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Pompe à pistons.
La présente invention a pour objet une pompe à pis- tons destinée surtout à aspirer et refouler la viscose utili- sée pour la fabrication de la soie artificielle,mais elle peut servir aussi pour d'autres liquides visqueux.
Les pompes à pistons connues actuellement pour filer la soie artificielle,comportent essentiellement un corps cy- lindrique tournant dans un carter et qui contient les cylin- dres et les pistons disposés parallèlement à son axe de rota- tion,ce corps cylindrique servant en même temps de distribu- teur.
La pompe suivant l'invention est du même type. Elle diffère cependant des pompes connues en plusieurs points es- sentiels qui seront décrits en détail dans la description qui va suivre en regard des dessins.
Ces dessins,représentent,à titre d'exemple,une forme
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d'exécution de la pompe et quelques variantes de détail.
Fig.l montre la pompe en coupe longitudinale.
Fig.2 est une autre coupe longitudinale de la pompe mais avec une variante du mécanisme de commande des pistons.
Fig.3 représente une coupe transversale de la fig.2 vue de droite à gauche.
Fig. 4 est une autre coupe transversale de la fig.2 vue de gauche à droite.
Fig.5 à 6 sont des coupes longitudinale et transver- sale d'une variante du système de distribution.
Fig.7 à 8 montrent une variante du mécanisme de com- mande des pistons,et
Fig.9 une valve de retenue située dans la canalisa- tion de refoulement.
La pompe représentée dans les fig.l et 2 comporte un carter 1 dans lequel tourne un corps cylindrique composé de trois parties solidaires 2a,2b,2c.
Dans la partie!! sont logés,parallèlement à l'axe de la pompe,les cylindres et les pistons 3 tandis que les par- ties 2b et 2c servent de guidage aux entraîneurs 4.
Le carter 1 est fermé par le couvercle 5 que traverse l'arbre de Commande! solidaire de .Dans la surface plane du couvercle 5 sont pratiqués les canaux semi-circulaires d'as- piration 6 et de refoulement 7 (fig.2 et 3) qui,par la ro- tation du corps cylindrique,entrent alternativement en commu- nication avec les divers cylindres 3 du corps de cylindre 2a.
Les pistons 3 reçoivent leur mouvement alternatif par l'intermédiaire des entraîneurs 4 avec lesquels ils sont ac- couplés et qui,eux-mêmes,sont commandés par une étoile 8 tour-
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'nant sur un axe 9, cet axe étant fixe mais incliné par rap- port au carter.A cet effet,les entraîneurs 4 contiennent des rotules 10 dans lesquelles s'engagent les bras de l'étoile,
Ces rotules permettent une orientation universelle de l'étoi- le par rapport aux entraîneurs.Dans la fig.l,l'étoile 8 tour- ne sur un axe 9 solidaire d'une calotte sphérique 11 qui a son logement dans une cuvette sphérique 12 constituant le fond du carter.Après le déserrage de l'écrou 13.on peut incli ner à volonté l'axe de l'étoile afin de régler la course des pistons,donc le débit de la pompe.
Dans la fig.2, l'étoile est maintenue,d'une part, sur le tourillon sphérique 14 situé dans l'axe de la pompe,d'au- tre part,avec sa tige 15,dans une calotte inclinable 11 sem- blable à celle de la fig.l et qui forme palier.Dans les deux cas,l'axe de rotation de l'étoile coïncide avec l'axe de la calotte 11 fixée au carter.Dans la fig.2,le palier lisse dans la calotte 11 peut être remplacé par un roulement à billes.
Dans les fig.7 et 8, les rotules des entraîneurs 4 sont constituées par des pièces cylindriques 16 logées dans des forages perpendiculaires à l'axe des entraîneurs.Les bras de l'étoile 8 qui traversent les pièces 16 sont cylindriques, de façon que l'ensemble permette une orientation universelle de l'étoile par rapport aux entraîneurs.On remarquera aussi que les pièces 16 sont désaxées par rapport aux entraîneurs.
On obtient ainsi,par un simple forage,l'ouverture dans l'en. traîneur pour le passage du bras de l'étoile.Le fonctionne- ment de la pompe est le suivant: L'arbre! commandé par un engrenage non représenté sur le dessin entraide le corps cylindrique constitué par les
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parties 2a,2b, 2c.L'étoile 8,dont l'axe de rotation fixe est incliné,imprime aux entraîneurs 4 et aux pistons 5 un mouve- ment alternatif rectiligne.
Les divers cylindres 3 communiquent alternativement avec le canal d'aspiration 6 et le canal de refoulement 1.La viscose est aspirée du dehors par les canaux 17,18,19 et 6, elle est refoulée sous pression dans le canal 7 et de là, par les canaux 20,21 et 22 à travers les entraîneurs 4 vers l'in- térieur de la pompe dans la chambre 26.Elle passe par la rai- nure 24 pratiquée sur le tourillon 14, traverse le forage 25 de l'étoile 8 pour arriver derrière le palier dans la calotte 11.Elle ressort du palier par les rainures 26.traverse la chambre!! et s'écoule par l'ouverture 28 dans le collecteur circulaire 29.Elle longe le corps cylindrique dans le canal 30 fraisé dans le carter et quitte la pompe par le canal 31.
En général,dans les pompes connues,la distribution se fait par des canaux semi-circulaires d'aspiration et de refoulement disposés dans la paroi du carter et qui,par la rotationdu corps cylindrique,viennent alternativement en communication avec les cylindres par des lumières pratiquées dans le corps cylindrique.
L'étanohéité entre le canal d'aspiration et le canal de refoulement est obtenue par un ajustage très rigoureux du corps cylindrique dans le carter.Cet ajustage très exact, presque sans jeu,a pour effet de rendre la marche de la pom- pe très dure,c'est-à-dire que la résistance à la rotation de l'arbre,donc la consommation de force est considérable.
Lorsqu'on augmente la vitesse de rotation au delà d'une certaine limite pour filer des gros titres,il se pro- duit des échauffements et des grippages.Au bout d'un certain
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temps, par suite d'usure du corps cylindrique et du carter et parce qu'aucun réglage n'est possible,des pertes se produisent et le débit diminue.
Il existe aussi des pompes,dans lesquelles la distri- bution se fait entre l'extrémité plane du corps cylindrique et le couvercle du carter, les canaux d'aspiration et de refou- lement étant pratiqués dans ce dernier.Dans ces pompes.116- tanchéité entre les canaux d'aspiration et de refoulement est obtenue au moyen d'un réglage par une vis ou un autre dispo- sitif qui permet de régler le jeu entre le corps cylindrique et le couvercle.Ce réglage a l'inconvénient d'être très déli- cat.
Dans la pompe suivant l'invention et contrairement à toutes les pompes connues,ces inconvénients sont éliminés du fait que la viscose aspirée dans le canal 6 est refoulée sous pression à travers le corps cylindrique,entre celui-ci et le fond du carter,dans la chambre 27 de façon que le corps cy- lindrique,formant piston dans le carter,soit appliqué auto- matiquement avec son extrémité plane contre le couvercle 5 du carter qui contient les canaux semi-circulaires d'aspira- tion et de refoulement.On obtient ainsi automatiquement et sans qu'il soit besoin d'aucun réglage, une étanchéité parfai- te et invariable des organes de distribution.En outre,l'enve- loppe du carter ne servant plus à la distribution,le jeu en- tre celui-ci et le corps cylindrique peut être augmenté,ce qui diminue considérablement la consommation de force.
Il suffit que le canal d'aspiration 6 seulement soit disposé dans la surface plane du couvercle 5,tandis que le canal de refoulement 7 peut se trouver dans la paroi du car- ter.(Fig.5 et 6).Le résultat recherché est d'obtenir par la
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pression même de la viscose,à l'intérieur de la pompe,l'étan- chéité des surfaces de distribution,c'est-à-dire d'isoler les cylindres aspirants des cylindres refoulants,d'une part, et le canal d'aspiration du canal de réfoulement,d'autre part.
Ce résultat est acquis aussi lorsque le canal d'aspiration seul se trouve dans le couvercle.Cette modification ne change rien au caractère de l'invention.
En faisant passer la viscose refoulée à travers tout l'intérieur de la pompe,c'est-à-dire en mettant tout l'inté- rieur de la pompe sous pression,on obtient encore un autre a- vantage qui ne se rencontre pas dans les pompes connues;les rentrées d'air sont rendues impossibles.Il arrive, en effet, que les pompes aspirant au-dessous de la pression atmosphéri- que ce qui rend les rentrées d'air presque inévitables.Bn mettant tout l'intérieur de la pompe sous pression,cet incon- vénient est écarté.
Dans les pompes à viscose,il est de toute importance d'éviter des stagnations de viscose,c'est-à-dire des espaces, si petits soient-ils,ou la viscose n'est pas continuellement renouvelée.Dans ces espaces, la viscose se durcit rapidement.
C'est pourquoi,dans l'invention,la viscose est forcée sous pression à travers les entraîneurs par une disposition spé- ciale des canaux de refoulement.Dans les fig.2 à 3,les ca- naux 22 sont des lumières qui font communiquer alternative- ment chaque entraîneur avec le canal 21,de façon qu'à chaque tour de pompe,la viscose soit forcée de passer pendant un temps à travers chaque entraîneur. On évite ainsi les solidi- fications de viscose dans ces derniers.
La solidification de la viscose dans le collecteur circulaire 29 est évitée du fait que le passage de la visco-
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se de la chambre 27 dans le collecteur se fait par une lu- mière 28 pratiquée dans le corps cylindrique tournant de sor- te que toute la circonférence du collecteur soit balayée.
Une autre caractéristique de l'invention est la sup- pression totale de toutes les forces transversales agissant sur les pistons et provoquant l'usure de ceux-ci et des cylin- dres.
Il est en effet impossible de transformer un mouvement rotatoire en mouvement alternatif rectiligne sans créer des forces composantes perpendiculaires en mouvement alternatif rectiligne.
Selon l'invention,les composantes provenant de l'in- clinaison de l'élément tournant ou étoile n'agissent pas di- rectement sur les pistons,comme c'est le cas dans les pompes connues,mais sur les entraîneurs 4 disposés en bout des pis- tons 3 et accouplés à ces derniers,de telle façon qu'un léger mouvement transversal des entraîneurs par suite d'usure ou de jeu de ces derniers dans leur guidage ne se répercute pas sur les pistons.A cet effet,les têtes de piston en forme de tête de baïonnette ont un peu de jeu dans les entraîneurs.On évite ainsi tout effort transversal sur les pistons et par suite, toute usure de ces derniers et des cylindres.
L'invention est en outre caractérisée par le fait qu'un seul élément,en forme d'étoile,tournant autour d'un axe solidaire du carter commande le mouvement alternatif des pis- tons par des bras engagés dans des rotules logées dans les pis- tons ou leurs entraîneurs,de telle façon que ces derniers soien guidés dans le corps cylindrique des deux côtés de l'étoile, contrairement aux pompes connues,ou l'attaque des pistons se fait en bout du corps cylindrique et des pistons.On évite
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ainsi les porte-à-faux sur les pistons ou leurs entraineurs et on diminue la longueur totale de la pompe.
En enlevant la partie 2c du corps cylindrique,on peut introduire l'étoile,et on obtient l'étanchéité du moyeu sphé- rique de l'étoile contre 2c,ce qui permet de forcer la viseo- se à travers la rainure 24,le forage 25 et le palier dans la calotte 11.
La pompe suivant l'invention diffère aussi des pompes connues en ce que la partie 2a contenant les cylindres est indépendantes de l'ensemble du corps cylindrique qui comprend l'arbre de commande et qui contient les entraîneurs.Cela per- met la rectification plane de la pièce 2a sans qu'on soit gêne par l'arbre.
Dans certains cas, il peut être intéressant d'augmen- ter la pression de la viscose dans la pompe.On y parvient en plaçant entre la pompe et la filière ou dans la pompe même une valve de retenue,par exemple comme représentée,dans la fig.9,où le canal 31 est obstrué par la bille 32 appuyée par le ressort 65,la vis 34 servant à régler la pression du res- sort.
Le canal circulaire 18 (Fig.2) qui entoure l'arbre est traversé par la viscose à l'aspiration et sert de récu- pérateur pour la viscose sous pression qui pourrait sortir de l'intérieur de la pompe entre l'arbre et son palier.Ce canal peut être supprimé.
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Piston pump.
The object of the present invention is a piston pump intended primarily for sucking and discharging viscose used for the manufacture of artificial silk, but it can also be used for other viscous liquids.
Piston pumps currently known for spinning artificial silk essentially comprise a cylindrical body rotating in a housing and which contains the cylinders and the pistons arranged parallel to its axis of rotation, this cylindrical body serving at the same time distributor.
The pump according to the invention is of the same type. It differs, however, from the known pumps in several essential points which will be described in detail in the description which follows with reference to the drawings.
These drawings represent, by way of example, a shape
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execution of the pump and some variations in detail.
Fig.l shows the pump in longitudinal section.
Fig.2 is another longitudinal section of the pump but with a variant of the piston control mechanism.
Fig.3 shows a cross section of Fig.2 seen from right to left.
Fig. 4 is another cross section of FIG. 2 seen from left to right.
Figs. 5 to 6 are longitudinal and cross sections of a variant of the distribution system.
Figs. 7 to 8 show a variant of the piston control mechanism, and
Fig.9 a non-return valve located in the delivery pipe.
The pump shown in fig.l and 2 comprises a housing 1 in which rotates a cylindrical body composed of three integral parts 2a, 2b, 2c.
In the game!! The cylinders and the pistons 3 are housed parallel to the axis of the pump, while the parts 2b and 2c serve as a guide for the coaches 4.
The housing 1 is closed by the cover 5 through the Control shaft! integral with. In the flat surface of the cover 5 are formed the semicircular suction 6 and discharge 7 channels (fig. 2 and 3) which, by the rotation of the cylindrical body, enter alternately into communication. nication with the various cylinders 3 of the cylinder body 2a.
The pistons 3 receive their reciprocating movement through the coaches 4 with which they are coupled and which, themselves, are controlled by a star 8 turn-
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'nant on an axis 9, this axis being fixed but inclined with respect to the casing. For this purpose, the coaches 4 contain ball joints 10 in which the arms of the star engage,
These ball joints allow universal orientation of the star in relation to the coaches. In fig.l, the star 8 rotates on an axis 9 integral with a spherical cap 11 which has its housing in a spherical cup 12 constituting the bottom of the casing.After loosening the nut 13.on can incline at will the axis of the star in order to adjust the stroke of the pistons, therefore the flow of the pump.
In fig. 2, the star is held, on the one hand, on the spherical journal 14 located in the axis of the pump, on the other hand, with its rod 15, in a tilting cap 11 sem- blable to that of fig.l and which forms a bearing. In both cases, the axis of rotation of the star coincides with the axis of the cap 11 fixed to the casing. In fig. 2, the plain bearing in the cap 11 can be replaced by a ball bearing.
In Figs. 7 and 8, the ball joints of the coaches 4 are formed by cylindrical parts 16 housed in boreholes perpendicular to the axis of the coaches. The arms of the star 8 which pass through the parts 16 are cylindrical, so that the assembly allows a universal orientation of the star with respect to the coaches. It will also be noted that the pieces 16 are offset with respect to the coaches.
One thus obtains, by a simple drilling, the opening in the en. slider for the passage of the star arm. The operation of the pump is as follows: The shaft! controlled by a gear not shown in the drawing, the cylindrical body formed by the
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parts 2a, 2b, 2c. The star 8, whose fixed axis of rotation is inclined, imparts to the coaches 4 and to the pistons 5 a rectilinear reciprocating motion.
The various cylinders 3 communicate alternately with the suction channel 6 and the delivery channel 1. The viscose is sucked from the outside through the channels 17,18,19 and 6, it is delivered under pressure into the channel 7 and from there, through the channels 20, 21 and 22 through the coaches 4 towards the inside of the pump in the chamber 26. It passes through the groove 24 made on the journal 14, passes through the bore 25 of the star 8 to arrive behind the bearing in the cap 11. It comes out of the bearing through the grooves 26. crosses the chamber !! and flows through the opening 28 into the circular manifold 29. It runs along the cylindrical body in the milled channel 30 in the housing and leaves the pump through the channel 31.
In general, in known pumps, the distribution is effected by semicircular suction and discharge channels arranged in the wall of the casing and which, by the rotation of the cylindrical body, come into communication alternately with the cylinders through slots made in the cylindrical body.
The tightness between the suction channel and the discharge channel is obtained by a very rigorous adjustment of the cylindrical body in the casing. This very exact adjustment, almost without play, has the effect of making the pump run very hard, that is, the resistance to rotation of the shaft, so the consumption of force is considerable.
When you increase the speed of rotation beyond a certain limit to get headlines, it becomes overheating and seizing up.
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time, due to wear of the cylindrical body and the housing and because no adjustment is possible, losses occur and the flow rate decreases.
There are also pumps, in which the distribution is made between the flat end of the cylindrical body and the housing cover, the suction and discharge channels being made in the latter. Tightness between the suction and delivery channels is obtained by means of an adjustment by means of a screw or other device which makes it possible to adjust the clearance between the cylindrical body and the cover. This adjustment has the drawback of being very delicate.
In the pump according to the invention and unlike all known pumps, these drawbacks are eliminated due to the fact that the viscose sucked into the channel 6 is delivered under pressure through the cylindrical body, between the latter and the bottom of the housing, in the chamber 27 so that the cylindrical body, forming a piston in the casing, is applied automatically with its flat end against the cover 5 of the casing which contains the semicircular suction and delivery channels. Thus automatically and without the need for any adjustment, it obtains a perfect and invariable sealing of the distribution members. In addition, the casing casing no longer being used for the distribution, the clearance between that -Here and the cylindrical body can be increased, which greatly decreases the force consumption.
It suffices that only the suction channel 6 is placed in the flat surface of the cover 5, while the delivery channel 7 can be in the wall of the housing (Figs. 5 and 6). The desired result is to get by
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pressure of the viscose, inside the pump, the tightness of the distribution surfaces, that is to say to isolate the suction cylinders from the pressure cylinders, on the one hand, and the channel d suction of the discharge channel, on the other hand.
This result is also acquired when the suction channel alone is in the cover. This modification does not change the character of the invention.
By passing the pumped viscose through the entire interior of the pump, that is to say by pressurizing the entire interior of the pump, a still further advantage is obtained which is not encountered. in known pumps; the inflows of air are made impossible. It happens, in fact, that the pumps suck below atmospheric pressure which makes the inflows almost inevitable. of the pump under pressure, this drawback is eliminated.
In viscose pumps, it is of utmost importance to avoid viscose stagnations, that is, spaces, however small, where the viscose is not continuously renewed. viscose hardens quickly.
This is why, in the invention, the viscose is forced under pressure through the coaches by a special arrangement of the delivery channels. In figs. 2 to 3, the channels 22 are ports which communicate alternatively each driver with channel 21, so that at each turn of the pump, the viscose is forced to pass for a time through each driver. This prevents viscose solidifications in the latter.
The solidification of the viscose in the circular manifold 29 is avoided because the passage of the viscose
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The chamber 27 in the collector is effected by a light 28 formed in the cylindrical body rotating so that the entire circumference of the collector is swept.
Another feature of the invention is the complete suppression of all transverse forces acting on the pistons and causing wear thereof and of the cylinders.
It is in fact impossible to transform a rotary movement into rectilinear reciprocating motion without creating component forces perpendicular to rectilinear reciprocating motion.
According to the invention, the components resulting from the inclination of the rotating or star element do not act directly on the pistons, as is the case in known pumps, but on the coaches 4 arranged in a row. end of the pistons 3 and coupled to the latter, in such a way that a slight transverse movement of the coaches due to wear or play of the latter in their guide does not affect the pistons. Bayonet head-shaped piston heads have a little play in the coaches, thus avoiding any transverse force on the pistons and consequently any wear on the latter and on the cylinders.
The invention is further characterized by the fact that a single star-shaped element rotating around an axis integral with the housing controls the reciprocating movement of the pistons by arms engaged in ball joints housed in the udders. - tones or their drivers, in such a way that the latter are guided in the cylindrical body on both sides of the star, unlike known pumps, where the attack of the pistons is done at the end of the cylindrical body and the pistons.
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thus the overhangs on the pistons or their drivers and the total length of the pump is reduced.
By removing part 2c from the cylindrical body, we can introduce the star, and we obtain the sealing of the spherical hub of the star against 2c, which makes it possible to force the visor through the groove 24, the borehole 25 and the bearing in the cap 11.
The pump according to the invention also differs from the known pumps in that the part 2a containing the cylinders is independent of the assembly of the cylindrical body which comprises the control shaft and which contains the drivers. This allows the planar grinding of the motor. part 2a without being hampered by the tree.
In some cases, it may be beneficial to increase the pressure of the viscose in the pump, this is achieved by placing between the pump and the die or in the pump itself a check valve, for example as shown in Figure fig.9, where the channel 31 is blocked by the ball 32 supported by the spring 65, the screw 34 serving to adjust the pressure of the spring.
The circular channel 18 (Fig. 2) which surrounds the shaft is crossed by the viscose at the suction and serves as a recuperator for the pressurized viscose which could escape from the inside of the pump between the shaft and its This channel can be deleted.
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