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POMPE RO TATI VE.
La présente invention concerne les pompes rotatives du type non centrifuge, dont quelques exemples ont été décrits dans les brevets anglais n 592. 432, 617. 750, 622.792 et 639. 017 au nom de la demanderesse. Ces pompes comportent comme,organe de travail une chambre de déplacement généralement appelée tiroir contenant un disque excentré tournant à l'intérieur pour animer le tiroir d'un mouvement de va-et-vient dans le plan de rotation de ce disque, de façon que ce tiroir ouvre et ferme des lumières d'admission et de refoulement pratiquées dans une glace sur laquelle glisse le tiroir afin de déplacer le fluide, le disque étant en contact avec les parois du tiroir en deux points diamétralement opposés de son poutour, et également avec ses faces latérales de façon à constituer un joint sensiblement étanche,
le tiroir et son disque étant portée par un arbre d'entraînement monté dans le carter extérieur, et le tiroir étant placé du côté à haute pression de la pompe, la pression du fluide pompé intervenant pour maintenir le tiroir en contact étanche avec la glace sur laquelle il glisse. Les pompes de ce genre comportent tantôt un seul tiroir, tantôt plusieurs, par exemple, trois tiroirs, et le but principal de la présente invention est de réduire le moment de flexion agissant sur l'arbre portant le disque, ou arbre du rotor, moment qui résulte de la poussée latérale exercée sur l'arbre par chaque disque pendant la course de refoulement du fait de la différence entre les pressions du fluide sur les côtés intérieur et extérieur au tiroir.
A ce sujet on comprend qu'il convienne d'éviter, autant que possible, l'utilisation d'un ôu de plusieurs paliers intermédiaires pour supporter l'arbre du rotor. Toutefois, dans le cas d'une pompe comportant par exemple quatre tiroirs ou plus, et dont l'arbre n'est supporté que par deux paliers prévus aux extrémités, la longueur non supportée de cet arbre est très
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grande.
Selon l'invention, une pompe rotative du type non centrifuge, comportant plusieurs tiroirs montés chacun de façon à coulisser en va-etvient sur une glace percée de lumières, sous l'action de disques excentrés tous solidaires en rotation d'un arbre commun, est caractérisée en ce que les tiroirs sont disposés autour de l'arbre de façon que les moments de flexion agissant sur l'arbre pendant la marche s'équilibrent totalement ou presque totalement.
De préférence, les tiroirs sont disposés de façon que certains soient placés d'un côté de l'arbre et que les autres soient placés du côté opposé, les tiroirs des deux groupes étant ainsi orientés dans des directions diamétralement opposées.
Sans sortir du cadre de 1.'invention, on peut cependant disposer les tiroirs d'une autre manière quelconque donnant le résultat désiré. Par exemple, les tiroirs disposés d'un côté de l'arbre peuvent être orientés suivant un certain angle par rapport aux tiroirs placés du côté opposé. Cet angle peut être relativement grand, par exemple, être compris entre 90 et 1800 de façon que les forces tendant à faire fléchir l'arbre soient équilibrées dans une grande mesure.
Dans une variante, les tiroirs peuvent être uniformément répartis autour de l'axe de l'arbre, quoique cet agencement puisse se heurter à des difficultés de construction.
De préférence, on utilise quatre ou six tiroirs groupés par paires. Si on utilise quatre tiroirs, on en disposera une paire d'un côté de l'arbre et l'autre paire du côté opposé. Si on utilise six tiroirs, on en placera une paire, par exemple, la paire centrale d'un côté de l'arbre et' les deux autres paires du côté opposé.
De préférence, les disques de chaque paire sont excentrés dans des directions diamétralement opposées, et tous les disques solidaires de l'arbre du rotor sont orientés dans des directions angulaires uniformément distribuées autour de l'arbre.
Lorsqu'on monte les disques par paires, les disques de chaque paire peuvent coopérer avec une glace de distribution commune, cette glace présentant alors deux séries de lumières coopérant respectivement avec les deux tiroirs.
Dans un agencement comprenant deux tiroirs orientés dans des directions diamétralement opposées, ou un ou plusieurs groupes de tiroirs orientés dans une direction opposée à celle des autres groupes, il est bien enten- du nécessaire de prévoir deux glaces de distribution opposées situées de part et d'autre de l'arbre du rotor à l'intérieur du carter de la pompe, ces glaces étant alors décalées dans la direction longitudinale de l'arbre. Pratiquement, on constate que cet équilibrage partiel ou total des forces de flexion ou poussées latérales agissant sur l'arbre du-rotor, permet de donner à cet arbre un diamètre plus faible, ce qui permet à son tour d'excentrer davantage les disques présentant un certain diamètre, le résultat final étant l'obtention d'un rotor plus léger et moins coûteux pour une capacité et une pression données.
Cet agencement réduit également la poussée latérale résultante exercée sur les paliers du rotor, ce qui réduit le prix de revient de ces derniers ainsi que le frottement et l'usure.
De plus, on évite la nécessité d'avoir à soutenir l'arbre entre ses extrémités par des paliers intermédiaires, même si cet arbre est de gran- de longueur.
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On a constaté que l'agencement comportant six tiroirs, qui a été décrit précédemment, réduit largement les contraintes imposées à l'arbre par rapport à un agencement dans leque tous les tiroirs sont orientés dans la même direction, grâce à l'équilibrage partiel des poussées engendrées. De même, et grâce au fait que quatre tiroirs sont orientés dans une direction et deux autres dans la direction opposée, la poussée latérale résultante agissant sur l'arbre du rotor est toujours dirigée dans la même direction. Cet agencement offre l'avantage supplémentaire d'aider à maintenir la pellicule de lubrifiant dans les paliers et de permettre au rotor de tourner régulièrement même si les paliers sont ajustés très librement .
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 est une coupe verticale longitudinale d'une pompe selon l'invention.
La fig. 2 est une coupe horizontale longitudinale de cette même pompe.
La fig. 3 en est une coupe transversale.
L'invention va être décrite en détail dans son application à une pompe comportant trois paires de tiroirs, à savoir une paire centrale et deux paires latérales, formant un total de six tiroirs.
Dans le mode de réalisation représenté, la pompe comprend un corps ou carter 1 portant à ses extrémités des paliers 2 et des joints d'étanchéité 3 supportant un arbre de rotor 4 sur lequel sont fixés des disques excentrés 5. Cet arbre de rotor porte également un tambour d'accouplement 6 par lequel l'arbre est entraîné en rotation par un moteur approprié quelconque.
Le corps 1 porte trois couvercles principaux 7 formant des cham- bres d'aspiration 8 communiquant avec une tubulure d'aspiration commune 10 formant l'admission du liquide qui doit être pompé. Les trois couvercles principaux 7 présentent également des canaux de refoulement 9 en communication avec le corps principal de la pompe, la pression règnant à l'intérieur de la pompe étant supérieure à la pression dans le conduit d'aspiration.
Chaque disque 5 tourne dans un tiroir 11, qui est, de préférence, en une matière moulable relativement élastique, telle que le caoutchouc naturel ou synthétique, ou muni d'un revêtement en matière de ce genre. Ce tiroir épouse la forme du disque sur les faces latérales de celui-ci et également en deux points diamétralement opposés de son pourtour. L'agencement est tel que la rotation du disque déplace le tiroir verticalement en va-etvient sur la glace de distribution 12 porté par le couvercle 7 correspondant.
Chaque glace de distribution 12 présente deux groupes de lumières d'aspiration et de refoulement latéralement espacés, un groupe pour chaque tiroir et chaque groupe comprend deux lumières d'aspiration 13 communiquant avec l'intérieur du couvercle 7, et deux lumières de refoulement 14 communiquant avec l'intérieur du corps principal 1 de la pompe. La pression étant plus élevée à l'intérieur du corps de pompe que dans les lumières 13 et dans les couvercles 7 a tendance à appliquer les tiroirs sur les glaces de distribution et à assurer de cette manière une bonne étanchéité.
Dans chaque tiroir sont ménagés deux orifices 15 qui remplissent
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à la fois les fonctions d'orifices d'aspiration et de refoulement, et qui communiquent alternativement avec les lumières 13 et 14 pendant le déplacement en va-et-vient du tiroir. La capacité volumétrique intérieure effective de chaque tiroir varie par suite de la rotation du disque correspondant, et par suite le tiroir agit comme chambre de refoulement, le liquide étant aspiré dans le tiroir par les lumières 13 et refoulé à l'intérieur du corps de pompe à-travers les lumières 14 et dans le conduit de refoulement lorsque les lumières 14 viennent se placer en regard des orifices 15.
Les deux disques de la paire centrale sont décalés angulairement de 180 l'un par rapport à l'autre. Les deux disques de chacune des paires extérieures sont également décalés de 180 l'un par rapport à l'autre, tandis que ces deux paires extérieures sont décalées respectivement de 120 et de 240 par rapport à la paire centrale. Les six disques sont ainsi uniformément décalés angulairement les uns par rapport aux autres et leurs courses de refoulement se suivent régulièrement, ce qui se traduit par un refoulement régulier du fluide et par un couple résistant uniforme.
Cet agencement comprenant six tiroirs offre un autre avantage par rapport aux pompes usuelles ne comportant que trois tiroirs, à savoir que deux tiroirs fonctionnent toujours en chaque point du cycle, Quoique dans une pompe ne comportant que trois tiroirs décalés de 120 ; la courbe théorique du refoulement résultant, soit pratiquement aussi régulière qu'avec six tiroirs, cette courbe est la résultante du fonctionnement de deux tiroirs pendant certaines parties du cycle et d'un seul tiroir pendant les autres parties. Le refoulement réel du liquide est égal au refoulement théorique combiné des tiroirs déduction faite des fuites, et ces fuites sont deux fois plus importantes lorsque deux tiroirs sont en action que lorsqu'un seul tiroir fonctionne.
Une pompe à trois tiroirs introduit donc en pratique, dans le refoulement du fluide une certaine irrégularité qui n'existe pas avec une pompe à six tiroirs, dans laquelle deux tiroirs fonctionnent toujours simultanément.
Les tiroirs représentés sont, du type connu, décrits dans les Brevets antérieurs précités. Chaque tiroir a sensiblement la forme d'un U, et est découpé pour laisser passer l'arbre du. rotor, les branches étant entretoisées par un ou plusieurs boulons avec interposition d'entretoises tubulaires.
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PUMP RO TATI VE.
The present invention relates to rotary pumps of the non-centrifugal type, some examples of which have been described in British Patents Nos. 592,432, 617, 750, 622,792 and 639,017 in the name of the Applicant. These pumps include, as a working member, a displacement chamber generally called a drawer containing an eccentric disc rotating inside to animate the drawer with a back and forth movement in the plane of rotation of this disc, so that this drawer opens and closes intake and discharge ports made in a mirror on which the drawer slides in order to move the fluid, the disc being in contact with the walls of the drawer at two diametrically opposed points of its beam, and also with its side faces so as to form a substantially tight seal,
the spool and its disc being carried by a drive shaft mounted in the outer casing, and the spool being placed on the high pressure side of the pump, the pressure of the pumped fluid intervening to keep the spool in sealed contact with the ice on which he slips. Pumps of this kind sometimes have a single spool, sometimes several, for example, three spools, and the main object of the present invention is to reduce the bending moment acting on the shaft carrying the disc, or rotor shaft, moment which results from the lateral thrust exerted on the shaft by each disc during the discharge stroke due to the difference between the fluid pressures on the inner and outer sides of the spool.
In this regard, it is understood that it is advisable to avoid, as far as possible, the use of one or of several intermediate bearings to support the rotor shaft. However, in the case of a pump comprising for example four or more spools, and the shaft of which is supported only by two bearings provided at the ends, the unsupported length of this shaft is very
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big.
According to the invention, a rotary pump of the non-centrifugal type, comprising several drawers each mounted so as to slide back and forth on a glass pierced with lights, under the action of eccentric discs all integral in rotation with a common shaft, is characterized in that the drawers are arranged around the shaft so that the bending moments acting on the shaft during running are totally or almost totally balanced.
Preferably, the drawers are arranged so that some are placed on one side of the shaft and the others are placed on the opposite side, the drawers of the two groups thus being oriented in diametrically opposite directions.
Without departing from the scope of the invention, the drawers can however be arranged in any other way giving the desired result. For example, the drawers arranged on one side of the tree can be oriented at an angle with respect to the drawers placed on the opposite side. This angle can be relatively large, for example, between 90 and 1800 so that the forces tending to bend the shaft are balanced to a great extent.
Alternatively, the drawers may be evenly distributed around the axis of the shaft, although this arrangement may encounter construction difficulties.
Preferably, four or six drawers grouped in pairs are used. If you are using four drawers, you will have one pair on one side of the shaft and the other pair on the opposite side. If six drawers are used, a pair will be placed, for example, the center pair on one side of the shaft and the other two pairs on the opposite side.
Preferably, the discs of each pair are eccentric in diametrically opposite directions, and all the discs integral with the rotor shaft are oriented in angular directions uniformly distributed around the shaft.
When the discs are mounted in pairs, the discs of each pair can cooperate with a common distribution glass, this glass then having two series of slots cooperating respectively with the two drawers.
In an arrangement comprising two drawers oriented in diametrically opposite directions, or one or more groups of drawers oriented in a direction opposite to that of the other groups, it is of course necessary to provide two opposite distribution windows situated on either side and on the other side. The other of the rotor shaft inside the pump casing, these glasses then being offset in the longitudinal direction of the shaft. In practice, it can be seen that this partial or total balancing of the bending forces or lateral thrusts acting on the rotor shaft makes it possible to give this shaft a smaller diameter, which in turn allows the discs having a certain diameter, the end result being a lighter and less expensive rotor for a given capacity and pressure.
This arrangement also reduces the resulting lateral thrust exerted on the rotor bearings, reducing the cost of the latter as well as friction and wear.
In addition, the need to support the shaft between its ends by intermediate bearings is avoided, even if this shaft is of great length.
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It has been found that the arrangement comprising six drawers, which has been described above, greatly reduces the stresses imposed on the shaft compared to an arrangement in which all the drawers are oriented in the same direction, thanks to the partial balancing of the drawers. spurts generated. Likewise, and thanks to the fact that four drawers are oriented in one direction and two others in the opposite direction, the resulting lateral thrust acting on the rotor shaft is always directed in the same direction. This arrangement has the added benefit of helping to maintain the lubricant film in the bearings and allowing the rotor to rotate smoothly even if the bearings are adjusted very freely.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of said invention. .
Fig. 1 is a longitudinal vertical section of a pump according to the invention.
Fig. 2 is a longitudinal horizontal section of the same pump.
Fig. 3 is a cross section thereof.
The invention will be described in detail in its application to a pump comprising three pairs of drawers, namely a central pair and two side pairs, forming a total of six drawers.
In the embodiment shown, the pump comprises a body or housing 1 carrying at its ends bearings 2 and seals 3 supporting a rotor shaft 4 on which are fixed eccentric discs 5. This rotor shaft also carries a coupling drum 6 by which the shaft is driven in rotation by any suitable motor.
The body 1 carries three main covers 7 forming suction chambers 8 communicating with a common suction pipe 10 forming the inlet of the liquid which is to be pumped. The three main covers 7 also have delivery channels 9 in communication with the main body of the pump, the pressure prevailing inside the pump being greater than the pressure in the suction pipe.
Each disc 5 rotates in a drawer 11, which is preferably of a relatively elastic mouldable material, such as natural or synthetic rubber, or provided with a coating of such material. This drawer matches the shape of the disc on the lateral faces of the latter and also at two diametrically opposed points of its periphery. The arrangement is such that the rotation of the disc moves the drawer vertically back and forth on the distribution glass 12 carried by the corresponding cover 7.
Each distribution glass 12 has two groups of laterally spaced suction and discharge ports, one group for each drawer and each group comprises two suction ports 13 communicating with the interior of the cover 7, and two discharge ports 14 communicating. with the inside of the main body 1 of the pump. The pressure being higher inside the pump body than in the openings 13 and in the covers 7 tends to apply the spools to the distribution windows and in this way ensure a good seal.
In each drawer are formed two orifices 15 which fill
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both the functions of suction and discharge ports, and which communicate alternately with the openings 13 and 14 during the reciprocating movement of the drawer. The effective internal volumetric capacity of each slide varies as a result of the rotation of the corresponding disc, and therefore the slide acts as a discharge chamber, the liquid being sucked into the slide by the slots 13 and discharged inside the pump body. through the openings 14 and in the delivery duct when the openings 14 come to be placed opposite the orifices 15.
The two discs of the central pair are angularly offset by 180 with respect to each other. The two discs of each of the outer pairs are also offset by 180 relative to each other, while these two outer pairs are offset by 120 and 240 respectively from the center pair. The six discs are thus uniformly angularly offset with respect to each other and their delivery strokes follow each other regularly, which results in a regular delivery of the fluid and a uniform resistance torque.
This arrangement comprising six drawers offers another advantage over conventional pumps comprising only three drawers, namely that two drawers always operate at each point of the cycle, Although in a pump comprising only three drawers offset by 120; the theoretical discharge curve resulting, is practically as regular as with six drawers, this curve is the result of the operation of two drawers during certain parts of the cycle and of a single drawer during the other parts. The actual liquid discharge is equal to the theoretical combined discharge of the drawers less leaks, and these leaks are twice as large when two drawers are in action than when a single drawer is operating.
A three-spool pump therefore introduces in practice, in the discharge of the fluid, a certain irregularity which does not exist with a six-spool pump, in which two spools always operate simultaneously.
The drawers shown are, of the known type, described in the aforementioned prior patents. Each drawer is roughly U-shaped, and is cut to allow the shaft of the. rotor, the branches being braced by one or more bolts with the interposition of tubular spacers.