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PERFECTIONNEMENTS AUX POMPES, COMPRESSEURS, MOTEURS ET AUTRES APPAREILS ROTATIFS.
@ La présente invention concerne les pompes, com- prsseurs, moteurs et autres appareils rotatifs pour fluides liquides et gazeux. L'appareil suivant l'invention peut @ servir comme pompe, compresseur ou moteur du type recevant du fluide sous pression d'une source extérieure telle qu'une turbine à vapeur.
Le but de la présente invention est de réaliser une pompe, un compresseur, un moteur ou appareil similaire, d'un type qui soit plus commode que ceux connus jusqu'ici, qui soit simple et durable et qui donne un rendement plus élevé.
Ces pompes et compresseurs tournants lorsqu'ils sont du type à action positive tels qu'ils sont connus actuellement, présentent souvent l'inconvénient qu'ils n'envoient pas le fluide de façon constante ou qu'ils l'en- voient de façon intermittente, provoquant ainsi des pulsa- tions ou des tourbillons dans le fluide.
Les pompes, compresseurs ou machines de ce genre comportant un rotor qui porte des éléments mobiles indépen- dants, tels qu'on les connait actuellement, présentent également l'inconvénient que la force centrifuge entre en jeu lorsque le rotor tourne à des vitesses élevées et cette force centrifuge est suffisante pour arrêter la lubrifica-
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tion et enrayer l'appareil.
Les pompes, compresseurs, moteurs ou autres appareils similaires du type rotatif conformes à la présente invention sont caractérisés par la présence d'aubes ou éléments d'impulsion soumises à un mouvement de rotation continu et montées sur un arbre commun, de façon à être en des points diamétralement op- posés les uns des autres et fonctionnant dans la chambre de tra- vail.
Les pompes, compresseurs ou appareils analogues du type rotatif pour la mise en mouvement des liquides fluides ou gazeux conformes à la présente invention, comportent en outre un rotor pourvu au moins d'un passage annulaire périphérique, divi- sé longitudinalement par une jante interrompue sensiblement cen- trale, recevant le fluide, un stator pourvu d'un élément de con- tact co-opérant avec ce passage de façon à constituer une obtu- ration étanche constante dans ce passage afin de séparer la hau- te pression de la basse pression, et des aubes, ou autres élé- ments analogues d'impulsion portés par le rotor et permettant de rompre la continuité du passage annulaire et de donner ainsi l'impulsion au liquide ;
aubes, ou autres éléments d'impulsion, pénètrent dans l'élément de contact au cours de leur rotation, c'est-à-dire se logent à l'intérieur de la jante centrale et complètent l'obturation.
L'invention..consiste également en un moteur du type alimenté en, et entraîné par du fluide sous pression provenant d'une source extérieure, comportant un rotor pourvu au moins d'un passage annulaire périphérique, divisé dans le sens longitudinal par une jante interrompue sensiblement centrale, recevant le fluide, un stator pourvu d'un élément de contact co-opérant avec ce passage de façon à constituer une obturation étanche constan- te dans ce passage afin de séparer la haute pression de la basse pression, et des aubes ou autres éléments analogues d'impulsion, portés par le rotor et permettant de rompre la continuité du pas- sage annulaire et de recevoir ainsi l'impulsion du fluide;
ces aubes, ou autres éléments d'impulsion, sont logés à l'intérieur de la jante du rotor sans toucher le passage annulaire lorsqu'ils passent à travers l'élément fixe de contact.
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D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va en être faite avec référence au dessin annexé représentant schématiquement et à titre d'exemple des formes de réalisation de l'invention.
Sur ce dessin : -
La Fig. 1 est une coupe en élévation latérale d'une pompe rotative suivant l'invention.
La Fig. 2 est une élévation-coupe par le centre suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1.
La Fig. 2a est une vue analogue à la Fig. 2 moins les quatre aubes k.
La Fig. 3 est une vue en plan du rotor de cette pompe.
La Fig. 4 est une coupe en élévation latérale analogue à la Fig. 2 mais représentant une variante.
La Fig. 5 est une élévation-coupe par le centre de la variante de la Fig. 4.
La forme de réalisation représentée sur le des- sin comporte une enveloppe fixe ou stator a dans lequel tourne un rotor creux b entraîné par toute source conve- nable de force transmise par un prolongement- axial c de ce rotor. De l'autre côté du rotor, et sur le même axe que ce prolongement, est monté un arbre fixe d faisant saillie à l'intérieur du rotor. Cet arbre fixe porte, à son extrémité intérieure, une roue d'angle e engrenant avec une roue d'angle f montée sur un autre arbre g solidaire diamétrale- ment du rotor.
Cet arbre diamétral peut être pourvu d'une bride constituant un palier de butée j, et l'arbre se ter- mine, à chacune de ses extrémités, en forme d'aube k qui peut être de section transversale ovale, l'aube d'une extré- mité se trouvant sur un plan perpendiculaire à celui de l'autre extrémité de l'arbre diamétral. Cet arbre porte deux autres roues d'angle 1 et ¯m engrenant avec quatre au-
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tres roues d'angle n, o, p et q dont les axes sont dans un plan commun contenant celui de l'arbre diamétral. Les axes de ces roues d'angles sont à 60 l'un de l'autre.
Toutes ces roues d'angles sont en prise à des intervalles de 60 de sorte que, lorsque l'on fait tourner le rotor b, l'arbre diamétral se trouve entraîné par suite de la ré- sistance présentée par l'arbre fixe d, et ce mouvement est transmis aux quatre autres roues d'angle n, o, p et q portant chacune une aube k analogue à celle de l'extrémité de l'arbre diamétral Chacune de ces aubes est réglée de façon à faire un demi-tour pour chaque tour du rotor, l'arbre ± ayant le rapport d'engrenages voulu pour que sa vitesse soit la moitié de.celle du rotor.
Les lumières d'admission et de refoulement ret s sont séparées l'une de l'autre par une cloison t et, à cet endroit, se trouve un élément de contact u entre les deux parties duquel passent les aubes aux moments où leur plus grande dimension correspond au sens du mouvement de la périphérie du rotor.
Ce dispositif de contact entre les lumières d'admission et de refoulement peut être constitué par deux plaques en for- me de segments fixéespar des vis, et dont les extrémités peuvent, si on le désire, être biseautées afin de faciliter le passage des aubes entre elles. Les aubes, au fur et à mesure que s'effectue leur déplacement autour de la chambre de la pompe, prennent une position dans laquelle leur plus grande dimension correspond à l'axe du rotor ; en résulte qu'elles servent à donner de l'impulsion au- fluide, ce mouvement des aubes étant'continu depuis leur position en bout.où elles passent les lumières dtadmission et de refou- lement, jusqu'à leur position latérale sur le côté éloigné de l'axe de mouvement du rotor.
Le passage annulaire w mé- nagé autour.du rotor b, est divisé par une jante centrale v
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interrompue aux points voulus afin de réserver des espaces pour les aubes. De la sorte, l'élément de contact u , con- jointement avec les aubes ou la jante centrale, forme une obturation permanente entre la haute et la basse pressions.
En outre, par suite de la grande longueur de cet élément u, il existe une surface relativement importante s'opposant aux fuites. La jante est, à ses extrémités, de forme concave épousant la courbe de mouvement des côtés des aubes, ainsi qu'on le voit en k1 sur la Fig. 3. Les aubes fonctionnent entre les brides latérales h1 du rotor ; brides sont pourvues de cavités de forme concave que l'on voit en h2 sur la Fig. 3, de façon à former un joint étanche pendant un temps appréciable au cours de la rotation de l'aube. Il est commode d'utiliser comme bain d'huile l'espace existant à l'intérieur du rotor.
Bien que le dessin représente un rotor à six aubes, ce qui convient pour le fonctionnement à faible vitesse, le demandeur a constaté que, aux grandes vitesses, il suffit de deux aubes établies à chacune des extrémités de l'arbre continu g et en faisant partie intégrante. De la sorte, les forces centrifuges s'équilibrent. En outre, le fait que l'ar- bre tourne à la moitié de la vitesse du rotor, simplifie le graissage par suite de l'application de la pression sur les aubes des côtés alternés.
Lorsqu'il n'existe que deux aubes, il est nécessai- re de donner aux cavités h2 une profondeur telle qu'il y ait toujours une aube au moins interrompant la continuité du passage annulaire w.
Au cours du fonctionnement, le fluide pénètre, par la lumière d'admission r, dans le passage annulaire w. L'ob- turation produite par l'élément de contact u et par soit les aubes soit la jante v, empêche le passage direct du fluide vers l'autre lumière s. Ce fluide se trouve, en/conséquence @
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obligé de faire le tour de la pompe et, comme décrit plus haut, il y a toujours une des aubes pour interrompre la continuité du passage annulaire w. Ainsi, dans le cas du moteur, le rotor tourne comme dans le cas de la pompe, le fluide est poussé en avant dans chaque cas, l'aube disposée transversalement reprenant la poussée du fluide.
On consta- tera que, grâce à cette disposition, le liquide, dans le cas d'une pompe à liquide, est poussé vers l'avant de façon positive sans les flottements ou pulsations se produisant ordinairement dans les pompes à action positive.
Grâce au mécanisme à engrenages reliant le ro- tor aux aubes, chacune de ces dernières s'emboîte dans l'é- lément de contact au moment de son passage, c'est-à-dire a alors la dimension transversale de la jante centrale et constitue momentanément l'obturation entre la haute et la basse pression.
Les Figs 4 et 5 représentent un mode de réalisa. tion de l'invention dans lequel le fluide, à son arrivée dans l'admission 5, est déplacé vers l'extérieur, par la force centrifuge, dans le passage 6 sous l'effet des aubes 7; il en résulte que ce fluide peut s'écouler au contact des aubes rotatives 8, dans une disposition analo'- gue à celle décrite au sujet des Fig. I et 2, en passant par un conduit 9 représenté en traits pointillés sur la Fig. 5. Sous d'autres rapports, la disposition représen- tée sur les Fig. 4 et 5 peut rappeler celle décrite en se référant aux Figs. 1 et 2, la sortie étant représentée en¯10 sur la Fig. 4.
La roue d'angle fixe 11 engrène avec une roue d'angle analogue à celle désignée par f sur la Fig. 1 mais qui, dans un but de simplification, ne parait pas sur la Fig. 5; cette roue 11 peut être empêchée de tourner par exemple par une goupille 12. En incurvant la surface d'obturation à l'extrémité des aubes 8 de la fa-
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çon représentée en 13 sur la Fig. 5, il est possible de régler les extrémités courbes des aubes de la façon voulue pour leur permettre de co-opérer convenablement avec la surface intérieure par rapport à laquelle elles se dépla. cent lorsqu'elles prennent des positions angulaires comme représenté dans la partie supérieure de la Fig. 5.
La partie annulaire 14 faisant partie intégrante des éléments de contact 15 est léquivalent de celles désignées par u sur la Fig. 1.
Bien que l'invention ait été définie comme cou- vrant une pompe, un compresseur, un moteur ou autres ap- pareils analogues pour fluides élastiques ou non, elle peut servir également de réducteur hydraulique de vitesse ou d'embrayage hydraulique. Quoique les formes de réalisation ci-dessus soient décrites comme comportant un rotor co- opérant avec une enveloppe fixe, des variantes de l'invene tion peuvent comporter un rotor fixe co-opérant avec une enveloppe tournante ; peut y avoir également des cas, par exemple celui d'un réducteur hydraulique de vitesse, où les deux éléments peuvent tourner au cours du fonction- nement de l'appareil.
Dans l'application de l'invention à une transmis- sion hydraulique, on peut, par exemple, faire commander une pompe par un moteur et raccorder par une conduite le re- foulement de cette pompe (dénommée ensuite"première pompe') à l'aspiration ou entrée d'une seconde pompe. Le fluide est alors transmis par leluide d'une pompe à l'autre.
Dans le cas d'un réducteur de vitesse, la première pompe peut être plus petite que la seconde, et réciproquement.
Dans cette disposition, le liquide ou fluide peut cir- culer dans le système de manière continue. Un mode d'uti- lisation de l'invention comme embrayage hydraulique consiste à prendre les dispositions nécessaires pour permettre le
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déplacement des éléments de contact de façon que,lorsqu'ils sont retirés, le liquide peut circuler sans action, et les éléments de commande commandés se trouvent ainsi désembrayés.
On peut, dans cette forme de réalisation faire que au cours du fonctionnement les deux éléments principaux tournent et on peut prévoir des moyens appropriés, par exemple un dispo- sitif électro-magnétique, permettant de retirer ou d'enfon- cer les éléments de contact.