. Elle vise, plus particulièrement, les pompes centrifuges qui sont destinées à être employées pour retirer de l'eau d'une excavation; mais elle ntest pas nécessairement limitée à ces pompes.
L'invention a pour l'un de ses objets dtoffrir une pompe centrifuge qui s'amorcera d'elle-même dans pratiquement toutes les conditions de fonctionnement.
Cette pompe centrifuge à amorçage, ou remplissage, automatique est pourvue, pour du liquide d'amorçage, d'un récipient d'ample capacité qui est disposé, par rapport aux diverses parties de la pompe, de manière à former une construction ramassée que l'on peut fabriquer économique- ment.
L'invention offre, pour contrôler l'opération d'amorçage automatique, un mécanisme que l'on peut établir économiquement et qui fonctionne avec certitude et promp- titude en réponse aux conditions existant dans la conduite d'aspiration de la pompe.
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La pompe centrifuge qui fait l'objet de l'invention possède, outre le compartiment ou récipient pour le liquide d'amorçage, des moyens simples et efficaces pour empêcher l'engorgement de ce compartiment par de la boue ou vase, ou autre matière étrangère solide, comme il risque d'en passer dans une pompe destinée au service indiqué.
Dans cette pompe centrifuge à araorçage automa- tique, toutes les parties sont facilement accessibles pour une visite ou une réparation et ltentretien est réduit au minimum.
Dans sa forme de réalisation préférée, l'inven- tion envisage de préférence l'application d'une chambre à rotor en forme de volute qui est excentriquement disposée à l'intérieur a'un compartiment, plus grand et sensiblement cylindrique, destiné à contenir du liquide d'amorçage en volume suffisant pour que la pompe soit toujours prête à fonctionner sans amorçage, ou remplissage, spécial après tout arrêt temporaire auquel elle est susceptible d'être soumise. Le rotor, ou roue-turbine, de la pompe est de préférence de disposition circulaire, avec aubes espacées suffisamment les unes des autres pour faciliter le passage à travers elles de la matière sur laquelle la pompe est destinée à agir.
Dans sa disposition préférée, la pompe de l'in- vention est pourvue d'une ouverture de décharge pour livrer le liquide de la chambre à rotor en volute dans le compartiment à liquide d'amorçage, à la base de celui-ci, et elle est également pourvue d'une ouverture pour la dé- charge du liquide du compartiment à liquide d'amorçage.
Elle est pourvue, en outre, d'une chambre d'aspiration disposée en majeure partie à l'intérieur du compartiment à
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liquide d'amorçage, et reliée, par un bout, à l'intérieur de la chambre à rotor, sensiblement le long de l'axe de celle ci, et, par son autre bout, à la conduite d'aspiration qui peut être disposée dans l'excavation d'où il s'agit de pomper le liquide.
La chambre d'aspiration de cette pompe est pourvue d'un passage allant du compartiment à liquide d'amorçage à l'intérieur de ladite chambre. Conjointement avec ce passage fonctionne un obturateur de contrôle en forme de plaque qui, lorsqu'il est ouvert, s'étend en partie sur le chemin du liquide sortant de l'orifice de décharge de la chambre à rotor et conserve cette position aussi longtemps que la hauteur de pression, correspondant à la vitesse, du liquide en cours d'appel à travers la conduite dtaspiration et refoulé à travers cet orifice de la chambre à rotor est inférieure à une valeur choisie.
Cet obturateur est, au début, capable d'être mû vers sa position de fermeture du fait que la hauteur de pression due à la vitesse atteint la valeur voulue et il est finalement amené en position pour fermer essentiellement le passage pour le liquide d'amorçage par l'action hydrostatique de l'eau à l'intérieur du compartiment à liquide d'amorçage plus l'aspiration à l'intérieur de la. chambre d'aspiration de la pompe.
Sur les dessins ci-joints, qui représentent la forme d'exécution préférée de l'invention :
Fig. 1-est une vue en perspective, avec arrache- ments, de la pompe centrifuge;
Fig. 2 en est une coupe verticale transversale ;
Fig. 3 est une coupe suivant 3-3 ,Fig . 2 ;
Fig. 4 est une vue en perspective de la pompe centrifuge installée ;
Fig. 5 'est une élévation latérale, partie en
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coupe, d'une disposition modifiée de la pompe centrifuge à amorçage automatique faisant l'objet de l'invention ;
Fig. 6 est une élévation latérale, partie en coupe, d'une variante du dispositif représenté sur la Fig.5.
Fig. 7 est une élévation prise à angle droit de celle représentée sur la Fig. 6 ;
Fig. 8 est une vue en perspective, avec arrache- ments, d'une autre modification encore de la pompe ;
Fig. 9 est une coupe verticale longitudinale de la construction représentée sur la Fig. 8;
Fig. 10 est un détail, partie en coupe, de l'obtu- rateur en forme de robinet, et du mécanisme y associé, commandant le passage à liquide dtamorçage du dispositif représenté sur les Figs. 8 et 9;
Fig. 11 est une coupe transversale d'une pompe de la même construction générale que celle représentée sur les Figs. 8 et 9, mais avec un obturateur d'un type légèrement différent pour contrôler le passage de liquide d'amorçage du compartiment à liquide d'amorçage à la cham- bre d'aspiration ;
Fig. 12 est un détail représentant une autre variante encore de l'obturateur contrôlant le passage de liquide d'amorçage ;
Fig. 13 représente une modification montrant la manière dont on peut relier le tuyau à vide à la conduite d'aspiration de la pompe.
Sur les dessins :1 désigne l'enveloppe extérieure de la pompe, enveloppe qui est pourvue sur un des c ôt és, en un endroit adjacent à sa partie supérieure, dtune ouie d'admission 2 placée sous le contrôle d'un clapet de retenue 3 et reliée à une conduite d'aspiration 4 qui peut, si on le désire, être pourvue à son extrémité inférieure d'une crépine 4a (Fig. 4). L'enveloppe 1 est d'ailleurs pourvue
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d'un orifice de refoulement 5 disposé à sa partie supé- rieure.
En se reportant aux dessins, on verra que la chambre à rotor, désignée par 6, est excentriquement disposée à l'intérieur de l'enveloppe 1. Elle est en forme de volute et sa paroi externe est formée par la paroi latérale de ltenveloppe 1. Elle est considérablement moins large que cette enveloppe et est plus étroitement adjacente à la base qu'au sommet de celle-ci.
Cette chambre à rotor est pourvue d'un orifice de décharge, 7, qui est situé au fond du compartiment à liquide d'amorçage, lequel est également disposé à l'inté- rieur de l'enveloppe 1. Elle est en outre pourvue, dans sa paroi interne, d'un trou d'injection 8 pour la décharge de liquide à travers cette paroi. Comme tant l'orifice de décharge 7 que le trou d'injection 8 sont disposés à la base du compartiment à liquide d'amorçage, ils fonctionne- ront normalement pour miner et brasser toute boue ou vase ou débris qui se seraient déposés dans ledit compartiment, ou qui pourraient tendre à engorger celui-ci.
A l'intérieur de la chambre à rotor en volute est disposé un rotor circulaire, ou roue-turbine, 9 possé- dant plusieurs aubes 10 largement espacées. Ce rotor est capable d'être mis en rotation dans la chambre à rotor, par l'intermédiaire d'un arbre 11, au moyen d'un moteur 12 (Fig. 4) qui peut être de tout type désiré.
Le compartiment à liquide d'amorçage est désigné. dans son ensemble par 13. Une partie de ce compartiment est disposée au-dessus de la chambre à rotor et une partie se trouve le long du côté de celle-ci, comme en 14. Il est toujours en communication avec le tuyau de refoulement par l'orifice de refoulement 5 de l' enveloppe . Lorsque la pompe donne son plein effet, la majeure partie de l'eau passe de
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l'orifice de décharge, 7, de la chambre à rotor, de bas en haut, le long de la paroi 15 du compartiment à liquide d'amorçage et sort, de là, par l'orifice 5 comme c'est re- présent é par les flèches en traits forts de Fig. 3.
Toute- fois, une partie de l'eau passe, par 1+orifice 7, dans la direction indiquée par les flèches en traits fins et est mise en circulation dans le compartiment à liquide d'amor- çage pour empêcher le dépôt de la boue et de la vase et aider à empêcher l'engorgement de la pompe.
Bien que cette circulation soit désirable, elle ne doit pas être trop violente. Autrement, l'eau violemment agitée pourrait tendre à entraîner de l'air et des gaz pendant la période d'amorçage et, en les conduisant dans le passage à liquide d'amorçage, faire échec, ou tendre à faire échec, à l'action d'amorçage.
Une circulation trop violente du liquide à l'in- térieur du compartiment à liquide d'amorçage est empêchée par la disposition et remplacement de la chambre d'as- piration qui, en plus de ses autres fonctions, joue le rôle d'obstacle ou chicane en travers de la partie du compartiment à liquide d'amorçage se trouvant sur le c ôt é de la chambre à rotor et, par conséquent, ralentit la circulation de lteau dans ledit compartiment.
Cette chambre d'aspiration 16 communique, par son extrémité supérieure, avec l'ouïe d'arrivée, ou d'aspiration, 2 et est pourvue, en un point adjacent à sa base, d'un orifice de sortie, 17, qui est de forme circulaire et qui débouche, sensiblement suivant l'axe, dans la chambre à rotor. Comme c'est représenté sur la Fig. 3, la chambre d'aspiration est essentiellement de forme rectangulaire et est pourvue, dans sa base, d'un passage à liquide d'amorçage par lequel du liquide d' amorçage peut passer du compar-
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timent à liquide d'amorçage dans la chambre d'aspiration et, de là, dans la chambre à rotor.
Dans certaines conditions, on peut construire la pompe de façon que la chambre d'aspiration 16 se prolonge à un niveau plus élevé. Ainsi, la hauteur de cette chambre peut être faite suffisamment grande pour permettre de se dispenser de prévoir un clapet de retenue dans la conduite d'aspiration et, en même temps, assurer que le liquide provenant du compartiment à liquide d'amorçage ne sera jamais siphoné hors de la chambre d'aspiration et dans la conduite d'aspiration.
Le passage à liquide d'amorçage 18 peut être formé dans un manchon 19 s'étendant à travers la base de la chambre d'aspiration et débouche de préférence dans un coude 20 qui dirige le liquide d'amorçage vers l'ouverture 17 et dans la chambre à rotor, en le guidant ainsi loin de l'ouïe d'arrivée 2.
Le moyen qui commande le passage à liquide dtamor- çage 18 affecte la forme d'une plaque obturatrice 21 qui est assujettie à la base de la chambre d'aspiration au moyen d'une charni'ère en caoutchouc 22. Lorsque cette plaque est dans une position basse, comme c'est représenté en traits continus- sur la Fig. 3, le passage 18 est ouvert pour per- mettre un libre écoulement du liquide d'amorçage du compar- timent à liquide d'amorçage dans le coude 20 et par celui-ci et, de là, à la, chambre d'aspiration et à l'intérieur de la chambre à rotor.
Lorsque ladite plaque est relevée, comme c'est représenté en pointillé sur la Fig. 3, elle couvre le passage 18 et arrête essentiellement l'écoulement de liquide d'amorçage à travers celui-ci, bien qu'une ouverture relativement petite, 23, de la plaque 21 se trouve en ligne avec le passage 18, de façon que la force hydrostatique de
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l'eau qui tient l'obturateur 21 fermé se trouve quelque peu neutralisée pour faciliter l'ouverture automatique de cet obturateur lorsque la pompe fonctionne dans des conditions nécessitant un amorçage, ou remplissage.
Comme c'est représenté sur la Fig. 2, la plaque obturatrice 21 est pourvue d'un doigt 24, s'en étendant latéralement, qui se trouve partiellement en travers de l'orifice de décharge 7 de la chambre à rotor lorsque ladite plaque est dans une position basse mais qui est sensiblement hors du chemin du flux direct de l'eau de l'orifice 7 de la chambre à rotor à l'orifice de refoulement 5 de l'enveloppe lorsque la plaque est en position pour fermer sensiblement le passage à liquide d'amorçage 18.
La plaque 21 est d'ailleurs pourvue, en un point adjacent à son extrémité, d'un poids 25 qui est choisi à l'avance par rapport à la hauteur de pression, due à la vitesse, qu'on juge désirable comme condition préalable à l'interruption de l'action d'amorçage. Ce poids joue le double rôle de déterminer cette hauteur de pression à laquelle l'amorçage cessera et d'assurer l'ouverture auto- matique de l'obturateur 21 lorsqutun amorçage, ou remplissa- ge, est nécessaire.
Dans le fonctionnement de cet obturateur 21, en partant avec celui-ci dans la position en traits continus sur la Fig. 3, la mise en rotation du rotor 10 aspirera du liquide d'amorçage à travers le passage 18 et, de là, dans la chambre à rotor d'où il sera ramené, à travers l'orifice de décharge 7 de celle-ci, dans le compartiment à liquide d'amorçage et de nouveau à travers le passage 18.
Cette circulation du liquide d'amorçage continuera, et l'obturateur 21 restera immobile, en position ouverte, aussi longtemps qu'il y aura une proportion indésirable d'air
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mélangé avec l'eau dans la conduite d'aspiration de la pompe, l'air s'élevant à la sur face du liquide dans le c om- partiment à liquide d'amorçage et étant par cela même éli- miné du courant dteau. Cependant, dès que la hauteur de pression, prédéterminée, due ou correspondant à la vitesse existe dans la conduite d'aspiration et est réfléchie dans la hauteur de pression correspondant à la vitesse à l'ori- fice de décharge 7 de la chambre à rotor, le mouvement de fermeture de l'obturateur 21 commence sous l'effet de la pression du liquide contre le doigt 24 de l'obturateur.
Il en résulte un mouvement d'oscillation rapide, de bas en haut, de celui-ci à une position où la pression hydrostatique du liquide dans le compartiment à liquide d'amorçage et l'aspiration effectuée à travers le passage 18 deviennent effectives pour achever de fermer ltobturateur et interrom- pre sensiblement ou essentiellement la fourniture du liquide d'amorçage, par ce passage, au rotor. Chaque fois qu'on arrête la pompe, ou que la hauteur de pression, corres- pondant à la vitesse, du liquide coulant à travers elle, tombe au-dessous du minimum prédéterminé, l'obturateur 21 oscille de haut en bas pour découvrir complètement le passage 18, de sorte que le liquide d'amorçage est libre de passer à travers ce dernier pour un amorçage, ou rem- plissage, de la pompe.
Lorsque le stade d'amorçage est terminé, la continuation du fonctionnement de la pompe a pour résultat d'aspirer le liquide de l'excavation, par la conduite d'as- piration 4, l'ouïe 2 et le clapet de retenue 3, dans la chambre d'aspiration 16. De cette chambre, le liquide passe par l'ouverture 17 dans la chambre à rotor et est déchargé de celle-ci principalement par l'orifice de décharge 7.
La majeure partie de l'eau ainsi déchargée passe directement
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à l'orifice de refoulement 5 et par celui-ci, comme ctest indiqué par les flèches en traits forts, et de là, par des tuyaux de refoulement prévus à cet effet, à tout point choisi. Une partie du liquide déchargé de l'orifice 7 de la chambre à rotor passe au delà de l'orifice 5, comme c'est indiqué par les flèches en traits fins, et circule par-dessus la chambre à rotor et autour d'elle pour aider à empêcher le dépôt de boue et de vase ou d'autres débris dans le compartiment à liquide d'amorçage.
L'emplacement de l'orifice de décharge, 7, de la chambre à rotor à la base du compartiment à liquide d'amorçage fait que le liquide déchargé de cet orifice mine et brasse la boue, vase ou autres débris qui auraient pu se déposer, ou tendre à se déposer, à la base de ce compartiment. Le liquide sortant du côté de la chambre à rotor par l'ouverture d'in- jection 8 contribue en outre à ce sapement et à ce brassage de toute matière dans la base du compartiment à liquide d'amorçage.
On voit, d'après cela, que la construction de pompe centrifuge qui fait l'objet de l'invention réunit une pompe proprement dite et un appareil auto-amorceur de construction extrêmement simple, que l'on peut évidemment fabriquer à un prix de revient minimum. Il apparaît également que l'appareil auto-amorceur de l'invention per- mettra une fourniture continue et ininterrompue de liquide d'amorçage au rotor de la pompe jusqu' à ce que la hauteur de pression de liquide, prédéterminée, due à la vitesse, passe dans la pompe ; à ce moment, la fourniture de liquide d'amorçage à la chambre à rotor sera automatiquement interrompue et la pompe commencera alors à remplir automa- tiquement son service principal.
De plus, si pendant le
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fonctionnement de la pompe il survient des circonstances qui rendent nécessaire un nouvel amorçage, ou remplissage, il y sera satisfait automatiquement et promptement.
On notera que, dans l'opération d'amorçage, le liquide d'amorçage qui passe dans la chambre d'aspiration est guidé, par le coude 20, loin du clapet de retenue 3 et directement dans la chambre à rotor, de sorte que tout risque que le liquide d'amorçage repasse accidentellement dans la conduite d'aspiration est évité,. De plus, la pro- jection de liquide ainsi dirigée vers l'ouverture existant dans la chambre à rotor entraîne de l'air et aide à faire échapper l'air de la chambre d'aspiration et de-la conduite d'aspiration.
Dans la modification représentée sur les Figs. 5, 6 et 7, le rotor, ou roue-turbine, de disposition circu- laire, est désigné par 30 et est monté sur un arbre 31 qui peut être actionné par tout type convenable de moteur.
L'arbre de rotor 31 passe à travers un presse-étoupe 32 faisant partie intégrante d'une paroi 33 d'une chambre à rotor en forme de volute, 34, pourvue d'un conduit ou pas- sage de sortie, 35 (Fig. 7), qui conduit de bas en haut dans un compartiment à liquide d'amorçage 36.
Le compartiment à liquide d'amorçage 36 est de préférence superposé à la pompe et est pourvu, directement au-dessus du conduit 35, d'un orifice de sortie ou de re- foulement 37. Ce compartiment à liquide d'amorçage est séparé d'une chambre d'aspiration 38 par une cloison 39 et une soupape qui sera décrite plus loin. La chambre d'as- piration 38 s'étend de haut en bas et est reliée à l'inté- rieur de la chambre à rotor par un orifice 40.
La chambre d'aspiration 38 est reliée, par son extrémité supérieure, à une conduite d'aspiration 41 qui
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peut porter, à son extrémité inférieure, une crépine 42 (Fig. 5) dans laquelle peut être prévu, ou non, un clapet de retenue.
Le compartiment à liquide d'amorçage 36 est relié à la chambre d'aspiration au moyen dtun passage à liquide d'amorçage 43 qui est sous le contrôle d'une soupape pivo- tant en son milieu, ou papillon, 44 représentée en traits continus dans la position fermée et en pointillé dans la position ouverte. A la surface supérieure de cette soupape est reliée une tige 45 portant un poids 46. Sur son dessous, la soupape,ou papillon, est pourvue d'une plaque 47, s'étendant de haut en bas, dont le bout externe 48 est disposé sous un angle obtus par rapport à sa partie de corps principale.
En se reportant à la Fig. 5, on notera que, quand la soupape 44 est ouverte pour permettre le passage du liquide d'amorçage du compartiment 36 dans la chambre d'as- piration et, de là, dans la chambre à rotor, l'extrémité 48 de la plaque 47 se trouve en partie en travers du chemin du flux de liquide passant de la conduite d'aspiration à, et à travers, l'orifice 40 et dans la chambre à rotor. En même temps, la soupape étant ouverte,. le poids 46 occupe la position indiquée en pointillé. Si l'on met la pompe en marche, le liquide d'amorçage qui se trouve dans le compar- timent 36 et la chambre d'aspiration 38 est aspiré dans la chambre à rotor en même temps que de l'air provenant de la conduite d'aspiration 41.
Le liquide et l'air ainsi aspirés dans la chambre à rotor en seront déchargés, par le conduit 35, dans le compartiment 36 où l'air s'élèvera à la partie supérieure et le liquide redescendra par le passa- ge 43. Cette circulation du liquide continuera jusqu'à
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ce qu'une hauteur de pression de liquide, prédéterminée, due à la vitesse, soit livrée de la conduite d'aspiration dans la chambre d'aspiration. Lorsque cette hauteur de pression, prédéterminée, due à la vitesse est ainsi livrée, elle est capable de repousser la plaque 47 à la position représentée en traits continus sur la Fig. 5, en surmontant l'effet du poids, choisi à l'avance, 46.
En raison de la liaison de cette plaque 47 avec la soupape 44, le mouvement effectué par la plaque pour venir à la position représentée en traits continus ferme la soupape 44, de sorte que la fourniture de liquide d'amorçage à la chambre d'aspiration et à la chambre à rotor est interrompue, ce qui fait que la pompe continue à aspirer son liquide entièrement de la conduite d'aspira- tion aussi longtemps qu'elle reçoit, au minimum, la hauteur de pression de liquide, prédéterminée, due à la vitesse. Si, à un moment quelconque, cette hauteur de pression due à la vitesse décroit au-dessous du minimum choisi à l'avance, le poids 46 agit pour ouvrir la soupape 44 et ramener la plaque 47 à la position représentée en pointillé. Ltaction d'amorçage se renouvelle alors et continuera tant que cela sera nécessaire.
On notera que la plaque 47 n'arrête jamais com- plètement le passage de liquide de la conduite d'aspiration, par la chambre d'aspiration, à la chambre à rotor. De plus, on notera également que, quand la soupape est fermée comme résultat du mouvement effectué par la plaque 47 pour venir à la position représentée en traits continus, en réponse à la hauteur de pression, due à la vitesse, suffisante dans la conduite d'aspiration, cette plaque 47 est prati- quement entièrement hors du chemin d'écoulement de liquide de la conduite d'aspiration à la chambre à rotor, de sorte
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que la pompe peut alors fonctionner à plein effet sans que le passage du liquide à travers elle soit gêné ou obstrué.
On notera que, sur la Fig. 6, la chambre d'aspi- ration a une plus grande hauteur et, en fait, s'élève plus haut que le dessus du compartiment à liquide d'amorçage.
Cela rend possible de se dispenser de prévoir un clapet de retenue dans la conduite d'aspiration et, en même temps, assure que le liquide provenant du compartiment à liquide d'amorçage ne sera jamais siphoné hors de la chambre d'as- piration et dans la conduite d'aspiration.
Une autre modification encore de l'invention est représentée sur les Figs. 8 à 13 inclusivement. Dans cette disposition, les parties sont, à quelques exceptions près, sensiblement similaires à celles de la construction représentée sur les Figs. 1 à 4 inclusivement. Elles com- prennent un rotor circulaire 50 fonctionnant dans une chambre à rotor en volute, 51, qui est disposée excentriquement dans une enveloppe principale 52 présentant un orifice de refoulement 53 à sa partie supérieure. La chambre à rotor est située sur l'un des côtés de l'enveloppe 52, de sorte qu'il existe un compartiment à liquide d'amorçage, 54, qui se trouve en partie sur l'un des côtés de la chambre à rotor et qui s'étend en partie au-dessus et autour de la péri- phérie de cette dernière chambre.
Celle-ci possède un orifice de sortie, ou de décharge, 55 situé à la base du comparti- ment à liquide d'amorçage, de sorte que le liquide déchargé de cet orifice agit pour miner ou saper la boue, vase ou tous autres débris qui peuvent se déposer, ou tendre à se déposer, dans ledit compartiment.
L'orifice de refoulement 53 de l'enveloppe et l'orifice 55 présentent une relation telle que, pendant
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l'opération de pompage effective, la majeure partie du liquide livré par l'orifice 55 sort par l'orifice 53, comme c'est indiqué par les flèches en traits forts. Toute- fois, une partie du liquide ainsi livré par l'orifice 55 de la chambre à rotor passe au delà de l'orifice 53 et circule dans le compartiment à liquide d'amorçage 54, comme c'est indiquépar les flèches en traits fins, pour empêcher un dépôt de boue, etc., et un engorgement de la pompe.
Ce- pendant, cette action circulatoire est quelque peu res- treinte par la chicane 56 pour obvier à une circulation trop violente et à un entraînement indésirable d'air, qui en serait la conséquence, au passage à liquide d'amorçage que l'on va maintenant décrire.
Dans cette forme d'exécution du dispositif, la chambre d'aspiration 57 est principalement de disposition tubulaire et se trouve sensiblement en ligne avec un ori- fice d'admission axial 58 allant de cette chambre d'aspi- ration dans la chambre à rotor. Cependant, la base 59 de cette chambre d'aspiration est plate et pourvue d'un passage 60 disposé dans le compartiment à liquide d'amorçage pour 1 admission de liquide d'amorçage de ce compartiment à la chambre d'aspiration et, de là, à la chambre à rotor. Ce passage 60 est contrôlé par une valve oscillante ou robinet 61 dont le bout externe passe à travers la paroi de l'en- veloppe 52 et porte un bras 62 auquel est articulée l'une des extrémités d'une tige de piston 63 dont l'extrémité opposée est articulée à un piston 64 travaillant dans un cylindre 65.
De l'une des extrémités du cylindre 65 part un tuyau 66 mettant l'intérieur de ce cylindre en communication avec l'intérieur d'un prolongement vertical, 67, de la chambre d'aspiration 57.
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On notera que le bout externe de cette chambre d'aspiration 57 est relié à la conduite d'aspiration 68 et est pourvu'. d'un clapet.de retenue 69 (Fig. 10) per- mettant le passage de liquide de la conduite d'aspiration dans la chambre d'aspiration, mais empêchant le retour de liquide de celle-ci à la conduite d'aspiration.
Le bras oscillant 62 est pourvu d'un mentonnet 70 qui y est rigidement relié et qui oscille avec lui pendant la fermeture et l'ouverture du robinet 61. Ce mentonnet 70 coopère avec un galet 71 monté à l'extrémité supérieure d'un plongeur 72 qui est normalement repoussé'de bas en haut par un ressort à boudin 73 disposé à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique 74 et réglable, quant à sa compression, par un bouchon 75 vissé dans l'extrémité inférieure de l'enveloppe 74 et portant contre ltextrémité inférieure du ressort. Ce mentonnet 70 et le plongeur repoussé par ressort coopèrent pour constituer un mécanisme à point mort pour tenir le robinet 61 soit ouvert ou fermé.
Le mouvement du bras oscillant 62 pour fermer le robinet 61 est en outre commandé par un ressort à boudin 76 dont l'une des extrémités est reliée à ce bras en 77 tandis que son extrémité opposée est reliée, en 79, à un levier 78 que l'on peut ajuster à l'un quelconque des points 80 pour faire varier la tension du ressort 76 de manière à régler et ajuster les conditions dans lesquelles le robinet 61, pour le liquide d'amorçage, se fermera.
Dans le fonctionnement de l'appareil représenté sur les Figs. 8 à 10 inclusivement, le compartiment à liquide d'amorçage 54 est de préférence sensiblement rempli d'eau. En supposant que la pompe ne fonctionne pas, le robinet 61 est tenu ouvert par la tension du ressort 76.
La rotation initiale du rotor 50, lorsqu'on met la pompe
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en marche, crée dans la chambre d'aspiration 57 un vide partiel qui sert à aspirer impérativement du liquide d'amorçage du compartiment 54, par le passage 60, dans la chambre d'aspiration et, de là, par l'orifice 58, dans la chambre à rotor. De l'air est aspiré dans la chambre à rotor avec ce liquide d'amorçage et est déchargé avec lui, par l'orifice 55 de ladite chambre, dans le compartiment à liquide d'amorçage. Cet air s'élève à la partie supé- rieure du liquide, dans ce compartiment, et sort par l'orifice.de refoulement, 53, de ce dernier.
Lorsque l'air est évacué de la chambre d'aspi- ration à un degré prédéterminé par le réglage préalable de la tension du ressort 76, le vide partiel créé dans le tuyau 66 et le cylindre 65 sert à amener le piston 64 à l'extrémité de droite du cylindre 65 et, en faisant osciller le levier 62, ferme le robinet 61 et le passage 60, ce qui fait que la fourniture de liquide d'amorçage du compartiment 54 à la chambre d'aspiration et à la chambre à rotor se trouve interrompue. La colonne d'eau dans la conduite d'aspiration est établie pratiquement en même temps et, aussi longtemps que l'arrivée d'air à la pompe par cette conduite d'aspiration n'excède pas un maximum prédéterminé, la pompe continue à fonctionner sans rece- voir aucun liquide du compartiment à liquide damorçage.
Si, à un moment quelconque, l'air passant, par la conduite d'aspiration, à la pompe excède le maximum prédéterminé, avec une chute, qui en est la conséquence, de la hauteur de pression, due à la vitesse, de la colonne d'eau à un degré indésirable, le ressort 76 agira automatiquement pour ouvrir le robinet à liquide d'amorçage 61 et provoquer un amorçage renouvelé.
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Une autre modification de l'invention est repré- sentée sur les Figs. 11 et 12 qui sont sensiblement iden- tiques en principe. Le fonctionnement de ces constructions est pratiquement le même que celui de la construction que l'on vient de décrire. Il y a quelques différences que l'on indiquera.
Au lieu de faire usage dtun robinet, il est prévu une soupape équilibrée 81 qui est montée sur des touril- lons 82 disposés, en son milieu, sur ses côtés opposés.
Sur la Fig. Il, cette soupape 81 est pourvue d'une oreille descendante 83 portant une cheville 84 qui passe dans une fente d'un levier 86. Ce dernier pivote, par son extrémité. inférieure, en 87 et présente, en un point intermédiaire de sa longueur, une fente 88.
Cette fente 88 reçoit une cheville 89 portée par une tige 90 qui passe à travers un manchon 91 vissé dans une paroi 92 faisant partie de la paroi du récipient à liquide d'amorçage. La tige 90 est assujettie, par son' bout externe, à un diaphragme 93 disposé dans une chambre supplémentaire 94. La partie de cette chambre qui se trouve à la droite du diaphragme 93, sur les Figs. 11 et 12, est reliée à un tuyau à vide 95 dont l'extrémité supérieure est reliée au prolongement ascendant de la chambre d'aspi- ration, prolongement qui correspond au prolongement ascendant 67 du dispositif représenté sur les Figs. 8 à 10, inclusivement.
Entre la paroi 92 et le levier 86, la tige 90 est entourée par un ressort à boudin 96 qui bute, par un bout, contre le manchon ajustable 91 et, par l'autre, contre le collier 97 porté par la tige 90. Le ressort 96 a pour effet d'aider à mouvoir la soupape 81 à sa position ouverte lorsque la hauteur de pression, due à la vitesse, du liquide
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passant dans la pompe tombe au-dessous d'un minimum pré- déterminé et crée par cela même un état où il n'y a pas un vide suffisant dans le tuyau 95 pour produire, ou maintenir, la fermeture de la soupape. On peut régler la tension de ce ressort en ajustant le manchon 91 qui est pourvu, à cet effet, d'une tête molettée.
La tige 90 est en outre pourvue, entre le manchon 91 et le diaphragme 93, d'un mentonnet 98 présentant une partie centrale haute, 99, avec surfaces inclinées sur les deux côtés de celle-ci. Avec ce mentonnet, coopère un galet 100 qui est monté, de façon à pouvoir tourner, sur un plongeur creux 101. Ce dernier est monté dans une enveloppe ou bolte 102 qui fait partie intégrante de la paroi du bâti à l'intérieur duquel travaille la tige 90. Cette boite 102 est fermée, à son extrémité inférieure, au moyen d'un bouchon 103 qui est vissé dedans et qui supporte le ressort à boudin 104 dont on peut régler la tension en vissant ou dévissant le bouchon.
Il va sans dire que ce plongeur élastiquement supporté, avec le galet porté par lui, coopérera avec le mentonnet 98 pour compléter, par une action brusque, l'ou- verture ou la fermeture de la soupape 81. En d'autres termes, à mesure que la tige 90 se meut pour ouvrir cette soupape, le mentonnet 98 repousse le galet 100, en antagonisme à Inaction du ressort 104, jusqu' à ce que la, partie haute 99 de ce mentonnet dépasse le centre du galet ; alors, le galet agit sur la surface inclinée de droite du mentonnet pour ouvrir brusquement la soupape.
Dans l'action de ferme- ture, le mentonnet 98 se meut vers la droite et repousse le galet 100, en antagonisme à l'action du ressort 104, jusquà ce que la partie haute 99 du mentonnet dépasse le centre de ce galet ; alors, le galet, sous l'action du ressort 104,
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agit sur la surface inclinée de gauche du mentonnet afin d'effectuer, par une action brusque, la fermeture de la soupape.
Il apparaîtra que l'action du dispositif actionné par diaphragme est essentiellement identique à celle du dispositif actionné par piston précédemment décrit. En d'autres termes, le diaphragme se mouvra vers la droite, sous l'effet du vide créé dans le tuyau 95, lorsqu'il y a une hauteur de pression, due à la vitesse, prédéterminée de liquide passant dans la conduite d'aspiration., On peut régler le degré de vide nécessaire pour effectuer cette fermeture et, par conséquent la hauteur de pression, due à la vitesse, requise en réglant le ressort à boudin 97 qui aidera aussi à mouvoir le diaphragme vers la gauche et à ouvrir la soupape lorsque la hauteur de pression, due à la vitesse,
du liquide passant dans la conduite d'aspiration tombe au- dessous du minimum prédéterminé et que le vide partiel créé dans le tuyau 95 est insuffisant pour empêcher ce mouvement.
La construction du dispositif représenté sur la Fig. 12 et son fonctionnement sont identiques à ceux du dispositif représenté sur la Fig. Il, sauf que.les touril- lons 82, sur lesquels la soupape est montée, se prolongent à l'extérieur, à travers la paroi du récipient ou compar- @ timent à liquide d'amorçage et que l'un d'eux porte, à l'extérieur de ce récipient, un bras de manivelle 105 dont l'extrémité inférieure est pourvue d'une cheville 106 qui passe dans la fente 85 existant dans l'extrémité supérieure du levier 86, de sorte que ce levier peut aisément actionner la soupape par l'intermédiaire dudit bras de manivelle.
Dans cette construction, la chambre 107, la tige 108 , le ressort 109, le manchon 110 et le collier 111 correspondent
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à la chambre 94, à la tige 90, au ressort 96, aa manchon 91 et au collier 97. Toutefois, la tige 108, le ressort 109 et le collier 111 sont disposés entièrement à l'exté- rieur du compartiment à liquide d'amorçage au lieu d'être logés dans celui-ci.
Une autre légère variante est représentée sur la Fig. 13. Dans la disposition représentée sur cette Fig., la soupape 81 a été remplacée par un papillon 112. Le tuyau 95 est également remplacé par un tuyau 113 qui part de la conduite d'aspiration, en deçà du clapet de retenue, au lieu de partir de la chambre d'aspiration.. Le fonctionne- ment de cette construction est sensiblement identique à celui des constructions représentées sur les Figs. 8 à 12, inclusivement.
On notera aussi que l'appareil de l'invention permet le maintien d'un volume maximum de liquide d'amorçage. prêt à être fourni à la pompe, par l'usage d'un comparti- ment à liquide d'amorçage de disposition telle qu'il occupe un minimum d'espace, avec une réduction, qui en est la conséquence, de l'encombrement de l'ensemble de la construction. De plus, la manière dont le liquide en cours de décharge de la chambre à rotor est utilisé, suivant l'invention, pour effectuer le brassage de la boue et de la vase, ou autres débris, dans le compartiment à liquide d'amorçage élimine pratiquement tout risque d'engorgement de la pompe.
On notera également que la disposition d'un passage, pour le liquide d'amorçage, dans la base de la chambre d'aspiration présente, au point de vue du fonc- tionnement des avantages certains. En premier lieu, cela réduit la quantité de liquide qui doit être maintenue dans le compartiment à liquide d'amorçage pour effectuer l'amor-
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çage. En second lieu, cela obvie au risque que de l'air soit aspiré dans la charnbre d'aspiration par un tourbillon tel qu'il tend à s'en produire avec un passage à liquide d'amorçage disposé dans la partie supérieure d'une chambre d'aspiration.
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EMI1.1
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"CENTRIFUGAL POLIPE"
The present invention relates to the. construction of centrifugal pumps. It relates more particularly to centrifugal pumps which are intended to be used to remove water from an excavation; but it is not necessarily limited to these pumps.
One of the objects of the invention is to provide a centrifugal pump which will prime itself under virtually all operating conditions.
This automatic priming, or filling, centrifugal pump is provided, for priming liquid, with a large capacity receptacle which is disposed, with respect to the various parts of the pump, so as to form a compact construction which 'we can manufacture economically.
The invention provides an economically feasible mechanism for controlling the automatic priming operation which operates reliably and promptly in response to conditions in the suction line of the pump.
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The centrifugal pump which is the object of the invention has, in addition to the compartment or receptacle for the priming liquid, simple and effective means for preventing the clogging of this compartment by mud or mud, or other foreign matter. solid, as it may pass through a pump intended for the specified service.
In this self-priming centrifugal pump, all parts are easily accessible for inspection or repair and maintenance is reduced to a minimum.
In its preferred embodiment, the invention preferably contemplates the application of a volute-shaped rotor chamber which is eccentrically disposed within a larger and substantially cylindrical compartment for containing. priming liquid in sufficient volume so that the pump is always ready to operate without priming, or filling, special after any temporary shutdown to which it is likely to be subjected. The rotor, or impeller-turbine, of the pump is preferably of circular arrangement, with vanes sufficiently spaced from each other to facilitate the passage through them of the material on which the pump is intended to act.
In its preferred arrangement, the pump of the invention is provided with a discharge opening for delivering liquid from the volute rotor chamber to the priming liquid compartment at the base thereof, and it is also provided with an opening for discharging the liquid from the priming liquid compartment.
It is also provided with a suction chamber disposed for the most part inside the
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priming liquid, and connected, by one end, inside the rotor chamber, substantially along the axis thereof, and, by its other end, to the suction line which can be arranged in the excavation from which it is a question of pumping the liquid.
The suction chamber of this pump is provided with a passage going from the priming liquid compartment to the interior of said chamber. In conjunction with this passage operates a plate-shaped control shutter which, when open, extends partly in the path of the liquid exiting the discharge port of the rotor chamber and maintains this position as long as the pressure height, corresponding to the speed, of the liquid being drawn in through the suction line and discharged through this orifice of the rotor chamber is less than a selected value.
This shutter is, at first, capable of being moved to its closed position as the pressure height due to the speed reaches the desired value and it is finally brought into position to essentially close the passage for the priming liquid. by the hydrostatic action of the water inside the priming liquid compartment plus the suction inside the. suction chamber of the pump.
In the accompanying drawings, which show the preferred embodiment of the invention:
Fig. 1-is a perspective view, with cutaways, of the centrifugal pump;
Fig. 2 is a transverse vertical section thereof;
Fig. 3 is a section on 3-3, FIG. 2;
Fig. 4 is a perspective view of the installed centrifugal pump;
Fig. 5 'is a side elevation, part in
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section, of a modified arrangement of the self-priming centrifugal pump forming the subject of the invention;
Fig. 6 is a side elevation, partly in section, of a variant of the device shown in FIG.
Fig. 7 is an elevation taken at right angles to that shown in FIG. 6;
Fig. 8 is a perspective view, cut away, of yet another modification of the pump;
Fig. 9 is a longitudinal vertical section of the construction shown in FIG. 8;
Fig. 10 is a detail, partly in section, of the valve-shaped stopper, and of the associated mechanism, controlling the priming liquid passage of the device shown in Figs. 8 and 9;
Fig. 11 is a cross section of a pump of the same general construction as that shown in Figs. 8 and 9, but with a plug of a slightly different type for controlling the passage of priming liquid from the priming liquid compartment to the suction chamber;
Fig. 12 is a detail showing yet another variant of the shutter controlling the passage of priming liquid;
Fig. 13 is a modification showing how the vacuum hose can be connected to the suction line of the pump.
In the drawings: 1 designates the outer casing of the pump, which casing is provided on one side, in a place adjacent to its upper part, with an intake opening 2 placed under the control of a check valve 3 and connected to a suction line 4 which can, if desired, be provided at its lower end with a strainer 4a (Fig. 4). Envelope 1 is also provided
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a delivery orifice 5 arranged in its upper part.
Referring to the drawings, it will be seen that the rotor chamber, designated by 6, is eccentrically disposed inside the casing 1. It is in the form of a volute and its outer wall is formed by the side wall of the casing 1. It is considerably narrower than this envelope and is more closely adjacent to the base than to the top of it.
This rotor chamber is provided with a discharge orifice, 7, which is located at the bottom of the compartment for priming liquid, which is also arranged inside the casing 1. It is further provided, in its internal wall, an injection hole 8 for discharging liquid through this wall. As both the discharge port 7 and the injection hole 8 are located at the base of the priming liquid compartment, they will function normally to mine and stir up any mud or silt or debris which may have settled in said compartment. , or which could tend to clog it.
Within the volute rotor chamber is disposed a circular rotor, or impeller, 9 having a plurality of widely spaced blades 10. This rotor is capable of being rotated in the rotor chamber, through a shaft 11, by means of a motor 12 (Fig. 4) which may be of any desired type.
The priming liquid compartment is designated. as a whole by 13. A part of this compartment is arranged above the rotor chamber and a part is located along the side thereof, as at 14. It is always in communication with the discharge pipe by the discharge port 5 of the casing. When the pump is in full effect, most of the water passes from
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the discharge port, 7, of the rotor chamber, from bottom to top, along the wall 15 of the priming liquid compartment and exits, from there, through the port 5 as shown é by the arrows in strong lines of FIG. 3.
However, part of the water passes, through 1 + orifice 7, in the direction indicated by the arrows in thin lines and is circulated in the priming liquid compartment to prevent the deposit of sludge. and silt and help prevent clogging of the pump.
Although this circulation is desirable, it should not be too violent. Otherwise, the violently agitated water might tend to entrain air and gases during the priming period and, by leading them into the priming liquid passage, defeat, or tend to defeat, the priming action.
Too violent circulation of the liquid inside the priming liquid compartment is prevented by the arrangement and replacement of the suction chamber which, in addition to its other functions, acts as an obstacle or baffle across the portion of the priming liquid compartment located on the side of the rotor chamber and therefore slows the flow of water in said compartment.
This suction chamber 16 communicates, by its upper end, with the inlet or suction outlet, 2 and is provided, at a point adjacent to its base, with an outlet orifice, 17, which is circular in shape and which opens, substantially along the axis, into the rotor chamber. As shown in Fig. 3, the suction chamber is essentially rectangular in shape and is provided at its base with a priming liquid passage through which priming liquid can pass from the comparator.
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priming liquid in the suction chamber and thence into the rotor chamber.
Under certain conditions, the pump can be constructed so that the suction chamber 16 extends to a higher level. Thus, the height of this chamber can be made sufficiently large to make it possible to dispense with providing a check valve in the suction line and, at the same time, to ensure that the liquid coming from the priming liquid compartment will never be siphoned out of the suction chamber and into the suction line.
The priming liquid passage 18 may be formed in a sleeve 19 extending through the base of the suction chamber and preferably opens into an elbow 20 which directs the priming liquid to the opening 17 and into. the rotor chamber, thus guiding it away from the inlet hearing 2.
The means which controls the passage of priming liquid 18 takes the form of a closure plate 21 which is secured to the base of the suction chamber by means of a rubber hinge 22. When this plate is in the suction chamber. a low position, as shown in solid lines in FIG. 3, passage 18 is open to allow free flow of the priming liquid from the priming liquid chamber into and through the elbow 20 and from there to the suction chamber and inside the rotor chamber.
When said plate is raised, as shown in dotted lines in FIG. 3, it covers passage 18 and essentially stops the flow of priming liquid through it, although a relatively small opening, 23, of plate 21 is in line with passage 18, so that the hydrostatic force of
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the water which holds the shutter 21 closed is somewhat neutralized to facilitate the automatic opening of this shutter when the pump is operating under conditions requiring priming or filling.
As shown in Fig. 2, the shutter plate 21 is provided with a finger 24, extending laterally therefrom, which lies partially across the discharge port 7 of the rotor chamber when said plate is in a low position but which is substantially out of the path of the direct flow of water from port 7 of the rotor chamber to discharge port 5 of the casing when the plate is in position to substantially close the priming liquid passage 18.
The plate 21 is moreover provided, at a point adjacent to its end, with a weight 25 which is chosen in advance with respect to the pressure height, due to the speed, which is considered desirable as a prerequisite. when the priming action is interrupted. This weight plays the double role of determining this pressure height at which priming will cease and of ensuring the automatic opening of the shutter 21 when priming, or filling, is necessary.
In the operation of this shutter 21, starting with the latter in the position in solid lines in FIG. 3, the rotation of the rotor 10 will suck the priming liquid through the passage 18 and, from there, into the rotor chamber from where it will be returned, through the discharge port 7 thereof, into the priming liquid compartment and again through passage 18.
This circulation of the priming liquid will continue, and the shutter 21 will remain stationary, in the open position, as long as there is an undesirable proportion of air.
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mixed with the water in the suction line of the pump, the air rising on the face of the liquid in the priming liquid compartment and thereby being removed from the water stream. However, as soon as the predetermined pressure height due or corresponding to the velocity exists in the suction line and is reflected in the pressure height corresponding to the velocity at the discharge port 7 of the rotor chamber , the closing movement of the shutter 21 begins under the effect of the pressure of the liquid against the finger 24 of the shutter.
This results in a rapid oscillating movement, up and down, thereof to a position where the hydrostatic pressure of the liquid in the priming liquid compartment and the suction effected through the passage 18 becomes effective to complete. to close the shutter and substantially or essentially interrupt the supply of the priming liquid, through this passage, to the rotor. Whenever the pump is stopped, or the pressure height, corresponding to the speed, of the liquid flowing through it, falls below the predetermined minimum, the shutter 21 oscillates up and down to fully discover passage 18, so that the priming liquid is free to pass through the latter for priming, or filling, of the pump.
When the priming stage is finished, the continued operation of the pump results in sucking the liquid from the excavation, through the suction line 4, the inlet 2 and the check valve 3, in the suction chamber 16. From this chamber, the liquid passes through the opening 17 into the rotor chamber and is discharged therefrom mainly through the discharge port 7.
Most of the water thus discharged passes directly
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to the delivery port 5 and through it, as indicated by the arrows in solid lines, and from there, by delivery pipes provided for this purpose, at any point chosen. Some of the liquid discharged from port 7 of the rotor chamber passes past port 5, as indicated by the thin line arrows, and circulates over and around the rotor chamber. to help prevent sludge and silt or other debris from settling in the priming fluid compartment.
The location of the discharge port, 7, of the rotor chamber at the base of the priming liquid compartment causes the liquid discharged from this port to mine and stir up any sludge, silt or other debris that may have settled. , or tend to settle, at the base of this compartment. The liquid exiting the side of the rotor chamber through the injection opening 8 further contributes to this undermining and stirring of any material in the base of the priming liquid compartment.
It can be seen, from this, that the construction of a centrifugal pump which forms the subject of the invention combines a pump proper and a self-priming device of extremely simple construction, which can obviously be manufactured at a price of minimum return. It also appears that the self-priming apparatus of the invention will allow a continuous and uninterrupted supply of priming liquid to the pump rotor until the predetermined height of liquid pressure due to the speed. , goes through the pump; at this time, the supply of priming liquid to the rotor chamber will automatically be interrupted and the pump will then automatically begin to perform its main duty.
In addition, if during the
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pump operation Circumstances arise which make it necessary to re-prime, or refill, this will be satisfied automatically and promptly.
It will be noted that, in the priming operation, the priming liquid which passes into the suction chamber is guided, by the elbow 20, away from the check valve 3 and directly into the rotor chamber, so that any risk of the priming liquid accidentally going back into the suction line is avoided ,. In addition, the projection of liquid thus directed towards the opening existing in the rotor chamber entrains air and helps to escape the air from the suction chamber and the suction line.
In the modification shown in Figs. 5, 6 and 7, the rotor, or impeller, of circular arrangement, is designated 30 and is mounted on a shaft 31 which can be operated by any suitable type of motor.
The rotor shaft 31 passes through a stuffing box 32 which is an integral part of a wall 33 of a volute-shaped rotor chamber, 34, provided with an outlet duct or passage, 35 (Fig. . 7), which leads from bottom to top into a priming liquid compartment 36.
The priming liquid compartment 36 is preferably superimposed on the pump and is provided, directly above the duct 35, with an outlet or discharge port 37. This priming liquid compartment is separated from it. 'a suction chamber 38 by a partition 39 and a valve which will be described later. The suction chamber 38 extends from top to bottom and is connected to the interior of the rotor chamber by a port 40.
The suction chamber 38 is connected, by its upper end, to a suction pipe 41 which
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may carry, at its lower end, a strainer 42 (Fig. 5) in which may or may not be provided a check valve.
The priming liquid compartment 36 is connected to the suction chamber by means of a priming liquid passage 43 which is under the control of a centrally pivoting valve, or butterfly, 44 shown in solid lines. in the closed position and dotted in the open position. To the upper surface of this valve is connected a rod 45 carrying a weight 46. On its underside, the valve, or butterfly, is provided with a plate 47, extending from top to bottom, of which the outer end 48 is disposed. at an obtuse angle to its main body part.
Referring to FIG. 5, it will be noted that, when the valve 44 is opened to allow the passage of the priming liquid from the compartment 36 into the suction chamber and, from there, into the rotor chamber, the end 48 of the plate 47 lies partially across the path of liquid flow from the suction line to and through port 40 and into the rotor chamber. At the same time, with the valve open ,. the weight 46 occupies the position indicated in dotted lines. If the pump is switched on, the priming liquid which is in compartment 36 and the suction chamber 38 is sucked into the rotor chamber together with the air coming from the pipe. suction 41.
The liquid and the air thus sucked into the rotor chamber will be discharged therefrom, through the duct 35, into the compartment 36 where the air will rise at the upper part and the liquid will come down again via the passage 43. This circulation liquid will continue until
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that a predetermined height of liquid pressure due to the velocity is delivered from the suction line into the suction chamber. When this predetermined pressure height due to the speed is thus delivered, it is able to push the plate 47 back to the position shown in solid lines in FIG. 5, overcoming the effect of the weight, chosen in advance, 46.
Due to the connection of this plate 47 with the valve 44, the movement made by the plate to come to the position shown in solid lines closes the valve 44, so that the supply of priming liquid to the suction chamber and the rotor chamber is interrupted, so that the pump continues to suck its liquid entirely from the suction line as long as it receives, at a minimum, the predetermined height of liquid pressure due to speed. If at any time this height of pressure due to speed decreases below the pre-selected minimum, weight 46 acts to open valve 44 and return plate 47 to the position shown in dotted lines. The priming action is then repeated and will continue as long as necessary.
It should be noted that the plate 47 never completely stops the passage of liquid from the suction line, through the suction chamber, to the rotor chamber. In addition, it will also be appreciated that when the valve is closed as a result of the movement effected by the plate 47 to come to the position shown in solid lines, in response to the pressure height, due to the speed, sufficient in the pipe d suction, this plate 47 is substantially entirely out of the liquid flow path from the suction line to the rotor chamber, so
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that the pump can then operate at full effect without the passage of liquid through it being obstructed or obstructed.
It will be noted that, in FIG. 6, the suction chamber has a greater height and, in fact, rises higher than the top of the priming liquid compartment.
This makes it possible to dispense with the need for a check valve in the suction line and, at the same time, ensures that the liquid from the priming liquid compartment will never be siphoned out of the suction chamber and in the suction line.
Yet another modification of the invention is shown in Figs. 8 to 13 inclusive. In this arrangement, the parts are, with a few exceptions, substantially similar to those of the construction shown in Figs. 1 to 4 inclusive. They comprise a circular rotor 50 operating in a volute rotor chamber 51, which is disposed eccentrically in a main casing 52 having a discharge port 53 at its upper part. The rotor chamber is located on one side of the casing 52, so that there is a priming liquid compartment, 54, which is partially located on one side of the rotor chamber. and which extends in part above and around the periphery of the latter chamber.
This has an outlet, or discharge, 55 located at the base of the priming liquid compartment, so that the liquid discharged from this orifice acts to undermine or undermine mud, silt, or other debris. which may settle, or tend to settle, in said compartment.
The delivery orifice 53 of the casing and the orifice 55 have a relationship such that, during
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the actual pumping operation, the major part of the liquid delivered through the orifice 55 exits through the orifice 53, as indicated by the arrows in strong lines. However, part of the liquid thus delivered through the orifice 55 of the rotor chamber passes past the orifice 53 and circulates in the priming liquid compartment 54, as indicated by the arrows in thin lines. , to prevent sludge, etc., and clogging of the pump.
However, this circulatory action is somewhat restricted by the baffle 56 to obviate too violent a circulation and an undesirable entrainment of air, which would be the consequence thereof, when switching to the priming liquid which is to be done. will now describe.
In this embodiment of the device, the suction chamber 57 is mainly of tubular arrangement and is located substantially in line with an axial inlet opening 58 extending from this suction chamber into the rotor chamber. . However, the base 59 of this suction chamber is flat and provided with a passage 60 disposed in the priming liquid compartment for the admission of priming liquid from this compartment to the suction chamber and, from there , to the rotor chamber. This passage 60 is controlled by an oscillating valve or tap 61, the outer end of which passes through the wall of the casing 52 and carries an arm 62 to which is articulated one of the ends of a piston rod 63 of which the The opposite end is hinged to a piston 64 working in a cylinder 65.
From one of the ends of the cylinder 65 starts a pipe 66 putting the interior of this cylinder in communication with the interior of a vertical extension, 67, of the suction chamber 57.
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It will be noted that the outer end of this suction chamber 57 is connected to the suction line 68 and is provided with '. a check valve 69 (Fig. 10) permitting the passage of liquid from the suction line into the suction chamber, but preventing the return of liquid from the latter to the suction line.
The oscillating arm 62 is provided with a chin 70 which is rigidly connected to it and which oscillates with it during the closing and opening of the valve 61. This chin 70 cooperates with a roller 71 mounted at the upper end of a plunger. 72 which is normally pushed back from the bottom up by a coil spring 73 arranged inside a cylindrical casing 74 and adjustable, as to its compression, by a plug 75 screwed into the lower end of the casing 74 and bearing against the lower end of the spring. This chin 70 and the spring-loaded plunger cooperate to form a neutral mechanism for holding the valve 61 either open or closed.
The movement of the oscillating arm 62 to close the valve 61 is further controlled by a coil spring 76, one end of which is connected to this arm at 77 while its opposite end is connected, at 79, to a lever 78 which any of the points 80 may be adjusted to vary the tension of the spring 76 so as to set and adjust the conditions under which the valve 61, for the priming liquid, will close.
In the operation of the apparatus shown in Figs. 8 to 10 inclusive, the priming liquid compartment 54 is preferably substantially filled with water. Assuming the pump is not running, valve 61 is held open by the tension of spring 76.
The initial rotation of the rotor 50, when the pump is
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in operation, creates a partial vacuum in the suction chamber 57 which is used to necessarily suck the priming liquid from the compartment 54, through the passage 60, into the suction chamber and, from there, through the orifice 58, in the rotor chamber. Air is drawn into the rotor chamber with this priming liquid and is discharged with it, through port 55 of said chamber, into the priming liquid compartment. This air rises to the top of the liquid in this compartment and exits through the discharge port, 53, of the latter.
When the air is discharged from the suction chamber to a degree predetermined by the pre-adjustment of the tension of the spring 76, the partial vacuum created in the pipe 66 and the cylinder 65 serves to bring the piston 64 to the cylinder. right end of cylinder 65 and, by swinging lever 62, closes valve 61 and passage 60, causing the supply of priming liquid from compartment 54 to suction chamber and rotor chamber is interrupted. The water column in the suction line is established at almost the same time and, as long as the air supply to the pump through this suction line does not exceed a predetermined maximum, the pump continues to operate. without receiving any liquid from the priming liquid compartment.
If, at any time, the air passing through the suction line to the pump exceeds the predetermined maximum, with a consequent drop in the pressure height, due to the speed, of the column of water to an undesirable degree, the spring 76 will act automatically to open the priming liquid valve 61 and cause a renewed priming.
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Another modification of the invention is shown in Figs. 11 and 12 which are substantially identical in principle. The operation of these constructions is practically the same as that of the construction which has just been described. There are a few differences that will be noted.
Instead of making use of a tap, there is provided a balanced valve 81 which is mounted on journals 82 disposed, in its middle, on its opposite sides.
In Fig. II, this valve 81 is provided with a descending lug 83 carrying an ankle 84 which passes through a slot in a lever 86. The latter pivots at its end. lower, at 87 and has, at an intermediate point of its length, a slit 88.
This slot 88 receives an anchor 89 carried by a rod 90 which passes through a sleeve 91 screwed into a wall 92 forming part of the wall of the priming liquid container. The rod 90 is secured, at its outer end, to a diaphragm 93 disposed in an additional chamber 94. The part of this chamber which is to the right of the diaphragm 93, in Figs. 11 and 12, is connected to a vacuum pipe 95, the upper end of which is connected to the upward extension of the suction chamber, which extension corresponds to the upward extension 67 of the device shown in Figs. 8 to 10, inclusive.
Between the wall 92 and the lever 86, the rod 90 is surrounded by a coil spring 96 which abuts, at one end, against the adjustable sleeve 91 and, by the other, against the collar 97 carried by the rod 90. The spring 96 has the effect of helping to move the valve 81 to its open position when the height of pressure, due to the speed, of the liquid
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passing through the pump falls below a predetermined minimum and thereby creates a condition where there is not sufficient vacuum in the pipe 95 to produce, or maintain, the closure of the valve. The tension of this spring can be adjusted by adjusting the sleeve 91 which is provided for this purpose with a knurled head.
The rod 90 is further provided, between the sleeve 91 and the diaphragm 93, with a chin 98 having a high central part, 99, with inclined surfaces on both sides thereof. With this chin, a roller 100 cooperates which is mounted so as to be able to rotate on a hollow plunger 101. The latter is mounted in a casing or bolte 102 which forms an integral part of the wall of the frame inside which the valve works. rod 90. This box 102 is closed, at its lower end, by means of a plug 103 which is screwed into it and which supports the coil spring 104, the tension of which can be adjusted by screwing or unscrewing the plug.
It goes without saying that this resiliently supported plunger, with the roller carried by it, will cooperate with the chin bar 98 to complete, by a sudden action, the opening or the closing of the valve 81. In other words, to as the rod 90 moves to open this valve, the chin bar 98 pushes the roller 100, in antagonism to the inaction of the spring 104, until the upper part 99 of this chin bar exceeds the center of the roller; then, the roller acts on the right inclined surface of the chin to abruptly open the valve.
In the closing action, the chin bar 98 moves to the right and pushes back the roller 100, in antagonism to the action of the spring 104, until the upper part 99 of the chin bar exceeds the center of this roller; then, the roller, under the action of the spring 104,
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acts on the left inclined surface of the chin in order to effect, by a sudden action, the closing of the valve.
It will appear that the action of the diaphragm actuated device is essentially the same as that of the previously described piston actuated device. In other words, the diaphragm will move to the right, under the effect of the vacuum created in the pipe 95, when there is a pressure height, due to the predetermined velocity, of liquid passing through the pipe. suction., The degree of vacuum necessary to effect this closure and, consequently, the pressure height, due to the speed, required can be regulated by adjusting the coil spring 97 which will also help to move the diaphragm to the left and to open the valve when the pressure height, due to the speed,
liquid passing through the suction line falls below the predetermined minimum and the partial vacuum created in the pipe 95 is insufficient to prevent this movement.
The construction of the device shown in FIG. 12 and its operation are identical to those of the device shown in FIG. It, except that the journals 82, on which the valve is mounted, extend outwards through the wall of the priming liquid container or compartment and one of them carries , outside this container, a crank arm 105, the lower end of which is provided with a pin 106 which passes into the slot 85 existing in the upper end of the lever 86, so that this lever can easily be operated the valve via said crank arm.
In this construction, the chamber 107, the rod 108, the spring 109, the sleeve 110 and the collar 111 correspond
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chamber 94, rod 90, spring 96, sleeve 91, and collar 97. However, rod 108, spring 109, and collar 111 are disposed entirely outside the liquid compartment of the chamber. boot instead of being lodged in it.
Another slight variation is shown in FIG. 13. In the arrangement shown in this Fig., The valve 81 has been replaced by a butterfly 112. The pipe 95 is also replaced by a pipe 113 which runs from the suction line, below the check valve, instead. from the suction chamber. The operation of this construction is substantially identical to that of the constructions shown in Figs. 8 to 12, inclusive.
It will also be noted that the apparatus of the invention makes it possible to maintain a maximum volume of priming liquid. ready to be supplied to the pump by the use of a priming liquid compartment arranged in such a way that it occupies a minimum of space, with a consequent reduction in bulk of the entire construction. In addition, the manner in which the liquid being discharged from the rotor chamber is used, according to the invention, to effect the stirring of sludge and silt, or other debris, in the priming liquid compartment eliminates practically any risk of clogging of the pump.
It will also be noted that the provision of a passage for the priming liquid in the base of the suction chamber has certain advantages from the point of view of operation. First, this reduces the amount of liquid that must be kept in the priming liquid compartment to effect priming.
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cage. Secondly, this obviates the risk of air being drawn into the suction hinge by a vortex such as tends to occur with a priming liquid passage disposed in the upper part of a. suction chamber.