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Il perfectionnements aux machines à vapeur rotatives ".
La présente invention est relative aux machines à va- peur rotatives et plas particulièrement au type à chambre de détente annulaire avec batée rotative. Le but princi- pal de l'invention est de créer une machine de ce genre dont le rendement sera un maximum, et dont la construc- tion sera en même temps simple, efficace, durable et peu coùteuse, avec facilité d'accès aux différentes parties.
Les traits caractéristiques principaux de l'invention sont les suivants:
La construction permet an cycle de vapeur correct, et elle comprend des moyens de détente complète de la va- peur; elle comprend encore an dispositif d'admission varia- ble; des parties sont équilibrées mécaniquement, et toutes les pressions latérales et pressions de batée sont equi-
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librées. Un rotor conique à brides à l'intériear diane enveloppe à conicité correspondante est en communication opérative avec ane botte à vapear et avec des soupapes de tambour. Les batées sont rotatives avec des centres réglables, et elles sont en contact avec le rotor,sans pression ; les surfaces contigues qai se meavent les u- nes par rapport aux autres se trouvent dans des condi- tions de contact sans pression.
La machine est pourvue d'un système de lumières, de soupapes et ddorganes opé- rateurs qui permettent de la renverser rapidement et commodément. La machine dans son ensemble est enveloppée diane boite de renforcement en acier posée à chaud et formant une chambre à vis isolante. L'extérieur de la machine et l'intérieur de la botte ou enveloppe en acier sont peints d'une peinture à base d'aluminium ou antre peinture semblable, et ladite enveloppe est polie exté- rieurement pour prévenir le rayonnement de chaleur en réfléchissant la chaleur sur le cylindre. Des moyens sont prévas poar maintenir oontinaellement l'écoulement d'huile de la source à pression aux paliers et retoar.
La machine dont le rendement est grand peut être établie sous forme d'unité isolée, ou elle peut âtre connectée en tandem avec une autre machine oa avec plusieurs au- tres machines; on peut grouper des machines de différen- tes grandeurs, depuis une petite unité à haate pression jusqu'à une grande unité à basse pression, et obtenir par cette réanion de machines élémentaires, une machine légère à détente multiple.
Les dispositions sont en outre prises de manière qu'il est facile de changer la machine en un compresseur d'air de grand rendement, cela en y apportant de légères modifications.
Dans les dessins annexés,
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Fig. 1 est une coupe longitadinale verticale de la machine selon l'invention.
Fig. 2 est une coupe verticale menée saivant la li- gne A-A de la figure 1.
Fig. 3 est une vae en boat de la machine, prise dans le sens de la flèche tracée dans la figure 1.
Fig. 4 est une coupe longitudinale verticale d'un mécanisme de renversement.
Fig. 5 est an régulateur de pression pour l'halle vu de face.
F ig. 6 est ane vue de c8té du régulateur selon la figure 5.
Fig. 7 est une coupe menée suivant la ligne B-B de la. figure 6.
F .ig. 8 est une coupe suivant la ligne C-C de la figaro 5.
Le corps principal de la machine consiste en une boite cylindrique 1, pourvue de nervures de renforcement radiales 2 et de brides 3, auxquelles les têtes 4 sont boulonnées en 3a. La boite nervurée cylindrique est pour- vue d'une enveloppe en acier posée à chaud. Dans leur partie centrale, les ttes 4 s'étendent en dedans, 1 une vers l'autre, à l'intérieur du cylindre 1, et comme leur diamètre est plus petit que le diamètre intérieur de ce cylindre, il reste libre un espace annulaire 5. Les têtes constituent aussi des supports pour des paliers réglables et des boites à garniture qui tiennent an arbre longitadi- nal 6, monté sur toarillons dans l'axe du cylindre 1 ; xxxx-Les paliers comprennent an palier de batée 7 à roa- leau de friction.
L'arbre 6 peat être en deux pièces, as- semblées par des brides 8 et 9 au moyen desquelles un ro- tor 10 est attaché solidement à l'arbre qui le supporte.
L'extrémité extérieare de l'arbre est pourvue d'une bride d'accouplement appropriée 6a. Le rotor est cylindrique
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et possède une membrane centrale 11 et an moyea 12, Pourvu de trous 13 pour la fixation sur l'arbre,,;
Les extrémités du rotor sont pourvues de brides 14 qui sont tournées vers l'extérieur et entre lesquelles sont formées trois saillies pistons ou. aubes 15, dispo- sées radialement et espacées aniormément sur la périphé- rie du rotor.
Le cylindre 1 présente trois élargissements cylindri- qaes 16 qui embrassent les 'bâtées 17, lesquelles sont mon- tées de façon à poavoir tourner sur des paliers 18 sappor- tés par les têtes 4. Ces paliers peavent s'ajuster par rapport à la périphérie du rotor 10 à l'aide de vis 19 qai jouent dans des trous taraudés 20 des têtes 4. La périphérie des butées rotatives et celle du, rotor sont en contact direct, saus pression ( une condition de contact, sans pression entre des surfaces contigues qui se meuvent les ânes par rapport aux autres), et comme la longaear des butées est égale à la distance entre les brides 14 du rotor,
les lignes de contact 'forment des barrières fixes contre le passage de pression et ferment donc contre toate faite de pression d'un compartiment à l'antre. poar per- mettre aux aubes 15 de passer aax moments voalas devant les butées; celles-ci sont d'un bout à l'autre pourvues de rainures longitudinales 21 qui viennent en prise avec lesdites aubes à chaque tour; pour assurer la précision de l'engrènement, les extrémités des batées rotatives sont pourvues de pignons 22 qai engrènent dans un anneau denté 23, fixé à l'ane des extrémités du rotor. Le rapport de transmission est calculé de manière que la rainure de chaque butée vienne en prise avec l'une des aubes chaque tour.
Pour maintenir les lignes de contact entre les bâtées et la rotor, on a formé des espaces de pression 24, en évidant légèrement les arbres fixes 18 des côtés
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faisant face aux lignes de contact en question. Un fluide soas pression, additionné de lubrifiant venant d'une pom- pe oa antre source de pression, est par un tuyaa 26 diri- gé dans la partie évidée, où la pression gu'il exerce sur la paroi intérieure de la douille de batée sert poar com- penser la pression exercée extériearement par le fluide moteur agissant dans la chambre de/travail da rotor, et maintient, par son excédent de pression effective,
la batée fermement dans la position de coarse désirée et en contact étroit avec la surface da rotor et avec la paroi des élargissements cylindriques 16 qui servent de logement de batée.
Un contact glissant est préférable entre les sarfa- ces contigües des batées rotatives et du rot or .On l'ob- tient en donnant aux batées un diamètre légèrement plus grand que celai du cercle primitif des pignons 22.
A l'extérieur de chaque tête 4 est monté un cercle rotatif de commande de soupapes; ce cercle 27 est en communication opérative avec ane vis de réglage 28, pour- vue d'un volant à main 29, de sorte que lorsqu'on tourne ce volant, on arrive à faire tourner le cercle, soit de gauche à droite, doit de droite à gauche. Le cercle 27 porte trois bras de manivelle 30, uniformément espacés et fixés sur les arbres 31 et 31a.
Ces arbres sont en forme de came et sont connectés avec des plaques de sou- papes flexibles 32 à l'une desextrémités de la machine (ex- trémités d'échappement) et 35 à l'extrémité opposée (ex- trémité xxxxxxx d'admission de vapeur). Toates les pla- qaes à une extrémité de machine sont disposées pour moave- ment simultané, indépendant da mouvement simultané des plaqaes à l'antre extrémité de machine, lorsqu'on action- ne les volants à main respectifs.
Dans le dessin on a mon- tré deux volants séparés poar la commande des cercles et plaques, mais il est bien entendu, qae l'on pourra, atili-
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ser des moyens appropriés quelconques poar connecter les cerclesde manière qu'ils se meavent simultanément mais en sens contraires, lorsqu'on actionne un seal volant à main, an levier, une manivelle , etc.. Les plaqaes de sou- pape sont à une extrémité fixées à l'intérieur du cylindre au moyen de rivets 33a oa autres moyens approprias. Les extrémités opposées sont attachées aax arbres 31. Etant ainsi montées élastiquement, les plaques permettent une admission variable de vapear pendant le fonctionnement de la machine.
Immédiatement au-dessous des plaqaes 32 et 33, on a pratiqué des lumières 34 et 35 dans les têtes, tan- dis qu'une lumière unique 36 est ménagée dans le rotor, immédiatement derrière chaque aube à l'extrémité d'admis- sion de vapeur du rotor, pour venir coincider - à des intervalles de temps déterminés, pendant le mouvement tour- nant -avec les lumiàres 35; à l'extrémité d'échappement du rotor, des lamières 36a sont ménagées immédiatament devant les aubes, pour venir coïncider avec les lumières 34 à des intervalles de temps déterminés.
Les lumières et les plaqaes de soupape 32 à 'une des extrémités se trouvent dans an espace annulaire 37 qui est en communica- tion ouverte avec an orifice de sortie 38, et l'extrémité opposée 39 est en communication avec un orifice d'entrée 39a.
Les orifices d'entrée et de sortie sont connectés par an mécanisme de renversement (fig. 4) lequel comprend an corps principal cylindirique 40, qui est disposé horizon- talement par rapp#t à la machine; ledit corps est à uns extrémité pourvu d'une tubulure d'entrée 41 (qui coin- cide avec l'orifice d'entrée 38 de la machine), et il est à l'autre extrémité pourvu d'une tubulure de sortie 42 (suivant le sens de rotation de la machine.) A l'intérieur du corps est monté an piston glissant creux 43 pourvu de têtes 44 et 45 qui sont espacées da corps de piston par
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des tiges 46. Le corps de piston creux est en trois pièces
48,49 et 50, espacées par des tiges semblables 51.
Avec cet espacement, on a des ouvertures pour le passage de va- peur d'admission ou d'échappement selon le sens de rota- tion de la machine, contrôlé par la position du piston.
La partie du milles. du corps 40 est élargie en 54 où la vapeur venant de la source entre d'abord,De cette partie élargie, deux tuyaux d'alimentation 55 et 56 vont aux extrémités opposées du corps. Les tuyaux sont pourvus de valves d'arrêt 57 et 58 pour diriger la vapear à l'une ou à l'antre extrémité du corps 40, de manière que le piston va d'une extrémité à l'autre, Le milieu du piston est pourvu d'une cloison 59 qui empêche la vapeur de passer dans toute la longueur du piston. Lorsque celui-ci occupe la position que montre la figare 4 la vapeur venant de la source entre dans l'élargissement 54 à travers l'espace 60 et à travers le piston 43 d'un c8té de la cloison 59, pais encore à travers la tabalare 41, poar enteer dans la machine par l'orifice 38.
La vapear d'échappement entre la par la tubulure 42 et passe par le piston dans un espa- ce annulaire 61, qai est toujours en communication oaver- te avec an tuyau d'échappement . L'espace annulaire 61 est toujours ouvert lorsque le piston est à l'une ou l'au- tre extrémité de course, mais la cloison 59 qui se meut avec le piston à travers l'espace d'an côtéà, 1 t autre et empêche ainsi la vapeur vive de s'échapper.
Pour le graissage convenable et efficace de la ma- chine, on a disposé an nouveau régulateur de pression à huile, comprenant un corps 62 pourvu d'une bride 63 qui est destinée à être boulonnée en formant plaqae de couverture à la pompe à engrenage 64, laquelle est montée sur la machine et commandée par l'arbre de manière appro- priée quelconque. L'huile sous pression venant de la pom- pe entre dans le corps du régulateur par une ouverture
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65 qai communique avec une ouverture de sortie 66 par un conduit 67. La sortie communique avec la pompe da coté de l'aspiration.
Le conduit 67 est croisé d'équerre par an trou 68 dans lequel glisse an boachon 69, dont une extré- mité est attachée à an diaphragme 70 qui est monté dans an creux 71 ménagé entre la face extérieure da corps 62 et la plaque de couverture 72. 73 et 74 sont des condaits qui sont parallèles au conduit 67, et toas ces conduits communiquant les ans avec les antres par des ouvertures verticales 75 et 76, pourvues de soupa-pas de contrôle à billes 77, 78, 79, 80. Les soupapes 77 et 79 se trouvent aa-dessas du conduit 67, tandis qae les soapapes 78 et 80 se trouvent au-dessous. 81 est an tayaa qui entre dans la pompe, venant du conduit 74, et 82 est un tayaa de sortie venant da conduit 73.
Le tuyau. 82 dirige l'huile sous pression aax paliers des batées et aux paliers principaux de la machine, par des moyens appropriés quelconques, comme par exemple les tayaax à huile 83 et les raccorda 84.
L'huile venant de la pompe soas pression autre par l'ouverture 65, soulève les billes 79 et 80 par pression, et par aspiration, et oavre ainsi an passage libre à l'huile qui passe alors de l'entrée à travers le régala- tour d'où elle sort par le tuyaa 82. Pendant cette coarse de l'huile, les billes 77 et 80 restent fermes sur lears sièges pour empêcher l'huile de passer par la sortie 66 à la pompe. Il est évident qav lorsqu'on renverse le sens de rotation de la machine, l'action des soupapes de con- trôle se trouve renversée, c'est-à-dire qas c'est l'ou- verture 86 qui devient la sortie de la pompe, tandis que l'ouverture 65 en devient l'entrée.
En ce qui concerne le creux 71, il est à remarquer qu'un canal 85 le relie avec le conduit 73. Le canal 85 dirige de l'huile sous
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pression contre le diaphragme 70, d'an côté tandis que de la vapeur est dirigée contre l'autre côté da diaphargme par la voie d'un raccord 86. De cette manière les pres- sions de l'huile et de la vapeur se tiennent l'équilibre, et lorsque la pression de l'huile dépasse celle de la va- peur, l'huile soulève le diaphragme de manière que le bou- chon 69 que porte ce diaphragme est écarté da. conduit 73, ce qui permet à l'excédent d'huile sous pression de traver- ser le conduit 67, puis la sortie 66 et xxxxx revenir à la pompe.
Sans sortir du. cadre de l'invention, on poarra ap- porter de nombreux petits changements aux détails de cons- traction ci-dessas décrits, selon les besoins de la pra- tique dans chaque cas d'application spécial de la machine.
REVENDICATIONS
1. Une machine à vapeur rotative comprenant un rotor et des batées rotatives, caractérisée par le fait qu'une 'boite renferma le rotor et les butées rotatives en prise opérative avec ledit rotor.
2. Une machine à vapeur rotative selon la revendica- tion 1, caractérisée par le fait que le rotor et les bu- tées rotatives sont en contact sans pression avec ledit rotor ;
3. Une machine à vapeur rotative comme il a été re- vendiqué dans les revendications et 2, où la boite est en contact sans pression avec le rotor et les batées.
4. Une machine à vapeur rotative selon la revendica- tion 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens pour établir une corrélation entre lesvitesses du rotor et des batées, de sorte qu'il y ait contact glissant sans pression entre les surfaces contigues.
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