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La présente invention est relative aux groupes électro-pompes en général et plus particulièrement aux appareils du genre en ques- tion utilisés pour assurer la circulation du fluide dans les.ins- tallations de chauffage central.
On sait que dans ces appareils, communément appelés circula- teurs ou accélérateurs, on a évité les inconvénients du presse- étoupe d'étanchéité destiné à rendre indépendants le moteur élec- trique d'entraînement et le corps de la pompe elle-même,en utili- sant un moteur à induction dont le rotor, solidaire de l'arbre du
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groupe, est entièrement noyé dans le liquide, le stator dudit mo- teur étant séparé du rotor par une chemise étanche en métal mince.
Dans les réalisations connues,-l'arbre du groupe est généralement prévu tubulaire et repose sur un axe de centrage convenablement supporté ; cette forme d'exécution nécessite ainsi l'usinage de deux arbres et est donc coûteuse. De plus les .appareils connus en pratique sont de construction délicate et compliquée, exigeant des emboîtages nombreux rendus étanches par des joints appropriés. Le démontage de tels appareils requiert la vidange complète de l'ins- .tallation quelle que soit la pièce ou élément à réparer ou à rem- placer. Enfin même en consentant une très grande précision d'usi- nage, on ne peut garantir un alignement convenable des paliers supportant directement ou indirectement l'arbre d'un tel groupe.
La présente invention a pour but la réalisation d'un groupe électro-pompe de construction simple et pratique et ne présentant pas les inconvénients ci-dessus sign alés.
Le groupe électro-pompe suivant l'invention est principale- ment remarquable en ce que l'arbre sur lequel sont montés le rotor de la pompe et celui du moteur électrique est supporté par des pa- liers dont l'un est directement solidaire du fond de la chemise séparatrice étanche et dépasse au delà de ce fond pour être centré dans le flasque du groupe correspondant au moteur électrique.
Suivant une disposition particulière de l'invention, la base ouverte de la chemise séparatrice est emboîtée et fixée de manière étanche, par exemple par soudure, à l'intérieur d'une bride inter- médiaire rapportée contre une portée annulaire prévue sur la face intérieure du flasque correspondant à la pompe.
Dans une première forme d'exécution du groupe suivant l'in- vention, l'arbre est directement porté par ses extrémités engagées d'une'part dans le palier précité solidaire du fond de la'chemise,
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d'autre part dans un palier fixé sur le flasque du groupé corres- pondant à la pompe. Cette disposition assure l'alignement rigou- reux des deux paliers du fait que ce,flasque est usiné concentri- quement pour réaliser l'alésage constituant la portée annulaire précitée et l'alésage destiné au montage du palier de l'arbre.
Un tel usinage peut être effectué très simplement tout en assurant un alignement exact des deux paliers, la chemise séparatrice et le palier dont son fond est solidaire se trouvant automatiquement centrés sur le flasque qui supporte le second palier. L'arbre du groupe peut être ainsi relise sous forme pleine et il est cepen- dant porté de façon parfaite par ses deux extrémités sans porte- à-faux d'aucune sorte, de telle sorte qu'il est possible de ré- duire la surface portante au minimum.
Dans une variante de réalisation; le second palier supportant l'arbre du groupe est solidaire d'un flasque intérieur disposé entre le rotor de la pompe et celui du moteur électriquè et enga- gé dans un contre-alésage ménagé dans la portée annulaire du flas- que correspondant à la pompe, ledit flasque intérieur étant main- tenu par la bride intermédiaire solidaire de la chemise sépara- trice. Le diamètre extérieur de ce flasque intérieur peut êtr'e prévu de manière à ce que ce dernier s'engage sans aucun jeu dans le contre-alésage précité ou, éventuellement', on peut faire com- porter à ce flasque un épaulement annulaire susceptible d'être engagé à l'intérieur de l'alésage de la bride intermédiaire sup- portant la chemise séparatrice.
Quelle que soit le mode de centra- ge, l'on comprend que les paliers supportant l'arbre du groupe sont automatiquement disposés en parfait alignement l'un par rap- port à l' autre.
Suivant une autre disposition particulière de l'invention, le flasque .du groupe correspondant au moteur électrique est direc-
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tement solidaire de la carcasse interne renfermant le stator de celui-ci, de manière à constituer avec cette carcasse une piè- ce unique en forme de cloche qui s'embate sur la cbemise sépara- trice étanche, le fond de ce flasque etc. perforé peu;.' s'enfiler sur l'extrémité extérieure dépassante du corps du palier porté par cetté chemise: De cette manière l'on obtient tout d'abord un ensemble très facilement démontable dont la fixation sur le flas- que correspondant à la pompe est réalisée au moyen de boulons, vis ou analogues totalement indépendants de la fixation de la bride solidaire de la chemise sur ledit flasque.
L'ensemble du sta- tor peut ainsi être enlevé sans qu'il soit nécessaire de vidanger l'installation ; une fois cet ensemble démonté, on peut à son tour démonter la chemise séparatrice, cette fois en procédant à une vi- dange, mais sans qu'il soit nécessaire de démonter la tuyauterie.
Dans une installation fonctionnant normalement en thermo-siphon et dans laquelle le groupe électro-pompe ne joue que le rôle d'ac- célérateur, on peut même alors remplacer l'ensemble de la chemise séparatrice et de la bride intermédiaire par une bride pleine pour remettre l'installation en état de fonctionner momentanément sans circulateur pendant qu'on procède à la révision ou à la réparation de celui-ci. En outre, 11-On comprend que le fond de la chemise séparatrice n'a pas à supporter la réaction du palier qui lui est fixé, puisque ce palier est centré et maintenu par le flasque ex- térieur voisin, ce qui permet d'envisager pour -cette chemise une épaisseur de paroi extrêmement réduite sans aucun inconvénient et notamment sans risque de déformation lors du transport et du mon- tage.
Suivant une troisième disposition particulière de l'invention, la portée annulaire est prévue de diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur du rotor de la pompe, de telle menière qu'une
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fois cette @ dégs@arisée de la portée annulaire du flasque correspondant àlaporge, tout l'ensemble mobile constitue par l'arbre; le rotor de la. pompe et celui du moteur électrique; la chemise et la bride puisse être enlevée sans autre démontage.
Suivant encore une quatrième disposition particulière de l'invention? l'un au moins des paliers supportant l'arbre du groupe est ouvert vers l'extérieur, sa face ouverte étant norma- lement fermée de manière étanche par un bouchon amovible, de pré- férence prévu en matière plastique transparente. Pour vérifier la rotation de' l'arbre ou pour le débloquer en cas de grippage, il suffit donc d'enlever l'un de ces bouchons pour accéder ainsi; moyennant une fuite très faible de liquide à travers le palier, à l'extrémité correspondante de l'arbre qui peut être avantageu- . sellent prévue avec mme fente en forme de tournevis ou de toute, manière désirée appropriée.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer.
Fig. 1 montre en coupe longitudinale générale un groupe électro-pompe établi suivant une première forme de réalisation de l'invention.
Fig. 2 est une coupe analogue à plus petite échelle mon- trant une autre forme de réalisation.
Fig. 3 est une coupe partielle,montrant une variante de la réalisation suivant fig. 2.
Le groupe représenté comprend un arbre unique 1 sur lequel sont montés les rotors.2 et 3, respectivement de la pompe centri- fuge et du moteur électrique d'entraînement. Pour fixer les idées, on appellera extrémité arrière de l'arbre celle qui porte le rotor
2 de la pompe et extrémité avant, celle qui porte le rotor 3 du
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moteur électrique.
Dans la forme de réalisation représentée en fig. 1, le rotor 2 de la pompe est réalisé sous la forme d'un plateau, dont la face arrière est pourvue d'ailettes substantiellement radiales 2a, qui peuvent présenter toute inclinaison et toute courbure appropriées.
L'arbre 1 se prolonge au-delà de ce rotor 2 par une portée arrière la qui tourne dans un palier cylindrique ouvert 4 solidaire de la partie centrale 5a du flasque arrière 5 du groupe et disposé dans une alvéole ménagée dans ledit flasque. Ce flasque 5 est agencé de manière à former corps fixe oa stator de la pompe centrifuge.
Il comporte à cet effet une tubulure d'admission 5b qui débou- che dans l'espace compris entre la partie formant plateau du rotor 2 et le palier 4. D'autre part ce flasque comporte encore une chambre annulaire de refoulement ou volute 5c, convenable- ment conformée en spirale, à la façon connue, et qui débouche dans une tubulure de refoulement 5d. Le flasque ou corps 5 ne comporte aucune cloison refermant l'espace en avant du rotor 2, mais simplement une partie annulaire 5e, de plus grand diamètre que ce rotor 2 et dont le bord le plus eu arrière est convenable- ment usiné de manière à ne ménager qu'un faible entrefer 6 autour de la périphérie du rotor.
Sur la partie annulaire 5e, convenablement usinée, s'emboî- te une bride 7 qui est fixée en place de façon étanche par des vis telles que 8 avec interposition d'un joint d'étanchéité 9.
Dans cette bride est montée à force la grande base d'une chemise séparatrice 10 dont le bord est soudé en place de façon étanche comme indiqué en 11. La chemise 10 est faite, à la façon connue, en une matière mince et étanche, mauvaise conductrice de l'élec- tricité, telle que certains alliages à base de nickel ou de chrome.
Sur la face avant de s'on fond est disposée une tête cylindrique 12
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pourvue d'une saillie arrière 12a qui traverse ledit fond et qui lui est soudée intérieurement comme indiqué en 13. Pour achever de rendre la tête 12 solidaire du fond de la chemise 10, on a également soudé la périphérie de cette tête à,la face extérieure duond, comme indiqué en 14.
La tête 12 est alésée axialement et renferme un palier 15 dans lequel tourne une portée 1b prévue à l'extrémité avant de l'arbre 1 au-delà du rotor 3 du moteur électrique, lequel tourne à jeu aussi réduit que possible à l'intérieur de la chemise 10.
Le groupe représenté en fig. 1 comporte encore une pièce 16 en forme de cloche .dont la base s'emboîte sur la face arrière du flasque 5, comme indiqué en 16a, tandis que le fond, convenable- ment perforé, se monte à jeu aussi réduit que possible sur la tête cylindrique 12. Cette pièce 16 renferme le stator 17 du moteur électrique avec ses, enroulements 18. Elle comporte sur le côté . une plaque à bornes 19 recouverte par un boîtier amovible 20, à la façon connue. Elle est fixée au flasque 5 par le moyen de pri- sonniers 21 vissés à refus dans ledit flasque et qui, traversant le stator 17 et le fond de la pièce 16, reçoivent des écrous de serrage 22.
Comme montré le rotor 2 de la pompe centrifuge est solidaire d'un,moyeu qui se termine vers l'arrière par un contre-plateau 2b destiné à former butée axiale en coopération avec un anneau plat 23 monté sur l'extrémité antérieure du palier 4 et maintenu angulairement fixe par le moyen d'un petit goujon 24.
Les extrémités de l'arbre 1 comportent des fentes de tourne- vis 1c. D'autre part ces extrémités'sont recouvertes par des cou- vercles 25 qui se montent respectivement sur la face arrière de la partie centrale 5a du flasque 5 et sur la face avant de la tête 12 par le moyen dé vis telles que 26. Un joint d'étanchéité
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27 est interposé entre chaque couvercle 25 et la surface contre laquelle il porte de manière à assurer une étanchéité parfaite.
On 'comprend'que l'équipage mobile, constitué par l'arbre 1 et les deux rotors 2 et 3 qu'il porte, tourne dans un espace en- tièrement isolé de l'extérieur de façon étanche par la chemise séparatrice 10 et les deux pièces qui en sont solidaires, savoir la bride 7. et la tête 12, de telle sorte que l'invention permet bien de réaliser un groupe électro-pompe sans presse-étoupe.
L'espace fermé par la chemise séparatrice 10 en avant du rotor 2 de la pompe, est d'ailleurs relié au refoulement de celle-ci par l'entrefer 6 et se trouve donc en sur-pression par rapport à l'as- piration de la pompe, ce qui détermine sur le rotor 2 une poussée vers l'arrière qu'absorbe la butée 2b-23.
On notera au surplus qu'il est possible d'accéder à l'une ou l'autre des deux extrémités'de l'arbre 1 du groupe, soit pour vérifier la rotation de cet arbre, soit pour le débloquer, en démontant simplement' l'un des couvercles 25. Certes quand on a démonté un couvercle l'étanchéité n'est plus assurée de façon absolue, puisque du liquide peut s'échapper à l'extérieur en fil- trant dans le jeu obligatoire ménagé entre l'arbre et ses paliers ; mais cette fuite est de faible importance et peut être . tolérée pendant le temps très court nécessaire à l'opération.
La possibilité d'accéder à volonté soit à l'extrémité avant, soit à l'extrémité arrière de l'arbre est d'ailleurs précieuse car elle permet à l'installateur d'agencer le groupe à la façon qui lui paraît la plus judicieuse, sans avoir à se préoccuper de ménagér un accès facile à l'une des extrémités de l'arbre de préférence à l'autre. On remarquera que le palier arrière 4 est disposé dans une alvéole située de façon telle que ce palier et sa butée se trouvent en avant du canal d'aspiration, ce qui évite tout dépôt
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boueux sur ledit palier.
L'arbre 1 est porté par ses deux extrémités, ce qui supprime tout porte-à-faux et permet donc un fonctionnement satisfaisant avec des surfaces de portée relativement réduites. Cet arbre, réalisé sous forme pleine, est d'un prix de revient bien infé- rieur au dispositif d'arbre tubulaire utilisé dans les appareils connus du genre en question. Cette réalisation sous forme pleine ne permet évidemment pas de prévoir une circulation d'eau dans les paliers, mais l'expérience montre que cela est sans inconvé- nient dans la pratique.
Le palier avant 15, supporté par la chemise séparatrice 10, c' est-à-dire par une pièce de 'très faible résistance mécanique, susceptible d'être déformée par les chocs ou les efforts anormaux, est centré par la pièce 16 en forme de cloche, qui constitue à la fois flasque et carcasse du moteur électrique et qui, présen- tant une grande rigidité, maintient donc ce palier dans l'axe du groupe.
Uri autre avantage du groupe décrit est qu'il est possible de démonter le stator pour le réviser ou pour le changer sans avoir ni à démonter les raccords de tuyauterie, ni même à vidanger l'ins- tallation de chauffage central ou autre sur laquelle lé groupe est interposé. Il suffit en effet de dévisser les écrous 22 et de re- tirer la pièce 16 en forme de cloche avec le stator fixé à son intérieur. On notera même que si pour une raison quelconque il est nécessaire d'accéder à l'équipage mobile, cela peut être réa- lisé sans démontage des tuyauterie, en vidangeant simplement l'installation jusqu'au niveau du groupe. En effet, après avoir enlevé la pièce 16 on peut dévisser les vis 8 et retirer la che- mise séparatrice 10 pour dégager l'arbre 1 et les pièces qu'il porte.
Il est même possible en pareil cas de remplacer momenta-
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nément la bride 7 par une bride pleine de manière à permettre de faire fonctionner l'installation sans groupe électro-pompe lorsque la chose'est possible, par exemple dans le cas d'une installation de chauffage central susceptible de fonctionner par thermo-siphon ou dans le cas d'une installation comportant plusieurs groupes électro-pompes en parallèle ou en série.
Dans la forme de réalisation représentée en fig. 2, l'arbre 1 est supporté d'une part par le palier 15 solidaire du fond de la chemise 10, d'autre part par un palier 104 solidaire d'un flasque intérieur 128, de forme circulaire, disposé en avant du notor de pompe 102. Ce flasque intérieur 128 est engagé à jeu réduit dans un contre-alésage ménagé dans l'alésage qui détermine la por- tée annulaire 5e du flasque de la pompé. Ce flasque intérieur 128 comporte au voisinage de sa périphérie un épaulement annulaire
128a de diamètre extérieur substantiellement égal au diamètre intérieur de l'alésage de la bride intermédiaire 7, de telle ma- nière que cet épaulement 128a se trouve parfaitement centré par rapport à la chemise 10.
La fixation de la bride intermédiaire 7 assure en même temps le pinçage et le serrage du flasque intérieur
128 dont le palier 104 se trouve ainsi parfaitement en ligne avec le palier avant 15. Comme dans la réalisation de fig, 1, l'arbre
1 est solidaire d'une butée mobile 129 coopérant avec une butée fixe correspondante, solidaire dans ce cas du flasque intérieur
128. Le rotor de la pompe 102 est fixé en bout de l'arbre 1 au moyen d'une vis 130. A titre d'exemple de variante, on a repré- senté sur cette même fig. 2 un bouchon d'extrémité 125 directe- ment vissé, avec interposition d'un joint d'étanchéité 27, sur une partie filetée de la tête 112 qui maintient le palier avant
15.
La variante de fig. 3 ne se distingue de la forme de réalisa-
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tion de fig. 2 qu' en ce qui concerne le mode de centrage du flas- que intérieur qui supporte le palier arrière de l'arbre 1 du grou- pe. Ce palier 204 est fixé au centre d'un flasque intérieur 228 dont le diamètre extérieur correspond substantiellement au dia- mètre intérieur du contre-alésage ménagé dans la portée)annulaire 5e, de telle manière que ce flasque soit automatiquement centré et serré en place lors de la fixation de la bride intermédiaire 7 au moyen des vis 8. Dans cette variante, le rotor 202 de la pompe est fixé en bout de l'arbre 1 au moyen d'un chapeau 231 convenablement vissé sur l'extrémité filetée dudit arbre.
On comprend que quelle que soit la forme de réalisation adoptée pour le maintien du palier arrière 4, 104 ou 204, son aignemen avec le palier avant 15 est rigoureusement exact. Le palier 4 est monté dans un alésage réalisé concentriquement sur la même pièce ou élément que celui utilisé pour centrer et main- tenir l'ensemble bride-chemise dont est solidaire le palier op- posé 15.
De même, les paliers 104 ou 204 se trouvent automatique- ment centrés dans le contre-alésage ménagé dans la portée annu- laire 5e et servant à la fois au centrage de la bride 7 et du flasque 128 ou 228. -
Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui pré- cède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équi- valentso Tout d'abord et ainsi qu'on l'a signalé plus haut, la pompe du groupe peut être quelconque ; ce peut être une pompe centrifuge à pression relativement forte, comme figuré, ou au contraire une pompe hélico-centrifuge pour faible pression et fort débit. Le stator 17 peut être monophasé ou.triphasé.
Le dis- positif prévu pour entraîner l'arbre 1 ou vérifier sa rotation
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après enlèvement d'un des couvercles 25 pourrait comporter non pas une fente de tournevis, mais bien un carré, un six pans, un triangle, etc..., le tout en saillie ou encreur. On pourrait même laisser les extrémités de l'arbre entièrement lisses en se réservant d'utiliser un tampon de caoutchouc ou autre matière adhérente pour entraîner cet arbre ou pour vérifier son sens de ro,tation. En ce qui concerne la chemise séparatrice 10, celle-ci pourrait être montée non pas à l'intérieur de la bride 17, mais bien sur un emboîtage de cette bride, sa base étant prévue suf- fisamment évasée pour que la mise en place du rotor 3 reste pos- sible ;
au lieu de la fixer en place par soudure, on pourrait opérer par sertissage, brasure, collage, Etc... Bien qu'il soit particulièrement avantageux de réaliser sous la forme de la piè- ce unique 16 le flasque antérieur du groupe et la carcasse du moteur électrique,on pourrait éventuellement prévoir deux pièces séparées convenablement emboitées l'une sur l'autre. D'autre part, en dépit de l'avantage que comporte la combinaison judicieuse en- tre elles des diverses dispositions décrites, on pourrait en cer- tains cas ne mettre en oeuvre que quelques unes seulement de celles-ci.