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POMPE SANS HUILE.
La présente invention est relative aux pompes à vide du type comprenant un rotor, dont l'axe est décalé par rapport à l'axe d'une chambre dans laquelle est monté ledit rotor, et des aubes ou ailettes mobiles, dans le rotor, et pouvant coopérer avec la périphérie de la chambre, pour amener de l'air d'une entrée à une sortie de la chambre, lorsque le rotor tourne.
Plus particulièrement, l'invention est relative à une pompe perfectionée de ce type, qui ne nécessite pas l'emploi d'huile entre les ailettes du rotor et la paroi de la chambre.
Jusqu'à présent, on a proposé de réaliser les ailettes du ro- tor en une matière auto-lubrifiante, telle qu'une matière poreuse imprégnée de graphite ou d'une substance analogue, ce qui élimine la nécessité de fournir de l'huile à la chambre du rotor. Toutefois, des essais en vue d'adapter ces propositions à la pratique ont donné lieu à de sérieuses dif- ficultés. L'air se trouvant à la sortie, c'est-à-dire du côté haute pres- sion, de la chambre du rotor tend à fuir entre la périphérie de la chambre et la;partie de rotor qui en est la plus voisine, cet air s'échappant ainsi vers l'entrée de la chambre le long du trajet où les ailettes sont ramenées de la sortie à l'entrée de la chambre et qui, dans les pompes utilisant de l'huile, est obturée par une pellicule d'huile.
De plus, le frottement entre les ailettes et la périphérie de la chambre du rotor provoque une . usure excessive des ailettes,qui altère l'efficience de la pompe et nécessi- te un remplacement relativement fréquent des parties usées. En conséquence, les pompes sans huile de.ce type n'ont pas été utilisées sur une grande échelle.
La présente invention a pour objet principal une pompe perfec- tionnée sans huile, grâce à laquelle les difficultés suspentionnées sont surmontées.
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On a constaté que dans les pompes à vide sans huile du-type dé- crit, dont les ailettes du rotor sont réalisées en une matière auto-lubri- fiante, la fuite d'air de la sortie à haute pression à l'entrée à basse pression de la chambre du rotor, ainsi que l'usure des ailettes sont essen- tiellement une fonction du positionnement angulaire des ailettes dans le rotor, du genre de matière dont les ailettes sont constituées, de même que- de l'intervalle entre les ailettes adjacentes par rapport à l'intervalle entre l'entrée et la sortie de la chambre.
Plus particulièrement, on a constaté que cette fuite d'air et cette usure peuvent être pratiquement éli- minées, en réalisant les ailettes en une matière auto-lubrifiante de faible poids, tel que le carbone, en inclinant chaque ailette selon un certain angle par rapport à un rayon d'intersection du rotor, de façon que la par- tie extérieure de l'ailette soit décalée de son rayon intersecté dans le sens de rotation du rotor, et en prévoyant entre les ailettes adjacentes un intervalle, mesuré le long de la circonférence du rotor, qui est infé- rieur à l'intervalle entre l'entrée et la¯sortie de la périphérie de la chambre, mesuré le long de la partie de cette périphérie la plus voisine du rotor.
La combinaison de ces particularités est un facteur critique, qui justifie les avantages de la nouvelle pompe vis-à-vis des pompes an- térieures du même type, en particulier en ce qui concerne l'élimination de la fuite d'air et de l'usure inhérentes aux pompes sans huile, telles qu'elles furent réalisées ou proposées jusqu'à présent.
Les particularités précitées, ainsi que d'autres particula- rités de l'invention seront mieux comprises, en référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : @ - la figure 1 est, après coupe partielle suivant la ligne 1-1 de la figure 2, une vue en élévation latérale d'une forme d'exécution de l'invention ; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1, et - la figure 3 est une vue en élévation latérale d'une autre forme d'exécution de l'invention.
La pompe représentée aux figures 1 et 2 comprend un carter 1 à chambre cylindrique la. Dans la chambre la est monté un rotor cylindrique 2, qui est de plus faible diamètre que la chambre du rotor. Le rotor 2 est monté sur un arbre horizontal 3 et est mis en rotation par cet arbre, celui-ci étant disposé centralement par rapport au rotor, mais étant dé- calé vers le haut par rapport à l'axe de la chambre la du rotor. Ainsi, la partie périphérique supérieure du rotor est presque en contact avec la paroi périphérique de la chambre, un espace en forme de croissant étant ménagé entre 'le restant de la périphérie du rotor et la paroi cylindrique de la chambre.
Le carter 1 présente d'un côté une ouverture 4 d'entrée d'air, qui débouche dans un orifice 4a s'étendant le long d'une partie de la péri- phérie de la chambre la. L'orifice 4a est formé en évidant la périphérie de la chambre du rotor suivant un angle quelque peu inférieur à 90 . Du côté opposé du carter 1 sont ménagés deux orifices de sortie 5, s'étendant horizontalement à partir de la chambre la et débouchant dans un évidement 5a. Entre les orifices de sortie 5 et l'orifice d'entrée 4a, la partie su- périeure de la paroi cylindrique de la chambre sous-tend un angle quelque peu supérieur à 90 .
Le rotor 2 présente des fentes 6, s'étendant dans le sens de la longueur de l'axe du rotor et parallèles à celui-ci. Comme montré, on a prévu quatre fentes 6, qui sont équidistantes l'une de l'autre sur la périphérie du rotor, en sorte que l'intervalle circonférentiel entre les
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fentes adjacentes est quelque opeueinférieur anl'intervallec circonférentilel, le long de la partie supérieure de la périphérique de la chambre, entre l'ori- fice d'entrée 4a et les orifices de sortie 5. Les fentes 6 ne s'étendent pas radialement par rapport au rotor, mais intersectent des rayons de ce rotor.
Ainsi, chaque fente 6 intersecte un rayon a du rotor, en sorte que la partie extérieure de la fente est décalée par rapport à son rayon inter- secté dans le sens de rotation du rotor,indiqué par la flèche à la figure 2. La profondeur de chaque fente est approximativement égale au rayon du rotor et l'intervalle b entre l'axe du rotor et le plan de la paroi de côté la plus voisine de chaque fente est approximativement égal au tiers de la profondeur de la fente. L'angle entre ce plan et un rayon 2 s'étendant vers le bord antérieur de la fente est approximativement de 20 degrés.
Une ailette 7 est disposée librement dans chacune des fentes 6. Les ailettes 7 sont réalisées en une matière auto-lubrifiante de poids relativement faible, de preférence en carbone comprimé ou en une composi- tion poreuse de carbone. Les ailettes ont une profondeur moindre que les fentes 6 et s'étendent d'une extrémité du rotor à l'autre, en sorte que les extrémités de ces ailettes seront en contact ou seront sensiblement en contact avec les parois d'extrémité de la chambre du rotor.
Le bord ex- térieur 7a de chaque ailette, où celle-ci est susceptible d'être en contact avec-la paroi cylindrique de la chambre, est incliné à un angle aigu par rapport aux côtés ou à la face postérieure des ailettes, ce bord étant, de préférence, quelque peu arrondi, de façon à pouvoir faire contact avec la périphérie de la chambre sur toute l'épaisseur de l'ailette. En consé- quence chaque ailette présente une face plus profonde de son côté avant ou d'attaque que de son côté postérieur.
Comme montré à la figure 1, le rotor 2 de la pompe est entraî- né par un moteur électrique 9, dont l'arbre d'entraînement est l'arbre 3 du rotor. Cet arbre s'étend depuis l'induit du moteur électrique'9 à travers une extrémité ouverte du carter du moteur. Le carter 1 de la pompe est pour- vu à son extrémité d'un flasque ou rebord périphérique 1b, qui est attaché au carter du moteur par des boulons 10. Cette dernière extrémité du carter de la pompe présente également une ouverture centrale le, par laquelle l'ar- bre 3 du moteur s'étend dans un alésage central du rotor de la pompe. Le carter de la pompe constitue ainsi une chapelle d'extrémité du moteur 9.
L'extrémité opposée du carter de la pompe est fermée par un couvercle 11 boulonné à un rebord ou flasque du carter de la pompe.
Un élément en forme de cuvette ou une coquille 12 est attaché au côté extérieur du carter 1 de la pompe, de façon que la partie centrale de la face convexe de la coquille recouvre l'évidement 5a, dans lequel dé- bouchent les orifices de sortie 5. Une coquille similaire 13 est attachée, le long de ses bords, aux bords de la coquille 12, de manière à former une chambre d'échappement.
Les coquilles 12 et 13 sont maintenues assemblées par un bou- lon 14, qui s'étend à travers ces coquilles et est vissé dans le carter de la pompe. Le boulon s'étend dans une ouverture centrale 15 pratiquée dans la coquille intérieure 12, cette ouverture étant agrandie pour ména- ger un passage d'air entre l'évidement 5a et l'intérieur des coquilles 12. 13. Là chambre formée par ces coquilles présente à sa partié périphé- rique des trous, d'échappement 16. La chambre est garnie de matière fibreu- se 17, qui peut .être en acier inoxydable. On comprendra que le fluide d'échappement venant de la partie 5 de la pompe passe de l'évidement 5a par l'ouverture 15, dans le garnissage fibreux 17, où il est étouffé, dans son passage vers les ouvertures d'évacuation 16.
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Dans le fonctionnement de la pompe, le rotor 2 est mis'en ro- tation par l'arbre 3 du moteur dans le sens indiqué par la flèche à la fi- gure 2. En raison de la force centrifuge due à la¯rotation du rotor, les
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ailettes 7 sont chassées vers l'extérieur dans leur fente 6, en sorte que les bords extérieurs 7a des ailettes sont maintenues en contact avec la pa- roi cylindrique de la chambre la.
L'intervalle entre chaque ailette 7 et l'ailette immédiatement précédente, dans le sens de rotation du rotor, est à un maximum, lorsque l'ailette postérieure passe au delà de l'extrémité in- férieure de l'orifice d'entrée 4a et est à un minimum, lorsque l'ailette postérieure passe au delà des orifices de sortie 5, en sorte que l'air ve- nant. de l'orifice d'entrée 4 est comprimé dans les intervalles entre ai- lettes, pendant la rotation du rotor,.et est chassé par les orifices de sortie 5.
Comme l'intervalle circonférientiel d entre l'orifice d'entrée 4a et les orifices de sortie 5, mesuré le long de la partie supérieure de la chambre, où sa paroi cylindrique est très voisine de la périphérie du ro- tor, est supérieur à l'intervalle entre les ailettes adjacentes 7, mesuré le long de la circonférence'du rotor, il y aura toujours une ailette 7 en- tre les orifices 4a et 5 à la partie supérieure de la chambre. En conséquence, la fuite d'air des orifices 5 à pression élevée, le long de l'in- tervalle entre la périphérie du rotor et la partie supérieure de la paroi cylindrique de la chambre, vers l'orifice d'entrée 4 à basse pression est pratiquement éliminée, en l'absence de la pellicule habituelle d'huile dans cet intervalle.
Grâce aux ailettes en carbone auto-lubrifiantes de faible poids, grâce à leur intervalle circonférentiel par rapport à l'in- tervalle d entre les orifices d'entrée et de sortie et grâce à l'inclinaison des ailettes par rapport à leurs rayons d'intersection a, comme décrit, la pompe peut être actionnée de manière efficiente, sans l'emploi d'huile et sans usure excessive des ailettes.
Dans la forme modifiée de pompe représentée à la figure 3, le carter 20 de la pompe est monté sur une base 21, qui supporte également le moteur électrique 22. L'arbre 22a du moteur est connecté à l'arbre 3a de la pompe par un accouplement débrayable 23. Pour le reste, la pompe 20 est analogue à la pompe illustrée aux figures 1 et 2.
REVENDICATIONS.
1. Pompe à vide sans huile, comprenant un carter présentant une chambre généralement cylindrique et également des orifices d'entrée et de sortie d'air, communiquant avec la chambre et répartis circonféren- tiellement le long de la périphérie de la chambre, un rotor généralement cylindrique, monté dans la chambre en ayant son axe décalé par rapport à l'axe de la chambre, la rotor étant de diamètre inférieur au diamètre de la chambre et ayant sa périphérie située au voisinage immédiat de la pé- riphérie de la chambre dans une région comprise entre les orifices sus- dits, le rotor présentant des fentes, qui s'étendent parallèlement à l'axe dudit rotor et débouchent à la périphérie dudit rotor,
chaque fente inter- sectant un rayon du rotor et ayant sa partie extérieure décalée par rapport à son rayon intersecté dans le sens de rotation du rotor, lintervalle cir- conférentiel entre les fentes adjacentes étant moindre que l'intervalle circonférentiel entre les orifices précités, mesuré le long de la région susmentionnée de la périphérie de la chambre, la pompe comportant, en outre, des ailettes en matière auto-lubrifiante, montées librement dans les fentes précitées et pouvant venir en contact à leurs bords extérieurs avec la périphérie de la chambre.