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B R E V E T D'INVENTION " Perfectionnements aux pompes rotatives " t'invention concerne des perfectionnements aux pompes rotatives .
Le but principal de la présente invention consiste à réaliser un dispositif perfectionné pour maintenir constant le sens de l'écoulement du liquide refoulé, malgré l'inver- sion du sens de rotation de l'organe d'entratnement ,
Suivant la présente invention, la pompe comporte un organe intervertissant automatiquement les phases d'admis- sion et de refoulement du cycle de la pompe lorsque le sens de rotation de l'organe d'entraînement change, c'est-à-dire
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que la phase représentant la phase d'admission (lorsque l'organe d'entraînement tourne dans un sens) changelorsque l'organe d'entraînement tourne en sens inverse de façon à représenter la phase de refoulement, et réciproquement .
Cet organe peut être actionné par un effort de ralentissement par friction exercé entre lui et l'organe d'entraînement, par le renversement du sens de la réaction de pression du liquide par suite de l'inversion du sens de rotas : tion de l'organe d'entrainement, ou par une combinaison de ces deux moyens .
L'invention est particulièrement applicable aux pompes dont le fonctionnement est assuré par un mouvement emprunté à un excentrique ou à un organe analogue ou à ce qu'on appelle généralement les pompes 11 il engrenages"; dans le premier cas l'organe en question déplace l'excentricité de 180 et, dans le deuxième cas, il inverse le côté par lequel le liquide arrive aux engrenages .
Une forme de réalisation de l'invention est repré- sentée à titre d'exemple dans les dessins annexés dans lesquels Fig. 1 est une coupe transversale verticale montrant l'inven- tion appliquée à la pompe décrite dans le Brevet anglais n 130.839 du 14 Mars1919,
Fig. en est une coupe longitudinale verticale,
Fig. 3 en est une coupe horizontale , Fig. 4 est une vue semblable à celle de Fig. 1,
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montrant les pièces dans la position qu'elles occupent après le changement de sens de rotation de l'organe d'en" trainement,
Fig. 5 est une coupe transversale montrant l'inven- tion appliquée à une pompe à plongeur ,
Fig.
6 et 7 sont respectivement une coupe transe versale et une coupe longitudinale d'une pompe à palettes à laquelle l'invention est appliquée,
Fig. 8 est une coupe longihudinale montrant l'in vention appliquée à une pompe à engrenages
Fig. 9 on est une coupe transversale,
Fig. 10 en est une élévation d'extrémité
Dans les Fig. 1 à 4, la pompe est constituée par un organe 1 fixé à un arbre d'entraînement 3 monté dans un corps de pompe 3 . L'organe 1 comporte des saillies 4 pou- vant s'engager dans des logements 5 ménagés dans une pièce 6 montée dans le corps de pompe 3 11 le nombre des saillies étant égal à celui des logements diminué de 1 ..
La pièce 6 comporte des ouvertures 7 communiquant alternativement avec les orifices d'admission et de refoulement 8,9 ménagés dans le corps de pompe .
Suivant la présente invention, la pièce 6 est logée dans une perforation excentrique par rapport à l'arbre 2, cette perforation étant pratiquée dans un anneau 10 monté dans une perforation cylindrique pratiquée dans le corps de
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pompe 3 et concentrique à l'arbre 2 . L'anneau peut effectuer un mouvement angulaire de 180 , ce mouvement étant limité par des butées 11 qui, dans les positions d'arrêt de l'anneau, rencontrent des butées 12 portées par le corps de pompe 3 .
L'anneau 10 comporte des lumières 13, 14 par lesquelles le liquide peut âtre aspiré à l'intérieur par les chambres à partir de l'orifice d'admission 8 et amené par les chambres à l'orifice de refoulement 3 .
Lorsque l'arbre 2 tourne dans le sens de la flèche de Fig. 1, les saillies 4 coopèrent avec les logements 5 pour constituer des chambres dont le volume augmente au fur et à mesure qu'elles se rapprochent du coté d'aspiration de la pompe,, puis des chambres dont le volume diminue au fur et à mesure qu'elles se rapprochent du coté de refoulement de la pompe,, ces chambres agissant donc alternativement pour aspirer et refouler le liquide .Si le sens de rotation de l'arbre 2 change, l'anneau 10 se déplace de 180 dans le sens du mou- vement des aiguilles d'une montre sous l'action du ralentisse- ment à friction exercé entre l'anneau 10 et la pièce 6 . L'ex- centricité est ainsi déplacée de 180 , ce qui fait que les chambres continuent à augmenter de volume lorsqu'elles se rap- prochent du coté d'aspiration de la pompe,
et à diminuer de volume lorsqu'elles se rapprochent du côté de refoulement de la pompe . L'anneau 10 maintient ainsi constant le sens de l'écoulement du liquide malgré l'inversion du sens de rotation
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de l'arbre 2 .
Si on le désire, l'anneau peut être monté dans un roulement à billes ou dans un palier à rouleaux 16 .
Dans le dispositif représenté en Fig. 5, la perfo- ration de l'anneau 10 contient un rotor 16 comportant des cylindres 17 dans lesquels sont montés des plongeurs 18 .
Ces plongeurs s'appuient sur un bloc 19 monté de façon à tourner sur un axe 20 fixé excentriquement par rapport à la perforation de l'anneau Ainsi que cela vient d'être décrit pour le mode de réalisation représenté dans les Fig. 1 à 4 si le sens de rotation de l'organe d'entratnement, dans ce cas le rotor 16, change,ceci a pour effet de déplacer l'anneau de 180 , ce qui fait que l'excentricité se trouve également déplacée de 180 et que le sens de l'écoulement du liquide ne change pas malgré le changement de sens de rotation du rotor
Dans les Fig.
6 et 7, la perforation de l'anneau 10 constitue une surface de travail pour des palettes 21 montées de façon à coulisser radialement dans un rotor 22 porté par un arbre d'entraînement 23 par rapport auquel la perforation de l'anneau est excentrique, le fonctionnement étant semblable à celui qui a déjà été décrit .
Enfin, dans les fige 9 et 10, le corps de pompe est constitué par un cylindre horizontal 24 comportant une chambre 25 en forme d'arc de cercle . L'arbre d'entraînement est
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désigné par 26 et un élément primaire de pompe, constitué par deux roues dentées 27, est fixé à cet arbre .La pompe comporte en outre un bâti constitué par une pièce centrale 28 et deux flasques 29, toutes ces pièces étant perforées pour laisser passer l'arbre d'entraînement 26, tout en pouvant se mouvoir autour du même centre . Le bâti est centré dans sa position par les paliers 30 portés par les flasques 29 et dans lesquels il tourne .
Comme le bâti mobile est dégagé de l'arbre d'en- trainement, il ne peut pas se coincer pendant le changement de marche par suite d'un défaut d'alignement dû à l'usure des paliers Le bâti porte une tige centrale 31 sur laquelle tournent librement deux roues dentées 32 constituant des élé- ments secondaires de la pompe . Les roues dentées 32, dont les dents engrènent avec celles des roues primaires 27, s'engag gent dans la chambre en arc de cercle 25 de façon que leurs dents agissent sur la surface en arc de cercle de cette charnu bre .La pièce centrale 28 comporte des appendices latéraux 33 sur lesquels sont boulonnés les flasques 29 .
Ces appendices comportent des parties en arc de cercle 34 sur lesquelles agissent les dents des roues primaires et ces parties en arc de cercle se terminent par une courte cloison 35 dirigée vers la surface inférieure du corps de pompe .La cloison 35 compor- te un patin en arc de cercle 36 qui s'appuie sur la parte inférieure de la paroi cylindrique du corps de pompe en for- mant un joint coulissant avec cette partie ,
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La tubulure d'aspiration 8 de la pompe débouche dans une ouverture 37 pratiquée à la partie inférieure du corps de pompe cylindrique et la tubulure de refoulement 9 débouche dans une ouverture 38 ménagée dans la'chambre en arc de cercle 25
A l'intérieur de la partie inférieure de la paroi cylindrique du corps.de pompe se trouvent deux butées espacées 39 sur l'une ou l'autre desquelles le patin en arc de cercle 36 peut venir s'appuyer suivant le sens de rotation de l'arbre 26 de la pompe .Ces butées 39 sont agencées de façon que lorsque le ptin 36 s'appuie sur l'une d'elles, l'orifice d'aspiration 37 communique avec une face de la cloison 35 et des deux paires de roues dentées 27,32,
les roues dentées secondaires se trouvant à une extrémité de la chambre en arc de cercle 25,de façon à laisser l'autre face de la cloison et des roues dentées en communication avec l'orifice de refou- lement 38
Lorsque l'arbre d'entraînement 26 tourne, le liquide est aspiré par les roues dentées à partir du coté d'aspiration de la cloison 35 et il est transporté par les dents à travers la chambre en arc de cercle 25 en passant devant la partie en arc de cercle 34 du bâti mobile, jusqu'à l'autre coté du corps de pompe,
l'huile contenue entre les dents étant déplacée lors** que les dents engrènent entre elles Cette résistance de l'action de la pompe maintient le bâti et les roues dentées danr
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leur position pendant le fonctionnement .Si le sens de rotation de l'arbre d'entraînement change, le sens de rota.
tion des roues dentées change également et comme la résis- tance se trouve inversée, ceci a pour effet de faire tourner le bâti autour de l'arbre d'entraînement de façon à amener le patin d'appui 36 an prise avec l'autre butée 39, En même temps les roues dentées secondaires sont entraînées par le bâti à l'autre extrémité de la chambre en arc de cercle 25 . Le liquide est ensuite aspiré à travers l'orifice d'admission sur la face opposée de la cloison et des roues dentées, puis il est transporté par les roues dentées qui tournent, au moyen de la chambre 25 et des parties en arc de cercle 34, jusqu'à l'autre côté du corps de pompe où il sort par l'orifice de refoulement.
On voit donc que le sens d'écoulement du liquide qui traverse la pompe ne change pas, même lorsque le sens de rotation de l'arbre et des roues dentées change .
Les divers mode de réalisation peuvent comporter un index indiquant que l'anneau ou le bâti a convenablement changé de position .
Un levier de manoeuvre peut servir à effectuer le changement de position de l'anneau ou du bâti . Un tel dispo- sitif permettrait de construire une pompe dans laquelle le sens de l'écoulement du liquide pourrait être changé à volonté. le sens de rotation de l'organe d'entratnement restant constante
La Fig. 10 montre un dispositif de ce genre, qui
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comporte un levier de manoeuvre 40 relié à un bras fendu 41 (à l'intérieur du corps de pompe) agissant sur une tige 42 portée par le bâti de façon à pouvoir déplacer de dernier en agissant sur la poignée du levier .
Ce dispositif permettrait aussi de vérifier la liberté de mouvement de l'anneau ou du bâti pendant le montage et après une vérification
Dans les fig. 8,9 et 10, les lignes en traits interrompus 43 indiquent schématiquement les tuyauteries amenait le lubrifiant du tuyau de distribution de l'ensemble de la pompe aux paliers, tuyauteries par lesquelles l'huile arrive à l'intérieur des fonds ou couvercles du corps de pompe de façon à équilibrer la pression de l'huile sur chacun des flasques 29,
ainsi qu'à empêcher l'huile stagnante de se figer sur les portées des disques d'extrémité et d'empêcher le bâti de se mouvoir librement .Les lignes en traits inter- rompus 44 indiquent schématiquement lestuyauteries par lesquelles le lubrifiant passe des fonds ou couvercles à la tubulure d'aspiration 8
Dans certains cas on peut supprimer la pièce cen- trale 28 servant de cloison et n'utiliser que les deux flasques latéraux 29 avec une seule paire d'éléments de pompe Dans d'autres cas il peut y avoir plus d'une cloison et en consé- quence un nombre plus grand d'éléments de pompe /-
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BRIEF OF THE INVENTION "Improvements to rotary pumps" The invention relates to improvements to rotary pumps.
The main object of the present invention is to provide an improved device for keeping the direction of the flow of the pumped liquid constant, despite the reversal of the direction of rotation of the drive member,
According to the present invention, the pump comprises a member automatically inverting the intake and discharge phases of the pump cycle when the direction of rotation of the drive member changes, that is to say
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that the phase representing the intake phase (when the driving member turns in one direction) changes when the driving member turns in the opposite direction so as to represent the discharge phase, and vice versa.
This member can be actuated by a slowing down force by friction exerted between it and the drive member, by the reversal of the direction of the pressure reaction of the liquid as a result of the reversal of the direction of rotation of the drive member, or by a combination of these two means.
The invention is particularly applicable to pumps the operation of which is ensured by a movement borrowed from an eccentric or from a similar member or from what are generally called "gear pumps"; in the first case the member in question moves the eccentricity of 180 and, in the second case, it reverses the side by which the liquid arrives at the gears.
One embodiment of the invention is shown by way of example in the accompanying drawings in which FIG. 1 is a vertical cross section showing the invention applied to the pump described in British Patent No. 130,839 of March 14, 1919,
Fig. is a vertical longitudinal section,
Fig. 3 is a horizontal section, FIG. 4 is a view similar to that of FIG. 1,
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showing the parts in the position they occupy after the change of direction of rotation of the drive member,
Fig. 5 is a cross section showing the invention applied to a plunger pump,
Fig.
6 and 7 are respectively a cross section and a longitudinal section of a vane pump to which the invention is applied,
Fig. 8 is a longitudinal section showing the invention applied to a gear pump
Fig. 9 one is a cross section,
Fig. 10 is an end elevation
In Figs. 1 to 4, the pump consists of a member 1 fixed to a drive shaft 3 mounted in a pump body 3. The member 1 comprises projections 4 able to engage in housings 5 formed in a part 6 mounted in the pump body 3 11, the number of projections being equal to that of the housings reduced by 1.
The part 6 has openings 7 communicating alternately with the inlet and discharge ports 8, 9 formed in the pump body.
According to the present invention, the part 6 is housed in an eccentric perforation with respect to the shaft 2, this perforation being made in a ring 10 mounted in a cylindrical perforation made in the body of
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pump 3 and concentric with shaft 2. The ring can perform an angular movement of 180, this movement being limited by stops 11 which, in the stop positions of the ring, meet stops 12 carried by the pump body 3.
The ring 10 has openings 13, 14 through which the liquid can be sucked inside by the chambers from the inlet port 8 and brought by the chambers to the discharge port 3.
When the shaft 2 rotates in the direction of the arrow in Fig. 1, the projections 4 cooperate with the housings 5 to form chambers whose volume increases as they approach the suction side of the pump, then chambers whose volume decreases as and when that they approach the delivery side of the pump, these chambers therefore acting alternately to suck and discharge the liquid. If the direction of rotation of the shaft 2 changes, the ring 10 moves 180 in the direction of clockwise movement under the action of the friction slowing exerted between the ring 10 and the part 6. The eccentricity is thus displaced by 180, which means that the chambers continue to increase in volume as they approach the suction side of the pump,
and decrease in volume as they approach the discharge side of the pump. The ring 10 thus keeps the direction of the liquid flow constant despite the reversal of the direction of rotation.
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tree 2.
If desired, the ring can be mounted in a ball bearing or in a roller bearing 16.
In the device shown in FIG. 5, the perforation of the ring 10 contains a rotor 16 comprising cylinders 17 in which plungers 18 are mounted.
These plungers are supported on a block 19 mounted so as to rotate on an axis 20 fixed eccentrically with respect to the perforation of the ring. As has just been described for the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 if the direction of rotation of the drive member, in this case the rotor 16, changes, this has the effect of moving the ring by 180, so that the eccentricity is also displaced by 180 and that the direction of liquid flow does not change despite the change in direction of rotation of the rotor
In Figs.
6 and 7, the perforation of the ring 10 constitutes a working surface for pallets 21 mounted so as to slide radially in a rotor 22 carried by a drive shaft 23 relative to which the perforation of the ring is eccentric, the operation being similar to that which has already been described.
Finally, in figs 9 and 10, the pump body consists of a horizontal cylinder 24 comprising a chamber 25 in the form of an arc of a circle. The drive shaft is
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designated by 26 and a primary pump element, consisting of two toothed wheels 27, is fixed to this shaft. The pump further comprises a frame consisting of a central part 28 and two flanges 29, all these parts being perforated to allow the passage of the pump. 'drive shaft 26, while being able to move around the same center. The frame is centered in its position by the bearings 30 carried by the flanges 29 and in which it rotates.
As the movable frame is disengaged from the drive shaft, it cannot jam during the gear change due to misalignment due to wear of the bearings The frame has a central rod 31 on which freely rotate two toothed wheels 32 constituting secondary elements of the pump. The toothed wheels 32, the teeth of which mesh with those of the primary wheels 27, engages in the arcuate chamber 25 so that their teeth act on the arcuate surface of this fleshy. The central part 28 comprises lateral appendages 33 on which the flanges 29 are bolted.
These appendages comprise circular arc parts 34 on which the teeth of the primary wheels act and these circular arc parts terminate in a short partition 35 directed towards the lower surface of the pump body. The partition 35 comprises a shoe. in an arc 36 which rests on the lower part of the cylindrical wall of the pump body, forming a sliding seal with this part,
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The suction pipe 8 of the pump opens into an opening 37 made in the lower part of the cylindrical pump body and the delivery pipe 9 opens into an opening 38 made in the arcuate chamber 25
Inside the lower part of the cylindrical wall of the pump body there are two spaced stops 39 on one or the other of which the circular arc pad 36 can come to rest according to the direction of rotation of the pump. the shaft 26 of the pump. These stops 39 are arranged so that when the point 36 rests on one of them, the suction port 37 communicates with one face of the partition 35 and the two pairs of cogwheels 27.32,
the secondary toothed wheels being at one end of the arcuate chamber 25, so as to leave the other face of the partition and the toothed wheels in communication with the discharge port 38
As the drive shaft 26 rotates, the liquid is sucked by the toothed wheels from the suction side of the bulkhead 35 and is carried by the teeth through the arcuate chamber 25 past the portion. in an arc 34 of the movable frame, up to the other side of the pump body,
the oil contained between the teeth being displaced when ** the teeth mesh with each other This resistance of the action of the pump maintains the frame and the toothed wheels in
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their position during operation. If the direction of rotation of the drive shaft changes, the direction of rota.
tion of the toothed wheels also changes and as the resistance is reversed, this has the effect of rotating the frame around the drive shaft so as to bring the support pad 36 into engagement with the other stop 39, At the same time the secondary toothed wheels are driven by the frame at the other end of the arcuate chamber 25. The liquid is then sucked through the inlet port on the opposite side of the bulkhead and the gears, then it is transported by the gears which rotate, by means of the chamber 25 and the arcuate parts 34 , to the other side of the pump body where it exits through the discharge port.
It can therefore be seen that the direction of flow of the liquid passing through the pump does not change, even when the direction of rotation of the shaft and the toothed wheels changes.
The various embodiments may include an index indicating that the ring or frame has properly changed position.
An operating lever can be used to change the position of the ring or the frame. Such a device would make it possible to construct a pump in which the direction of the liquid flow could be changed at will. the direction of rotation of the drive unit remaining constant
Fig. 10 shows a device of this kind, which
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comprises an operating lever 40 connected to a split arm 41 (inside the pump body) acting on a rod 42 carried by the frame so as to be able to move last by acting on the handle of the lever.
This device would also make it possible to check the freedom of movement of the ring or the frame during assembly and after a check.
In fig. 8, 9 and 10, the dashed lines 43 indicate schematically the pipes bringing the lubricant from the distribution pipe of the whole of the pump to the bearings, pipes by which the oil arrives inside the ends or covers of the body pump so as to balance the oil pressure on each of the flanges 29,
as well as to prevent stagnant oil from freezing on the end disc seats and to prevent the frame from moving freely. Dashed lines 44 schematically indicate the pipes through which the lubricant passes bottoms or bottoms. suction port covers 8
In some cases it is possible to omit the central part 28 serving as a partition and to use only the two side plates 29 with a single pair of pump elements. In other cases there may be more than one partition and in therefore a greater number of pump elements / -