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Perfectionnements aux pompes, centrifuge,s
La présente Invention est relative à une pompe centrifuge, plus particulièrement à une pompe verticale sans boite à bour- prévu rage et ayant un dispositif d'étanchéité/entre l'arbre de la pompe et l'envelope de la pompe. Les dispositifs de serrage employés jusque présent,, tels que boites à bourrage, ne con- viennetpas lorsqu'on doit pomper des acides ou autres liquides corrosifs,, surtout si ces liquides ont une température élevée) car ces dispositifs sont vite endommagés et doivent être réparés.
L'un des objets de la présente invention est de prévoir un dispositif d'étanchéité fonctionnant automatiquement, qui em- pêche d'une manière sûre le liquide de la pompe de s'échapper lorsque la pompe s'arrête.
Un autre objet de l'invention est d'empêcher le liquide de la pompe d'atteindre le dispositif d'étanchéité quand la pompe fonctionne et un autre objet encore de l'invention est de rendre le dispositif d'étanchéité également efficace contre l'échappe- ment de gaz nocifs ou à mauvaise odeur hors du liquide de la pompe.
L'invention est caractérisée en ce qu'une soupape ànnulaire ouverte pendant le fonctionnement de la pompe, est formée par un élément fixé à l'enveloppe de la pompe et par un élément qui tourne avec l'arbre de la pompe, l'un de ces éléments consistant en une plaque de soupape élastique, de forme annulaire entourant
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l'arbre de la pompe et formant un angle avec celui-ci et l'autre élément consistant en un siège de soupape correspondant, la dite plaque de soupape étant logée entre le siège de la soupape et la roue de la pompe de manière telle que, lorsque la pompe s'arrête, la plaque de soupape est pressée de manière étroite contre le siège de la soupape, indépendamment d'un réglage longitudinal de l'arbre de pompe, par la pression du liquide développée entre la plaque de soupape et la roue de la pompe.
Afin d'empêcher le liquide de passer de la roue de pompe vers la soupape annulaire pendant le fonctionnement de la pompe, 1' admission du liquide de la roue de pompe peut être située du même côté de la roue de pompe que la soupape annulaire, de sorte que la pression adjacente à la soupape annulaire sera réduite à cause de la communication avec le tuyau d'aspiration et non avec le tuyau de pression de la pompe, quand la pompe fonctionne. Si, cependant, la pompe est connectée par son tuyau d'aspiration à un récipient collecteur et si la surface du liquide à l'intérieur pendant la première période après le démarrage ae la pompe a dé- passé le niveau de la pompe, on pourra obtenir une pression su- périeure à la pression atmosphérique également du côté de l'ad- mission de la pompe quand celle-ci fonctionne.
Cette pression peut alors être contre-balancée au moyen d'une roue munie de pa- lettes et montée sur l'arbre de la pompe entre la roue de la pom- pe et la soupape annulaire, de sorte que l'entrée du liquide vers la soupape annulaire est empêchée. Cette roue à palettes peut être disposée comme dispositif de retenue, coopérant avec l'an- neau fluide,
Si le liquide de la pompe dégage, pendant le fonctionnement de celle-ci, des gaz nocifs ou à mauvaise odeur, la soupape an- nulaire ouverte n'est pas capable d'empêcher l'échappement des gaz à travers la soupape annulaire. Cet inconvénient est éliminé cependant,, quand la pompe est à l'arrêt et que la soupape annu- laire est fermée.
La/soupape annulaire peut par conséquent être complétée par un dispositif d'étanchéité pour ces gaz, grâce au- quel l'échappement est empêché que la pompe fonctionne ou non.
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Suivant la présente invention, le dispositif d'étanchéité comprend un espace situé au-dessus de la soupape annulaire et communiquant pendant le fonctionnement de la pompe avec le corps de pompe par l'intermédiaire de la soupape annulaire, cet espace étant fermé de manière étanche à l'air extérieur au moyen d'un dispositif de retenue formé par un chenal annulaire contenant un liquide,dans lequel descend une paroi annulaire montée sur l'arbre de la pompe.
Plusieurs modes de réalisation de l'invention sont montrés schématiquement dans les dessins ci-joints, dans lesquels/*
Figs. 1-3 sont des coupes longitudinales faites à travers quatre modes différents de réalisation de l'invention. Dans la figure 1, une pompe centrifuge verticale sans boite à bourrage présente un arbre 1. Sur l'extrémité inférieure de cet arbre se trouve montée la roue de pompe principale (non montrée sur les dessins), et l'admission de liquide à cette roue de pompe est supposée se trouver du côté supérieur de la roue de pompe.
L'arbre de pompe 1 est muni d'une roue 2 collectrice de li- quide ayant des palettes 3,4 et la poche annulaire en-dessous de cette roue est remplie de liquide de la pompe. Par l'action de ces palettes et par la force centrifuge, le liquide forme un anneau liquide dans la dite poche et si, pendant le fonc- tionnement de la pompe, la pression dans la poche,,, qui communi- que avec la roue de pompe par des chenaux, annulaires, augmente ou décroit, les palettes 4 ou 3 provoquent une contre-pression correspondante endéans certaines limites de sorte que l'anneau liquide reste dans la poche.
Juste au-dessus des palettes 4, un anneau 5 est fixé à l'enveloppe de la pompe par son coté extérieur et cet anneau est muni d'une membrane ondulée 6 en acier résistant à l'acide, fixée à l'anneau 5 au moyen d'un anneau de pression supérieur 7 et de vis 8. Au bord interne, la membrane est munie d'un anneau d'étanchéité 9a une distance si courte d'un siège de soupape rotatif 10 qu'un espace est obtenu qui est seulement suffisant pour empêcher les parties 9 et 10 de venir en contact direct quand la pompe fonctionne..
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En arrêtant la pompe, le liquide de la pompe peut être pres- sé vers la poche et contre l'anneau de soupape e et, grâce à cette pression, l'anneau 9 est pressé de manière étanche contre le siège 10 et des fuites sont ainsi évitées.
Si le liquide de la pompe a une température au-dessus de 100 c, le liquide peut s'évaporer dans le dispositif d'étanchéité et s'échapper quand la pompe fonctionne. Cela cependant peut être évité si les parois renfermant la soupape annulaire sont munies de chenaux pour l'eau de refroidissements,
Les différentes parties du dispositif d'étanchéité peuvent être faites en substance anti-acide, et l'anneau 9 peut avoir sa surface de soupape recouverte de caoutchouc, de plomb ou autre matière appropriée. L'anneau de soupape 6 peut encore être fait en forme de plaque plane, en acier, afin de résister à une pression plus élevée. Dans beaucoup de cas, il est éga- lement possible de faire l'anneau de soupape en anneau de caoutchouc Il) comme montré dans la figure 2.
Suivant le mode de realisation montré dans la figure 3, 1' anneau de soupape est fixé à l'arbre de pompe et tourne ainsi avec cet arbre. L'anneau en caoutchouc 12 est Inséré ici avec son bord interne entre la flasque 13 et la plaque de pression 14 mais n'est pas perpendiculaire à l'arbre comme dans la figure 1 et dans la figure 2 mais forme un angle plus petit que 90 , de sorte que son bord externe est situé un peu plus haut que son bord interne. Quand la pompe est à l'arrêt et indépendamment d'une surpression dans la poche en-dessous de l'anneau de sou- pape, la partie externe de cet anneau s'appuie contre le siège en formant un anneau 15 fixé à l'enveloppe de pompe. En démar- rant celle-ci, l'anneau est enlevé par la force centrifuge jus- qu'a une faible distance de l'anneau 15, en évitant ainsi l'usure contre l'anneau 15.
Pour obtenir une force centrifuge suffisam- ment grande, l'anneau de soupape 14 peut être muni d'un anneau extérieur 16 en acier, et pour assurer une pression suffisante pour l'étanchéité) on peut employer des ressorts 17. Avec cette soupape annulaire, il-est possible d'employer un palier avec
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boite à bourrage aU-dessus de la soupape annulaire, car cette dernière forme une protection suffisante pour le palier., suivant la figure 4, l'enveloppe de la pompe est prévue avec un élément 18 formant une chambre annulaire 19 et une chute an- nulaire 21, ouverte vers l'extérieur près de l'arbre de pompe 20 cette chute étant remplie d'un liquide suffisamment résistant aux liquides corrosifs, par exemple de l'huile.
Dans cette huile descend une paroi cYlindrique 22 rotative et substantiellement cylindrique, qui est étanche aux gaz et est fixée à l'arbre 20.
Juste en-dessous du fond de la chute 21 sont disposées plusieurs palettes 25 sur un collier fixé à l'arbre 20. De la chambre 19 part un tuyau 24 vers un endroit à une distance suffisante, de telle sorte que les gaz de la chambre 19 puissent s'échapper par le tuyau sans inconvénient. A l'élément 18 se trouve encore fixée une membrane annulaire 23 en acier ayant son bord interne à une faible distance d'un siège de soupape correspondant.
Ce dispositif d'étanchéité fonctionne comme suit : pendant la rotation de la roue de pompe, les gaz du liquide de la pompe peu- vent passer vers la chambre 19, mais endéans certaines limites, la poche 21,22 sert d'une manière efficace pour assurer l'étan- chéité.. Comme la paroi 22 tourne dans l'huile, celle-ci est mise en rotation et pour empêcher l'huile de sortir, la paroi externe de la chute 21 et de préférence aussi, la surface externe de la paroi 22 convergent vers le haut, de sorte que l'huile est pres- sée vers le bas par la force centrifuge. Quand les palettes 26 tournent, elles servent de ventilateur et contre-balancent une surpression dans la chambre 19, de sorte qu#une pression plus basse est obtenue à la partie interne de la poche.
Si cependant, la surpression augmente dans la chambre 19, de telle sorte que l'huile pourrait être forcée dehors, cela sera empêché par le tuyau 24,, car seulement une surpression correspondant au frotte- ment dans le tuyau peut être obtenue dans la chambre 19
Afin d'assurer que, lors de l'arrêt de la pompe, l'huile ne se mélange pas au liquide de pompe ou qu'elle soit forcée hors de lA poche par le dit liquide, l'anneau de soupape 23 ferme
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automatiquement la connexion avec la roue de pompe par la pres- sion plus grande.
L'invention présente ses plus grands avantages en connexion avec les pompes verticales et les pompes sans boites à bourrage, mais il est évident qu'elle pourra s'appliquer aussi à d'autres types de pompes centrifuges.