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Publication number: BE418777A
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Description


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  Perfectionnements aux compresseurs rotatifs, machines d'épuisement, pompes et machines analogues rotatives. 



   La présente invention concerne des perfectionnements apportés à la construction de compresseurs rotatifs, de machines d'épuisement, de pompes et de machines analogues rotatives, pour l'air ou d'autres gaz. 



   Dans les compresseurs rotatifs, les aspirateurs, les pompes et les machines analogues du type comprenant un rotor monté sur un ou plusieurs arbres, et disposé parallèlement mais excentriquement à l'alésage de l'enveloppe ou du stator, en laissant un espace en forme de croissant entre le rotor et l'alésage de l'enveloppe, le rotor présentant des ailettes ou des palettes pouvant coulisser radialement dans des fentes, il est désira,ble en vue d'obtenir un refroidissement efficace de la machine, que 

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 du fluide de refroidissement soit mis en circulation   à   travers le rotor, de préférence   à   travers chaque segment du rotor situé entre chaque paire d'ailettes adjacentes (voir le brevet 413.492) ainsi que seulement autour de l'extérieur de l'alésage de l'enveloppe, ce qui est la méthode générale.

   



   Lorsqu'un petit nombre seulement d'ailettes sont adaptées au rotor, il est possible de faire des passages d'eau dans le rotor au moyen de noyaux, mais lorsqu'un grand nombre d'ailettes sont adaptées au rotor, les segments deviennent étroits et il est préférable d'usiner ces passages ou ces lumières. 



   Lorsqu'il a été proposé antérieurement de refroidir les rotors de compresseurs rotatifs, de machines d'épuisement ou de pompes rotatives pour l'air ou d'autres gaz (tous compris dans la suite pour plus de   commoditié   dans le terme .compresseurs rotatifs   à   air.) le refroidissement par l'air a été suggéré ou bien si de l'eau ou un autre agent liquide de refroidissement (qui sera pour plus de commodité compris dans la suite sous le terme   "eau")   devait être mis en circulation dans des passages ou des chambres du rotor, il a été proposé de le faire passer à l'extérieur du couvercle d'extrémité étanche à l'eau du stator au moyen du passage dans l'arbre du rotor et de le faire circuler au moyen d'une pompe située à l'extérieur, par exemple une pompe du type à organe d'impulsion,

   située dans l'accouplement de l'arbre. 



   La présente invention procure une disposition pratique renfermant une   pompe â   eau à l'intérieur du couvercle d'extrémité enfermant un compresseur air rotatif du type indiqué, et permet en même temps un joint effectif de petit diamètre pour séparer les espaces d'air de travail des espaces d'eau de la machine . 



     L'invention   rend ainsi possible de construire une combinaison totalement fermée, complète et indépendante, réellement effi- 

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 cace, ainsi que d'obtenir une circulation efficace de l'eau de refroidissement à travers l'arbre et le rotor au moyen d'une pompe ou de plusieurs pompes appropriées incorporées ou   enf er-   mées dans le ou les couvercles d'extrémités de la machine, avec des formes variées de lumières ou de passages   d'eau à   travers l'arbre ou sur l'arbre.

   Les lumières peuvent être forées   à   partir d'une ou des deux extrémités de l'arbre ou bien être créées en rainures comme par fraisage, rainurage ou mortaisage sur la périphérie de l'arbre ou dans le trou du rotor ou à la fois dans l'arbre ou dans le trou du rotor, ou bien elles peuvent être de n'importe quelle combinaison appropriée de lumières en partie forées et en partie créées par rainures, suivant ce qu'on   préfè-   re. Au lieu de rainures ou de passages dans le trou du rotor, les lumières peuvent être forées dans le rotor, si on le désire. 



   Suivant un autre perfectionnement, l'eau de refroidissement, après avoir circulé à travers le rotor, peut être conduite à la partie inférieure de la chemise d'eau de l'enveloppe et être mise en circulation autour de l'extérieur de l'alésage avant de quitter la machine. 



   Il peut y avoir de nombreuses combinaisons de lumières ou de passages forés ou créés en rainures ou en partie forés et en partie créés en rainures, pour faire passer l'eau de refroidissement à travers l'arbre et le rotor, et différents   ty-   pes de pompes peuvent être employés, dont quelques-uns sont :représentés aux dessins annexés :
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'une machine dans laquelle une.pompe ordinaire à engrenages est incorporée dans le couvercle d'extrémité extérieur pour refouler l'eau de refroidissement à travers l'arbre et le rotor, un organe d'impulsion étant enfermé dans le couvercle d'extrémité opposé, qui débite l'eau de refroidissement vers l'orifice de sortie au sommet de l'enveloppe. 

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   Fig. 2 est une vue en bout du rotor avec une demi-coupe par la ligne II-II. 



   Fig. 3 est une coupe de l'arbre par la ligne III-III montrant les lumières en rainures sur   l'arbre, disposées     à   la   manié-   re de mortaises ou de voies de clavettes. 



   Fig.   4-   est une coupe longitudinale d'une machine dans laquelle une pompe à ailettes est incorporée dans le couvercle extérieur pour refouler l'eau de refroidissement à travers l'arbre et le rotor, l'eau de refroidissement étant conduite par des lumières en rainures de nouveau vers l'extrémité externe de la   Machine   et ensuite par des lumières appropriées vers un tube diffuseur disposé à la partie inférieure de l'enveloppe, pour sortir de la machine au sommet de l'enveloppe après avoir circulé autour de l'alésage. 



   Fig. 5 est une coupe longitudinale du tube diffuseur. 



   Fig. 6 est une coupe transversale du tube. 



   Si l'on se reporte à la Fig. 1, on a désigné par 1 le stator ou l'enveloppe de la machine comprenant l'orifice d'admission et l'orifice de sortie (non représentés), habituels dans les compresseurs d'air et de gaz; 2 est le rotor monté sur   l'arbre 3   et fixé à celui-ci d'une manière appropriée quelconque, l'arbre 3 étant supporté par des paliers appropriés   4,     4a   de préférence du type à billes ou   à   rouleaux, dans les couvercles d'extrémité 5. 6a et 6b désignent les roues d'une pompe   à   engrenages 6, la roue 6a étant fixée sur l'arbre 3 et actionnée par celui-ci tandis que la roue 6b est actionnée par la roue 6a. 



  La roue 6b peut, si on le désire, être disposée de façon à actionner l'arbre 7 d'un graisseur mécanique attaché au couvercle d'extrémité, comme on l'a indiqué en 8, et peut avoir un plus grand diamètre que la roue 6a pour donner une réduction de vitesse appropriée à l'arbre 7 du graisseur. Dans cette forme 

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 de réalisation, l'eau de refroidissement pénètre à la partie inférieure de la chemise d'eau formée dans l'enveloppe 1 par l'orifice   8',   l'eau circulant autour de l'enveloppe 1 de la manière connue pour sortir par l'ouverture 9 située au sommet de l'enveloppe 1.

   L'admission de l'eau de refroidissement vers la pompe   à   engrenages 6 est dérivée du bas de l'enveloppe 1 par les lumières 10 et Il dans la cavité 12 de la plaque, formée avec emploi d'un noyau dans le couvercle d'extrémité, et de la cavité 12 par une lumière appropriée vers le côté d'aspiration (non représenté) de la pompe à engrenages 6. L'eau de refroidissement est débitée de la pompe à engrenages 6 par une lumière appropriée (non représentée) vers la cavité 13 qui communique avec l'entrée du passage 14 prévu dans l'arbre 3.

   L'eau de refroidissement circule le long du passage 14 de l'arbre 3 et est guidée par les lumières radiales 15 vers une cavité de diffusion 16, ensuite par les passages inclinés 17 vers les passages 18 dans chaque segment du rotor, et des passages 18 par les passages inclinés 19 vers la cavité 20, Les passages 18 sont fermés à chaque extrémité du rotor par des bouchons appropriés 21 et une série de lumières 17, 18 et 19 est disposée dans chaque segment du rotor. 



  Au moyen de lumières 22 qui sont créées en rainures dans l'arbre sur sa périphérie (ou, si on le préfère dans le trou du rotor) l'eau de refroidissement est conduite vers la cavité 23 qui communique avec l'admission de la pompe du type   à   organe d'impulsion 24, ou forme cette admission. L'eau de refroidissement débitée par la pompe 24 à organe d'impulsion passe par les lu-   mières   25 et 26 pour quitter la machine par l'orifice de sortie 9 au sommet de l'enveloppe 1 ou bien un orifice d'entrée séparé peut être prévu pour la pompe à engrenages et un orifice de sortie séparé pour la pompe à organe centrifuge 24, si on le préfère.

   Des garnitures d'étanchéité appropriées 27, 28 et 29, de préférence du type à soufflets, sont disposées aux deux 

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   extraites   de la machine et, si c'est nécessaire, des faces spécialement résistantes ou trempées 30 sont prévues suivant le type de garnitures d'étanchéité employé pour empêcher l'eau d'entrer dans les paliers ou dans les espaces d'air de travail de la machine. Une matière de joint appropriée peut être insérée à chaque extrémité du rotor pour empêcher les fuites le long des faces annulaires de'frottement 30 et de l'organe d'impulsion 24 vers les paliers. 



   Sur la Fig.4, 1 désigne l'enveloppe ou le stator qui possède l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie usuels (non représentés) pour le passage de l'air ou du gaz à comprimer dans la machine, 2 désigne le rotor et 3 l'arbre auquel le rotor est attaché d'une manière appropriée quelconque; 6 désigne une pompe à ailettes pour faire circuler l'eau de refroidissement dans la. machine et cette pompe est attachée   à   l'arbre 3 et est actionnée par lui d'une manière préférée quelconque. L'admission de l'eau de refroidissement vers la pompe 6 se fait par le passage 31, une lumière appropriée ou un passage approprié reliant cette lumière avec la lumière d'aspiration (non   représen-   tée) de la pompe 6.

   Le refoulement de l'eau de refroidissement venant de la pompe 6 passe par la cavité 13 vers le passage d'entrée 14 de l'arbre 3,-et en circulant par le passage foré 14, il est conduit pa.r les lumières radiales 15 à la cavité 16 dans le rotor 3. De la cavité 16, l'eau de refroidissement passe par les passages inclinés 17 vers les passages longitudinaux 18 et ensuite par les passages inclinés 19 vers la cavité 20 du rotor 3. Des passages analogues à 17, 18 et 19 sont disposés dans chaque segment du rotor 3. entre les ailettes adjacentes, les passages longitudinaux 18 étant bouchés de façon appropriée en 21 à chaque extrémité du rotor.

   L'eau de refroidissement passe ensuite de la cavité 20 par les lumières en   rainu-   res 22, qui peuvent être en n'importe quel nombre désiré, vers 

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 la cavité 32 dans l'écrou de calage 33, ensuite par les lumières radiales 34, qui sont de préférence au nombre de six dans l'écrou 33, vers l'espace 35 entre l'écrou 33 et les soufflets ou autres dispositifs d'étanchéité appropriés 27.

   De l'espace 35 l'eau de refroidissement se rend dans l'espace 12 créé par noyau dans le couvercle d'extrémité pour passer au moyen des lu-   mières   36 et 37 vers le tube diffuseur 38 qui est situé d.e préférence   à   la partie la plus basse de l'enveloppe 1, mais peut être situé dans n'importe quelle autre partie convenable de la chemise d'eau de l'enveloppe 1; plusieurs tubes peuvent être employés si on le préfère. Un certain nombre de petits trous 39 sont disposés de chaque côté du tube 38 pour faire passer l'eau dans la chemise d'eau de l'enveloppe 1, et de préférence des nervures appropriées 40 sont disposées dans la chemise d'eau avec des ouvertures au sommet.

   Ces nervures contribuent   à   produire une dispersion uniforme de l'eau de refroidissement dans le trou de l'enveloppe et empêchent l'eau de refroidissement de prendre le trajet le plus court vers la sortie 9 au sommet de   l'enveloppe.   



   De petites lumières 41, 42 peuvent également être disposées aux endroits où c'est préféré pour permettre à l'eau de refroidissement sous pression de passer dans des espaces d'eau des couvercles d'extrémité en venant de l'espace 12 ou du tube 38, pour accélérer l'écoulement de l'eau de refroidissement à travers les couvercles. 



   Dans une autre méthode, une pompe appropriée peut être incorporée ou enfermée dans le couvercle extérieur et l'arbre du rotor peut être pourvu d'un grand trou foré et un tube de plus petit diamètre peut être inséré pour former deux lumières ou passages pour l'entrée et le retour de l'eau de   ref roidisse-   ment qui circule à travers le rotor, et si on le préfère, l'eau 

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 de refroidissement peut être conduite vers un tube diffuseur ou une chambre à la partie inférieure de la chemise d'eau de l'enveloppe, pour que l'eau circule autour de l'alésage de la machine. 



   On remarquera que n'importe quel type approprié de pompe ou de pompes de circulation peut être incorporé ou enfermé dans le   ou   les couvercles d'extrémité de la machine, tandis que les lumières ou passages peuvent être forés ou créés en rainures dans l'arbre ou bien être une combinaison'de lumières forées et en rainures et que ces méthodes ou systèmes de circulation d'eau de refroidissement à travers le rotor et/ou l'enveloppe peuvent être adaptés à d'autres types de compresseurs rotatifs, de machines d'épuisement et de pompes, si un passage pour l'eau de refroidissement à travers l'arbre et le rotor et/ou   l'enve-   loppe peut être obtenu,

   et également qu'une pompe séparée peut être incorporée ou enfermée dans un des couvercles pour faire circuler l'eau de refroidissement autour de l'alésage de   l'en-   veloppe et/ou à travers les chemises d'eau des couvercles seu- lement. 



   Résumé . 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

En résumé l'invention concerne : EMI8.1 1. un coMpresseur 3' 2 j r ryant un rotor à refroidissement par eau divisé en un certain nombre de segments, avec au moins quatre ailettes glissant d?ns des fentes entre les segments, et chaque segment possédant dans sa longueur un passage de refroi- EMI8.2 diss'I:

ler.t en connexion rveo des pa.sss,ôes aboutissant à des es- paces de distribution d'eau et de réception d'eau séparés, avec des passages d'entrée et de sortie s'étendant respectivement le long, à l'intérieur et dans le voisinage de l'arbre du rotor, caractérisé par le fait qu'une pompe (6 ou 24) de circula- <Desc/Clms Page number 9> tion d'eau, enfermée dans les couvercles d'extrémité (5) fixes et étanches au fluide du stator (1), est séparée du rotor (2) par une longueur de l'arbre (3) du rotor qui est entourée d'un dispositif d'étanchéité imperméable au fluide (27 ou 28) de petit diamètre, ce dispositif d'étanchéité servant effectivement à sépa,rer les espaces d'air de travail des espaces d'eau de refroidissement de la machine.

2. Un compresseur d'air selon 1, et comportant une chemise d'eau entourant le corps (1) du stator, caractérisé en ce que de l'eau est mise en circulation autour du stator au moyen de la même pompe enfermée (6 ou 24) qui la fait circuler à travers le rotor (2), 3. Un compresseur d'a.ir selon 1 et 2, caractérisé en ce que l'eau est mise en circulation par une pompe (6), enfermée dans un couvercle d'extrémité (5) du stator (1), à travers l'arbre du rotor (3) et les segments du rotor (2) vers un orifice de sortie ou vers une seconde pompe (24) enfermée dans le second couvercle d'extrémité (5) du stator.

4. Un compresseur d'air selon 1-3, caractérisé par une ou plusieurs chambres de distribution ou un ou plusieurs tubes (38) qui répartissent l'eau de refroidissement sur la. longueur de la. chemise entourant le corps du stator (1).

5. Un compresseur d'air selon 1-4, caractérisé par un système de passages forés ou en rainures (22, 32, 34) ou une combinaison de passages forés et en rainures, grâce auxquels de l'eau venant de la pompe de circulation (6) , après avoir tra- versé le rotor (2), est ramenée dans les espaces d'eau (12) prévus dans le même couvercle d'extrémité (5) qui enferme la pompe de circulation (6).

6. Un compresseur d'air selon 1-5, caractérisé en ce que l'eau venant de la pompe de circulation (6 ou 24) traverse des espaces d'eau (18) dans-le rotor (2), ceux entourant le corps (1) @ <Desc/Clms Page number 10> du stator et ceux situés dans les couvercles d'extrémité fixes (5) de la machine.

7. Un compresseur d'air selon 1-6, caractérisé en ce qu'un pa.lier à bïlles ou à rouleaux (4), situé à proximité du corps (2) du rotor, est protégé des fuites d'eau de refroidissement par un dispositif d'étanchéité (27), de préférence du type en soufflet, situé autour de l'arbre (3) du rotor,, entre le palier () et la pompe de circulation (6).

8. Un compresseur d'air selon 1-7, caractérisé en ce que la chemise d'eau entourant le stator (1) est pourvue de nervures (40) intérieurement, pour contribuer à répartir l'eau de refroidissement.

9. Un compresseur d'air selon 6, caractérisé en ce que des lumières (41, 42) situées du côté de refoulement de la pompe de circulation (6) permettent à cette dernière de refouler de l'eau de refroidissement dams les espaces d'eau des couvercles d'extrémité (5) pour accélérer l'écoulement de l'eau dans ceux-ci.

10. Un compresseur selon 1-9, caractérisé en ce que les passages (18) s'étendant le long de chaque segment du rotor possèdent des passages d'entrée et de sortie inclinés (17,19) s'étendant vers les chambres situées près du centre du rotor (2) en partant de près.des extrémités des passages longitudinaux (18), lesquels sont bouchés (en 21) à chaque extrémité du rotor.

Il. Un compresseur selon 1-10, caractérisé en ce qu'une pompe à engrenages(6,Fig.l) située dans un couvercle d'extrémité (5) procure une commande (7) de vitesse appropriée pour un graisseur mécanique.

12. Un compresseur d'air selon 1-11, caractérisé en ce que les passages (18) s'étendant le long de chaque segment du rotor sont reliés par des passages d'entrée et de sortie (17,19) à des chambres annulaires de distribution et de réception (16,20) qui sont à leur tour reliées aux passages (14,22) qui transportent l'eau le long de l'arbre.