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"' h3àt3ZoTI8 AU][ POMSO, MACHI=18 %DTB±0zS ET c011PT3URS ROT*I2S ET AMI APPAREILS àNxL0GuuS " ,
La présente invention a pour objet des perfection- nements apportés aux pompesmachines motrices et compteurs rotatifs et aux appareils analogues.
Un des 'buta de cette invention est d'établir un appareil de ce genre dont la construction soit simple et qui puisse fonctionne: d'une façon sûre et avec, un bon rendement.
La présente invention consiste essentiellement en une pompe rotative (ou appareil analogue) comportant' deux
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pistons ou rouleaux tournant contimollement,, divisant la chambre de'teavail en deux partiese et dont le mouvement. dans cette chambret, est commandé de façon telle qu'ils se
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rapprochent et s'éloignent l'un de l'autre, pendant un cycle de travail, les pistons, qui sont disposés de manière à ce que les parties de leurs surfaces qui à nimporte quel mo- ment sont en regard l'une de l'autre, soient à proximité l'une de l'autre, avec un jeu de travail relativement faible, et variant d'un minimum à un maximum, formant entre eux et la paroi interne de l'enveloppe, des chambres de dimensions variables.Ainsi,
celles des parties des surfaces des pistons qui, à n'importe quel moment, sont en regard l'une de l'au- tre, sont à proximité de travail ou peuvent même se toucher, l'espace ou jeu de travail variant d'un minimum à un maximum deux fois par cycle.
Dans un exemple de réalisation, une pompe à deux pistons suivant l'invention comprend une enveloppe consti- tuant une chambre de travail circulaire dans laquelle deux pistons à périphérie lisse roulant très près l'un de l'au- tre divisent la chambre de travail en deux parties. Un or- gane d'entraînement ou disque de commande excentrique, qui peut être porté par un arbre moteur dans le cas d'une pompe, est muni d'axes autour desquels oscillent les pistons cylin- driques roulants, et des bras de manivelle réels ou virtuels joignent les centres des pistons à leurs axes d'oscillation.
On peut faire usage de plusieurs disques de com- mande, Par exemple, on peut en prévoir deux pour assurer une commande symétrique.
Dans leur mouvement autour de la chambre de tra- vail, les pistons sont sollicités vers l'extérieur par la force centrifuge et effectuent un mouvement oscillant autour des susdits axes d'oscillation, de sorte qu'ils se meuvent autour de la chambre de travail sensiblement avec une action de roulement et sans frottement. Le susdit mouvement oscil- lant a pour effet que les pistons se rapprochent et s'éloi- gnent l'un de l'autre de façon à contracter ou dilater l'es-
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paoe qui les sépare, ces dilatations et contractions étant réglées de façon qu'elles aient lieu à des positions appro- priées par rapport à des lumières d'admission et d'échappe- ment convenubles, lesquelles lumières peuvent être comman- dées par des obturateurs,
Les pistons-travaillent très près l'un de l'autre sur une ligne joignant leurs centres et soûlent sur la paroi cylindrique de la chambre de travail.
Le maximum de jeu avec lequel les deux pistons travaillent, variera selon la tâche à accomplir et la na- ture du liquide à pomper. En général$, pour les applications ordinaires, la longueur des bras de manivelle Béais ou vir- tuels sera sensiblement plus grande que le maximum d'excen- tricité avec lequel la machine est appelée à travailler...
Le maximum de jeu. qui se produit deux fois par cyole, a lieu au moment où. la ligne joignant les centres - des rouleaux passe par leur centre de révolution, Entre ces positions maxima, le jeu passe par un minimum.
'On peut obtenir le roulement des pistons en :Les réali@ant bous forme de manchons montés librement et entou- rant des organes cylindresonsoua forme de roulements à bil- les,au rouleaux.
En service, les manchons des rouleaux se dépla- cent dans des sens opposés à l'endroit du jeu et le liquide entraîné à la périphérie des rouleaux a pour effet de pra- duire à 1'endroit du jeu.des tourbillons qui se comportent à la façon d'un obturateur propre à réduire à une valeur négligeable,, les fuites susceptibles de se produire entre . les rouleaux.
Pour augmenter l'effet d'élévation par aspiration. l'organe d'entraînement ou les disques de commande excentri. ques peuvent comporter ce qu'on peut appel-or un "bloc de ba- layage" qui, en diminuant la capacité volumétrique des cham-
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bres de pompage entre les rouleaux et l'enveloppe, augmente le déplacement ou rapport d'expansion produit par le rap- prqchement et l'éloignement des pistons.
Ainsi qu'il a été décrit précédemment, on peut modifier la capacité volumétrique de la pompe en la cons- truisant de façon à permettre de modifier l'excentricité avec laquelle les rouleaux travaillent.
Plusieurs modes de réalisation de la présente in- vention ont été représentés à titre d'exemples dans les des- sins annexés dans lesquels-,
Fig, 1 et 2 sont respectivement une vue en bout et une coupe verticale d'un premier mode de réalisation; Fig. 3 est une vue analogue à fige l, le couvercle enlevé ; Fig. 4 et 5 sont respectivement une vue en bout et une vue de côté d'un second mode de réalisation; Fig. 6 est une vue analogue à fig. 4, le couvercle enlevé ; Fig. 7 et 8 sont deux vues en bout d'un troisième mode de réalisation, le couvercle étant supposé enlevé dans la fig. 8 ; Fig. 9 est une coupe de cette variante.
Comme représenté dans les fig, 1, 2 et 3, la pré- sente invention peut être appliquée à une pompe ou appareil analogue en construisant une enveloppe disposée, avec sa plaque-couvercle 7, de façon à constituer une chambre cir- culaire 2 et un Palier 3 destiné à supporter un arbre ±, monté excentriquement par rapport à la chambre 2.
Sur l'arbre 4 est monté un organe d'entraînement au disque de commande qui est partiellement logé dans une creusure annulaire la, de l'enveloppe 1 et est muni de deux blocs diamétraux µ¯dits "blocs de balayage', lesquels blocs s'étendent jusqu'à un point voisin de la 'Plaque 7 constituant le couvercle de l'enveloppe 1 et reçoivent, sur leurs cotés se faisant face, une forme permettant la réception et l'os- cillation de deux rouleaux 8, 9.
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ces rouleaux le 1 sont reliés à l'organe d'entraî- nement ou disque de commande 9, par un dispositif10, 11 qui
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constitue virtuellement un assemblage z, manetonx le 'bras de manivelle de cet assemblage étant le bras virtuel qui joint
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le centre du piston A ('ou 9') l'axe de pivotement coes* pondant 10 (ou 11),
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On voit que 1"axe de pivotement JJ1 (.eu. 3JtJ est 'si- tué en avant du centre du piston 11 (ou 9¯)r eu égard- Qu1.aens. de rotation des. pistons de la machinez lorsque oelle'4 est employée comme pompe.
On pourrait évidemment substituer au'bras de mani-
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velle virtuel de cet exempLe; un bras de manivelle réei, a± on le désire.
A chaque rotation de la paire de pistons 8, 9, on voit que le mouvement oscillant de ces pistons les oblige,µ¯ se rapprocher et :.8. éloigner alternativement l'un de l'au-
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tre et, en contractant et élargissant ainsi alternativement les chambres de travail dans lesquelles la chambre 2¯ est di-
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visée par les pistona eux-mêmes, un liquide peut être enteet- né , travers ..la maeninst par l'intermédiaire de lumières d*as*- piration et de refoulement 12 et 13, convenablement disposées.
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12 est la lumière d'aspiration constituée dans'. la plaque-couvercle 7, et 12a est le conduit dtadmiasion abau- tissant à cette lumière; 13 est la lumière de refoulement constituée d'une façon analogue dans la plaque-couvercle.7,
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et 15a le conduit .de refoulement partant de cette lumî.#e..
Les pistons 1 et 0- tournent dans le sens de la flè-
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che des fig. 1 et 2 et, dans leur mouvement, ouvrent et fer- ment alternativement tant la lumière d'aspiration que la lu- mière de refoulement, en se rapprochant 1.'un de 1*autre poux contracter la chambre de travail qui communique à l'instant-.
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envisagé avec la lumière de refoulement 3 e.t en s.éloignant l'un de l'autre pour dilater la chambre de travail qui oomma-
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nique à l'instant envisagé avec la lumière d'aspiration 12..
Fig. 4, 5 et 6 représentent une construction de pompe analogue,dans laquelle l'enveloppe 1 est prolongée dans la,direction de sa longueur 1a pour constituer un long palier pour l'arbre 4,
Dans ce cas, le fonctionnement est le même que ce- lui précédemment décrit, main la tubulure de refoulement est conduite à travers l'enveloppe prolongée 1 à partir de la lumière de refoulement 13 constituée dans la paroi extrême de l' enveloppe, et le liquide entraîné à travers la machine est distribué a. travers la lumière de refoulement radiale 14, tandis que la tubulure d'admission 15 se rapportant à la lu- mière d'aspiration 12 est constituée dans la partie antérieu- re du couvercle 7.
Les pistons 8, 9 ou (et) la chambre de stator 2 peuvent être munis d'un revêtement, par exemple en matière élastique.
Des moyens peuvent être prévus pour éviter les fui- tes susceptibles de se produire le long de l'arbre.
Des moyens peuvent être en outre prévus pour faire varier la capacité volumétrique de l'appareil.
A cet effet, le chemin des rouleaux est construit de façon qu'il puisse être déplacé par rapport à l'organe d'entraînement ou disque de commande 1 dans le but de faire varier l'excentricité avec laquelle la machine travaille.
Un exemple de cette construction est représenté dans les fig. 7, 8 et 9.
Dans cette construction, pour faire varier l'ex- centricité de la machine, la plaque-couvercle 7 est mobile par rapport à l'enveloppe 1., les boulons de fixation 20 pas- sant à travers des fentes allongées 20a de cette plaque de façon qu'on puisse déplacer ladite plaque, celle-ci consti- tuant le chemin des rouleaux. 1,'orifice d'aspiration est in- Adiqué en 21 et l'orifice de refoulement en 22, ces orifices @
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étant constitués dans l'enveloppe l et comportant des tuba- luxes d'admiosian gela et de refoulement bzz qui siétenàent à travers l'enveloppe 1.
Les chambres de travail sont disposées pour être
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reliées aux instants voulus aux orifices zig, 2 par des ori- ficec 2& 4 dispersés diamétralement l'un en regard de 1.* au.- tre dans les blocs de balayage bzz un jeu M étant ménage cet effet entre :La face avant desdits blocs et le couvercle Z, Les orifices 25 et 24 sont proportionnés, par rapport à la séparation des extrémités des orifices 21 et 22, de telle sorte que les orifices 21, 22 ne sont jamais reliés par les orifices 23,24. ,
Le fonctionnement est analogue à celui précédem- ment décrite
Les .pistons tournent dans le sens de la flèche de fig. 7 et se rapprochent l'un de l'autre pour contracter la
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chambre de travail communiquant a l'instant envisagé avec Itorifioe de refoulement 22 par un des orifices 25 ou 24. tandis qu'ils al'éloignent 1.
un de leautre pour élargir 1-eau- t,re chambre de travail qui communique avec 1"orifice dtaspi- ration 21 par l'un des autres orifices 23 ou 24,
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Un appareil établi suivant leinvention est en par- ticulier avantageusement applicable comme pompe à grande vi- tesse, par exemple comme pompe positive actionnée par l'ar- bre d'une turbine, comme par exemple en vue de fournir l'hui le de graissage destinée à une turbine.
Dans une construction de pompe suivant l'invention on envisage Inapplication d'une vitesse de 15,000 tours Bas
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minute, d'une pression de 03 lg par c et d'un refoUle- ment de 180 à 225 litres par heure,
Dans une construction de ce genre, les pistons au rouleaux ont un diamètre voisin de 12, 7 m m, la chambre de travail ayant un diamètre de 25,4 m/m. Dans une chambre de
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travail de 50,8 m/m de diamètre, les pistons ou rouleaux au- raient un peu moins de 25,4 m/m de diamètre.
Le jeu compris entre les surfaces des rouleaux dé- pend des trois facteurs suivants: a) la viscosité du liquide, b) la vitesse de rotation, c) la hauteur de charge ou pres- sion ;
Dans une pompe à grande vitesse suivant l'inven- tion, l'action de tourbillonnement créée à l'endroit ou à proximité du jeu se comporte pratiquement à la façon d'un obturateur.
Le jeu limite l'amplitude du mouvement de rappro- chement et d'éloignement des rouleaux ou pistons.
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"'h3àt3ZoTI8 AU] [POMSO, MACHI = 18% DTB ± 0zS ET c011PT3URS ROT * I2S AND AMI DEVICES àNxL0GuuS",
The present invention relates to improvements made to pump-motives and rotary meters and similar apparatus.
One of the aims of this invention is to establish an apparatus of this kind whose construction is simple and which can operate: in a safe manner and with good efficiency.
The present invention essentially consists of a rotary pump (or similar apparatus) comprising 'two
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pistons or rollers rotating contimolliently, dividing the valve chamber into two parts and whose movement. in this room, is ordered in such a way that they are
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move towards and away from each other, during a working cycle, the pistons, which are arranged so that the parts of their surfaces which at any time are facing each other 'other, are close to each other, with a relatively small working clearance, and varying from a minimum to a maximum, forming between them and the internal wall of the envelope, chambers of variable dimensions. So,
those parts of the surfaces of the pistons which, at any time, face each other, are in working proximity or may even touch each other, the working space or clearance varying from a minimum to a maximum of two times per cycle.
In an exemplary embodiment, a two-piston pump according to the invention comprises a casing constituting a circular working chamber in which two pistons with smooth periphery rolling very close to one another divide the working chamber. in two parts. A drive member or eccentric control disc, which can be carried by a motor shaft in the case of a pump, is provided with axes around which the rolling cylindrical pistons oscillate, and real crank arms or virtual join the centers of the pistons to their axes of oscillation.
Several control discs can be used. For example, two can be provided to ensure symmetrical control.
In their movement around the working chamber, the pistons are urged outwardly by centrifugal force and perform an oscillating movement around the aforesaid axes of oscillation, so that they move around the working chamber. substantially with a rolling action and without friction. The aforesaid oscillating movement causes the pistons to move towards and away from each other so as to contract or expand the es-
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paoe separating them, these expansions and contractions being adjusted so that they take place at suitable positions with respect to suitable inlet and outlet ports, which lights can be controlled by shutters ,
The pistons work very close to each other on a line joining their centers and end up on the cylindrical wall of the working chamber.
The maximum clearance with which the two pistons work will vary depending on the task to be performed and the nature of the liquid to be pumped. In general $, for ordinary applications, the length of the Béais or virtual crank arms will be appreciably greater than the maximum eccentricity with which the machine is called upon to work ...
The maximum game. Which occurs twice per cyole, takes place when. the line joining the centers - of the rollers passes through their center of revolution, Between these maximum positions, the game passes through a minimum.
'Piston bearings can be obtained by: Realizing them in the form of sleeves mounted freely and surrounding cylinders or in the form of ball bearings, roller bearings.
In use, the sleeves of the rollers move in opposite directions at the location of the clearance, and the liquid entrained around the periphery of the rollers has the effect of producing vortices at the location of the clearance. the way of a clean shutter to reduce to a negligible value, the leaks likely to occur between. Rolls; Coils.
To increase the suction lift effect. the drive unit or the eccentric control discs. ques may comprise what may be called a "scavenging block" which, by reducing the volumetric capacity of the chambers
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The pumping braces between the rollers and the casing increase the displacement or expansion ratio produced by the approximation and distance of the pistons.
As previously described, the volumetric capacity of the pump can be changed by constructing it to allow the eccentricity with which the rollers operate to be changed.
Several embodiments of the present invention have been shown by way of example in the accompanying drawings in which
Figs, 1 and 2 are respectively an end view and a vertical section of a first embodiment; Fig. 3 is a view similar to freezes 1, the cover removed; Fig. 4 and 5 are respectively an end view and a side view of a second embodiment; Fig. 6 is a view similar to FIG. 4, the cover removed; Fig. 7 and 8 are two end views of a third embodiment, the cover being assumed to be removed in FIG. 8; Fig. 9 is a section of this variant.
As shown in Figs, 1, 2 and 3, the present invention can be applied to a pump or similar apparatus by constructing a casing arranged, with its cover plate 7, so as to constitute a circular chamber 2 and a Bearing 3 intended to support a shaft ±, mounted eccentrically with respect to chamber 2.
On the shaft 4 is mounted a drive member to the control disc which is partially housed in an annular recess 1a of the casing 1 and is provided with two diametric blocks µ¯ Said "sweeping blocks", which blocks s 'extend to a point close to the' Plate 7 constituting the cover of the casing 1 and receive, on their sides facing each other, a shape allowing the reception and the oscillation of two rollers 8, 9.
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these rollers 1 are connected to the driving member or control disc 9 by a device 10, 11 which
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virtually constitutes an assembly z, crankpinx the 'crank arm of this assembly being the virtual arm which joins
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the center of piston A ('or 9') the pivot axis coes * weighting 10 (or 11),
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It can be seen that the pivot pin JJ1 (.eu. 3JtJ is located in front of the center of the piston 11 (or 9¯) with regard to the rotation of the. Pistons of the machine when it is' 4 is used as a pump.
We could obviously substitute for the arm.
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virtual value of this example; a real crank arm, as desired.
At each rotation of the pair of pistons 8, 9, it can be seen that the oscillating movement of these pistons forces them, µ¯ to come closer and: .8. alternately move one away from the other
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be and, thus alternately contracting and widening the working chambers in which the chamber 2¯ is di-
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Aimed at the pistona themselves, a liquid can be drawn in through the maeninst by means of suction and discharge ports 12 and 13, suitably arranged.
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12 is the suction lumen incorporated in '. cover plate 7, and 12a is the light-absorbing admixture duct; 13 is the discharge port similarly formed in the cover plate. 7,
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and 15a the discharge duct leaving from this lumî. # e ..
Pistons 1 and 0- rotate in the direction of the arrow.
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che of fig. 1 and 2 and, in their movement, open and close alternately both the suction lumen and the discharge light, approaching 1. one of the other lice to contract the working chamber which communicates to the lice. 'instant-.
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considered with the 3 e. discharge lumen and moving away from each other to dilate the working chamber which oomma-
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at the moment envisaged with the suction port 12 ..
Fig. 4, 5 and 6 show a similar pump construction, in which the casing 1 is extended in the direction of its length 1a to form a long bearing for the shaft 4,
In this case, the operation is the same as that previously described, hand the delivery pipe is led through the extended casing 1 from the discharge port 13 formed in the end wall of the casing, and the liquid entrained through the machine is dispensed a. through the radial discharge port 14, while the inlet pipe 15 relating to the suction port 12 is formed in the front part of the cover 7.
The pistons 8, 9 or (and) the stator chamber 2 can be provided with a coating, for example of elastic material.
Means can be provided to prevent leaks likely to occur along the tree.
Means can also be provided to vary the volumetric capacity of the device.
For this purpose, the path of the rollers is constructed in such a way that it can be moved relative to the driving member or control disc 1 in order to vary the eccentricity with which the machine works.
An example of this construction is shown in Figs. 7, 8 and 9.
In this construction, in order to vary the eccentricity of the machine, the cover plate 7 is movable relative to the casing 1, the fixing bolts 20 passing through elongated slots 20a of this cover plate. so that said plate can be moved, the latter constituting the path of the rollers. 1, the suction port is indicated at 21 and the discharge port at 22, these ports @
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being formed in the casing 1 and comprising admiosian gela and delivery bzz tubal luxuries which sit through the casing 1.
The working chambers are arranged to be
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connected at the desired times to the zig orifices, 2 by orifices 2 & 4 dispersed diametrically one opposite 1. * other - be in the scanning blocks bzz a clearance M being provided for this effect between: The front face of said blocks and the cover Z, The orifices 25 and 24 are proportioned, relative to the separation of the ends of the orifices 21 and 22, so that the orifices 21, 22 are never connected by the orifices 23,24. ,
The operation is similar to that previously described.
The .pistons turn in the direction of the arrow in fig. 7 and approach each other to contract the
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working chamber communicating at the moment envisaged with discharge Itorifioe 22 through one of the orifices 25 or 24. while they move away 1.
one of the other to widen the water-t, re working chamber which communicates with the suction port 21 through one of the other ports 23 or 24,
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An apparatus established according to the invention is in particular advantageously applicable as a high-speed pump, for example as a positive pump actuated by the shaft of a turbine, as for example with a view to supplying the lubricating oil. intended for a turbine.
In a pump construction according to the invention, the application of a speed of 15,000 rpm is contemplated.
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minute, at a pressure of 03 lg per c and a refill of 180 to 225 liters per hour,
In a construction of this kind, the roller pistons have a diameter of about 12.7 m / m, the working chamber having a diameter of 25.4 m / m. In a room of
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50.8 m / m in diameter, the pistons or rollers would have a little less than 25.4 m / m in diameter.
The clearance between the surfaces of the rollers depends on the following three factors: a) the viscosity of the liquid, b) the speed of rotation, c) the head or pressure;
In a high speed pump according to the invention, the swirling action created at or near the clearance behaves almost like a shutter.
The clearance limits the amplitude of the movement towards and away from the rollers or pistons.