BE1028023A1

BE1028023A1 - Pumping set

Info

Publication number: BE1028023A1
Application number: BE20205060A
Authority: BE
Inventors: Mathieu Pierre Chenoux
Original assignee: Safran Aero Boosters
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2021-08-24
Also published as: BE1028023B1

Abstract

La présente invention concerne un ensemble de pompage (1) dans lequel le rotor (22) d’un moteur (2) entraine une pompe (3) par accouplement magnétique. La pompe (3) est décalée axialement du moteur (2).The present invention relates to a pumping assembly (1) in which the rotor (22) of a motor (2) drives a pump (3) by magnetic coupling. The pump (3) is axially offset from the motor (2).

Description

Ensemble de pompage Domaine techniquePumping assembly Technical area

[0001] La présente invention concerne un ensemble de pompage pouvant notamment être utilisé dans un groupe de lubrification de turbomachine d'aéronef.The present invention relates to a pumping assembly which can in particular be used in an aircraft turbomachine lubrication unit.

Art antérieurPrior art

[0002] Le document EP1803938A1 divulgue un groupe motopompe intégré à moteur électrique. Dans ce dispositif, la pompe est confinée à l'intérieur du moteur. Cela impose certaines contraintes pour une taille maximum de la pompe à taille de moteur donnée.[0002] Document EP1803938A1 discloses an integrated motor-pump unit with an electric motor. In this device, the pump is confined inside the engine. This imposes certain constraints for a maximum size of the pump at a given motor size.

Resume de l'inventionSummary of the invention

[9003] Un des buts de l'invention est de fournir une motopompe dans laquelle la taille de la pompe est indépendante de la taille du moteur. À cet effet, l'invention propose un ensemble de pompage pour utilisation dans un aéronef et comprenant: s un moteur électrique prévu pour être monté sur un arbre de support, comprenant un stator et un rotor, le rotor comprenant un premier dispositif magnétique et étant agencé pour tourner autour d’un axe de rotation, s une pompe comprenant un élément rotatif dont la rotation autour de l'axe de rotation entraine un pompage d'un fluide, l'élément rotatif comprenant un deuxième dispositif magnétique, et dans lequel la pompe est décalée axialement du moteur et l'ensemble de pompage est agencé pour qu’une rotation du rotor entraine une rotation de l'élément rotatif par accouplement magnétique entre le premier dispositif magnétique et le deuxième dispositif magnétique.[9003] One of the aims of the invention is to provide a motor pump in which the size of the pump is independent of the size of the motor. To this end, the invention provides a pumping assembly for use in an aircraft and comprising: an electric motor intended to be mounted on a support shaft, comprising a stator and a rotor, the rotor comprising a first magnetic device and being arranged to rotate around an axis of rotation, s a pump comprising a rotary element whose rotation around the axis of rotation causes pumping of a fluid, the rotary element comprising a second magnetic device, and in which the The pump is axially offset from the motor and the pumping assembly is arranged so that a rotation of the rotor causes a rotation of the rotary member by magnetic coupling between the first magnetic device and the second magnetic device.

[9004] Dans l'ensemble de pompage selon l'invention, Vaccouplement entre le moteur et la pompe est un accouplement magnétique, via le premier et le deuxième dispositif magnétiques, qui sont décalés, axialement. Ainsi, la taille de la pompe n'est pas limitée par la taille du rotor.[9004] In the pumping assembly according to the invention, the coupling between the motor and the pump is a magnetic coupling, via the first and the second magnetic device, which are axially offset. Thus, the size of the pump is not limited by the size of the rotor.

[9005] Dans l'invention, c’est premier dispositif magnétique, qui est compris dans le rotor, qui entraine la pompe. L'entrainement entre le moteur etia pompe ne passe donc pas par l'arbre de support.[9005] In the invention, it is the first magnetic device, which is included in the rotor, which drives the pump. The drive between the motor and the pump therefore does not pass through the support shaft.

10006] Préférentiellement, l'axe magnétique du deuxième dispositif magnétique est parallèle à Taxe de rotation. Cela améliore l'accouplement magnétique.10006] Preferably, the magnetic axis of the second magnetic device is parallel to the axis of rotation. This improves the magnetic coupling.

[9007] Préférentiellement, le deuxième dispositif magnétique est situé, au moins partiellement, autour d’une première extrémité d'un arbre de support fixé au rotor. Cela permet que le deuxième dispositif magnétique soit particulièrement proche du premier dispositif magnétique, et donc améliore Vaccouplement magnétique.[9007] Preferably, the second magnetic device is located, at least partially, around a first end of a support shaft fixed to the rotor. This enables the second magnetic device to be particularly close to the first magnetic device, and thus improves the magnetic coupling.

[9008] Préftérentiellement, le deuxième dispositif magnétique est situé dans une extension axiale de l'élément rotatif. Cela diminue encore la distance entre le premier et le deuxième dispositifs magnétiques.[9008] Preferably, the second magnetic device is located in an axial extension of the rotary element. This further decreases the distance between the first and second magnetic devices.

[0009] Préférentiellement, la pièce d'étanchéité comprend un évidement axial recevant une première extrémité d’un arbre de support fixé au rotor. Cela permet aussi que le deuxième disposiit magnélique soit particulièrement proche du premier dispositif magnétique.[0009] Preferably, the sealing part comprises an axial recess receiving a first end of a support shaft fixed to the rotor. This also allows the second magnetic device to be particularly close to the first magnetic device.

[9010] Préférentiellement, l’ensemble de pompage comprend en outre une pièce d'étanchéité formant une barrière fluidique entre le moteur et la pompe, et séparant, axialement, le premier dispositif magnétique et le deuxième dispositif magnétique.[9010] Preferably, the pumping assembly further comprises a sealing part forming a fluid barrier between the motor and the pump, and separating, axially, the first magnetic device and the second magnetic device.

[00111 Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le moteur est agencé pour que le stator soit apte à entrainer le rotor en rotation par un couplage magnétique entre le stator et le premier dispositif magnétique. Cela permet que l'ensemble de pompage selon l'invention soit particulièrement simple.In a first embodiment of the invention, the motor is arranged so that the stator is able to drive the rotor in rotation by a magnetic coupling between the stator and the first magnetic device. This allows the pumping assembly according to the invention to be particularly simple.

[0912] Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, le moteur est agencé pour que le stator soit apte à entrainer le rotor en rotation par un couplage magnétique entre le stator et un troisième dispositif magnétique situé sur le rotor. Cela permet plus de liberté dans la conception de l'ensemble de pompage.[0912] In a second embodiment of the invention, the motor is arranged so that the stator is able to drive the rotor in rotation by a magnetic coupling between the stator and a third magnetic device located on the rotor. This allows more freedom in the design of the pumping assembly.

[0013] Préférentiellement, le premier dispositif magnélique a un axe magnétique parallèle à l'axe de rotation. Cela améliore l'accouplement magnétique entre le moteur et la pompe.Preferably, the first magnetic device has a magnetic axis parallel to the axis of rotation. This improves the magnetic coupling between the motor and the pump.

[0014] Préférentieliement, le premier dispositif magnétique est dans le prolongement axial du troisième dispositif magnétique. Cela améliore l'entrainement en rotation de la pompe.Preferentially, the first magnetic device is in the axial extension of the third magnetic device. This improves the rotational drive of the pump.

[0015] Préférentiellement, Paccouplement magnétique entre le premier dispositif magnétique et le deuxième dispositif magnétique est axial.Preferably, the magnetic coupling between the first magnetic device and the second magnetic device is axial.

[9016] Préférentiellement, le premier dispositif magnétique est plus proche de l'axe de rotation que le stator. Cela permet que l'ensemble de pompage soit particulièrement simple.[9016] Preferably, the first magnetic device is closer to the axis of rotation than the stator. This allows the pumping assembly to be particularly simple.

[0017] La pompe peut être par exemple une pompe centrifuge ou une pompe volumétrique. En particulier, elle peut être une pompe gerolor comprenant un rotor extérieur et un rotor intérieur, qui sont généralement appelés «engrenages ». L'élément rotatif peut être le rotor extérieur ou le rotor intérieur.The pump may for example be a centrifugal pump or a positive displacement pump. In particular, it can be a gerolor pump comprising an outer rotor and an inner rotor, which are generally called "gears". The rotating element can be the outer rotor or the inner rotor.

[9018] L'invention propose en outre un groupe de lubrification pour turbomachine d'aéronef comprenant un ensemble de pompage selon Vun quelconque des modes de réalisation de l'invention. Brève description des figures[9018] The invention further provides a lubrication unit for an aircraft turbomachine comprising a pump assembly according to any one of the embodiments of the invention. Brief description of the figures

[0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles : - Ja figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble selon un premier mode de réalisation de l'invention, etOther characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference is made to the appended figures among which: - Ja Figure 1 is a sectional view of an assembly according to a first embodiment of the invention, and

- la figure 2 est une vue en coupe d'un ensemble selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.- Figure 2 is a sectional view of an assembly according to a second embodiment of the invention.

Modes de réalisation de l'inventionModes of Carrying Out the Invention

[9020] La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l'invention n’est pas limitée par celles- ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schémaliques et ne sont pas limitants.[9020] The present invention is described with particular embodiments and references to figures but the invention is not limited by them. The drawings or figures described are only schematic and are not limiting.

[0021] Dans le contexte du présent document, les termes « premier » et « deuxième » servent uniquement à différencier les différents éléments et n'impliquent pas d'ordre entre ces éléments.In the context of this document, the terms "first" and "second" serve only to differentiate the different elements and do not imply order between these elements.

[9922] Sur les figures, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références.[9922] In the figures, identical or similar elements may bear the same references.

[0023] Dans le cadre du présent document, un « dispositif magnétique » est préférentiellement un aimant ou un ensemble d'aimants, de préférence permanent(s)In the context of this document, a "magnetic device" is preferably a magnet or a set of magnets, preferably permanent (s)

[9024] La figure 1 illustre un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention.[9024] FIG. 1 illustrates a first embodiment of the invention. FIG. 2 illustrates a second embodiment of the invention.

[9025] L'invention concerne un ensemble de pompage 1 comprenant un moteur 2 électrique, une pompe 3 et une pièce d'étanchéité 4. Le moteur 2 comprend un stator 21, et un rotor 22. L'ensemble de pompage 1 comprend préférentiellement un arbre de support 23 fixé au rotor 22. La pompe 3 comprend un élément rotatif 31, une entrée fluidique 33 connectée fluidiquement à l'élément rotatif 31, et une sortie fluidique 34 connectée fluidiquement à l'élément rotatif 31. L'élément rotatif 31 peut être par exemple un rotor de la pompe 3. L'entrée 33 est agencée pour amener un fluide dans l'élément rotatif 31. La sortie 34 est agencée pour permettre au fluide de sortir de l'élément rotatif 31. Le rotor 22, Varbre de support 23 et l'élément rotatif 31 sont prévus pour tourner autour d’un axe de rotation 5.[9025] The invention relates to a pumping assembly 1 comprising an electric motor 2, a pump 3 and a sealing part 4. The motor 2 comprises a stator 21, and a rotor 22. The pumping assembly 1 preferably comprises a support shaft 23 attached to the rotor 22. The pump 3 comprises a rotary member 31, a fluid inlet 33 fluidly connected to the rotary member 31, and a fluid outlet 34 fluidly connected to the rotary member 31. The rotary member 31 may for example be a rotor of the pump 3. The inlet 33 is arranged to supply a fluid into the rotating element 31. The outlet 34 is arranged to allow the fluid to leave the rotating element 31. The rotor 22 , The support shaft 23 and the rotary member 31 are designed to rotate about a rotation axis 5.

La pièce d'étanchéité 4 forme une barrière fluidique entre le moteur 2 et la pompe 3. La pièce d'étanchéité 4 est préférentiellement fixe.The sealing part 4 forms a fluid barrier between the motor 2 and the pump 3. The sealing part 4 is preferably fixed.

[10026] Le moteur 2 est agencé pour que le rotor 22 puisse être entrainé en rotation via un couplage magnélique au stator 21. Le rotor 22 comprend un premier dispositif magnétique 29 et l'élément rotatit 31 comprend un deuxième dispositif magnétique 39 tels qu’une rotation du rotor 22 entraine 5 une rotation de l'élément rotatif 31 par accouplement magnétique entre le premier dispositif magnétique 29 et le deuxième dispositif magnétique 39. Le premier dispositif magnétique 29 et le deuxième dispositif magnétique 39 sont décalés axialement l’un de l'autre, et sont séparés, axialement, par une partie de la pièce d'étanchéité 4.[10026] The motor 2 is arranged so that the rotor 22 can be driven in rotation via a magnetic coupling to the stator 21. The rotor 22 comprises a first magnetic device 29 and the rotating element 31 comprises a second magnetic device 39 such as a rotation of the rotor 22 causes a rotation of the rotary member 31 by magnetic coupling between the first magnetic device 29 and the second magnetic device 39. The first magnetic device 29 and the second magnetic device 39 are axially offset from one another. 'other, and are separated, axially, by a part of the sealing part 4.

[0027] De préférence, l'axe magnétique du deuxième dispositif magnétique 39 est parallèle à l'axe de rotation 5. Si le deuxième dispositif magnétique 39 comprend plusieurs aimants, ils sont prétérentiellement tous parallèles, ou sensiblement parallèles.Preferably, the magnetic axis of the second magnetic device 39 is parallel to the axis of rotation 5. If the second magnetic device 39 comprises several magnets, they are all prerentially parallel, or substantially parallel.

[9028] De préférence, le deuxième dispositif magnétique 39 est situé, au moins partiellement, autour d’une première extrémité 23a d'un arbre de support 23 fixé au rotor 22, par exemple dans une extension axiale 35 de l'élément rotatif 31 située au moins partiellement autour de cette première extrémité 23a. La connexion mécanique entre la première extrémité 23a et l'extension axiale 35 peut comprendre un premier roulement 52, ou un palier lisse ou magnétique, permettant un découplage rotatif. Un deuxième roulement 51 peut être présent autour de l'autre extrémité de l'arbre de support 23. La pièce d'étanchéité 4 comprend préférentiellement un évidement 41 axial recevant la première extrémité 23a d'un arbre de support 23 fixé au rotor 22.[9028] Preferably, the second magnetic device 39 is located, at least partially, around a first end 23a of a support shaft 23 fixed to the rotor 22, for example in an axial extension 35 of the rotary member 31. located at least partially around this first end 23a. The mechanical connection between the first end 23a and the axial extension 35 may comprise a first bearing 52, or a sliding or magnetic bearing, allowing rotary decoupling. A second bearing 51 may be present around the other end of the support shaft 23. The sealing part 4 preferably comprises an axial recess 41 receiving the first end 23a of a support shaft 23 fixed to the rotor 22.

[9029] De préférence, le premier dispositif magnétique 29 est plus proche de l'axe de rotation 5 que le stator 21. Ainsi, si la distance R est la distance minimale entre le stator 21 et l'axe de rotation 5, le premier dispositif magnétique 29 est situé dans un cylindre de rayon R.[9029] Preferably, the first magnetic device 29 is closer to the axis of rotation 5 than the stator 21. Thus, if the distance R is the minimum distance between the stator 21 and the axis of rotation 5, the first magnetic device 29 is located in a cylinder of radius R.

[9930] Dans le premier mode de réalisation de l'invention, illustré à la figure 1, le couplage magnétique entre le stator 21 et le rotor 22 est réalisé via le premier dispositif magnétique 29. Le premier dispositif magnétique 29 sert ainsi pour l'entrainement du rotor 22 par le stator 21 et pour l'entrainement de l'élément rotatif 31 par le rotor 22. Le premier dispositif magnétique 29 comprend de préférence une pluralité d’aimants disposés de façon à ce que chaque aimant ait un axe magnétique radial. 10031] Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention, illustré à la figure 2, le couplage magnélique entre le stator 21 et le rotor 22 est réalisé via un troisième dispositif magnétique 24 situé sur le rotor 22. Le troisième dispositif magnétique 24 sert ainsi pour l'entrainement du rotor 22 par le stator 21 et le premier dispositif magnétique 29 sert pour l'entrainement de l'élément rotatif 31 par le rotor 22. Le troisième dispositif magnétique 24 comprend de préférence une pluralité d’aimants disposés de façon à ce que chaque aimant ait un axe magnétique radial. Préférentiellement, le premier dispositif magnétique 29 est dans le prolongement axial du troisième dispositit magnétique 24. De préférence, l'axe magnétique du premier dispositif magnélique 29 est parallèle à l'axe de rotation 5 et antiparallèle à l'axe magnétique du deuxième dispositif magnétique 39. Si le deuxième dispositif magnétique 39 comprend plusieurs aimants, is sont préférentiellement tous parallèles.[9930] In the first embodiment of the invention, illustrated in Figure 1, the magnetic coupling between the stator 21 and the rotor 22 is achieved via the first magnetic device 29. The first magnetic device 29 thus serves for the drive of the rotor 22 by the stator 21 and for the drive of the rotating element 31 by the rotor 22. The first magnetic device 29 preferably comprises a plurality of magnets arranged so that each magnet has a radial magnetic axis . 10031] In the second embodiment of the invention, illustrated in FIG. 2, the magnetic coupling between the stator 21 and the rotor 22 is carried out via a third magnetic device 24 located on the rotor 22. The third magnetic device 24 is used. thus for the drive of the rotor 22 by the stator 21 and the first magnetic device 29 serves for the drive of the rotary element 31 by the rotor 22. The third magnetic device 24 preferably comprises a plurality of magnets arranged in such a manner. that each magnet has a radial magnetic axis. Preferably, the first magnetic device 29 is in the axial extension of the third magnetic device 24. Preferably, the magnetic axis of the first magnetic device 29 is parallel to the axis of rotation 5 and antiparallel to the magnetic axis of the second magnetic device. 39. If the second magnetic device 39 comprises several magnets, is preferably all parallel.

[9032] En d'autres termes, l'invention se rapporte à un ensemble de pompage 1 dans lequel le rotor 2 d'un moteur 2 entraine une pompe 3 par accouplement magnétique. La pompe 3 est décalée axialement du moteur[9032] In other words, the invention relates to a pumping assembly 1 in which the rotor 2 of a motor 2 drives a pump 3 by magnetic coupling. Pump 3 is axially offset from the motor

2.2.

10033] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisation spécifiques, qui ont une valeur purement ilustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D'une manière générale, la présente invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L'usage des verbes « comprendre », « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d'éléments autres que ceux mentionnés. L'usage de l’article indéfini « UN », « une », ou de l’article défini « le », «la» ou <P>», pour introduire un élément n'exclut pas la présence d'une pluralité de ces éléments.10033] The present invention has been described in relation to specific embodiments, which have a purely illustrative value and should not be considered as limiting. In general, the present invention is not limited to the examples illustrated and / or described above. The use of the verbs "to understand", "to include", "to include", or any other variant, as well as their conjugations, can in no way exclude the presence of elements other than those mentioned. The use of the indefinite article "UN", "a", or of the definite article "the", "the" or <P> ", to introduce an element does not exclude the presence of a plurality of these elements.

Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée.Reference numbers in the claims do not limit their scope.

Claims

1. Pumping assembly (1) for use in an aircraft and comprising: s an electric motor (2) intended to be mounted on a support shaft (23), comprising a stator (21) and a rotor (22), the rotor (22) comprising a first magnetic device (29) and being arranged to rotate about an axis of rotation (5), and e a pump (3) comprising a rotating element (31) whose rotation around the axis of rotation (5) causes pumping of a fluid, the rotary element (31) comprising a second magnetic device (39), in which the pump (3) is axially offset from the motor (2), and the assembly of pumping (1) is arranged so that a rotation of the rotor (22) causes a rotation of the rotatit element (31) by magnetic coupling between the first magnetic device (29) and the second magnetic device (39).

2. A pump assembly (1) according to claim 1, wherein! the magnetic axis of the second magnetic device (39) is parallel to the axis of rotation (5).

3. A pump assembly (1) according to any preceding claim, wherein the second magnetic device (39) is located, at least partially, around a first end (23a) of the support shaft (23). ) attached to the rotor (22).

4. Pumping assembly (1) according to the preceding claim, wherein the second magnetic device (39) is located in an axial extension (35) of the rotary member (31).

5. Pumping assembly (1) according to any one of the preceding claims, further comprising a sealing part (4) forming a fluid barrier between the motor (2) and the pump (3), and separating, axially, the first magnetic device (29) and the second magnetic device (38)

6. Pumping assembly (1) according to any one of the preceding claims, wherein the motor (2) is arranged so that the stator (21) is able to drive the rotor (22) in rotation by a magnetic coupling between the stator (21) and the first magnetic device (29).

7. Pumping assembly (1) according to any one of claims 1 to 5, wherein the motor (2) is arranged so that the stator (21) is able to drive the rotor (22) in rotation by a magnetic coupling. between the stator (21) and a third magnetic device (24) located on the rotor (22).

8. A pump assembly (1) according to the preceding claim, wherein the first magnetic device (29) has a magnetic axis parallel to the axis of rotation (5).

9. A pump assembly (1) according to any of the preceding claims, wherein the magnetic coupling between the first magnetic device (29) and the second magnetic device (39) is axial.

10. A pump assembly (1) according to any preceding claim, wherein the first magnetic device (29) is closer to the axis of rotation (5) than the stator (21).

11. A pump assembly (1) according to any preceding claim, wherein the pump (3) is a centrifugal pump.

12. Pumping assembly {1} according to any one of claims 1 to 10, in which the pump (3) is a positive displacement pump.

13. Pumping assembly (1) according to the preceding claim, wherein the pump (3) is a gerotor pump comprising an outer rotor which forms the rotary element (31).

14 pumping assembly (1) according to claim 12, wherein the pump (3) is a gerotor pump comprising an inner rotor which forms the rotary element (31).

15. An aircraft turbomachine lubrication unit comprising a pump assembly (1) according to any preceding claim.