Groupe moteur-pompe Le groupe moteur-pompe objet de l'inven tion est caractérisé en ce que la roue de la pompe et le rotor du moteur sont montés sur un arbre commun et en ce que la pompe et le moteur sont enfermés dans une bâche com mune à laquelle le liquide à pomper a accès et qui renferme aussi ledit arbre et ses paliers, le groupe étant agencé de manière que ces pa liers ne soient pas soumis à un effort axial no table quand le fluide à pomper est à haute pression, ladite bâche commune comprenant deux parties, à savoir une partie renfermant le moteur et une partie renfermant la pompe, ces parties étant jointes ensemble suivant un plan situé entre la pompe et le moteur, la dis position étant telle que le stator et le rotor du moteur, la roue de la pompe,
l'arbre et ses paliers constituent un tout solidaire de la par tie de la bâche dans laquelle est logé le mo teur, de sorte que lorsqu'on sépare les deux parties susdites de la bâche, le stator, le rotor, la roue, l'arbre et les paliers sont retirés de l'autre partie de la bâche, et en ce qu'il com prend des moyens isolants entravant l'écoule ment, vers ledit plan, de la chaleur provenant de la pompe.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du groupe moteur-pompe objet de la présente invention et une variante. La fig. 1 est une coupe axiale.
La fi-. 2 est une coupe d'une pièce consti tuant une variânte.
La fig. 3 e %t une vue en plan de ladite pièce.
La fig. 4 est une coupe d'un organe repré senté à lu fig. 1.
La fig. 5 est une vue en plan dudit organe. Dans l'exemple représenté, le groupe com porte une pompe centrifuge qui comprend une roue 1 montée à une extrémité d'un arbre com mun 2 sur lequel, près de son autre extrémité, est monté un rotor 3 d'un moteur électrique à cage d'écureuil. La pompe est enfermée dans une partie de bâche 4 qui se prolonge en 22 se joint à une autre partie de bâche 23 ren fermant le rotor 3 et le stator 5 du moteur électrique, l'arbre 2 s'étendant dans les deux dites parties de la bâche.
Le liquide à pomper entre axialement par une ouverture 6 à l'extrémité côté pompe de la bâche, et sort par une ouverture 7 disposée sur le côté de la bâche au niveau de la roue 1, de la manière usuelle, la portion de la bâche immédiatement autour de la roue étant d'un diamètre considérablement plus grand que celui de ladite roue. Les parties 22 et 23 de la bâche 4 sont d'un diamètre notablement infé rieur à celui de la partie de la bâche entourant la roue, mais légèrement plus grand que le diamètre de la roue elle-même. Ces parties sont approximativement cylindriques et coaxia les à l'arbre commun 2.
Le rotor 3 du moteur électrique est monté sur l'arbre commun 2 à l'extrémité éloignée de la roue 1 de la pompe, un espace de dimen sions importantes étant laissé entre le rotor et la roue. Le stator 5 entoure le rotor 3 de la manière usuelle, et il est supporté par une coquille de stator 8 relativement mince, fixée à la bâche.
L'arbre commun 2 tourne dans deux pa liers 9 et 10 à coussinets. Le palier 9 est pro che de l'extrémité du moteur côté pompe, et il est supporté par un boîtier 11 fixé à l'extrémité de la coquille du stator 8. Le palier 10 est pro che de l'autre extrémité du moteur et il est porté par un boîtier 12 fixé à l'autre extré mité de la coquille 8 du stator.
Le groupe est destiné à être utilisé dans la position représentée à la fig. 1, l'arbre 2 étant vertical avec la pompe à son extrémité infé rieure. La poussée de l'arbre vers le bas est supportée par un palier de butée 13. Les pa liers à coussinets 9 et 10 et le palier de butée 13 sont tous du type à supports inclinables. Dans le cas du palier de butée 13, les sup ports inclinables sont portés par un anneau 14, porté lui-même par le boîtier 12 du palier 10. Les supports inclinables supportent une sur face d'appui 15 sur le côté inférieur d'un disque 16 monté sur l'arbre 2.
Un manchon fixe 17 entoure la partie de l'arbre 2 comprise entre la roue 1 de la pompe et le palier inférieur 9. La surface interne du manchon 17 est très proche de la surface ex terne de l'arbre 2. A son extrémité supérieure, le manchon 17 est fixé par soudure à un dis que conducteur de chaleur épais 18, en métal, dont la périphérie externe se loge étroitement dans la partie 22 de la bâche de la pompe. Le disque 18 est fixé à son tour à la face infé rieure du boîtier de palier 11.
A son extrémité inférieure, le manchon 17 présente une bride extérieure 19 dont la pé riphérie externe prend appui sur la périphérie interne de la bâche, juste au-dessus de la par tie de grand diamètre qui entoure la roue 1.
Une pile d'éléments 20, en forme de dis ques, est disposée autour du manchon fixe 17, chaque élément présentant des ondulations cir culaires coaxiales et se logeant très étroitement entre la surface externe du manchon et la sur face interne de la bâche. Ces éléments 20 sont supportés par la bride 19 que présente l'ex trémité inférieure du manchon, et l'élément le plus élevé se trouve environ à mi-hauteur en tre la bride 19 et le disque conducteur 18. Les éléments 20 sont disposés de manière que les crêtes des ondulations de chaque élément s'en gagent avec les crêtes des éléments adjacents, ce qui forme un certain nombre d'espaces an nulaires entre les éléments.
Entre la pile d'éléments 20 et le disque conducteur 18, il est prévu un certain nom bre d'écrans thermiques 21, en forme de disques plats, disposés horizontalement, fixés de manière permanente autour du manchon 17 à distance les uns des autres et dont la périphérie externe est proche de la surface interne de la bâche.
On voit que la partie 22 de la bâche est d'une seule pièce avec la partie 4, la seconde partie 23 étant fixée à la partie 22 au moyen de boulons 24 et son extrémité supérieure étant fermée. La coquille 8 du stator du moteur et aussi le boîtier 11 du palier 9 sont tous deux fixés à la partie 23, ces deux pièces présen tant des brides dirigées vers l'extérieur qui sont maintenues par des vis 25 à l'extrémité inférieure de la partie 23. Ainsi. en dévissant les boulons 24, la partie supérieure 23 de la bâche peut être séparée de la partie 22 en en traînant avec elle l'ensemble du mécanisme intérieur comprenant la roue 1 de la pompe et tous les organes placés au-dessus de cette roue, sans toucher à la bâche de la pompe qui peut être soudée de manière permanente à la con duite principale.
Comme on le voit, le montage du boîtier de palier 12 à l'extrémité supérieure de la co quille 8 est assuré au moyen d'une bride ex térieure de ce boîtier, maintenue par des bou lons 26 sur la partie supérieure de la coquille. Les mêmes boulons 26 fixent aussi un cylindre de circulation 27 sur la bride du boîtier 12. Ce cylindre forme un capuchon enfermant les paliers 10 et 13 et leurs boîtiers, ainsi que le disque 16. L'extrémité supérieure du cylindre de circulation 27 présente une ouverture mu nie d'une garniture 34 de section axiale en forme de T qui coopère avec un collier 28 monté sur l'extrémité de l'arbre 2 au-delà du disque 16, pour former un joint mobile entre ce collier et ladite ouverture.
Le sommet de la partie 23 de la bâche pré sente une ouverture qui est fermée et scellée au moyen d'un bouchon isolant 29 à travers lequel passent des bornes 10 qui sont connec tées par des conducteurs 31 aux enroulements du stator 5. Le bouchon 29 et les bornes peu vent être assemblés lors de leur fabrication. Un coffret de bornes 32 recouvre les extrémi tés extérieures des bornes 30. Une pièce annu laire 33 d'un bloc avec le bouchon 29 s'ajuste à glissement avec la garniture 34.
Un liquide de refroidissement circule à travers la bâche, et à cette fin il est prévu un réfrigérateur externe (non représenté), dont la sortie communique par une conduite 35 avec la partie supérieure de la bâche. Une autre conduite 36 relie l'entrée dudit réfrigérateur externe à la bâche, environ à mi-distance en tre la roue 1 de la pompe et le disque conduc teur 18. La circulation du liquide réfrigérant est assurée au moyen d'une roue auxiliaire ob tenue en perçant un trou 37 axialement dans l'extrémité supérieure de l'arbre 2 et d'autres trous 38 radialement dans le disque 16, les trous 38 se continuant dans l'arbre 2 et débou chant dans le trou 37.
On constitue ainsi une roue centrifuge dont l'entrée est à la partie supérieure du trou 37 et dont la sortie est formée par les extrémités extérieures des trous 38. Pour rendre possible la circulation du li quide, les lumières suivantes sont prévues : lu mières 39 dans la pièce 33, lumières 40 dans la bride du boîtier de palier 12, lumières 41 dans la coquille 8 près de l'extrémité inférieure de. celle-ci, lumières 42 dans la bride du boî tier de palier 11, lumières 43 dans le disque conducteur 18 et lumières 44 dans le manchon 17 environ au niveau de la conduite 36.
Pour empêcher que des dépôts provenant du liquide pompé principal atteignent les pa liers, il est prévu un joint d'étanchéité 45 en tre le manchon 17 et l'arbre 2 dans une frai- sure prévue à l'extrémité inférieure du man chon, ce joint étant maintenu en place avec une pression appropriée au moyen d'un an neau de fixation 46. Ce joint peut être une garniture à base d'amiante.
Une chemise d'eau de refroidissement en toure la bâche, immédiatement autour du dis que conducteur 18. Elle est constituée par deux anneaux 47 soudés autour de la bâche l'un au- dessus de l'autre, et par un anneau 48 qui re couvre les d'eux anneaux 47. Une conduite d'amenée 49 reliée à une source d'eau froide passe à travers l'anneau 48 et débouche dans l'espace compris entre les deux anneaux 47, et une conduite de sortie 50 mène dudit espace à l'extérieur à travers l'anneau 48.
La pompe permet de pomper un liquide chaud à haute pression, par exemple de l'eau d'un bouilleur. Il existe une communication entre le liquide à pomper et la partie de la bâ che qui renferme le moteur, cette communica tion étant assurée partiellement au moyen d'un petit jeu annulaire entre l'arbre 2 et le man chon fixe 17 qui l'entoure et ensuite à travers le palier à coussinets inférieur 9, et partielle ment à travers les petites lumières 44 dispo sées radialement dans ce manchon, l'espace autour des écrans 21 et les lumières 43 et 42.
Aucune quantité de chaleur notable n'est con voyée le long de l'un ou l'autre de ces tra jets du liquide, ce dernier formant des films très minces. Les masses de liquide entre les éléments 20 et entre les écrans 21 sont prati quement stagnantes, et le mince film de liquide entre l'arbre 2 et les paliers reste froid.
Le cylindre de circulation 27 assure le pas sage de tout le liquide s'écoulant à partir de la roue auxiliaire, à la fois à travers et autour des paliers 13 et 10 et ensuite à travers le mo teur. Les lumières 41, cependant, permettent le passage d'un peu de liquide à l'extérieur de la coquille 8 après son passage dans le moteur.
Ainsi, une faible partie seulement de la cha leur du liquide pompé atteint le moteur, bien qu'il y ait entre le liquide à pomper et le mo teur une libre communication qui maintient la pression du liquide autour du moteur pratique ment à la même valeur que la pression du li quide à pomper, et ceci bien que le moteur soit contenu dans une bâche commune avec la pompe.
La partie de l'arbre 2 entre la roue et le point milieu des écrans 21 est creuse, afin de réduire la chaleur transmise par cet arbre.
Le joint entre les parties inférieure et supé rieure 22, 23 de la bâche se trouve au-dessus de la chemise d'eau et, par conséquent, ce joint est froid. Cette particularité constitue un avan tage important car, comme il est connu, des joints boulonnés soumis à de hautes tempéra tures et à de fortes pressions sont difficiles à réaliser. Les fig. 2 et 3 montrent un dispositif cons tituant une variante remplaçant les éléments 20 et les écrans 21 pour entraver le transfert de chaleur de la roue 1 au disque conducteur 18.
Ce dispositif comprend un bloc annulaire 53 agencé pour être monté autour du manchon 17, sa surface interne étant proche de ce manchon et sa surface externe proche de la bâche. Le bloc comprend une mince enveloppe métallique 51, soudée pour assurer son étanchéité, remplie d'un ciment ou d'une matière céramique 52 résistant à la chaleur. Ce bloc repose sur la bride 19 à l'extrémité inférieure du manchon 17, sa surface supérieure étant très proche de la surface inférieure du disque conducteur 18. Il s'adapte étroitement autour du manchon 17 et laisse un jeu suffisant avec la paroi de la bâche pour permettre au liquide de sortir par la conduite 36 vers le réfrigérateur externe.