30 L À H O U I L L E B L A N C H E
D O C U M E N T A T I O N
L a P o m p e centrifuge et ses Applications.
Par C O M T E . Ingénieur.
Dès la plus haute antiquité, les hommes ont eu à résoudre le problème du transport de l'eau d'un lieu à un autre. N'exisie-t-il pas en France un grand nombre de vestiges prouvant que les Romains, par exemple, se préoccupaient déjà du transport de l'eau par aqueducs pour alimenter leurs somptueuses piscines]?
Au cours de ce dernier siècle, les besoins en eau se sont fait sentir dans tous les domaines et « liquide est devenu absolument indispensable à notre civilisation.
Les moyens mis en usage au cours des siècles sont bien différents et nous ne désirons nullement les énumérer ici, mais seulement.attirer l'attention du lecteur et ded'industriel sur celte question du transport des liquides en général et souligner les avantages principaux que présente la pompe centrifuge.
L e s applications d e l'électro-mécanique qui, depuis d e n o m b r e u s e s années, o n t pris u n e extension prodigieuse, o n t b e a u c o u p influencé le d é v e l o p p e m e n t et l'application d e la p o m p e centrifuge ; o n p e u t m ê m e dire q u e certaines créations d e la m é c a n i q u e m o d e r n e résultent d e l'in- fluence d e l'éiectro-technique.
corps d e p o m p e , saisit le liquide et le déplace sous l'action de la force centrifuge. L a f o r m e des t u b e s varie a v e c la nature d u travail q u e la p o m p e est chargée d'accomplir.
O n distingue trois types d e p o m p e s centrifuges : basse, m o y e n n e et h a u t e pression. Elles p e u v e n t être à axe ho- rizontal o u à a x e vertical. L e s p o m p e s centrifuges à haute
P o m p e centrifuge « Worthinglon »
Type de circulation directement'actionnée par turbine à vapeur.
O n sait q u e les m a c h i n e s électriques sont celles qui con- viennent le m i e u x à l'entraînement direct des m a c h i n e s ro- tatives. O r , la transmission électrique étant, p o u r des raisons qu'il serait superflu d'exposer ici, supérieure à toutes les autres transmissions d e force, il est tout naturel q u e les industriels t e n d e n t à créer d a n s la m e s u r e d u pos- sible, des m a c h i n e s rotatives.
L e s p r o g r è s qui ont été réalisés ces dernières années d a n s la construction des m o t e u r s électriques à g r a n d e vitesse (3.000 tours par m i n u t e p o u r courant triphasé, 5 0 périodes et p o u r des puissances d e plusieurs centaines d e c h e v a u x effectifs) o n t p e r m i s d ' a u g m e n t e r encore le c h a m p d'appli- cation déjà vaste des p o m p e s centrifuges.
L e s p o m p e s centrifuges se c o m p o s e n t d e d e u x parties principales qui sont : le corps d e p o m p e et la roue à aubes, qu'on appelle aussi impulseur. L'impulseur tourne d a n s le
pression diffèrent d e celles à basse pression p a r u n appareil directeur, appelé diffuseur, et qui a l'avantage d'augmenter sensiblement leur r e n d e m e n t utile.
A T a sortie d e l'impulseur l'eau, a n i m é e d e sa vitesse m a x i m a , est reçue p a r ce diffuseur, d o n t la f o r m e est ri- g o u r e u s e m e n t établie e n fonction d e l'angle d e sortie de l'eau. C e t appareil est constitué p a r des c a n a u x à sections croissantes. L a réaction d u liquide sur les a u b e s fixes achève d e transformer la vitesse e n pression hydraulique.
D e la construction soignée d e cet appareil et d e la trans- f o r m a t i o n rationnelle d e la vitesse e n pression, dépend j u s t e m e n t le r e n d e m e n t élevé des p o m p e s à h a u t e pression.
L ' e m p l o i d u diffuseur a p e r m i s d'utiliser des pompes » u n seul i m p u l s e u r p o u r des h a u t e u r s d'élévation de plus d e 1 0 0 m è t r e s et d'obtenir u n r e n d e m e n t supérieur.
Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1922008
L A H O U I L L E B L A N C H E 31 POMPES CENTRIFUGES A BASSE PRESSION
L a figure ci-dessous représente u n e p o m p e à basse pres- sion e m p l o y é e c o m m e p o m p e de-circulation d'un c o n d e n - seur, entraînée directement p a r u n e turbine à v a p e u r .
Ces p o m p e s à basse pression t r o u v e n t é g a l e m e n t leur application d a n s les t r a v a u x publics, alimentation générale, irrigation, a s s è c h e m e n t des cales d e r a d o u b , etc.. L a figure N ° 7 0 3 5 représente u n e telle p o m p e à a x e vertical.
P o m p e centrifuge « Worthington •»
Type verticale de 1 m . 370 d'orifice pour épuisement des cales de radoub.
Elles sont g é n é r a l e m e n t e m p l o y é e s p o u r tous débits et pour des h a u t e u r s d'élévation d e 1 à 2 0 m è t r e s . C e s ap- pareils n e p o s s è d e n t q u ' u n i m p u l s e u r et sont d e construc- tion simple et robuste. L e u r conception h y d r a u l i q u e est très soignée et p e r m e t d'obtenir des r e n d e m e n t s supérieurs.
(72 à 8 0 % ) ; leur puissance d'aspiration est très grande.
POMPES CENTRIFUGES A M O Y E N N E PRESSION
Ce t y p e d e p o m p e s possède, d e m ê m e q u e le type à basse pression, u n seul i m p u l s e u r . Toutefois, c o m m e son
Groupe Turbo. P o m p e « Worthington » T y p e marine d'incendie.
n o m l'indique, la pression d e r é g i m e varie d e 1 0 à 5 0 mètres.
H est a v a n t a g e u s e m e n t e m p l o y é d a n s l'alimentation des châteaux d'eau, c o m m e p o m p e à incendie à poste fixe o u mobile, etc..K L a figure N ° 7 0 3 4 m o n t r e u n e p o m p e à m o y e n n e pression entraînée d i r e c t e m e n t p a r u n e turbine à
v a p e u r , g r o u p e qui est destiné a u service d'incendie p o u r p a q u e b o t s .
C e s p o m p e s p e u v e n t être entraînées p a r courroie o u direc- t e m e n t p a r m o t e u r s électriques, m a c h i n e s à v a p e u r , turbines à v a p e u r , m o t e u r s à essence o u huile lourde ; voire m ê m e d a n s certains cas p a r turbines hydrauliques.
POMPES CENTRIFUGES A HAUTE PRESSION C e s p o m p e s différent d e s p o m p e s à basse et m o y e n n e pression, n o n s e u l e m e n t p a r le diffuseur, m a i s p a r le n o m - bre d e s e g m e n t s qui la c o m p o s e n t . E n effet, c o m m e le n o m m ê m e l'indique, l'on p e u t obtenir a v e c ces p o m p e s d e s pressions allant jusqu'à 6 0 0 et 7 0 0 mètres. C e s hauteurs considérables s'obtiennent e n plaçant les-uns à côté des autres et sur le m ê m e arbre plusieurs impulseurs, à c h a c u n desquels correspond u n diffuseur et u n appareil directeur.
L e liquide qui sort d u premier i m p u l s e u r sous u n e 'pres- sion déterminée est" a m e n é par l'appareil directeur à l'en- trée d u d e u x i è m e impulseur. Il sort d u d e u x i è m e i m p u l - seur sous u n e pression double. D u second i m p u l s e u r le li- q u i d e passe d a n s le "troisième, le q u a t r i è m e , le n-ième.
L a pression finale sera trois, quatre, n-fois la pression obte- n u e p a r u n seul impulseur.
L e s différents éléments q u i f o r m e n t ces diffuseurs et appareils directeurs, qu'on appelle pièces intermédiaires, sont assemblés et fixés entre le couvercle d'aspiration et le couvercle d e refoulement- C e s d e u x dernières pièces sont p o u r v u e s d e fortes brides sur lesquelles viennent se fixer les b o u l o n s d'assemblage (voir figure ci-dessous).
L e n o m b r e d'impulseurs et d e s e g m e n t s qu'il convient d'adopter p o u r constituer la p o m p e , suivant la pression totale qu'elle doit engendrer, d é p e n d d e diverses circons- tances techniques, n o t a m m e n t d e la parfaite exécution des organes e n m o u v e m e n t et d e la b o n n e construction des paliers. L'expérience acquise d a n s ce d o m a i n e fixe ce n o m - bre à 8 et 1 0 a u . m a x i m u m , suivant la g r a n d e u r d e la p o m p e .
L o r s q u e la pression totale d e m a n d é e , divisée p a r la pression d e c h a q u e i m p u l s e u r qui est limitée, n o u s d o n n e u n chiffre supérieur à 8 o u 1 0 , l'on constitue ce q u ' o n a p - pelle u n g r o u p e d e d e u x p o m p e s centrifuges m a r c h a n t e n série. L e m o t e u r est g é n é r a l e m e n t placé entre les d e u x p o m - pes, qui.sont reliées entre elles p a r u n e conduite intermé- diaire.
L e s r e n d e m e n t s des p o m p e s à h a u t e pression sont élevés et a v e c les g r a n d s m o d è l e s l'on p e u t facilement atteindre 7 2 à 7 8 % et plus, suivant les conditions d'éléva- tion. L a h a u t e u r d'élévation m a x i m u m q u i est générale- m e n t a d m i s e p a r i m p u l s e u r à h a u t e pression est d e 6 0 m è t r e s ;
U n e des caractéristiques principales d e la p o m p e centri- fuge est q u ' o n p e u t e n pleine exploitation fermer c o m p l è - t e m e n t la conduite d e refoulement, sans a u c u n d a n g e r p o u r la p o m p e e l l e - m ê m e et p o u r ses organes. L'emploi d e ces p o m p e s centrifuges est d o n c tout indiqué p o u r l'alimenta- t i o n ^ d e c h â t e a u x d'eau a v e c réglage p a r flotteur, p o u f l'alimentation d e chaudières (voir figure N ° 7 0 5 2 ) et des a c c u m u l a t e u r s d e pression.
L e c h a m p d'application des p o m p e s centrifuges à h a u t e pression est très vaste. Elles sont actuellement e m p l o y é e s c o m m e p o m p e s d'épuisement, d e m i n e s (jusqu'à 6 0 0 mètres d e p r o f o n d e u r et plus), p o u r l'alimentation e n e a u potable des villes, p o u r la m a n œ u v r e hydraulique des engins d e ports, etc..
32 L A H O U I L L E B L A N C H E L e s t r a v a u x d e fonçage des m i n e s se font aussi a u
m o y e n d e p o m p e s centrifuges et la figure ci-desscus n o u ? m o n t r e u n t y p e spécial à a x e vertical
L a ' p o m p e est fixée à u n cadre e n fers profilés. L e m o t e u r électrique est disposé directement sur la p o m p e . A la partie supérieure d u cadre est fixée u n e poulie à gorges a u t o u r d e laquelle vient s'enrouler le câble d e suspension.
CONDUITES D'ASPIRATION ET D E R E F O U L E M E N T L a h a u t e u r d'aspiration qui p e u t être o b t e n u e avec les p o m p e s centrifuges est d e 8 m è t r e s (eau froide). L'étan- chéité d e la conduite d'aspiration doit être parfaite. Les presse-étoupe doivent e m p ê c h e r toute infiltration d'air d a n s le corps d e p o m p e .
P o m p e centrifuge « Worthington » à haute pression.
L è g r o u p e ainsi constitué est d e s c e n d u a u fond d u puits jusqu'à la z o n e d e fonçage. L a colonne d e refoulement est g é n é r a l e m e n t fixée, directement d a n s l'axe m ê m e d u g r o u p e m o t o - p o m p e . L e g r o u p e continue à descendre a u fur et à m e s u r e d e l'épuisement des e a u x d'infiltration. Ces p o m p e s sont g é n é r a l e m e n t p r é v u e s p o u r des h a u t e u r s n e dépassant p a s 1 5 0 mètres.
O n a s o u v e n t reproché a u x p o m p e s centrifuges 1 ' inféirorité d ' aspiration p a r rapport a u x p o m p e s à piston. C e reproche n e serait p a s f o n d é si l'on avait v o u é plus d'attention
Groupe moto. P o m p e centrifuge « Worthington » à haute pour alimentation de chaudières.
P o u r le fonçage o u l'épuisement d e m i n e s plus profondes, l'on installe à m i - h a u t e u r u n o u plusieurs groupes fixes à a x e horizontal qui refoulent alors jusqu'au jour.
G r â c e à l'espace très restreint nécessité par ces p o m p e s , il reste assez d e place p o u r le passage des bennes. Les' a v a n t a g e s q u e présentent ces p o m p e s d e fonçage expli- q u e n t leur e m p l o i d e plus e n plus étendu, car elles assurent aux exploitations minières u n puissant auxiliaire.
P o m p e centrifuge Worthington Type de fonçage.
à ces questions d'étanehéité. Il a été établi des conduites d'aspiration d'une l o n g u e u r d e plus d e 1.000 m è t r e s sans qu'il e n soit résulté a u c u n inconvénient, t II faut surtout p r e n d r e soin qu'il ne.
puisse se f o r m e r d e p o c h e s d'air et que tous lès joints soient bien étanches. Enfin, if convient d e d o n n e r à la conduite une légère inclinaison, p o u r permettre aux bulles d'air q u i se d é g a g e n t toujours de l'eau, d'être é v a c u é e s p a r la p o m p e centr- ifuge*
L'établissement des conduites d e r e f o u l e m e n t n e présente a u c u n e difficulté. Il n'est p a s nécessaire d e prévoir des ré- servoirs d'air, p u i s q u e le m o u v e m e n t i m p r i m é à l'eau parla p o m p e centrifuge est a b s o l u m e n t continu. L e passage de l'eau d e la conduite d'aspiration à la conduite d e refoule- m e n t se fait sans c h o c et il n'y a a u c u n e instabilité dans la colonne d'eau e n m o u v e m e n t .
pression
L A H O U I L L E B L A N C H E 33
Utilisation des Combustibles.
Nous croyons intéressant de signaler aux lecteurs de la Houille Blanche, le Rapport de M . Raubcr,à la Commission d'utilisation des combustibles. Cette étude constitue u n document de premier ordre pour tous ceux qui s'occupent d'exploitation et d'Installa- tions de Centrales à vapeur chauffées au charbon.
Après avoir énuméré les caractéristiques d'une Centrale, l'au- teur envisage les différentes solutions, et sortes de matériel em-
ployées. ,::
Types de chaudières, Surchauffeurs, Economiseurs, .Réchauf- feurs d'air, Tirage, Foyers, Accessoires divers des chaudières, Tuyau- terie de vapeur, E a u d'alimentation, Conduite des chaufferies, Traitement des mâchefers, Turbines à vapeur, Condensation et Alternateurs.
M. Rauber termine son travail par les conclusions "suivantes : I. — U n e centrale à vapeur moderne, petite ou grande, est né- cessairement un ensemble assez compliqué, dont on ne devra déci- der la création qu'après étude approfondie. .
II. — • E n raison de cette complexité et de la rapidité d'évolution de la technique, il est prudent de consulter, pour les études de centrales, des spécialistes éprouvés, afin d'être sûr de réaliser, dans chaque cas particulier, J'usine la moins chère c o m m e établisse- ment, la plus moderne, et la plus, économique.
A ce point, de vue on peut désirer que réussissent, dans notre pays, des bureaux d'études de centrales spécialisées, c o m m e il en existe en Angleterre et en Amérique, qui constituent par leur expé- rience u n élément sérieux de perfectionnement.
III. — D e grands progrès sont encore possibles en ce qui con- cerne l'économie de combustible. Parmi les principaux citons :
L'emploi de pressions de. vapeur plus élevées ; L'emploi d'une forte surchauffe ;
L e réchauffage de l'eau d'alimentation, notamment par des pré- lèvements de'vapeur aux turbines ;
L a récupération poussée à l'extrême de toutes les chaleurs per- dues.
Il est permis d'espérer, dé l'application plus ou moins complète de ces perfectionnements, une économie de combustible de 20 à 40 % par rapport, à celle des bonnes centrales actuelles, toutes cho- ses égales. Il s'impose que l'on soit, en France, où la production des mines de combustible est inférieure aux besoins du pays, à la tête du progrès dans cette voie.
, IV'. — n est désirable, pour favoriser ce mouvement, que l'Etat et les grands groupements industriels provoquent et. subventionnent des travaux des physiciens et des savants en vue de poursuivre l'étude expérimentale des propriétés de la vapeur d'eau jusqu'aux pressions et aux températures de surchauffe les plus élevées.
Conférence internationale des Grands; Réseaux de Transport d'énergie électrique à haute tension.
La Conférence internationale des grands Réseaux de Transport d'énergie électrique à très haute tension, qui a eu lieu à Paris du 21 au 26 novembre-1921, au,siège de l'Union des Syndicats de l'Electricité, 7, rue de Madrid, a complètement atteint les buts que s'était proposés l'Union des Syndicats de l'Electricité, en orga- nisant cette conférence. Les n o m b r e u x délégués français et étran- gers ont adressé à diverses reprises au président de l'Union des Syndicats .d'Electricité, M . Raynald Legouez, et à son secrétaire général, M . TriJjot Laspière, leurs remerciements chaleureux pour la parfaite organisation de la Conférence..
Les délégués ont unanimenent exprimé le v œ u que cette pre- mière Conférence soit suivie à bref délai d'une nouvelle réunion où seraient examinés certains points, qui n'ont p u être qu'effleu- rés au cours de la première réunion.
U n autre v œ u , qu'il convient de signaler, est que les travaux de la Conférence internationale soient officiellement communiqués à
la Commission électrotechnique internationale, en vue d'en tirer les conclusions utiles concernant le travail d'unification dont est spécialement chargée cette commission.
Les délégués étrangers n'ont pas voulu se séparer sans envoyer leur salut à M . Blohdel,qui, dès l'ouverture de la Conférence, avait été acclamé président d'honneur conjointement à M . Mailloux et que son état cle santé a empêché d'assister aux séances ; ils lui ont adressé l'expression unanime de leur sympathie et de leur admi- ration pour l'importance cle ses travaux.
L e Dr Mailloux, président cle la.Commission électrotechnique internationale, avait fait le voyage des Etats-Unis à Paris pour, en m ê m e temps qu'assister-aux réunions de la Conférence, pren- dre la parole au cours de la cérémonie organisée en l'honneur d'Ampère, qui a eu lieu le jeudi 21 novembre, dans le grand a m - phithéâtre de la.Sorbonne, sous la haute présidence de M . Mille-, rand, président de la République française.
L a m p e M a z d a demi-watt et la contrefaçon.
La lampe connue de tous nos lecteurs sous le n o m de lampe demi watt a pour origine, ainsi qu'on le sait, une invention due au doc- teur Langmuir, dont les brevets sont exploités par la General Elec- tric C o m p a n y et ses Filiales en tous pays (La Cie des Lampes en
France).
La contrefaçon clu brevet fondamental vient d'être l'objet de deux importants procès : l'un engagé aux Etats-Unis par la General Ekctric Company contre la Nilro-Tiingsten Lamp C°, et l'autre :en Angleterre par la British Thomson-Houston Company Ltd contre la Corond Lamp Works Ltd.
Alors que les Tribunaux américains avaient donné entièrement raison à la G. E . G0; à Londres, au contraire, le tribunal de Pre- mière instance et la Cour d'appel, tout en reconnaissant la breveta- bilité et l'importance de premier ordre de l'invention, avaient statué contre le brevet, dont les revendications (Claims) n'avaient pas
paru répondre strictement, aux conditions de pur formalisme exa- gérées par la législation anglaise des Brevets.
L a British Thomson-Houston fit alors appel de l'arrêt devant la Chambre des Lords qui, statuant le 19 décembre dernier c o m m e
Cour Judiciaire Suprême, selon la Loi Anglaise, a réformé la déci- sion des premiers juges et a prononcé, à l'unanimité et en dernière instance, la validité du brevet et la condamnation des contrefacteurs aux dépens des trois instances et au paiement des dommages-inté- rêts, en réparation du préjudice causé aux propriélaires du brevet par la Corona L a m p W o r k s Ltd du fait de ses contrefaçons.
Plus récemment, et à la suite de nombreuses contrefaçons du m ê m e genre, le m ê m e débat a été engagé devant les tribunaux fran- çais par la Compagnie des Lampes, à qui la Compagnie Française Thomson-Houston et la General Electric C° ont fait apport de tous leurs brevets visant les lampes à incandescence pour la France, l'Espagne, le Portugal, ainsi que les Colonies et pays de protectorat.
Salon du Mobilier et des Arts appliqués.
En plus du Congrès et du Concours de l'Hygiène, l'Office Cen- tral de la Construction et de l'Habitation ouvrira, au Palais de la
Foire, du 1erau 15 octobre 1922, u n Salon du Mobilier et des Arts appliqués avec Concours de « Décoration moderne », auquel des ré- compenses seront accordées aux lauréats.
U n e section sera réservée aux Arts féminins (broderie, dentelles, cuir et. métaux repoussés, pyrogravure, travaux d'étoffe, etc.).
Il y aura, en outre, une exposition rétrospective d'intérieurs et costumes de la région du sud-est (Bourgogne, Bresse, Provence, Auvergne, Savoie, etc.).
