BE438108A

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Publication number: BE438108A
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Description

Procédé de pompage des liquides et pompe centrifuge pour l'exécution de ce procédé dontla roue centrifuge tourne dans un espace rempli de gaz d'une pression égale ou¯
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suBérieureJa¯1a Bression¯volue¯du liguide .:E. .!!!p,J:-eEc1u.! un procédé de mise en¯marche de ces pompes. l"INVENTION se rapporte aux perfectionnements des pom= pes centrifuges et à leur procédé de travail.

Un objet de la présente invention est une pompe cen= trifuge dont la roue tournante est située dans un espace rem= pli de gaz qui n'est pas ou seulement faiblement soluble dans le liquide, soit de l'air, soit d'hydrogène ou autre.

Un autre objet de l'invention est le procédé d'entre= tenir dans cet espace rempli de gaz une pression égale'ou supérieure à la pression désirée du liquide pompé.

Encore un autre objet de l'invention est un procédé pour la mise en marche de ces pompes comprenant le remplissage de la roue centrifuge par de liquide sous pression jusqu'à ce que la roue atteint la vitesse normale.

L'essentiel de l'invention est expliqué ci-après sui= vant le dessin annexé.

Ce dessin montre en fig.1 schématique, en coupe longi= tudinale, une pompe d'après l'invention.

Fig. 2 est une coupe de la même pompe suivant la ligne A-A.

Fig.3 est une coupe longitudinale d'une autre exécution d'une pompe.

Fig.4 est encore une coupe d'une autre exécution avec deux roues centrifuges.

Fig.5 est une coupe transversale d'une roue avec dé= flecteurs des jets de liquide.

Fig. 6 est une coupe transversale d'une roue centrifuge avec sections de sortie réglables.

Fig.7 est une coupe transversale d'une autre roue avec réglage de sortie par pointeaux.

Fig. 8 montre le dispositif de mise en marche automatique d'une pompe suivant l'invention.

Fig. 9 indique un autre dispositif pour le même but.

Fig.10 est une coupe longitudinale d'une pompe à mise en marche automatique avec moteur à axe vertical.

Fig.11 montre en coupe longitudinale une pompe à axe verticale avec dispositif automatique de mise en marche ,
Une pompe suivant l'invention se compose d'un résers voir 5 rempli dans sa partie supérieure 4 par un gaz, soit de l'air, soit d'un autre gaz comme l'hydrogène, l'azote etc.

Dans ce réservoir la roue centrifuge 1 peut tourner montée sur l'arbre 13. Cet arbre 13 actionné par un moteur quelconque 17 traverse le tuyau 15 de l'admission du liquide. Une presse- étoupe 14 empêche l'entrée de l'air à cet endroit. Le tuyau 15 mène vers la section d'admission 2 de la roue 1. L'inter- s.ce entre cette section 2 et le tuyau 15 est entouré d'une poche de liquide 6, ce qui est très importante pour empêcher que le gaz du réservoir 4 soit aspiré par la roue 1. Une vanne 11 mené vers le tuyau de refoulement 12.

Cette poche de liquide 6, essentielle pour la pompe suivant l'invention doit être toujours remplie de liquide.

Pour assurer cet état, on peut amener dans cette poche soit le liquide répandü par la roue dans le réservoir 4, soit de liquide amené par une pompe séparée.

La roue comporte des canaux arrangés symétriquement et qui de préférence se rétrécissent vers la périphérie de la roue, ainsi-limitant le débit de liquide. La limitation du débit peut être assurée aussi par de tuyères qui ferment plus ou moins les ouvertures extérieures 3 des canaux. Ces orifices 3 dirigent les jets de liquide en sens périphérique, mais au sens invers de la rotation, .La pompe suivant l'invention se distingue des pompes centrifuges normales premier lieu en ce que la roue centrifu= ge ne tourne pas dans le liquide mais dans un milieu gazeux.

Les pertes d'énergie par le frottement de la roue dans un milieu entourant gazeux sont à une pression de 1, de 5 ou de 10 atmospheres seulement 1/500e,1/100e ou 1/50 des per= tes par le frottement dans un milieu liquide ; donc le pro= grès réalisé par l'invention est remarquable.

De même, les pertes par le frottement du liquide dans le diffuseur des pompes centrifuges normales sont évitées, aucun diffuseur n'étant nécéssaite. Le liquide qui sort des orifices 3 de la roue centrifuge 1 a rélativement à la roue la vitesse w ( voir ig.2 ). La vitesse de la roue étant u, la vitesse absolue du liquide n'est que u moins w, c'est-àdire aussi minime'qu'on le juge nécessaire. La perte corres= pondante est c2/2g, si c = u - w ; rendement maximum est atteint, comme l'expérience l'a demontré, à-peu-près à une pression o,3 à 0,4 u2/2g, c'est-à-dire la vitesse périphé= rique spécifique la plus.favorable est de u/ #H= 7 a 8m/sec.

La charge du moteur actionnant la pompe ne monte plus continu= ellement avec le débit de la pompe d'après l'invention et de ce fait, la surcharge du moteur lors d'une diminuation de la pression qu'on doit craindre pour les pompes centrifuges norma=

les est impossible pour, les pompes basées sur cette invention.

Entre les"parties tournantes et les parties immobiles de la pompe existent en général deux endroits ou des joints étanches doivent être prévus. L'un est entre la roue 1 et le tuyau d'admission 15, l'autre entre l'arbre 13 et l'intérieur de la pompe. On peut y prévoir comme montré en fig.1 des presse-étoupes normales, mais de préférence on applique des poches remplies de liquide comme montrées en fig.3.

De plus on peut éviter ces poches en mettant le moteur éléctrique de la pompe dans une partie du réservoir de gaz 4 formant une enveloppe du moteur le protegeant du liquide ré= pandu, comme montré en fig. 10.

Pour diminuer davantage le frottement des surfaces externes de la roue des parois 8 et 9 peuvent être prévues, soit tournant avec la roue, soit attachées au réservoir 5 comme il est montré en fig.3. Ce parois protègent la roue contre le contact avec le liquide répandu dans le réservoir.

La, ou l'arbre 13 ou le tuyau d'admission entre dans le ré= servoir, il faut prévoir des poches de liquide 6 et 7 qui empêchent les fuites de gaz. Ce gaz se trouve suivant l'in= vention toujours sous une pression égale ou supérieure à la pression désirée du liquide. De ce fait, le réservoir joue en même temps le rôle de chambre à air pes pompes à piston.

Le gaz absorbé par le liquide doit être remplacé continuelle= ment soit par des pompes à gaz, soit, s'il s'agit de l'air, en l'aspirant par le tuyau d'admission.

Comme toutes les roues centrifuges, celle employée suivant l'invention subit aussi une poussée latérale causée par la différence de pression du réservoir et du tuyau d'ad= mission. Suivant fig. 4 on peut moyennant deux roues centrifu= ges 3a et 3b ayant deux tuyaux 15a et 15b d'admission éviter ce désavantage et diriger en même temps les jets de liquide hors de l'espace de mouvement des roues en les inclinant

contre le plan de rotation de la roue*
Il n'est pas absolument nécessaire de prévoir les ori= fiées des canaux, les tuyères à la périphérie des roues comme décrit ci-devant.

On arriveà des exécutions avantageuses des roues en prévoyant les tuyeres à quelque distance de la péri= phérie e la roue et en ajoutant aux tuyères des augets qui dirigent les jets de liquide sortant des tuyères en direction tangentiale invers au sens de mouvement de la roue, comme mon= tré en fig.5. La direction des tuyères peut être disposée en sens oblique ou radiale, avantageusement de manière que le frottement dans les canaux soit le plus petit possible. Les roues sans augets donnent une pression maximale ( pour les dé= bits minimaux) d'une valeur de 2-3fois la pression normale., tandis que les roues avec augets donnent une pression maximale abaissée qui selon les dimensions des augets descend jusqu' au minimum d'environ 1,1 de la pression normale.

Le réglage de débit des pompes centrifuges se fait d'habitude par un tuyau de refoulement dont la section est ré= glable par une vanne. Ce réglage qui n'est possible qu'avec une perte d'énergie souvent considérable peut servir aüssi pour les pompes d'après cette invention, mais celles-ci per= mettent aussi un réglage plus parfait et immédiat par le ré= glage des sections de sortie de la roue centrifuge. Cette roue, qui se compose dans une exécution de l'invention suivant fig.6 d'une disque avec canaux appropriés entourés d'un anneau 16.

Par un mouvement de cet anneau relatif au disque l'ouverture 3 des canaux peut être variée suivant les nécessités. Ce réglage peut être fait à la main ou mécaniquement, soit en dépendance avec le débit de la pompe, soit au gré de l'usager de la pompe.

'Un réglage automatique peut se réaliser aussi moyennant des pointeaux suivant fig.7. Ici, les pointeaux 18 peuvent fer= mer les orifices 3 de la roue. Ils forment pistons dans des chambres 19 de telle manière que les dos des pointeaux sont,

grâce aux orifices 20 sous la pression du réservoir. Si la roue ne tourne pas, les pointeaux ferment les sorties de la roue, la pression du réservoir étant plus élevée que celle du li= quide dans la -roue. À une vitesse de rotation donné, la pres= sion du liquide surpasse celle du réservoir et les pointeaux s'ouvrent. Pour une exécution de la roue suivant fig. 5 le réglage se trouve de préférence a l'intérieur de la roue avant les auge t s.

Les pointeaux où l'anneau de réglage précités peuvent être remplacés par n'importe quel autre moyen de réglage sans quitter le cadre de l'invention.

Etant donné que la pompe suivant l'invention ne donne la pression voulue du liquide que si la roue est remplie de liquide et tourne à la vitesse normale, on prévoit suivant l'invention qu'après chaque arrêt , la roue soit remplie de liquide dès le demmarage jusqu'à ce que la pression du ré= servoir est atteinte et le courant continue de liquide est assuré. A ce but on prévoit suivant l'invention une chambre remplie de liquide qui s'écoule dans la roue pendant la mise en marche et se sépare automatiquement de la roue dès que la pression voulue est assurée.

Une telle exécutionst dessinée en fig.8. Ici, le réservoir 5 comporte la partie 4a dans laquelle la roue 1 tourne et la partie 4b se remplissant automatiquement pendant la marche jusqu'au bord supérieure de la partie 4a. la roue 1 se trouve en état de répos dans la position dessinée en traits pleins et ferme dans cette position la section de sortie du tuyau d'admission 15. Le clapet 28 est tenu ouvert par son flotteur dans la chambre 4b remplie de liquide.

Des que le/moteur 17 est mis en marche et la roue 1 se tourne un accouplement 22 éloigne la roue vers le centre du réservoir qui ouvre par ce mouvement la section de sortie du tuyau d'admission. Le liquide du réservoir 4b peut main=

tenant s'écouler dans la roue et la remplir jusqu'à la vi= tesse normale est atteinte. Des que la partie 4b du réservoir est vide, le flotteur s'étant baissé, le clapet 28 se ferme et le liquide est continuellement aspiré par le tuyau 15.

Sans mouvement latérale de la roue on peut assurer la mise en marche automatique par exemple par le dispositif sui= vant fig.9. Ici, le réservoir comporte une chambre 4b dans laquelle la roue tourne et quelle est en connection par un ca= nal 25 avec.une chambre supérieure 4a. Pour la prémiere mise en marche les chambres sont remplies de liquide par un trou à bouchon 21. Dès que la/pompe commence a tourner l'ais aspiré par le tuyau d'admission 13 rempli de plus en plus la cham= bre 4b et dégage par cela la roue du liquide qui descend jusqu' au niveau dessiné pour remonter par le canal 25 vers le haut.

La pression dans la chambre 4b pendant le travail de la pompe est un peu élevée que celle dans la chambre 4a. Pendant ce temps une petite partie de l'air s'échappe par un petit ori= fice 23 vers la chambre 4a. Dès que la roue ne tourne plus le liquide de cette chambre 4a remplit la chambre 4b jusqu' au niveau de l'orifice 23 assurant ainsi le remplissage de la roue pour la prochaine mise en marche. Pour accelerer la prémiere mise en marche on se sert de préférence d'une vanne de réglage 26 entre le raccordement du réservoir 5-et le tuyau d'admission 15.

Pour diminuer la quantité de liquide a déplacer avant que la roue se tourne librement dans un espace rempli de gaz on peut prévoir suivant fig. 10 que la roue tourne autour d'un axe vertical dans une cloche formant en même temps la poche de liquide 6 autour de l'interstice entre roue et tu- yau d'admission. Le moteur se trouve dans ce cas au dessus de la roue dans une enveloppe étanche sous la pression de gaz du réservoir. Le liquide remplissant la cloche 8 est chassé dehors des que la roue commence a tourner avec une vitesse

élevée, les jets du liquide sortant de la roue tombant aussi dehors de cette cloche. La roue peut de ce fait tourner libre dans l'air remplissant la partie supérieure du,réservoir.

Si le mouvement de la roue cesse, les derniers jets du li= quide tombent dans la cloche et la remplissent pour la nouvelle mise en marche.

Fig.11 montre un autre éxemple de la mise en marches suivant 1!invention de la pompe décrite. Ici, une cloche d'air 30 est suspendue sur un support fixe 33 par un petit et court tuyau flexible 31 ( de caoutchouc ) en communication directe avec le tuyau d'admission 15 par un raccordement 32. Pendant @ l'arrêt de la pompe cette cloche remplie de l'ait monte dans sa position la plus haute dessinée en pleins traits et la roue nage dans le liquide. Dès que la roue commence a tourner une dépression se produit dans le tuyau d'admission 15 et gace au raccordement 32 aussi dans le tuyau 31, qui se dé= forme et abaisse par cette déformation la cloche 30 jusqu'a sa position la plus basse dessinée en pointillé. Dans cette position la cloche entoure la roue et celle-ci tourne alors dans l'air de la cloche.

Sans quitter le cadre de l'invention, le mouvement de la cloche pourrait etre causé par des ressorts et à force de rotation de la roue.

Claims

R E S U M E.

L'invention comporte un procédé de pompage de li= quides, une pompe pour la réalisation de ce procédé ainsi qu'un procédé de la mise en marche de ces pompes.

Le procédé de pompage est caractérisé par un ou plusieurs des faits ci-après: 1) la roue centrifuge tourne dans un espace rempli de gaz d'une pression égale ou supérieure à la pression vou= lue du liquide pompé. <Desc/Clms Page number 9>

2) l'espace rempli de gaz fait emploi en même temps de chambre àair sous pression.

3) le gaz entourant la roue est choisi entre ceux qui sont insoluble ou seulement faiblement soluble dans le liquide à pomper.

La pompe suivant l'invention est caractérisée par un ou plusieurs faits ci-après; La pompe a: 4) une ou plusieurs roues tournantes dans un espace rempli de gaz a pression.

5) de poches remplies de liquide qui servent comme joints entre les parties tournantes et les parties renfer= mant le gaz sous pression de la pompe. @ 6) de poches remplies de liquide comme décrites cidessus ouvertes vers le haut et se remplissantes automatiquement par le liquide répandu par la roue dans le réservoir.

7) les roues à canaux retrécissants.

8) les roues à canaux aboutissants en tuyères.

9) des augets qui prolongent les canaux et dirigent les jets de liquide sortant des tuyères.

10) des canaux ou augets qui dirigent les jets de li= quide dans une direction tangentiale et invers au sens de rotation de la roue.

11) les sections de sortie des canaux et tuyères ré= glable.

12) des sections de sortie des canaux qui peuvent 'être- fermées.

13) les jets de liquide dirigés hors du plan de moue= ment de la roue.

14) des parois fixes entourants la roue pour la pro= téger des jets de liquide.

15) la roue disposée avec axe vertical.

16) la roue entourée d'une cloche. <Desc/Clms Page number 10>

17) la cloche précitée mobile en rélation avec la roue.

18) le moteur actionnant la roue disposée dans un es= pace rempli de gaz et en communication avec le réservoir de la pompe .

19) le réservoir avec une partie au dessus de la roue et rempli de liquide pour remplir la roue sous pression.

20) un raccordement entre le fond du réservoir et le tuyau d'admission avec vanne de réglage.

Le procédé de mise en marche des pompes décrites ci-dessus est caractérisé par un où plusieurs des faits ci-après: 21) la roue est remplie de liquide pour la mise en marche.

22) le remplissage se fait automatiquement par le li= quide contenu dans un compartiment du réservoir.

23) la roue se tourne lors et seulement pendant la mise en marche dans le liquide.

24) ce liquide est déplacé par la roue même des que celui-la se tourhe a vitesse élevée.

25) ce liquide est déplacé par le gaz amené par le pompage.

26) ce liquide est déplacé par le gaz contenu dans une cloche mobile entourant la roue.