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GROUPE MOTO-POMPE HYDRAULIQUE.
La présente invention a pour objet un groupe moto-pompe hydrauli- que sans presse-étoupe du genre dans lequel le rotor du moteur est enveloppé par une calotte fixe et est baigné par le liquide à pomper. De tels groupes sont notamment utilisés pour forcer la circulation de l'eau dans les instal- lations de chauffages centraux.
Dans les groupes moto-pompe connus de ce type la calotte qui pas- se dans l'entrefer du moteur est fixée de façon étanche sur un support, appelé tube central, présentant une bride sur laquelle vient se fixer, d'une part, le stator du moteur et, d'autre part, le corps de pompe.
Ce tube central présente en général deux paliers portant l'arbre reliant le rotor du moteur à la roue de pompe. Ces paliers sont lubrifiés par l'eau en circulation dans l'installation de chauffage.
Pour absorber la poussée axiale qu'exerce'la roue de pompe sur l'arbre, il est prévu un palier de butée, généralement à patins multiples
Une circulation d'eau assurant l'échange de l'eau de lubrifica- tion des paliers ainsi que le refroidissement de l'induit du moteur est assu- rée par divers trous percés dans le tube central, puis par l'entrefer laissé entre la calotte et l'induit, et, enfin, par un trou relativement petit percé au centre de l'arbre dans toute sa longueur, réalisant ainsi un circuit entre le refoulement de la pompe et l'aspiration.
La fabrication des diverses pièces composant un tel groupe moto- pompe est onéreuse, en particulier la fabrication de l'arbre percé et du palier de butée à patins. De même le tube central est une pièce coûteuse étant donné son volume et son usinage qui demande aussi beaucoup de soinso
Le groupe moto-pompe selon l'invention vise à remédier aux incon vénients précitésIl se distingue des groupes moto-pompe connus par le fait
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que l'arbre d'entraînement de la roue de pompe par le moteur est tubulaire et tourne autour d'un axe fixe qui lui sert de support et qui est solidaire à ces deux extrémités de la partie fixe du groupe.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un groupe moto-pompe selon l'invention.
La fig. 1 en est une vue en coupe axiale.
La fig. 2 est une vue, semblable à la fig. 1, d'un détail.
La fig. 3 est un diagramme de la répartition des pressions sur la face du rotor disposée à l'opposé de la roue de pompe.
Les fig. 4 et 5 sont deux vues à plus grande échelle, l'une de profil et l'autre de face, d'un dispositif de contrôle du sens de rotation de la pompe.
Le groupe moto-pompe représenté comprend un moteur asynchrone formé d'un rotor 1 et d'un stator 2.. Le rotor 1 est solidaire d'un arbre tubu- laire à une extrémité duquel est fixé à l'aide d'un écrou 15 une roue de pompe solidaire d'un déflecteur 16.
Le rotor 1 est enveloppé d'une calotte 1 fixée par des vis 6 et une bague '1 sur le corps de pompe 8. Le carter 2 du moteur est lui-même fixé au corps de pompe 8 par des vis 10.
L'arbre tubulaire 3, formant l'arbre d'entraînement de la pompe par le moteur, tourne autour d'un axe fixe 11 qui lui sert de support. En ef- fet, l'arbre tubulaire 1 repose sur l'axe 11 par deux coussinets 12 soli- daires de l'arbre tubulaire 3.
Cet axe support 11 est fixé à l'une de ses extrémités au corps de pompe 8 età son autre extrémité au centre du fond 13 de la calotte 5 par un écrou 14.
Il subsiste entre le rotor 1, et la calotte d'une part, et le corps de pompe et la roue 4, d'autre part, un certain jeu permettant un dé- placement axial du rotor 1, par rapport au stator 2.
Le fonctionnement du groupe moto-pompe représenté est le suivant-:
Lorsque l'on connecte le moteur au courant d'alimentation, l'induit ou rotor 1 se met à tourner et entraîne la roue 4. Celle-ci aspire le liquide par la conduite 17 du corps 8 et le refoule à une pression supérieure P con- tre le déflecteur 16 qui le dévie dans le passage 18 du corps 3.
Les diverses poussées axiales s'équilibrent comme suit :
Les pales de la roue subissent une réaction axiale due à la pous- sée de l'eau et dirigée dans le sens de la flèche F. La réaction due à la dé- viation de l'eau sur le déflecteur 16 donne une poussée dynamique axiale f dans le sens opposé à F et de valeur différente de celle-ci, tandis que les pres- sions statiques sur les deux faces du déflecteur s'équilibrent.
La chambre 20 est à la pression de refoulement P grâce à l'espace 21. Cette pression agit sur la face 22 de l'induit 1.
La chambre 23. constituée par l'espace compris entre le fond 13 de la calotte et l'induit 1 est à une pression moyenne inférieure à la pres- sion de refoulement P de la chambre 20. En effet, le liquide situé dans cette
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chambre 23 est soumis à un mouvement de rotation plus ou moins rapide. Or,\) en vertu de la force centrifuge agissant dans une masse liquide en rotation, les pressions, dans chaque zone circulaire, peuvent être représentées par un para- boloïde de révolution (figo 3), dont la partie hachurée 24 correspond à la pres- sion en chaque point.
La hauteur A correspond donc à la différence de pression existant entre le centre et la périphérie.Mais comme cette chambre 23 est en communication avec la chambre 20 sous pression P par l'entrefer 62 laissé en- tre l'induit 1 et la calotte 5le point C du paraboloïde correspond à la pres- sion P, la pression sur le reste de la surface de l'induit allant en diminuant vers le centre. Donc la pression moyenne, de valeur B, sur cette face, est in- férieure à la pression P agissant sur l'autre face, d'où il résulte une pous- sée axiale G sur l'induit dirigée dans le même sens que et à laquelle elle s'ajoute.
On peut ajuster cette valeur G de telle fagon que G + f équili- brent à peu de chose près la force F, en faisant tourner plus ou moins vite le liquide emprisonné dans la chambre 23; pour cela, il suffit de mettre des ailettes 26 plus ou moins grandes,sur l'induit, lesquelles augmenteront la vitesse de rotation du liquide, si l'on veut faire baisser la pression dans la chambre 23; ou bien, de mettre'des ailettes fixes 27 (figo 2), plus ou moins grandes, dans le fond 13 de la calotte 2, lesquelles ralentiront la ro- tation du liquide si l'on veut éviter une baisse trop forte de la pression dans ladite chambre 23. Toutefois, il est impossible d'obtenir un équilibre parfait au moyen de ces différentes forces à tous les régimes de fonctionnement de la pompe, celui-ci variant avec chaque application.
La différence entre F agissant dans un sens et f + G agissant dans l'autre sens provoque un déplacement axial de tout le rotor. L'induit 1 est alors déplacé par rapport au stator 2 ce qui donne naissance à une traction magnétique axiale cherchant à ramener l'induit en face du statortraction qui augmente avec le décalage 28 (figo 2)Ce déplacement axial pouvant se faire soit d'un côté, soit de l'autre de la position idéale de l'induite cette trac- tion magnétique agit aussi dans un sens ou dans l'autre. Si le décalage se fait comme l'indique la fig. 2, la traction magnétique se fait dans le même sens que f + G auxquelles elle s'ajoute. Si le décalage est dans le sens con- traire, la traction magnétique se fait aussi en sens contraire et s'ajoute à la force F.
Le rotor prend automatiquement une position correspondant à l'équi- libre des forces axiales résultant du régime de marcheo -Pour assurer la lubrification des coussinets 12, un ou plusieurs trous 29, percés dans l'arbre tubulaire 1, mettent la chambre 30, comprise en- tre la paroi intérieure de l'arbre 3 et l'axe 11, en communication avec la chambre 20 et par conséquent avec la pression P de refoulement. Comme les deux chambres extrêmes 12 et 23 sont à des pressions inférieures à cette pres- sion P, il y aura écoulement dans le jeu laissé entre les coussinets 12 et l'axe 11.
Le liquide pour passer dans la chambre 30, est obligé de traverser les trous 29,dans lesquels il est soumis à la force centrifugeo Les corps étrangers en suspension dans le liquide, mais de poids spécifique plus grand, seront rejetés, la vitesse centripète de l'eau dans ces trous étant très fai- ble. Il se produira ainsi une certaine épuration de l'eau de lubrificationo Le liquide passant dans le coussinet côté calotte assurera le refroidisse- ment de l'induit.
Il est nécessaire, lors de l'installation d'une pompe, de s'assu- rer que son sens de rotation est correct,et cela même si l'installation est remplie d'eau. Cette opération se fait au moyen d'un doigt 31 traversant la paroi du corps de pompe 8. Ce doigt 31 (figo 4 et 5) a son extrémité coupée en biais formant ainsi un bec excentré 32 et comporte à l'autre extrémité une tête sur laquelle sont marquées des flèches 33 ou signes conventionnels quelconques permettant de se rendre compte, de l'extérieur, de la position du bec 32. Un téton 34 permet d'exercer l'appui bien au centre.
Pour le con- trôle de la rotation, on enlève un bouchon 35 assurant l'étanchéité du corps
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de pompe 8, on oriente le doigt 31 dans une position quelconque, autre que celle qu'il doit prendre,on le pousse contre la roue ¯4 en marche; dès que le bec touche la roue 4, le doigt 31 tourne d'un certain angle sous l'ac- tion du frottement et les flèches 33 indiquent le sens de rotation. Le sens de rotation normal est indiqué, d'autre part, par des flèches venues de fonderie sur le corps de la pompe ou du moteur, ce qui permet de se rendre compte de la marche correcte ou incorrecte de la pompe.
En variante, l'axe fixe 11 au lieu d'être fixé à la calotte par l'éorou 14 pourrait être fixé à tout autre partie fixe du groupe moto- pompe.
De plus, la roue de pompe 4 pourrait être soit une roue de pompe centrifuge, soit une roue à hélice.
REVENDICATIONS
1. Groupe moto-pompe hydraulique dont le rotor du moteur est en- veloppé par une calotte fixe et est baigné par le liquide à pomper, caracté- risé par le fait que l'arbre d'entraînement de la roue de pompe par le mo- teur est tubulaire et tourne autour d'un axe fixe qui lui sert de support et qui est solidaire à ses deux extrémités de la partie fixe du groupe.