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"Pompe rotative ou machine à détente"
On connaît des pompes rotatives ou souffleries du type appelé à roues motrices rotatives, possédant deux organes ou roues motrices tournant dans l'enveloppe, et dans lesquelles l'en- veloppe possède en section transversale la forme de deux cylin- dres de même grandeur qui s'intersectent l'un l'autre. On peut ci- ter à titre d'exemple la pompe de Root qui présente deux rotors actionnés de l'extérieur, qui sont sensiblement en forme de $ en section transversale de sorte que chaque rotor possède deux "dents".
Les deux rotors ont la même section transversale et, pen- dant la rotation, un des rotors sera continuellement en contact
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par l'une de ses "dents" avec le cylindre entourant,le long d'une ligne, tandis que son autre "dent" touchera l'autre rotor de la même façon le long d'une ligne. Une telle pompe est connue par le brevet des E.U.A. n 1.746.885, et est construite de telle manière que l'ouverture d'aspiration est prévue dans l'enveloppe dans une position opposée à l'ouverture de sortie, tandis qu'une soupape rotative tournante est montée en même temps dans le ca- nal de sortie de la pompe, l'arbre de ladite soupape rotative tournant deux fois aussi vite que les deux rotors.
La soupape rotative est constituée par deux segments de cylindre montés en opposition, dont chacun correspond à un peu plus de 90 , et dont les côtés extérieurs cylindriques seront alternativement amenés, pendant la rotation, contre deux éléments de régulation parallèles et sensiblement en forme de tige, qui sont prévus sur chaque côté d'une rainure de passage ménagée dans le canal de sortie. Par le réglage desdits éléments de régulation, on peut modifier le point où commence l'échappement de manière qu'il n'ait lieu qu'au moment où la pression dans la chambre de pression de la pompe a atteint une valeur désirée, ce par quoi un écoulement de retour est rendu impossible.
De plus, on connaît des pompes rotatives pourvues de deux rotors qui ont une section transversale telle que chaque rotor ne possède qu'une"dent". A titre d'exemple, on peut citer la pompe de Repsold qui ne possède qu'une "dent" sur chaque ro- tor, ces dents étant très larges et correspondant en section transversale à environ la moitié de la section transversale du cylindre particulier.
Enfin, on connaît une machine à détente ou pompe rota- tive (brevet français 458.408) à trois rotors et avec une enve- loppe qui, en section transversale, a la forme de trois cylin- dres de même grandeur s'intersectant l'un l'autre, dont les axes reposent dans un plan commun. Le rotor central est monté à rotation sur un arbre tubulaire qui est constitué par deux
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tubes s'entourant l'un l'autre. L'alésage du tube intérieur for- me un conduit d'alimentation pour l'agent sous pression lorsque la machine travaille en tant que machine à détente ou machine à moteur à détente, mais forme un conduit de sortie si la machine joue le rôle de pompe. Dans la suite, la machine sera décrite en tant que machine à détente.
Dans les deux tubes qui s'entourent l'un l'autre et qui forment l'arbre du rotor central, deux rai- nures ou ouvertures de passage sont prévues, lesquelles sont dis- posées de façon diamétralement opposée. Les deux tubes peuvent tourner, de sorte que leurs ouvertures de passage peuvent être amenées plus ou moins en correspondance, tandis que les tubes pourront, en même temps, prendre une position de rotation telle que leurs ouvertures de passage correspondantes pourront tourner dans le sens des aiguilles d'une montre ou dansée sens contraire.
Le rotor central a la forme d'un cylindre pouvant tourner autour de l'arbre tubulaire et, dans la partie extérieure de ce cylindre, on a prévu deux renfoncements latéraux disposés de façon diamé- tralement opposée et approximativement semi-circulaires, dans le fond desquels est formé un conduit d'admission pour l'agent sous pression qui, par l'arbre tubulaire creux et les ouvertures de passage correspondantes de ce dernier,s'écoule dans lesdits ren- foncements latéraux du rotor central.
Les rotors latéraux sont placés de chaque côté du rotor central. Chaque rotor latéral est monté à rotation sur un arbre qui, à l'intervention de roues d'engrenage ou de pièces analogues, est relié de telle façon au rotor central que les deux rotors la- téraux sont forcés de tourner deux fois aussi vite que le rotor central. Les deux rotors latéraux ont la même forme et sont cons- titués, en plus d'un organe de tube entourant l'arbre, par un élément en forme de tige fixé à ce dernier, ledit élément en forme de tige étant circulaire en section transversale sauf à l'endroit d'une face assez petite le long de laquelle ledit élé- ment en forme de tige est fixé à l'organe tubulaire entourant l'arbre du rotor latéral.
Les organes latéraux ou "dents", sen-
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siblement en forme de tige en section transversale, des rotors latéraux possèdent dans leurs parties qui sont écartées de l'arbre une pièce d'étanchéité en forme de tige, introduite en- tre eux, pièce d'étanchéité qui est pressée à l'aide de ressorts dans une butée étanche à l'air, contre la paroi du cylindre de data l'enveloppe à l'intérieur de laquelle le rotor latéral con- sidéré tourne. Ledit dispositif d'étanchéité élastique des "dents des rotors latéraux servira également à créer une étanchéité à l'air contre les renfoncements latéraux formés dans le rotor central lorsque,pendant la rotation, les "dents" des rotors la- téraux saillent plus ou moins dans les renfoncements latéraux du rotor central.
Dans l'enveloppe de la machine, il est prévu dans le voisinage des quatre lignes suivant lesquelles les trois cylindres de même grandeur s'intersectent l'un l'autre, quatre forages cylindriques dont les axes sontarallèles auxdites quatre lignes d'intersection et,partant,parallèles. aux arbres des trois rotors. Deux canaux partent de chacun des forages.
Un de ces canaux est dirigé perpendiculairement au plan commun dans lequel sont situés les axes des arbres des trois rotors.
L'autre canal est disposé obliquement de façon à aller en dé- clinant vers l'arbre du rotor latéral qui se trouve le plus éloigné du forage cylindrique d'où partent les canaux mention- nés en premier lieu.
Il s'ensuit que de chacun des forages cylindriques partira, en partie, un canal qui se termine, pratiquement par- lant, sur la ligne où deux des cylindres de l'enveloppe s'in- tersectent l'un l'autre, et en partie un canal qui se termine dans le voisinage du milieu de la périphérie du cylindre central de l'enveloppe. Chacun desdits forages cylindriques contient une soupape rotative constituée par un tube cylindrique d'épaisseur assez considérable. La cavité ménagée dans l'intérieur des tubes cylindriques forme un conduit qui est en communication avec les tuyaux d'échappement de la machine, celle-ci étant supposée travailler en tant que machine à détente.
Les tubes cylindriques ont en partie une ouverture s'étendant au travers de la paroi
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du tube, et en partie, dans l'extérieur de la paroi du tube, une entaille, dont la longueur calculée dans la direction de la péri- phérie est suffisamment grande pour que ladite entaille puisse former un canal de communication entre les deux canaux partant du forage cylindrique, dans lequel ledit tube cylindrique est pla- cé à rotation et de façon à remplir ledit forage.
Lorsque la ma- chine travaille en tant que machine à détente, l'agent de pression amené est @ par l'arbre creux du rotor central vers les renfonce- ments latéraux approximativement semi-circulaires dudit rotor pen- dant la période où la "dent" formée sur le rotor latéral corres- pondant est sortie du renfoncement latéral du .'rotor- central.
Lorsque l'agent de pression par sa détente dans le renfoncement latéral pousse la "dent" du rotor latéral hors du renfoncement la- téral du rotor central, le rotor latéral tourne dans le sens de rotation opposé du rotor central. Pendant ce mouvement de la "dent" du rotor latéral sortant du renfoncement latéral du rotor central, le bord du renfoncement latéral qui se trouve le plus éloigné, calculé dans la sens de rotation du rotor central, butera contre la "dent" du rotor latéral, tandis que l'autre bord du renfonce- ment latéral du rotor central butera sur l'extérieur de l'organe tubulaire cylindrique entourant l'arbre du rotor latéral en for- mant une étanchéité à l'air.
Ce contact étanche à l'air sera maintenu pendant que la dent du rotor latéral sort entièrement du renfoncement latéral du rotor central, et ensuite il se formera un joint étanche à l'air entre l'extérieur cylindrique du rotor central et l'exté- rieur cylindrique de l'organe tubulaire entourant l'arbre du ro- tor latéral. Lorsque la "dent" du rotor latéral sort du renfonce- ment latéral du rotor central, celui-ci aura réalisé une rotation assez considérable. Cette rotation du rotor central continue pen- dant que la dent du rotor latéral s'écarte du renfoncement laté- ral du rotor central, l'agent de pression continuant à .se déten- dre de plus en plus pendant le mouvement de rotation commun des deux rotors.
Pendant la rotation continue du rotor central, le renfoncement latéral de ce dernier atteindra bientôt une position
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dans laquelle il découvre le conduit de dérivation qui est formé en partie par les deux canaux venant de l'un des quatre forages cylindriques, et en partie par le canal de communica- tion formé par l'entaille pratiquée dans l'extérieur du tube cylindrique, de sorte que l'agent de pression qui se détend continuera d'être en communication avec la chambre de pression du rotor latéral, jusqu'à ce que le renfoncement latéral du rotor central ait passé le canal oblique qui part du forage cylindrique considéré, prévu dans l'enveloppe, et qui se ter- mine dans le voisinage du milieu de la périphérie; du cylindre central de l'enveloppe.
En ce qui concerne ce qui a été dit ci-dessus, on a supposé que le tube cylindrique rotatif prévu dans le forage cylindrique particulier était tourné dans une position telle que l'entaille formée dans l'extérieur de la paroi du tube, correspond avec les deux canaux venant du fora- ge cylindrique et établit une communication entre eux. Dans cette position du tube cylindrique, l'ouverture du tube s'éten- dant au travers de la paroi sera fermée.
Tandis que l'agent de pression continue à se détendre, la dimension de la chambre de pression du rotor latéral aug- mente, la "dent" formée sur le rotor latéral approchant de plus en plus de l'ouverture d'échappement du rotor latéral et dépassant ladite ouverture d'échappement au même moment où elle se trouve sur le point de pénétrer dans le second renfon- cement latéral du rotor central. Celui-ci tourne la moitié moins vite que le rotor latéral. L'ouverture d'échappement susmentionnée formée dans la cavité de l'enveloppe, est cons- tituée par l'extrémité intérieure de l'un des deux canaux qui partent de l'un des quatre forages cylindriques prévus dans l'enveloppe de la machine. Le canal considéré est le canal qui est dirigé perpendiculairement au plan commun dans lequel sont situés les axes des trois rotors.
Par l'ouverture d'échap- pement et ledit canal, l'agent de pression détendu s'échappera vers l'intérieur du tube cylindrique rotatif monté dans ledit
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forage cylindrique, le tube étant tourné de telle façon que l'ouverture passant à travers la paroi du tube soit dans le prolongement dudit canal formé dans l'enveloppe. De la cavité dudit tube cylindrique, l'agent de pression détendu s'échappe vers l'une des conduites d'échappement de la machine. On a décrit ci-dessus comment l'un des rotors latéraux de la machine coopère avec le rotor central de la machine. L'autre rotor la- téral de la machine coopère avec le rotor central exactement de la même manière.
Comme mentionné ci-dessus, l'enveloppe de la machine possède un total de quatre forages cylindriques dans lesquels sont montés des tubes cylindriques rotatifs ou des soupapes rotatives. Deux des quatre soupapes rotatives ap- partiennent à l'un des rotors latéraux, en relation avec le rotor central, tandis que les deux autres soupapes rotatives appartiennent à l'autre rotor latéral, en relation avec le ro- tor central. Le sens de rotation des trois rotors peut être mo- difié par une rotation simultanée des quatre tubes cylindriques ou des quatre soupapes rotatives, dont deux fonctionnent comme des soupapes d'échappement tandis que, par suite de l'entaille formée dans l'extérieur de la paroi du tube, les deux autres fonctionnent comme parties des canaux de dérivation qui assu- rent de meilleures conditions de détente à l'agent de pression.
La machine décrite peut, comme mentionné, travailler soit comme machine à détente soit comme pompe rotative.
Toutes les pompes rotatives connues antérieurement, ou machines à détente, ont un rendement assez pauvre lorsqu'el- les travaillent avec de l'air atmosphérique, des gaz, et des vapeurs. En outre, les pompes Root aussi bien que les pompes Repsold ont l'inconvénient de ne pas être pourvues de soupape de sortie, ni d'une soupape de sortie munie d'un dispositif de régulation permettant la variation du degré de compression pendant le fonctionnement.
Le but de la présente invention est de construire une machine à deux rotors, qui peut être employée soit comme
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pompe rotative soit comme machine à détente, et qui en tant que pompe a l'avantage que la compression soit effectuée uniformément, presque comme c'est le cas dans un compresseur à piston, et au degré de compression désiré. Celui-ci peut, si on le désire, être modifié pendant le fonctionnement de la pompe. La machine selon l'invention présente un autre avantage constitué par le fait qu'elle aura un espace nuisible très petit et fonctionnera très économiquement, vu que par suite de la compression ou de la dé- tente uniforme combinée avec le très petit espace nuisible, elle possédera un rendement amélioré inconnu jusqu'à ce jour.
Si la machine dont il est question ici est utilisée en tant que machine à détente, les deux rotors seront mis en rotation à l'aide de la détente d'un agent de pression, par exemple de l'air atmosphérique, un gaz, une vapeur, la détente étant effectuée uni- formément, presque comme dans le cas d'une machine à vapeur à mou- vement alternatif, et au degré de détente désiré. Celui-ci peut, éventuellement, être modifié pendant le fonctionnement de la ma- chine à détente.
Plus explicitement, l'invention se rapporte à une pompe ro- tative ou machine à détente du genre comprenant deux rotors qui tournent dans une enveloppe, qui en section transversale a la for- me de deux cylindres s'intersectant l'un l'autre, et où l'un des rotors n'a qu'une"dent" et tourne autour d'un axe qui est excen- trique par rapport au centre de gravité géométrique de la section transversale du rotor, tandis que l'autre rotor possède au moins deux "dents", et tourne autour d'un axe central par rapport à la section transversale du rotor, et où la vitesse de rotation du rotor à plusieurs "dents" est égale à la vitesse de rotation du rotor à une "dent" divisée par un nombre entier qui est déterminé par le rapport des dents d'un rotor à l'autre, et qui est plus grand que 1.
La caractéristique principale de l'invention réside dans le fait que le rotor à une"dent" a une section transversale exactement ou approximativement circulaire ou une section trans-
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versale conformée de quelque autre manière appropriée , tandis que pendant toute ou pratiquement toute la rotation les deux rotors portent l'un sur l'autre le long d'une seule ligne.
Si la machine est utilisée en tant que pompe, le rotor rapide isolera,pendant chaque rotation,un volume fourni par l'ouverture d'aspiration, tandis que le rotor lent pendant chaque moitié, tiers quart, etc., de sa rotation isolera de même un volume fourni par l'ouverture d'aspiration, ces deux volumes étant peu après l'iso- lement du premier volume réunis et ensuite comprimés comme un tout, et, après l'achèvement de la compression, ils s'échapperont par une ou plusieurs ouvertures d'échappement. En ce qui concerne la ou les ouvertures d'échappement, on prévoit de préférence une soupape ou un dispositif/de soupape, par exemple, une soupape, dans un conduit d'échappement.
Ladite soupape ou dispositif de soupape est avantageusement combiné avec un dispositif de régulation au moyen duquel on peut modifier le point où commence l'échappement, de sorte que celui-ci ne commencera pas avant que la pression de la chambre de pression de la pompe n'ait atteint une certaine valeur.
Si la machine est utilisée en tant que machine à détente, l'ouverture d'aspiration susmentionnée deviendra l'ouverture d'é- chappement de la machine, et, en même temps, la ou les ouvertures d'échappement susmentionnées, avec lesquelles on prévoit de préfé- rence une soupape ou un dispositif de soupape avec dispositif de régulation associé, deviendront alors la ou les ouvertures d'ad- mission de la machine pour l'agent de pression, le tout ayant pour résultat que, lors de la détente dans la machine, ledit agent de pression fera tourner les deux rotors de celle-ci de sorte que les arbres desdits rotors deviendront des arbres d'entraînement à partir desquels du travail peut être fourni.
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En plus du fait d'être relative à la pompe rotative ou à la machine à détente, l'invention concerne également différents détails de la pompe ou de la machine à détente mentionnée ici.
Sur le dessin, différentes formes de réalisation d'une machine selon l'invention ont été représentées en partie schémati- quement, laquelle machine doit être considérée, dans les figures des dessins donnés ci-dessous, comme une pompe rotative selon l'in- vention.
Les figures 1 à 3 illustrent une coupe transversale par une forme de réalisation de pompe rotative selon l'invention, avec les deux rotors dans trois positions différentes l'un par rapport à l'autre.
Les figures 4 à 6 illustrent schématiquement une coupe transversale par la moitié supérieure d'une autre forme de réalisa- tion de pompe rotative selon l'invention, ces figures représentant, comme dans le cas des figures 1 à 3, les deux rotors de la pompe dans trois positions différentes l'un par rapport à l'autre.
La figure 7 est une coupe transversale par une pompe rota- tive similaire à celle représentée à la figure 1, mais avec une disposition de soupape modifiée dans le conduit d'échappement.
Les figures 8 et 9 sont deux coupes transversales par une pompe rotative sensiblement similaire à celle représentée à la fi- gure 1, mais avec des variantes de réalisation du dispositif de soupape dans les ouvertures d'échappement de la pompe.
A la figure 1, 1 désigne l'enveloppe de la pompe, ladite enveloppe ayant intérieurement la forme de deux cylindres 2 et 3 qui s'intersectent partiellement. Un conduit d'aspiration 4 se ter- mine dans l'intérieur de l'enveloppe par une ouverture d'aspira- tion 5 qui, sur la figure, est montrée comme menant au cylindre 2, mais qui peut tout aussi bien mener au cylindre 3 ou à la zone de transition entre les deux cylindres 2 et 3. L'ouverture d'échappe- ment 6 qui dans l'enveloppe 1 est placée dans une position essen-
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tiellement ou pratiquement opposée à l'ouverture d'aspiration 5 et qui peut être prévue dans l'un des cylindres, dans la zone de transition entre ces derniers, .mène'; à un conduit d'échappement 7 dans lequel est monté un clapet de retenue 8.
Dans le cylindre 2, un rotor 9 tourne autour d'un arbre 10 dont l'axe 11 coïncide avec l'axe du cylindre 2. Le rotor 9 ne possède qu'une "dent" c'est-à-dire une ligne 20 seulement le long de laquelle il peut toucher le cylindre 2 pendant la rotation. A la figure 3, cepen- dant, on a indiqué par la double flèche 120 que la "dent" du ro- tor 9 peut être conformée de façon à pouvoir toucher le cylindre 2 sur une face de contact de largeur assez considérable. L'arbre de rotation 10 est monté excentriquement par rapport au rotor 9, et ce dernier est formé de telle manière qu'en section transversale son centre de gravité géométrique tombe en dehors de l'axe de ro- tation 11 du rotor.
La section transversale du rotor 9 sera en principe exactement ou approximativement circulaire tout en pou- vant avoir également une autre forme, comme approximativement la forme d'un coeur. Dans le cylindre 3, un rotor 12 tourne autour d'un arbre 13 dont l'axe 14 est central par rapport à la section transversale du rotor 12.
Les rotors 9 et 12 sont, comme on le voit plus particuliè- rement à la figure 2, en contact l'un avec l'autre sur une seule ligne, pendant la rotation. Le rotor 12 a une section transversale approximativement triangulaire et, partant, trois "dents", de sor- te que le rotor 12 pourra toucher le cylindre entourant sur trois lignes de contact.
La vitesse de rotation du rotor 12 à plusieurs dents est égale à la vitesse de rotation du rotor 9 à une dent,divisée par un nombre entier qui est déterminé par le "rapport des dents" d'un rotor à l'autre, et qui est plus grand que 1. Vu que le ro- tor 9 possède une "dent" tandis que le rotor 12 possède trois "dents", le rotor 9 fera un tour complet pour chaque tiers de tour
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du rotor 12. Les sens de rotation des deux rotors 9 et 12 sont in- diqués par des flèches aux figures 1 à 3.
La figure 1 montre les deux rotors 9 et 12 dans les posi- tions respectives qu'ils prennent lorsque le rotor rapide 9 vient de fermer l'ouverture d'aspiration 5, ce qui a pour résultat d'iso- ler dans le cylindre 2 un volume 15 qui avait pénétré en avance par l'ouverture d'aspiration. En même temps, un volume 16 sera iso- lé dans le cylindre 3 à l'aide du rotor lent 12, volume qui avait pénétré en avance par l'ouverture d'aspiration 5 et se trouve main- tenant dans le voisinage de l'ouverture d'échappement 6, comme on le voit à la figure 1.
La figure 2 montre la position réciproque des deux rotors 9 et 12 après que le rotor rapide 9 a tourné d'environ 135 par rapport à la position de la figure 1. Les deux volumes 15 et 16 de la figure 1 seront réunis,à la figure 2, et cette réunion aura lieu peu de temps après la fermeture de l'ouverture d'aspiration par le rotor rapide, les volumes réunis étant simultanément com- primés comme un tout. Le volume total est désigné par 17 à la fi- gure 2, et l'air atmosphérique, du gaz, de la vapeur, ou quelque autre agent que la pompe doit comprimer, sera à la figure 2 com- primé jusqu'à la moitié environ de son volume.
La soupape 8 dans le conduit d'échappement est représentée, à la figure 2,en position ouverte, mais le point d'ouverture pour la soupape est déterminé par la charge de son ressort et celle-ci peut être conçue de façon que la soupape ne s'ouvre pas avant que la compression désirée n'ait été atteinte.
La figure 3 représente les rotors 9 et 12 dans des posi- tions correspondant à une nouvelle rotation de 150 du rotor ra- pide par rapport à sa position à la figure 2. La pompe a alors li- béré presque tout le volume total 17 représenté à la figure 2 , par le conduit d'échappement 7, et la soupape 8 est juste au point de fermeture, ce qui arrivera dès que la pression dans le conduit
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d'échappement devient plus grande que la pression dans la pompe.
L'espace nuisible de la pompe est désigné par 18 à la figure 3.
Il apparaît à la figure 3 que l'espace nuisible 18 peut devenir moindre si les deux rotors 9 et 12 peuvent être tournés étroitement ensemble sans qu'il soit possible pour l'agent com- primé de s'échapper par derrière dans la pompe dans le sens op- posé au sens de rotation du rotor 9. Ceci peut être obtenu en conformant le rotor 9 de telle façon qu'il ait une surface de contact plus large contre le cylindre 2, surface indiquée par la double flèche 120 à la figure 3. La large face de contact sert en partie à réduire le jeu nuisible de la pompe, en partie à empêcher la surpression de la chambre de pression de la pom- pe de s'écouler vers l'arrière et de pénétrer dans la chambre d'aspiration 19 du cylindre 2, figure 3.
Les figures 4 à 6 montrent schématiquement qu'une pompe selon l'invention peut être constituée de deux rotors 21 et 22, dont le rotor 21 ne possède qu'une "dent" et correspond prati- quement au rotor 9 des figures 1à 3, tandis que l'autre rotor présente deux "dents". Le rotor 22 tourne à une vitesse de ro- tation qui est la moitié de celle du rotor 21. Pour le reste, la pompe rotative suivant les figures 4 à 6 fonctionne, prati- quement parlant, exactement de la même manière que la pompe représentée aux figures 1 à 3, ce que l'on verra en comparant la figure 4 à la figure 1, la figure 5 à la figure 2 et la fi- gure 6 à la figure 3.
L'ouverture d'aspiration et l'ouverture d'échappement dans la pompe représentée aux figures 4 à 6 peuvent être ima- ginées montées exactement de la même manière que les ouvertures correspondantes des figures 1 à 3.
Dans le cas où le rotor à une "dent" 9 aux figures 1 à 3 ou 21 aux figures 4 à 6 s'écarte de la section transversale circulaire par le fait qu'il présente une face de contact assez large contre le cylindre, comme on l'a indiqué par la double
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flèche 120 à la figure 3, les deux rotors seront pendant la ro- tation en contact l'un avec l'autre sur une seule ligne sauf pour une courte période à la fin de la compression et au com- mencement de l'aspiration. Ces courtes périodes sont symétriques autour de la ligne reliant les axes des deux rotors.
Dans les deux courtes périodes précitées, le rotor à une dent 9 ou 21 se- ra en contact, par la partie aplatie indiquée par la double flè- che 120 à la figure 3, avec le rotor à plusieurs dents 12 ou 22 par deux ou plusieurs lignes différentes, renfermant entre elles un imperceptible petit volume qui est transporté du côté pres- sion au côté aspiration, mais que l'on peut parfaitement négliger.
Par une conformation spéciale des zones de transition entre la partie aplatie et la surface restante du rotor à une dent, qui est entièrement ou pratiquement une surface de cylindre, il sera cependant possible d'éviter ce transport d'un imperceptible pe- tit volume d'agent sous pression du côté pression de la pompe au côté aspiration.
Aux figures 7 à 9 on a représenté différentes formes de soupapes d'échappement qui peuvent être avantageusement employées avec la pompe rotative selon l'invention. La pompe rotative pro- prement dite possède aux figures 7 à 9 la même construction que la pompe représentée aux figures 1 à 3. Une caractéristique com- mune des trois différentes soupapes d'échappement représentées aux figures 7 à 9,est qu'elles permettent une variation de la compression de la pompe pendant le fonctionnement.
A la figure 7, les parties correspondantes ont été dési- gnées par les mêmes notations de référence qu'à la figure 1.
Dans le conduit d'échappement 7 de la pompe est prévu un disposi- tif de soupape consistant en une soupape rotative. Cette soupape rotative est formée par un cylindre 23 qui tourne à une vitesse de rotation correspondant à la moitié de la vitesse de rotation du rotor rapide 9 de la pompe. Dans le cylindre 23, dont le sens de rotation est indiqué par une flèche, on a prévu un conduit
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transversal 24 qui pendant la rotation du cylindre ouvrira et fer- mera alternativement le conduit d'échappement 7. Autour de l'exté- rieur de la soupape rotative Qu cylindre 23, on a prévu un tube en deux pièces 25, 26 qui forme coussinet pour la soupape rotative.
Une moitié 25, de toute façon, du tube en deux pièces peut être tournée de sorte que le bord 27 de la partie de tube 25 voisine de l'enveloppe de la pompe peut être tourné dans le conduit d'échap- pement, comme indiqué à la figure 7. De ce fait, on arrive à pou- voir modifier le point d'ouverture de la soupape rotative, de sor- te que l'échappement par le conduit 7 ne commencera pas avant que la pression dans la pompe n'ait atteint un certain degré. Il est possible que le cylindre 23,avec le conduit transversal 24 , puis- se tourner dans le sens opposé à celui indiqué par la flèche à la figure 7.
Dans ce cas, le dispositif de régulation ou réglage qui peut être ajusté par rotation est formé par la partie de tube 26 dont le bord adjacent à l'enveloppe de pompe 1 est tourné dans le conduit d'échappement 7, ce qui a pour résultat de pouvoir modi- fier le point d'ouverture de la soupape rotative. On peut imagi- ner, au lieu d'un dispositif de régulation réglable par rotation grâce auquel on peut faire vafier le point où commence l'échappe- ment par la soupape rotative, un plateau-coulisse mobile dans un guide, dont le bord avant correspondra alors au bord 27 de la fi- guee 7.
A la figure 8, des parties correspondantes sont désignées par les mêmes notations de référence qu'à la figure 1. Dans cette forme de réalisation, la pompe présente plusieurs ouvertures d'é- chappement qui sont prévues à l'une ou aux deux extrémités du rotor lent 12, la soupape rotative consistant en au moins un plateau ter- minal circulaire 28 qui est fixé au rotor et tourne avec lui, et dans lequel sont formées des entailles 29 ou des ouvertures corres- pondantes prévues entre les "dents" du rotor. A l'extérieur du plateauterminal- 28, dans le couvercle d'extrémité de la pompe, est logé un disque rotatif 30 qui est monté de façon à se trouver
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en contact avec l'extérieur de la soupape rotative circulaire ou plateau d'extrémité 28.
Dans ledit disque rotatif 30 est for- mée une entaille ou ouverture 31 qui est indiquée par des lignes en traits sur la figure. Le conduit d'échappement de la ompe ou la ou les chambres correspondantes seront imaginées se trouver derrière l'ouverture 31. Par réglage du disque rotatif 30 avec l'ouverture 31, on peut modifier le point d'ouverture de la sou- pape rotative de telle sorte que l'échappement ne commence avant que la pression dans la chambre de pression de la pompe n'ait atteint une certaine valeur. Le disque rotatif 30 forme ainsi le mécanisme de régulation du dispositif de soupape.
Aussi bien, les parties correspondantes ont été désignées à la figure 9 par les mêmes notations de référence qu'à la fi- gure 1. Dans cette forme de réalisation, les ouvertures d'échap- pement 32 de la pompe sont prévues dans lesdites surfaces du ro- tor lent 12 qui en même temps sert de soupape rotative. A l'in- térieur des ouvertures d'échappement 32, trois conduits d'échap- pement sont prévus dans le rotor 12, conduits qui mènent dans un canal cylindrique central 34 formé dans le rotor. Le canal 34 forme le conduit d'échappement de la pompe. Le rotor 12 est tou- rillonné sur le dispositif de régulation de la soupape rotative , lequel dispositif est constitué par deux tubes qui sont montés dans le canal cylindrique 34 de manière à s'entourer l'un l'au- tre et dans chacun desquels est formée une rainure oblongue de largeur assez considérable.
Lesdits tubes sont désignés par 35 et 36 et il apparaît sur la figure que le tube extérieur 35 possède un diamètre exté- rieur correspondant au diamètre du canal cylindrique 34 du rotor 12, tandis que le tube intérieur 35 le long d'un des côtés de sa rainure présente une languette 37 en saillie vers l'extérieur qui saille dans la rainure du tube extérieur 35, et se trouve en contact par sa face terminale avec la paroi du canal cylindrique
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34 du rotor. Le tube intérieur 36 est fixe, tandis que le tube extérieur 35 peut tourner, de telle sorte que la position du bord de rainure 38 peut être modifiée et le point d'ouverture de la soupape rotative changé, de ce fait, par une rotation du tube mo- bile extérieur 35 par rapport au tube fixe intérieur 36.
Le dispositif de régulation représenté à la figure 9, qui consiste en deux tubes 35 et 36 qui s'entourent l'un l'autre et sont montés dans le canal cylindrique 34, peut être modifié de fa- çon que le tube extérieur 35 devienne fixe tandis que le tube in- térieur 36 deviendra réglable. Le bord avant de la languette 37 devient le bord d'ouverture variable du dispositif de régulation tandis que le bord 38 du tube 35 devient un bord de fermeture fi- xe. Si le tube 35 est fixe et le tube 36 rotatif, le dispositif de régulation 35,36, 37,à la figure 9, doit être considéré comme monté symétriquement autour de la ligne A-B, de sorte que le bord d'ouverture variable de la languette 37 sera de ce fait placé au point où le bord de tube 38 est représenté à la figure 9.
Ceci est dû au fait que la ligne A-B passe en partie par l'axe du ca- et nal cylindrique 34,/en partie par le milieu de l'ouverture com- prise entre le bord de tube 38 et le bord avant de la languette 37, de sorte que le point où commence le passage par la soupape rotative peut être modifié en faisant tourner une partie du tube en deux pièces, par exemple la pièce 25.
La pompe rotative selon l'invention peut, comme on l'a représenté aux figures 4 à 6, comporter un rotor à course lente muni de deux "dents" et, comme on l'a représenté aux figures 1 à 3 et aux figures 7 à 9, comporter un rotor à course lente muni de trois "dents". Il est également possible d'avoir un rotor à course lente possédant quatre dents ou davantage, plus de quatre dents devenant cependant sans intérêt car alors le rotor lent deviendrait trop grand.
Les soupapes rotatives avec les dispositifs de régulation
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associés,décrits en relation avec les figures 7,8 et 9, peu- vent être employés dans des pompes selon l'invention avec un rotor lent possédant plus ou moins que trois "dents". Si ledit rotor comporte trois "dents" , il y aura, comme on le voit à la figure 9, un espace suffisant pour la soupape rotative avec son dispositif de régulation associé,montés en relation avec un ca- nal ou conduit d'échappement prévu dans le milieu du rotor à course lente.
Dans les figures du dessin/auxquelles on a fait référence ci-dessus, il a été expliqué comment la machine fonctionnait en 'tant que pompe rotative.
La machine selon l'invention peut, en étant d'une cons- truction non modifiée, avec toutefois suppression du clapet de retenue $ des figures 1 à 3, être utilisée comme machine à dé- tente, qui est actionnée par l'air atmosphérique, du gaz, ou de la vapeur fournie sous pression et amenée par ce qu'on a appelé ci-dessus le conduit d'échappement de la pompe, tandis que simultanément l'agent de pression est évacué,après détente dans la machine,par ce qu'on a appelé ci-dessus le conduit d'aspira- tion de la pompe.
Si, à titre d'exemple, on considère la figure 9, l'agent de pression peut être supposé amené par le canal cylindrique 34 dans le rotor à course lente 12.
Lorsque la machine travaille en tant que machine à dé- tente, les rotors 9 et 12 tourneront dans le sens opposé à ce- lui indiqué par les flèches. Le rotor 12 sera par conséquent, dans la position représentée à la figure 9, juste au point d'ou- verture de l'alimentation de l'agent de pression vers le petit espace en forme de coin qui est limité par les deux rotors et la partie de l'enveloppe 1 située à la gauche de la figure.
Ledit petit espace en forme de coin correspond à l'espace qui
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à la figure 3 est désigné comme étant l'espace nuisible 18 de la pompe. Lorsque l'agent de pression est admis sous une pression élevée dans le petit espace en forme de coin, il forcera - lors de la détente - les "dents" des deux rotors 9 et 12 limitant ledit espace, à se séparer, ce qui aura pour résultat que tout en don- nant du travail les rotors seront tournés dans des sens opposés aux flèches, et viendront bientôt prendre les positions respecti- ves correspondant aux positions représentées à la figure 2. Avant ceci, la rotation du rotor 12, à la figure 9, aura provoqué l'in- terruption de l'écoulement de l'agent de pression hors du tube cylindrique 34 par l'ouverture 32, figure 9.
Le volume renfermé entre les rotors 9 et 12 sera ensuite détendu pendant que simulta- nément de l'énergie est fournie aux rotors. Finalement, le rotor 9, à la figure 9, aura à ce point tourné dans le sens contraire à celui de la flèche qu'il permettra l'échappement du volume en- fermé et détendu par l'ouverture 5, à la figure 9, qui servira d'ouverture d'échappement. La machine, en bref, servira de machine à détente fonctionnant exactement de la manière opposée à la façon dont elle fonctionne lorsqu'elle est utilisée comme pompe rotative.
Le dispositif de régulation à soupape qui, lorsque la machine fonc- tionne comme une pompe, est utilisé pour déterminer la pression d'échappement de la pompe, servira, dans la machine à détente, à modifier le degré de remplissage de la machine relativement ax à l'agent de pression employé..
Si la machine est employée comme machine à détente, c'est- à-dire comme machine de force motrice, il ne sera pas possible de la faire démarrer dans toutes les positions des rotors, de sor- te qu'ils devront éventuellement être amenés dans une position de ensemble départ. On peut remédier à cet inconvénient en montant/- éventuel- lement avec application d'arbres communs - plusieurs machines à détente selon l'invention de telle manière qu'elles travaillent avec des tuyaux d'alimentation et d'échappement communs, respec-