<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Dispositif directeur pour machines centrifuges
La présente invention est relative à un dispositif directeur pour pompes et soufflantes centrifuges dans lequel le fluide sous pression sortant du rotor est dirigé, par des canaux récepteurs séparés, d'abord dans des parties de diffuseur au moins sensiblement à axe rectiligne et recourbées ensuite, puis au moins dans une chambre collectrice pour aller jusqu'à au moins une sortie. Ce dispositif est tel que les axes des deux parties de diffuseur, montées en
<Desc/Clms Page number 3>
série, de chaque canal directeur se trouvent chacun dans au moins un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de la machine.
Le carter collecteur disposé latéralement du côté de la sortie du fluide sous pression a, au moins en son point de passage, le même diamètre extérieur que le plus grand diamètre intérieur des parties courbes du diffuseur et il a une dimension et une forme telles que le fluide sous pression circule dans le sens du pourtour du carter collecteur avec grand rayon de courbure autour de la partie du diffuseur située en avant dans le sens de rotation de la soufflante et disposée axialement, pour finalement arriver à la sortie du carter collecteur. De façon avantageuse, la réalisation peut être telle que, pendant ce trajet circulaire, il règne sensiblement la même vitesse pour le fluide sous pression.
De même, le diamètre intérieur du carter collecteur peut, au point d'entrée dans celui-ci du fluide sous pression, avoir une valeur telle qu'il coresponde à la paroi intérieure de la partie courbe du diffuseur.
Le dispositif directeur peut, avec ses parties intérieures dirigeant le fluide sous pression, être divisé dans le sens axial de telle sorte que chacune des parties puisse être faite séparément. Les deux parties séparables du dispositif directeur peuvent à l'état brut, par exemple comme pièces coulées ou forgées, être faites de façon telle ou avoir des dimensions telles qu'en les travaillant, on puisse damner aux canaux directeurs les dimensions nécessaires pour les différents débits et obtenir au mieux la pression.
De plus, les deux parties séparables du dispositif directeur peuvent être faites, dans certains cas, sans autre travail, par exemple sous
<Desc/Clms Page number 4>
forme de pièces coulées et, pour obtenir les dimensions nécessaires pour la quantité de fluide sous pression à refouler et obtenir au mieux la pression, on place des coquilles'ou organes analogues, dans le moule de coulée.
Les deux parties séparables du dispositif directeur peuvent également être faites, par exemple comme pièces forgées, matricées, moulées mécaniquement par introduction de pièces comprimées qui présentent, pour les parties du dispositif directeur, les dimensions nécessaires pour la quantité de fluide sous pression à refouler et produire au mieux la pression.
Pour s'adapter à un débit déterminé de la machine, les deux parties séparées du dispositif directeur peuvent être travaillées ensuite de telle sorte que l'on ait dans les deux canaux du dispositif directeur, placés des deux côtés, des sections de passage sensiblement symétriques, ayant la dimension voulue pour la quantité de fluide sous pression à refouler et donner la pression nécessaires De plus, les deux parties séparées du dispositif directeur peuvent être telles que l'on puisse les faire comme pièces forgées, matricées ou coulées mécaniquement, s'obtenant de façon simple, sans se servir de noyaux ou organes analogues et le carter collecteur, qui est une pièce séparée coulée, forgée et/ou coulée mécaniquement est réuni séparément avec les deux parties du dispositif directeur.
La fixation au moins des parties séparées du dispositif directeur, peut, selon l'invention, se faire dans les parties en retrait formées dans les parties du dispositif directeur, sur le pourtour extérieur, à l'intérieur du diamètre extérieur des parties du dispositif directeur et du carter collecteur. Cette fixation peut aussi être telle que des organes de liaison passent à travers les parois plus épaisses
<Desc/Clms Page number 5>
se trouvant entre les différents canaux conducteurs. Au moins une partie courbe de diffuseur peut avoir sa direction de sortie déportée dans la direction de la tubulure de sortie la plus voisine.
Les parties du diffuseur peuvent avoir une forme telle que leur angle d'ouverture soit différent, de façon correspondant à la vitesse découlement, en chaque cas, du fluide sous pression dans les sections correspondantes du diffuseur, de telle sorte que se produise la tranformation optimum en pression, de la vitesse du fluide sous pression.
On peut cependant avoir également un angle d'ouverture constant, au moins pour une certaine longueur de diffuseur.
La réalisation peut être telle que des guides cylindriques se trouvent à l'entrée des parties de diffuseur à axe rectiligne, de manière à supprimer l'effet de choc se produisant dans les canaux récepteurs courbes, avant l'entrée dans les parties de diffuseur à axe rectiligne ou sensible- ment-rectiligne. A l'entrée de ces parties de diffuseur, la section peut être plus petite, pour obtenir une accélération du fluide moteur et avoir moins de pertes lors d'une sortie un peu irrégulière du fluide sous pression des canaux récepteurs à plus grande section.
La forme de réalisation peut encore être telle que les parties courbes de diffuseur extérieures aient d'abord un grand rayon de courbure et, vers la sortie, un rayon plus petit. Dans ces parties de diffuseur, il peut y avoir, au moins dans leurs parties à forte courbure, au moins dans chacune, une aube de guidage qui est, de préférence, perpendiculaire à la surface de séparation des parties du dispositif directeur.
<Desc/Clms Page number 6>
Les sections transversales des parties de Diffuseur peuvent être faites de fagon quelconque, au moins avec de fortes arrondis, mais de préférence rondes.
Il en est de même pour la section transversale des canaux récepteurs, ainsi que pour celle du récipient collecteur.
On a représenté quelques exemples de réalisation de l'objet de l'invention pour des soufflantes sur les dessins annexés. Il n'est pas nécessaire de représenter l'objet de l'invention dans le cas de pompes, parce que la forme de celles-ci se déduit sans plus de celle des soufflantes pour tout technicien.
La figure 1 est une coupe axiale d'une soufflante à un étage, faite suivant la ligne 1-1 de la figure 2.
La figure 2 est une coupe axiale faite suivant la ligne II-II de la figure 1.
Les figures 3, 4 et 5 sont des coupes axiales de parties extérieures d'éléments du dispositif directeur et du carter collecteur, faites suivant les lignes III-III, IV-IV et V-V de la figure 2.
La figure 6 est une coupe analogue à celle de la figure 4, mais avec une séparation différente entre les parties du dispositif directeur et le carter collecteur.
La figure 7 est un développement d'une coupe en spirale du premier canal directeur et, ensuite, par les canaux suivants jusqu'à la sortie de la soufflante.
La figure 8 est une coupe analogue d'un dispositif avec deux tubulures de sortie séparées.
Les figures 9 et 10 représentent un exemple d'appli- cation de l'objet de l'invention, dans le cas d'une soufflante à plusieurs étages.
<Desc/Clms Page number 7>
La figure 1. représente l'application de l'objet de l'invention à une soufflante à un étage, avec rotor muni d'aubes sur les deux côtés.
Sur la figure 1, on voit le rotor 1 d'une soufflante à un étage, qui est calé sur l'arbre moteur 2. Ce dernier est porté par le palier 3 dans la partie 4 du carter de la soufflante. Du côté aspiration, se trouve une autre partie de carter 5 séparée de 4. Conformément à l'idée de l'invention, il se trouve à l'extérieur du rotor 1 le dispositif directeur6, qui débouche en 7 dans le carter collecteur 8 décalé axialement par rapport à lui, au moyen de sa tubulure sous pression 9.
Sur la figure 2, on voit les différentes parties constitutives du dispositif directeur 6 proprement dit.
Une chambre annulaire sans aube 10 est adjointe au rotor 1, il existe des canaux récepteurs 11 et des parties 13 de diffuseur à axe rectiligne qui, en leurs points d'entrée 12, peuvent comporter un parcours de guidage cylindrique. Le diffuseur comporte les parties courbes 14. Le fluide sous pression arrive ensuite aux points de passage 16 et 17 et aux parties de canaux directeurs 15 recourbés en direction axiale contre le carter collecteur 8.
D'après la, figure 2, on voit que, par exemple, les parties 11 à 15 du dispositif directeur peuvent être faites avec des dimensions intérieures différentes, à partir d'une mme pièce en une matière brute de coulée ou autre. Les parties 11, 12, 13, 14 et 15 du dispositif directeur ont des diamètres intérieurs plus grands que les parties Il'(1' 12', 13', 14' et 15''du dispositif
<Desc/Clms Page number 8>
directeur qui se trouve en dessous. Ces dernières appartiennent, évidemment, à un autre mode de réalisation de la soufflante pour de plus petits débits.
Lorsque la soufflante est faite avec des parties de canaux directeurs de plus petit diamètre, la longueur des diffuseurs à axe rectiligne et/ ou des parties courbes de diffuseurs, peut être plus grande, ce qui est représenté sur la figure 2 par les sections 131, ou 132 et 16 ou 16'. La représentation de la figure 2 montre seulement que, par exemple, des parties de dispositif directeur faites des mêmes pièces de matière brute, peuvent être faites avec d'autres dimensions intérieures des parties de canaux directeurs, pour des débits différents et pour obtenir des pressions différentes. Il est, par suite, possible, avec l'objet de l'invention, de faire pour des débits et des pressions différents, des dispositifs directeurs en matière brute ayant les mêmes dimensions à l'état brut, par coulée, compression et autrement.
Le carter collecteur 8 est disposé axialement sur le côté des parties 6 du dispositif directeur. Conformément à l'invention, il a des dimensions et une forme telles que son diamètre intérieur le plus grand 17 soit au moins à l'endroit du passage de la partie courbe du diffuseur 14 au canal 16, c'est-à-dire au point 16 et ensuite dans la partie de canal 15, si grand qu'également en oe point la paroi extérieure de la partie du diffuseur courbe 14 débouche dans la partie de canal directeur 15, en son point de passage.
Ceci se voit aussi bien sur la figure 1 que sur la figure2.
<Desc/Clms Page number 9>
De même, le diamètre intérieur du carter collecteur 8 a une dimension telle, de fagon avantageuse en 17', qu'il corresponde avec la paroi de sortie intérieure 16' de la partie 14 du diffuseur, au moins au point de passage du fluide sous pression. Les parties 10 à 14 du dispositif directeur et le carter collecteur 8 peuvent être faits, d'abord, avec des dimensions déterminées de leurs sections de passage pour le fluide sous pression, et, ensuite, pour un plus petit débit final, ils peuvent être faits, finalement, par usinage des deux surfaces de séparation de façon qu'il en ré- sulte des sections de passage symétriques par rapport aux surfaces de séparation, dans les deux moitiés du dispositif directeur.
Dans les parties courbes 14 de diffuseur, il peut y avoir encore des aubes de guidage spéciales, courbes, 141, de façon à obtenir en fait de plus grands rayons de courbure aux endroits de plus fortes incurvations.
Ces aubes de guidage 141, sont, de préférence, per- pendiculaires aux surfaces de séparation des parties du dispositif directeur et sont munies également dans celles-ci de joints de séparation. On a représenté une aube de ce genre 141, dans une partie de diffuseur 14, sur les figures 1 et 2. Cette aube peut être une pièce coulée.
Sur les coupes des figures 3, 4 et 5, on voit en particulier la forme des parties 4 et 5 du dispositif directeur et du carter collecteur 8 aux endroits où ils se raccordent les uns aux autres. Comme, selon l'invention, le fluide sous pression passant des parties
<Desc/Clms Page number 10>
courbes 14 et 14', da diffuseur dans le carter collecteur 8 circule sensiblement à vitesse constante dans la partie de diffuseur 13,14 et 15 située en avant dans le sens de rotation de la soufflante, ayant un grand de courbure et déviée en direction axiale, il est nécessaire que la section transversale du car- ter collecteur 8 soit grande, de façon correspondant aux figures 3 à 5.
Les sections de passage du carter collecteur 8 situées plus en avant dans le sens de la rotation, doivent être plus grandes vers la sortie. Les sections représentées sur les figures 3 à 5 doivent, par conséquent, avoir par exemple une section de passage telle que le fluide sous pression soit pris des trois parties 6 du dispositif directeur.
A la sortie 9 du carter collecteur, il peut y avoir, soit une tubulure de sortie 18 en forme de diffuseur, soit une tubulure 18' à parois parallèles, suivant que la vitesse de ce fluide doive être encore transformée en pression ou rester constante.
Pour fixer les deux parties 4 et 5 séparées du dispositif directeur, il peut être prévu des fixations au moyen de boulons 20, comme on le voit sur les figures 1 et 2, aux endroits 19 plus épais radialement, compris entre les dispositif directeurs. En outre, ou seulement, il peut y avoir encore des liaisons 21 sur le pourtour extérieur des parties 4 et 5 du dispositif directeur, et cela aux endroits ou, grâce à la forme selon llinvention,, il y a des parties en retrait 22 sur la partie 4 du dispositif directeur, comme on le voit sur les figures 2 et 4.
<Desc/Clms Page number 11>
La partie 11", 1211, 13", 1411 et 15" du dispositif directeur qui est voisine de la tubulure collectrice 9 peut être disposée avec son extrémité de sortie 15" de façon que le fluide sous pression passe directement en direction de la tubulure collectrice 9.
De façon correspondant à la figure 6, les parties du dispositif collecteur peuvent être divisées en trois, transversalement à 1' axe de la soufflante. Les moitiés 4 et 5 du dispositif directeur contenant les parties de canaux 11 à 15 peuvent être faites, pour elles-mêmes, en deux-parties et le carter collecteur 8 peut consister en une pièce spéciale séparée, qui est réunie à la partie 5 du dispositif directeur.
Conformément à la figure 6, au moins une de ces parties peut avoir une forme telle que l'on puisse la faire sans utiliser de noyaux, pour des chambres creuses. Ces parties peuvent, alors, être faites, en plus, sous forme de pièces matricées ou coulées mécaniquement, ou analogues, avec leurs parois intérieures.
Le carter 8 peut être fixé au moyen de boulons 23 ou autrement sur la partie 5 du dispositif directeur.
Les parties 4,5, et 8 sont, de façon avantageuse, centrées a.xialement les unes par rapport aux autres, et sont fixées les unes par rapport aux autres en direction tangentielle, de façon à obtenir leur assemblage ordonné.
Sur la figure 7, on a représenté le développement tangentiel conespondant à la ligne de coupe VI-VI de la figure 2, mais à plus petite échelle, d'une coupe en spirale des canaux directeurs 6 et du carter collecteur 8. On voit que pour le canal intial 6
<Desc/Clms Page number 12>
( 11 à 14), le fluide sous pression passe successivement du rotor 1 dans les parties de canaux 10 à 14, montées à la suite les unes des autres suivant un axe rectiligne.
Dans toutes ces parties, -cet axe se trouve, selon l'invention, dans un plan perpendiculaire à l'axe de la soufflante. ensuite, à la sortie 7 de la partie courbe 14 du diffuseur, selon l'invention, le fluide sous pression est dévié par la partie de canal 15 en direction axiale, avec un grand rayon de courbure, et il passe dans le carter collecteur 8 disposé sur le coté, axialement, dans les parties de canaux 13 à 15 qui se trouvent ensuite dans le sens de la rotation. La partie de canal 15 a, de façon avantageuse, des dimensions telles que l'on y ait partout la même vitesse que celle que ce fluide sous pression a dans la section 7. La flexion 24 en forme de S est faite avec un rayon de courbure si grand que les pertes au passage dans la partie de canal 15 dans la chambre collectrice 8 soient faibles.
Il en résulte, dans la partie 4 du dispositif directeur, des parties en retrait 22 où la paroi de la pièce 4 arrive au voisinage de la ligne de séparation des deux moitiés 4 et 5 du dispositif directeur. Ces parties en retrait peuvent, comme cela ressort des figures 2 et 4, être utilisées pour y disposer les organes de fixation 21. En ces points, il ne doit pas y avoir de parties de canal qui soient interrompues par les pièces de liaison. La paroi extérieure 25 du carter collecteur 8 peut, de façon avantageuse, être faite de telle sorte que le fluide
<Desc/Clms Page number 13>
sous pression pénètre dans le carter à vitesse sensiblement constante. La section transversale aux points 26 correspond alors à la section transversale 7 et elle double en 27, triple en 28, quadruple en 29 et en 30 elle est environ quintuplée.
Sur la figure 8, on a représenté une coupe analogue à celle de la figure 7,'avec cette seule différence qu'il y a deux parties de carter collecteur séparées 8 et 81 avec deux tubulures de sortie 18 et 18". Dans chacune de ces tubulures 18 et 1811 , le fluide sous pression est guidé vers l'extérieur par les parties de canaux 10 à 14, en provenant, dans chaque cas, des trois canaux directeurs 6. La forme de réalisation ou la dimension des sections transversales et des rayons de courbure est alors correspondante, comme cela a été décrit pour la figure 7.
Les figures 9 et 10 représentent une soufflante à plusieurs étages (quatre).!, 1', 1", 1"' sont les quatre rotors calés sur un arbre 2, porté par les paliers 3 et 3'. La soufflante comporte des tubulures d'aspiration 31 et des tubulures de sortie 18. Sur la figure 10, qui est une vue en direction axiale du joint de séparation VII-VII de la figure 9, on voit qu'il y a, par rotor, cinq parties distinctes 11 à 14 de dispositifs directeurs. Egalement en ce cas, avec des mêmes dimensions extérieures des parties 4 et 5, on peut faire les parties 10 à 15 des dispositif directeurs avec des dimensions intérieures différentes pour des soufflantes de débits différents.
Sur la figure 10, on voit, par exemple, que les parties 11,
<Desc/Clms Page number 14>
13 et 14 ont un plus petit diamètre ainsi que les parties 11' et 13' et 14'.'En ce cas, les chambres collectrices 8, 8' et 8" ont, en leurs points les plus étroits, dans toutes les coupes radiales, sensiblement la même section. Par la partie du dispositif directeur située en avant dans le sens de la rotation, ne doit être dévié axialement et arriver dans le carter collecteur que le fluide sous pression provenant dans chaque cas d'une partie du dispositif directeur. Des chambres collectrices 8, 8' et 8", le fluide sous pression est amené, par les aubes 32, 32' et 32", dans la chambre collectric intérieure 33, 33' ou 33", située en amont du rotor suivant 1', 1" et 1"".
Le dernier carter collecteur 8"' peut être analogue à celui d'une soufflante à un étage selon la figure 1. Il doit alors présenter une section de passage augmentant en direction de la périphérie.
Sur la figure 11, le rotor comporte un aubage disposé des deux côtés. Il y a deux entrées 31 de fluide sous'pression. Il n'y a qu'un dispositif directeur 6 avec les deux parties séparées 4 et 5.
Le fluide sous pression passe également dans les chambres collectrices 8, disposées latéralement. Comme on le voit sur la figure 11, celles-ci peuvent conduire à des tubulures de sortie différentes 18 et 18'. Il pourrait aussi, cependant, n'y en avoir qu'une, comme sur les figures 1 et 2.
Dans les soufflantes à un étage, le carter collec- teur peut évidemment être disposé latéralement du
<Desc/Clms Page number 15>
côté opposé à l'entrée, comme cela est le cas normalement pour les soufflantes à plusieurs étages, comme sur les figures 9 et 10.