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La présente invention concerne des pompes centrifuges du genre de celles pourvues d'un rotor conique à ailettes en spirale, constituant entre elles des canaux qui ont de préférence une section transversale à peu près , constante sur toute leur longueur, et des ailettes en spirale non rotatives recevant le liquide qui leur est refoulé par le rotor, pour envoyer ce liquide à la sortie de refoulement de la pompe.
La présente invention a pour but de réaliser une pompe du genre indiqué, ayant un rendement élevé et un fonctionnement sûr, et dont la construction soit simple.
Suivant la présente invention, le rotor d'une pompe du genre décrit est fixé sur l'arbre d'un moteur électrique enfermé dans un carter cylindrique qui constitue le corps de pompe, ce carter portant lui-même des canaux fixes en
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spirale, et communiquant par ces canaux avec un passage annulaire et de direction axiale, qui envoie vers le refoulement de la pompe le liquide provenant du rotor.
Cette invention consiste de plus, en une pompe conforme au paragraphe précédent et dans laquelle le moteur et son arbre sont séparés, d'une façon étanche, du liquide qui traverse la pompe.
La pompe peut posséder un couvercle de rotor à bride qui est fixé sur le corps cylindrique de la pompe, un raccord d'admission qui est fixé audit couvercle et une bague d'étanchéité flottante et non rotative qui est placée entre le couvercle et le raccord d'admission précité et est disposée de façon à appuyer sur une bride extérieure du rotor et sur une face portante annulaire du raccord d'admission.
Le dispositif adopté est tel que la bague est maintenue au contact de ladite bride et de ladite face portante par la pression du liquide qui peut fuir ou par la dépression qui eut exister dans le raccord d'admission.
On décrira maintenant, à titre d'exemple, un mode de 'onstruction de la pompe en se référant aux figures jointes dans lesquelles : la Fig. 1 est une coupe verticale de la pompe perfectionnée suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue en coupe du rotor; la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3 - 3 de la fig. 2 ; la Fig. 4 est une vue en élévation avec coupe partielle de l'extrémité droite du corps de pompe qui montre plusieurs ailettes fixes; la Fig. 5 est une vue en bout quand on regarde vers la gauche, le corps de pompe étant arraché pour montrer le- ailettes;
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La Fig. 6 est une coupe suivant 8 - 8 de la Fig. 1.
La pompe qui est représentée dans les figures jointes possède un corps de pompe constitué comme un cylindre ou enveloppe 10, muni de brides extérieures 11 à ses extrémités et de pieds supports 12. Le cylindre comprend une coque ou blindage extérieur 13 et une coque ou blindage intérieur 14, réservant entre eux un passage annulaire longitudinal 15 qui s'incurve vers l'intérieur à son extrémité droite. Les coques sont maintenues écartées l'une de l'autre par des aubes fixes ou nervures 15a longitudinales, et par une série de traverses venues de fonte 21 qui sont placées à l'extrémité gauche. Les pièces 15a et les traverses forment entre elles une série de passages 22 disposés circulairement (Fig.6).
Entre les extrémités courbes des coques extérieure et intérieure 13 et 14, et occupant une partie du passage annulaire, se trouvent une série d'ailettes spirales fixes 17 faisant corps avec les ailettes axiales 17,a, lesdites ailettes formant entre elles des canaux en spirale 18 et des canaux longitudinaux 18a.
A l'extrémité où se trouvent les ailettes fixes spirales, le cylindre possède une bride rentrante 19, qui supporte un logement ou bâti 20 dans lequel se trouve un palier antifriction 20a qui est un palier combiné pour la rotation et la poussée axiale.
A l'autre extrémité du cylindre est fixée une pièce de sortie 23 à bride, qui supporte un logement 24 au moyen d'un support annulaire 23a, venu de fonte avec la pièce de sortie 23 et réservant entre lui et cette pièce un passage annulaire 23b. Le support annulaire 23a est relié à la pièce de sortie 23 par une série de traverses 23c, réservant entre une série de passages 23d, qui sont disposées
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c'rculairement et coïncident avec les intervalles @ Dans Ledit logement est ajusté un autre palier antifriction 25, combiné pour la rotation et la poussée axiale. Un arbre 26 qui porte le rotor 27 d'un moteur électrique, peut tourner dans les deux paliers. Le stator du moteur électrique s'introduit exactement à l'intérieur du cylindre sur lequel il est fixé.
Le logement 24 constitue en même temps une plaque couvercle 29 qui s'oppose au passage de l'eau vers l'arbre et son moteur.
Le stator est placé à l'intérieur du cylindre au moyen de vis qui traversent des trous percés dans les coques - extérieure et intérieure et à travers des trous 15b qui sont percés dans les ailettes 15a.
' L' extrémité droite de l'arbre porte le rotor,qui est constitué par des coques 30 et 31 de forme conique, et des ailettes en spirale 32 situées entre les coques. Les ailettes - - forment avec les coques une série de canaux en spirale 33 dont chacun a, de préférence, une section transversale sensiblement c nstante sur toute sa longueur (voir en particulier les fig.
2 et 3). Autrement dit,- chacun desdits canaux en spirale s'élergit dans une direction circonférentielle et sa hauteur diminae quand il se rapproche des ailettes fixes, pour maintenir une section transversale constante. La coque extérieure 30 comporte un prolongement 34 de forme tubulaire, qui constitue l'admission dans le rotor et les extrémités intérieures des canaux communiquent avec ce prolongement.
Un couvercle de rotor à bride 36 enferme étroitement le rotor tout en lui permettant de tourner librement, et est fixé à 1-'extrémité voisine du cylindre 10, l'extrémité à bride d'un tuyautage d'admission 36a aboutissant à la pompe, étant ensuite fixée audit couvercle.- Ce tuyautage présente une gorge annulaire qui peut recevoir une collerette extérieure 37 formée sur le prolongement 34,
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ainsi qu'une bague flottante 38 qui assure l'étanchéité et qui porte contre la collerette et contre une face portante annulaire qui se trouve sur le tuyau d'admission. On empêche ladite bague flottante de tourner, au moyen d'un certain nombre de goujons d'immobilisation 39.
Un logement de bague d'étanchéité à bride 40, qui est boulonné sur la bride intérieure 19 de l'enveloppe cylindrique,entoure l'extrémité de l'arbre, entre l'arrière du rotor et la boite du palier voisin. Ce logement d'étanchéité forma une chambre annulaire 41, qui entoure l'arbre du moteur et dans laquelle se trouve une douille 42, immobilisée en rotation relativement au collier 40 au moyen d'un doigt 43, mais écartée dans le sens axial du collier 40 par un ressort 44. Une bague d'étanchéité 45, qui est de préférence en caoutchouc synthétique tel que le néoprène, est placée autour de la douille 42, et une gorge annulaire 45a est prévue dans le logement 40 pour recevoir cette bague 45.
Une autre douille 46 est immobilisée en rotation par une bague de blocage 47 qui est bloquée elle même sur l'arbre du moteur, et cette douille 46 est repoussée axialement de la bague de blocage 47 au moyen d'un ressort 48, et par suite vient appuyer intimement contre la face arrière de la douille 42,qui est poussée dans la direction opposée par le ressort 44.
Une bague d'étanchéité 49 qui est de préférence également en un caoutchouc synthétique tel que le néoprène, est montée autour de l'arbre du moteur et.est logée dans.une 'cavité annulaire de la face arrière de la-, douille 46.
Le logement de bague d'étanchéité 40 comporte un passage radial 40a, qui communique avec un passage de purge 40b conduisant de la cavité intérieure jusqu'à l'extérieur.
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La pièce de sortie ou de refoulement 23, qui se trouve à l'extrémité refoulement de la pompe, comporte un passage.45 traversé par les conducteurs d'alimentation du moteur.
Quand le rotor est entrainé par le moteur il aspire l'eau par le tuyautage d'admission 36a, et refoule cette eau dans ses passages rotatifs en spirale 33, jusqu'aux entrées des canaux non rotatifs 19 concordant avec les précédents.
Ces derniers canaux non rotatifs servent à redresser l'écoulement liquide qui passe ensuite entre les ailettes 17a puis entre les aubes 15a du canal annulaire situé dans l'enveloppe jusqu'au passage annulaire de refoulement 23b, puis jusqu'à l'orifice de refoulement du raccord.
Des presse-étoupes ne sont pas nécessaires pour empêcher le liquide d'atteindre le moteur. De tels presse- étoupes sont nécessaires dans les pompes construites jusqu'ici.
Il en résulte un frottement appréciable quand les garnitures de presse-étoupes sont serrées, et si les garnitures ne sont pas maintenues serrées, des fuites d'air se produisent à travers les presse-étoupes, et l'on perd la possibilité d'auto- amorçage. Dans les deux cas, on subit une perte de rendement.
Dans la pompe suivant la présente invention, il n'y a pas besoin de régler rigoureusement la position de la pompe et du moteur. Le moteur est refroidi naturellement par le liquide pompé. Le rapport du débit au volume d'encombrement est très supérieur à ce qu'il a été jusqu'ici, et la pompe s'amorce toujours automatiquement après un premier amorçage.
S'il existe une certaine contre-pression par suite de fuites entre le rotor et son couvercle, cette pression maintient la bague flottante 38 au contact de la collerette 37
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du rotor et de la face portante du tuyautage d'admission 36a.
S'il existe une dépression sur le côté aspiration de la pompe, cette dépression peut agir entre la collerette du rotor et son siège,et amener la bague en contact avec la collerette et ladite face portante.
Toute fuite franchissant le logement de bague d'étanchéité est envoyée au passage 40a qui se trouve à 1-'extrémité de l'enveloppe cylindrique, puisest évacuée à l'extérieur.
REVENDICATIONS 1. - Une 'pompe du genre décrite dans laquelle le rotor est fixé sur l'arbre d'un raoteur électrique enfermé dans un carter cylindrique qui constitue le corps de pompe, ce carter portant lui-même des canaux fixes en spirale, et communiquant par ces canaux avec un passage annulaire et de direction axiale qui envoie à la sortie de refoulement de la pompe le liquide provenant du rotor.
2. - Une pompe suivant 1 caractérisée en ce que le moteur et son arbre sont protégés d'une façon étanche contre tout contact avec le liquide circulant à travers la pompe.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to centrifugal pumps of the kind provided with a conical rotor with spiral vanes, constituting between them channels which preferably have an approximately constant cross section over their entire length, and non-spiral vanes. rotary receiving the liquid which is delivered to them by the rotor, to send this liquid to the pump delivery outlet.
The object of the present invention is to provide a pump of the type indicated, having high efficiency and safe operation, and whose construction is simple.
According to the present invention, the rotor of a pump of the type described is fixed to the shaft of an electric motor enclosed in a cylindrical casing which constitutes the pump body, this casing itself bearing fixed channels in
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spiral, and communicating by these channels with an annular passage and axially direction, which sends to the pump discharge the liquid from the rotor.
This invention also consists of a pump in accordance with the preceding paragraph and in which the motor and its shaft are separated, in a sealed manner, from the liquid which passes through the pump.
The pump may have a flanged rotor cover which is attached to the cylindrical body of the pump, an inlet fitting which is attached to said cover, and a floating, non-rotating seal ring which is placed between the cover and the fitting. intake and is disposed so as to press on an outer flange of the rotor and on an annular bearing face of the intake connector.
The device adopted is such that the ring is kept in contact with said flange and said bearing face by the pressure of the liquid which may leak or by the vacuum which may have existed in the inlet connection.
A mode of operation of the pump will now be described, by way of example, with reference to the accompanying figures in which: FIG. 1 is a vertical section of the improved pump according to the invention; Fig. 2 is a sectional view of the rotor; Fig. 3 is a section taken along line 3 - 3 of FIG. 2; Fig. 4 is an elevational view with partial section of the right end of the pump body which shows several fixed vanes; Fig. 5 is an end view when looking to the left with the pump body broken away to show the vanes;
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Fig. 6 is a section taken on 8 - 8 of FIG. 1.
The pump which is shown in the accompanying figures has a pump body constituted as a cylinder or casing 10, provided with outer flanges 11 at its ends and support feet 12. The cylinder comprises a shell or outer shield 13 and a shell or shield interior 14, reserving between them a longitudinal annular passage 15 which curves inwardly at its right end. The shells are kept spaced apart by fixed blades or longitudinal ribs 15a, and by a series of cast iron cross members 21 which are placed at the left end. The parts 15a and the cross members form between them a series of passages 22 arranged in a circular fashion (Fig.6).
Between the curved ends of the outer and inner shells 13 and 14, and occupying a part of the annular passage, there is a series of fixed spiral fins 17 integral with the axial fins 17, a, said fins forming between them spiral channels 18 and longitudinal channels 18a.
At the end where the spiral fixed vanes are located, the cylinder has a re-entrant flange 19, which supports a housing or frame 20 in which there is an anti-friction bearing 20a which is a combined bearing for the rotation and the axial thrust.
At the other end of the cylinder is fixed an output part 23 with a flange, which supports a housing 24 by means of an annular support 23a, made of cast iron with the output part 23 and reserving between it and this part an annular passage 23b. The annular support 23a is connected to the outlet part 23 by a series of crosspieces 23c, reserving between a series of passages 23d, which are arranged
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c'rcularly and coincide with the intervals. In said housing is fitted another anti-friction bearing 25, combined for rotation and axial thrust. A shaft 26 which carries the rotor 27 of an electric motor, can rotate in both bearings. The stator of the electric motor is inserted exactly inside the cylinder on which it is fixed.
The housing 24 constitutes at the same time a cover plate 29 which opposes the passage of water towards the shaft and its motor.
The stator is placed inside the cylinder by means of screws which pass through holes drilled in the shells - outer and inner and through holes 15b which are drilled in the fins 15a.
The right end of the shaft carries the rotor, which is constituted by shells 30 and 31 of conical shape, and spiral fins 32 located between the shells. The fins - - form with the shells a series of spiral channels 33 each of which preferably has a substantially constant cross section over its entire length (see in particular Figs.
2 and 3). In other words, - each of said spiral channels rises in a circumferential direction and its height decreases as it approaches the fixed fins, to maintain a constant cross section. The outer shell 30 has an extension 34 of tubular shape, which constitutes the inlet into the rotor and the inner ends of the channels communicate with this extension.
A flanged rotor cover 36 tightly encloses the rotor while allowing it to rotate freely, and is attached to the adjacent end of the cylinder 10, the flanged end of an inlet pipe 36a terminating at the pump, being then fixed to said cover. This piping has an annular groove which can receive an outer flange 37 formed on the extension 34,
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as well as a floating ring 38 which provides sealing and which bears against the flange and against an annular bearing face which is located on the intake pipe. Said floating ring is prevented from rotating by means of a number of immobilizing pins 39.
A flanged seal ring housing 40, which is bolted to the inner flange 19 of the cylindrical shell, surrounds the end of the shaft, between the rear of the rotor and the adjacent bearing box. This sealing housing formed an annular chamber 41, which surrounds the motor shaft and in which there is a sleeve 42, immobilized in rotation relative to the collar 40 by means of a finger 43, but spaced in the axial direction of the collar. 40 by a spring 44. A sealing ring 45, which is preferably made of synthetic rubber such as neoprene, is placed around the sleeve 42, and an annular groove 45a is provided in the housing 40 to receive this ring 45.
Another bush 46 is immobilized in rotation by a locking ring 47 which is itself blocked on the motor shaft, and this bush 46 is pushed back axially from the locking ring 47 by means of a spring 48, and consequently comes to press intimately against the rear face of the sleeve 42, which is pushed in the opposite direction by the spring 44.
A seal ring 49 which is preferably also of synthetic rubber such as neoprene, is mounted around the motor shaft and is housed in an annular cavity in the rear face of the bush 46.
The seal ring housing 40 has a radial passage 40a, which communicates with a purge passage 40b leading from the interior cavity to the exterior.
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The outlet or delivery part 23, which is located at the delivery end of the pump, has a passage 45 through which the motor supply conductors pass.
When the rotor is driven by the engine it sucks the water through the intake pipe 36a, and delivers this water in its rotating spiral passages 33, to the inlets of the non-rotating channels 19 corresponding to the previous ones.
These latter non-rotating channels serve to straighten the liquid flow which then passes between the fins 17a then between the vanes 15a of the annular channel located in the casing up to the annular discharge passage 23b, then up to the discharge port of the fitting.
Cable glands are not required to prevent liquid from reaching the motor. Such glands are required in pumps built heretofore.
This results in appreciable friction when the gland packings are tight, and if the packings are not held tight, air leaks occur through the glands, and the ability to self-release is lost. - priming. In both cases, there is a loss of efficiency.
In the pump according to the present invention, there is no need to rigorously adjust the position of the pump and the motor. The engine is naturally cooled by the pumped liquid. The ratio of flow rate to overall volume is much higher than it has been so far, and the pump always starts automatically after a first priming.
If there is a certain back pressure as a result of leaks between the rotor and its cover, this pressure maintains the floating ring 38 in contact with the collar 37
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of the rotor and the bearing face of the intake pipe 36a.
If there is a vacuum on the suction side of the pump, this vacuum can act between the collar of the rotor and its seat, and bring the ring into contact with the collar and said bearing face.
Any leakage passing through the seal ring housing is sent to passage 40a which is located at the end of the cylindrical casing, then is exhausted to the outside.
CLAIMS 1. - A 'pump of the type described in which the rotor is fixed to the shaft of an electric motor enclosed in a cylindrical casing which constitutes the pump body, this casing itself carrying fixed spiral channels, and communicating through these channels with an annular and axially directional passage which sends the liquid from the rotor to the pump discharge outlet.
2. - A following pump 1 characterized in that the motor and its shaft are sealed against any contact with the liquid flowing through the pump.
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