BE531205A - - Google Patents

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BE531205A
BE531205A BE531205DA BE531205A BE 531205 A BE531205 A BE 531205A BE 531205D A BE531205D A BE 531205DA BE 531205 A BE531205 A BE 531205A
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BE
Belgium
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vanes
prismatic
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rotation
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French (fr)
Publication of BE531205A publication Critical patent/BE531205A/fr

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/3441Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation

Description

       

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   L'un des inconvénients les plus graves que présentent les pom- pes et les compresseurs rotatifs à aubes est le fait que ces appareils donnent des performances plutôt limitées à cause de la valeur assez faible de leur rendement volumétrique et de leur rendement mécanique. 



   Avec ces appareils, il est impossible d'atteindre de fortes valeurs de la pression de refoulement, ce qui est par contre possible avec des pompes ou des compresseurs du type à pistons, lesquels pré- sentent un système cinématique qui, étant bien déterminé du point de vue mécanique, permet de calculer convenablement les dimensions des diffé- rentes parties de la machine compte tenu des efforts qui s'exercent sur elles. 



   Par ailleurs, les machines du type à pistons présentent   à   leur tour des inconvénients d'un autre genre, étant très encombrantes et lourdes, bruyantes et soumises à de fortes vibrations. 



   L'objet de la présente invention est un dispositif mécanique, utilisable comme pompe ou comme compresseur, lequel - grâce à sa struc- ture particulière - tout en parvenant à éliminer aussi bien les incon- vénients présentés par les pompes ou les compresseurs du type rotatif que ceux des pompes ou des compresseurs du type à pistons, rassemble à la fois tous les avantages caractéristiques tant des types rotatifs que des types à pistons. 



   Le dispositif qui constitue l'objet de la présente invention représente donc un progrès effectif dans le domaine des pompes et des compresseurs rotatifs, parce qu'il permet d'atteindre de fortes pressions de refoulement au moyen d'une machine dont le poids et le prix de revient sont nettement inférieurs à ceux de toute autre machine donnant les mêmes performances, tout en réduisant au minimum l'usure des parties en mouvement., le bruit et les vibrations durant le fonctionnement. 



   Dans un but de simplicité, dans la description suivante, le dispositif en question sera désigné comme "compresseur", mais il est entendu qu'il peut également être réalisé comme pompe, le principe du fonctionnement étant le même. 



   Le compresseur suivant la présente invention est du type rotatif à aubes prismatiques guidées ; il est essentiellement formé par un corps central que nous appellerons stator, par deux plaques latérales., par un rotor et par une série de deuxou plusieurs aubes prismatiques tournant suivant un mouvement commandé par le cinématisme bielle-manivelle,,, 
Le corps central., dans lequel sont ménagés les orifices d'aspiration et de refoulement, est caractérisé par le fait que la surface de la chambre intérieure est formée par deux portions cylindriques, dont l' une à section circulaire reproduisant la trajectoire décrite par une génératrice du rotor, et l'autre à section elliptique reproduisant la trajectoire décrite par le bord terminal extérieur des aubes prismatiques au cours de leur mouvement de rotation guidé.

   A l'intérieur du stator tourne le rotor cylindrique, lequel est muni de deux ou plusieurs rainures radiales s'étendant sur toute sa longueur, rainures dans lesquelles sont logées et glissent les aubes prismatiques à mouvement   guidéo   
Chaque aube prismatique est montée au moyen d'un pivot sur deux bielles latérales montées sur des moyeux aménagés dans les deux plaques   latérales du stator ; bielles sont montées concentriquement l'une sur   l'autre sur leur moyeu, de sorte que les aubes se trouvent reliées entre   ellasa   
Il en résulte que toutes les charges produites sur les bielles par les forces agissant sur les aubes s'équilibrent, évitant ainsi tout effort sur le moyeu. 

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   Pour les compresseurs de puissance réduite, étant donné que les charges agissant sur les aubes sont faibles, la structure de la bielle se réduit à une portion de couronne annulaire,   c'est-à-dire   à un patin glissant dans des rainures annulaires ménagées sur chacune des deux plaques latérales du stator. 



   Le cinématisme du dispositif considéré ressort des considérations fondamentales suivantes : - l'axe de rotation du rotor est déplacé par rapport au centre de rotation des bielles d'une excentricité fixée   l'en;   - le rotor dans son mouvement de rotation autour de son axe en-   traine   les aubes prismatiques qui glissent dans les fentes radiales du rotor, non par l'effet de la force centrifuge, mais à cause du lien constitué par le fait que les palettes sont commandées, au moyen des pivots, par le mouvement des bielles autour de leur centre de rotation qui est excentrique par rapport à l'axe de rotation du rotor;

   - le mouvement des aubes prismatiques suit par conséquent les lois du système bielle-manivelle, 1-'excentricité "e" représentant en effet la longueur de la manivelle, tandis que la longueur de la bielle est représentée par le rayon du cercle décrit par l'axe du pivot qui relie les patins aux aubes prismatiques; - la trajectoire décrite par le bord extérieur d'une aube prismatique dans le mouvement guidé, suivant le cinématisme que nous venons de décrire, se trouve'être une ellipse dont les foyers sont situés sur un axe qui passe par le centre de rotation du rotor mais qui a une inclinaison d'un angle   "[alpha]     "   par rapport à la ligne qui réunit les deux centres de rotation du rotor et des pivots des bielles respectivement;

   - par sa construction même, le bord extérieur des aubes ne se trouve jamais en contact avec la paroi intérieure du stator, évitant ainsi toute usure par frottement. Le profil de la paroi intérieure du stator correspondant à la zone dans laquelle a lieu la phase de compression reproduit fidèlement, avec un jeu approprié, la trajectoire elliptique dé-   crite par le bord extérieur de l'aube ; zone a une ampleur propor-   tionnelle au nombre des aubes, de sorte que, lorsque l'une des aubes, au cours de sa rotation, dépasse le bord de la chambre d'aspiration pour commencer sa phase de compression, l'aube qui la précède dans le sens de la rotation a déjà terminé sa phase de travail et met en communication la chambre de compression du compresseur avec le refoulement;

   - dans la zone restante du stator, la paroi intérieure a une section en arc de cercle qui reproduit, avec un jeu approprié, le profil extérieur du rotor,sur une ampleur angulaire considérable, conférant ainsi au compresseur une excellente étanchéité entre la zone de refoulement et la zone d'aspiration; - on donne à l'extrémité des aubes prismatiques un angle de dépouille opposé au sens de rotation, de sorte que, au cours de la phase utile de compression, la réaction sur l'aube provoquée par la pression que ladite aube exerce sur le fluide à comprimer ne peut donner lieu à aucune composante centripète tendant à éloigner le bord de l'aube de la paroi intérieure du stator, ce qui provoquerait des fuites du fluide comprimé entre la chambre de compression, et la zone de refoulement et réduirait le rendement du compresseur.

   S'il arrivait par contre que l'on ait une augmentation de la pression au dos de l'aube par rapport à la pression existant en avant de cette même aube, l'angle dépouille susdit permettrait à la composante centripète de la pression de faire déplacer radialement l'aube vers l'intérieur dans la fente   du@rotor,   dans les limites permises par le jeu de la bielleo Il équilibre des pressions entre la zone de compression et la zone de refoulement se trouverait ainsi rétabli, évitant ainsi les trépidations ou coups de bélier qui pourraient se produire lors- 

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 que la machine fonctionne comme pompe pour liquides. Les dessins annexés représentent, simplement à titre d'exemple, une des réalisations préférées de l'objet de l'invention. La figure 1 est une coupe suivant l'axe lon- gitudinal de la pompe ou compresseur. 



   La figure 2 est une coupe transversale normale à l'axe de rota- tion. 



   La figure 3 est un détail de l'aube prismatique avec   soif   pivot et les bielles. 



   La figure 4 est un détail de l'aube prismatique avec son pivot dans l'exécution préférée pour les petits compresseurs, c'est-à-dire lors- que la bielle se réduit à un patin glissant dans des rainures annulaires ménagées dans les plaques latérales du stator. 



   La figure 5 est un graphique schématique mettant en évidence le cinématisme de la machine. 



   La figure 6 est une coupe transversale et une coupe longitudi- nale du compresseur de puissance réduite. 



   Le corps central 1, que nous appellerons stator, est fermé latéralement par un couvercle gauche 2 et par un couvercle droit 3 qui sont fixés au stator 1 au moyen de boulons   4;   sur les deux couvercles 2 et 3 sont montés les roulements à billes 5 et 6 dans lesquels tourne l'arbre de commande 7 qui est muni de garnitures d'étanchéité 8 et 9; sur cet ar- bre est monté le rotor 10, muni de fentes radiales 11 s'étendant sur toute sa longueur axiale, fentes dans lesquelles sont logées et glissent les aubes prismatiques 12 qui sont entraînées par le rotor dans son mouvement de rotation dans le sens de la flèche 13. 



   La chambre intérieure du stator est formée par deux portions cylindriques, dont l'une, à section circulaire, 14, ayant un rayon 15 sensiblement égal au rayon du rotor 10 et ayant une ampleur angulaire considérable, de façon à assurer une bonne étanchéité ; l'autre, à section élliptique, 16, d'ampleur angulaire supérieure, ayant les deux foyers 17 et 18 situés sur un axe 19 passant par le centre de rotation 20 du rotor, mais qui est incliné d'un angle " " par rapport à la ligne qui joint le centre de rotation 20 du rotor et le centre de rotation 21 des   bielleso   
Dans la chambre intérieure du stator 1 débouchent l'orifice d' aspiration 22 et l'orifice de refoulement 23, ce dernier communiquant à travers un clapet de retenue 24 avec le réfrigérateur, en communication avec l'orifice d'aspiration 22,

   la chambre intérieure du stator présente une chambre d'aspiration 25, laquelle a une ampleur dans le sens circonférentiel établie de façon à ce que, lorsque l'une des aubes prismatiques 12 au cours de sa rotation dans le sens de la flèche 13 abandonne le bord de la chambre d'aspiration 25, l'aube qui la précède a terminé sa phase de travail, durant laquelle ladite aube a poussé vers l'orifice de refoulement le fluide qui se trouvait en amont de la face antérieure de l'aube et simultanément a aspiré le fluide qui se trouvait en aval de sa face postérieure. 



   Chaque aube prismatique 12 oscille librement autour du pivot 26 qui s'engage, à chacune de ses extrémités, dans la tête de bielle 27 de la bielle 28, laquelle est montée par le pied de bielle 29 sur le moyeu 30 du couvercle latéral 2 ou 3. Ce moyeu 30 est ménagé sur la face intérieure des couvercles latéraux 2 et 3 excentriquement par rapport à l'axe de rotation 20 du rotor, de sorte que les bielles 28 tournent autour d' un axe 21 qui est déplacé par rapport à l'axe 20 du rotor d'une excentricité donnée 31. 



   Le bord extérieur des aubes prismatiques 12 est coupé suivant un angle de dépouille "ss " opposé au sens de rotation 13; l'extrémité des aubes prismatiques 12 décrit une trajectoire elliptique dont les foyers 

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 17 et 18 sont situés sur une ligne qui passe par le centre de rotation 20 du rotor mais qui est inclinée d'un angle   "[alpha]"   par rapport à la ligne qui joint le centre 20 et le centre 21.

   Cette trajectoire du bord des aubes prismatiques 12 est exactement reproduite dans la portion 16 de la chambre intérieure du stator 1,tandis qu'elle s'écarte nettement de la paroi intérieure du stator dans la portion restante 14 à section circulaire de centre 20 et de rayon sensiblement égal au rayon extérieur 15   du rotor 10 ; regard de cette portion 14 de la chambre intérieure, les   aubes prismatiques 12 sont complètement rentrées dans les fentes radiales 11 du rotor 10, et recommencent progressivement à en sortir au commencement de la chambre d'aspiration 25. 



   Lorsque le dispositif est construit pour le fonctionnement comme compresseur de gaz ou d'air, on prévoit un système de refroidissement de la machine en établissant une circulation d'eau tant dans le corps extérieur du stator 1 que dans la partie intérieure de l'arbre de transmission 7 et du rotor 10. A cet effet, l'arbre 7 est percé longitudinalement par deux canaux 32 et 33 qu'il est-plus commode d'indiquer comme ce-axiaux, dont l'un sert pour l'entrée et l'autre pour la sortie de l' eau de refroidissement, ces deux canaux communiquant respectivement avec les bouches 34 et 35 d'entrée et de sortie de l'eau de refroidissement dans le chapeau terminal de fermeture 36. 



   Les deux canaux 32 et 33 communiquent avec les chambres intérieures 37 du rotor creux au moyen de conduits 38 et 39 pratiqués radialement dans l'arbre 7 de transmission et correspondant à un nombre égal de conduits 40 et 41 pratiqués sur le moyeu du rotor 10. 



   L'étanchéité pour l'eau de refroidissement sur l'arbre de   trana-   mission 7 est assurée par des garnitures 42 et 43. 



   La lubrification du compresseur est obtenue en faisant circuler de l'huile au moyen d'une pompe;sur les couvercles latéraux sont ménagées les bouches d'entrée et de sortie 44 et 45 de l'huile lubrifiante. 



   Bien que, pour en simplifier la description, la présente invention ait été exposée comme nous venons de le faire, à titre d'exemple, en nous rapportant aux dessins annexés, cette invention est toutefois susceptible d'être modifiée et complétée, tout en restant soumise aux principes fondamentaux qui ont été énoncés, de façon à pouvoir adapter le dispositif aux différentes applications possibles, comme pompe ou comme compres-   seuro  
On prévoit par exemple le couplage de deux dispositifs analogues pour obtenir la compression en double étage, ou bien l'application de segments d'étanchéité 46 entre le rotor 10 et les parois latérales du stator ou encore de segments d'étanchéité 47 entre les parois latérales des aubes 47 entre les parois latérales du stator, toutes ces variantes rentrant dans la présente invention. 



   Dans les dessins annexés, on montre, à titre d'exemple (figure 6), la modification adoptée dans la construction de compresseurs de puissance réduite; dans la figure 4 on indique le détail de la réalisation de la bielle au moyen de patins: 48 ayant une section rectangulaire ou carrée   constitués par une portion de couronne annulaire ; ces patins 48 s'en-   gagent les pivots 49 sur lesquels oscillent les aubes prismatiques 50. 



  Les patins 48 glissent dans des rainures annulaires 51 pratiquées sur la paroi intérieure des plaques latérales 52 fixées au stator, lesdites rainures étant excentriques par rapport à l'axe du rotor, ainsi qu'on l'a vu dans la description générale qui précède. 



   En outre, dans les compresseurs de puissance réduite, la lubrification est obtenue en faisant passer l'huile à travers un conduit axial 53 pratiqué dans l'arbre de transmission 54, communiquant au moyen d'un petit conduit circulaire 55 pratiqué, en sens radial, sur l'arbre 

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 de transmission 54 et sur le corps du rotor   56,   de façon à ce que cha- cune des fentes radiales 57 du rotor soit irriguée par l'huile. 



   L'huile de lubrification, contenue dans un réservoir qui communique avec la chambre de refoulement du compresseur, est forcée   à   monter à travers un conduit 58 dans la cavité 59 du chapeau terminal de fermeture 60 et à pénétrer à l'intérieur du compresseur à travers le conduit axial 53 et les conduits 55, entre les parois de toutes les parties en mouvementconstituant en outre une pellicule d'étanchéité entre le bord extérieur des aubes prismatiques et la paroi intérieure du stator d'une part, et entre la paroi intérieure du stator et la périphérie du rotor, d'autre   parto  
Cette variante, ainsi que d'autres variantes possibles, est comprise dans les principes fondamentaux de l'invention, tels qu'ils sont résumés dans les revendications suivantes 
REVENDICATIONS. 



   1.- Pompe ou compresseur rotatif à deux ou plusieurs aubes pris- matiques commandées, caractérisé en ce qu'il est formé par un rotor cylin- drique sur lequel sont pratiquées deux ou plusieurs fentes radiales sur toute sa longueur, dans chacune desquelles est logée une aube prismatique qui peut glisser dans le sens radial dans ladite fente; un stator dont la paroi intérieure est constituée principalement par une première portion cylindrique à section circulaire, concentrique à l'axe de rotation du rotor et de rayon sensiblement égal au rayon du rotoret par une seconde portion cylindrique de plus grande ampleur, de section elliptique., dont les deux foyers sont en position nettement excentrique par rapport au centre de rotation du rotor;

   ledit stator étant muni d'un orifice d9aspiration et d'un orifice de refoulement,qui débouchent sur la paroi intérieure, respectivement à proximité du commencement et de la fin de la portion cylindrique de section elliptique.



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   One of the most serious drawbacks of rotary vane pumps and compressors is the fact that these devices give rather limited performance because of the relatively low value of their volumetric efficiency and their mechanical efficiency.



   With these devices, it is impossible to achieve high discharge pressure values, which is on the other hand possible with piston type pumps or compressors, which have a kinematic system which, being well determined from the point from a mechanical point of view, allows the dimensions of the various parts of the machine to be calculated properly, taking into account the forces exerted on them.



   Furthermore, the piston type machines in turn have drawbacks of another kind, being very bulky and heavy, noisy and subjected to strong vibrations.



   The object of the present invention is a mechanical device, usable as a pump or as a compressor, which - thanks to its particular structure - while succeeding in eliminating both the disadvantages presented by pumps or compressors of the rotary type. than those of pumps or compressors of the piston type, combines all the characteristic advantages of both rotary and piston types.



   The device which constitutes the object of the present invention therefore represents an effective progress in the field of rotary pumps and compressors, because it makes it possible to achieve high discharge pressures by means of a machine whose weight and cost prices are significantly lower than those of any other machine giving the same performance, while minimizing wear on moving parts, noise and vibration during operation.



   For the sake of simplicity, in the following description, the device in question will be designated as a "compressor", but it is understood that it can also be implemented as a pump, the principle of operation being the same.



   The compressor according to the present invention is of the rotary type with guided prismatic vanes; it is essentially formed by a central body which we will call stator, by two side plates., by a rotor and by a series of two or more prismatic vanes rotating according to a movement controlled by the connecting rod-crank kinematism ,,,
The central body, in which the suction and delivery orifices are formed, is characterized by the fact that the surface of the inner chamber is formed by two cylindrical portions, one of which has a circular section reproducing the path described by a generator of the rotor, and the other with an elliptical section reproducing the path described by the outer terminal edge of the prismatic vanes during their guided rotational movement.

   Inside the stator rotates the cylindrical rotor, which is provided with two or more radial grooves extending over its entire length, grooves in which are housed and slide the prismatic blades with guided movement
Each prismatic vane is mounted by means of a pivot on two lateral connecting rods mounted on hubs arranged in the two lateral plates of the stator; connecting rods are mounted concentrically on each other on their hub, so that the vanes are connected between ellasa
As a result, all the loads produced on the connecting rods by the forces acting on the vanes are balanced, thus avoiding any force on the hub.

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   For compressors of reduced power, given that the loads acting on the blades are low, the structure of the connecting rod is reduced to an annular crown portion, that is to say to a shoe sliding in annular grooves provided on each of the two stator side plates.



   The kinematism of the device in question emerges from the following fundamental considerations: the axis of rotation of the rotor is displaced with respect to the center of rotation of the connecting rods by an eccentricity fixed in; - the rotor in its rotational movement around its axis drives the prismatic vanes which slide in the radial slots of the rotor, not by the effect of centrifugal force, but because of the link formed by the fact that the vanes are controlled, by means of the pivots, by the movement of the connecting rods around their center of rotation which is eccentric with respect to the axis of rotation of the rotor;

   - the movement of the prismatic vanes consequently follows the laws of the connecting rod-crank system, 1-eccentricity "e" in fact representing the length of the crank, while the length of the connecting rod is represented by the radius of the circle described by l axis of the pivot which connects the shoes to the prismatic vanes; - the trajectory described by the outer edge of a prismatic vane in the guided movement, following the kinematism that we have just described, happens to be an ellipse whose foci are located on an axis which passes through the center of rotation of the rotor but which has an inclination of an angle "[alpha]" with respect to the line which joins the two centers of rotation of the rotor and of the pivots of the connecting rods respectively;

   - By its very construction, the outer edge of the vanes is never in contact with the inner wall of the stator, thus avoiding any wear by friction. The profile of the inner wall of the stator corresponding to the zone in which the compression phase takes place faithfully reproduces, with an appropriate clearance, the elliptical trajectory described by the outer edge of the blade; area has an extent proportional to the number of blades, so that, when one of the blades, during its rotation, passes the edge of the suction chamber to begin its compression phase, the blade which preceding in the direction of rotation has already completed its working phase and puts the compression chamber of the compressor in communication with the discharge;

   - in the remaining zone of the stator, the internal wall has an arcuate section which reproduces, with an appropriate clearance, the external profile of the rotor, over a considerable angular extent, thus giving the compressor an excellent seal between the discharge zone and the suction area; - The end of the prismatic blades is given a clearance angle opposite to the direction of rotation, so that, during the useful compression phase, the reaction on the blade caused by the pressure that said blade exerts on the fluid to be compressed cannot give rise to any centripetal component tending to move the edge of the blade away from the inner wall of the stator, which would cause leaks of the compressed fluid between the compression chamber and the discharge zone and reduce the efficiency of the compressor.

   If, on the other hand, there should be an increase in the pressure at the back of the vane compared to the pressure existing in front of this same vane, the aforementioned draft angle would allow the centripetal component of the pressure to make radially move the blade towards the interior in the slot of the rotor, within the limits allowed by the play of the connecting rod o It would balance the pressures between the compression zone and the discharge zone, thus being re-established, thus avoiding trepidations or water hammer that could occur during

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 that the machine works as a pump for liquids. The appended drawings represent, simply by way of example, one of the preferred embodiments of the subject of the invention. Figure 1 is a section along the longitudinal axis of the pump or compressor.



   Figure 2 is a cross section normal to the axis of rotation.



   Figure 3 is a detail of the prismatic vane with pivot thirst and connecting rods.



   Figure 4 is a detail of the prismatic vane with its pivot in the preferred embodiment for small compressors, that is to say when the connecting rod is reduced to a shoe sliding in annular grooves formed in the plates. sides of the stator.



   Figure 5 is a schematic diagram showing the kinematism of the machine.



   Figure 6 is a cross section and a longitudinal section of the reduced power compressor.



   The central body 1, which we will call stator, is closed laterally by a left cover 2 and by a right cover 3 which are fixed to the stator 1 by means of bolts 4; on the two covers 2 and 3 are mounted the ball bearings 5 and 6 in which rotates the control shaft 7 which is provided with seals 8 and 9; on this shaft is mounted the rotor 10, provided with radial slots 11 extending over its entire axial length, slots in which are housed and slide the prismatic vanes 12 which are driven by the rotor in its rotational movement in the direction arrow 13.



   The inner chamber of the stator is formed by two cylindrical portions, one of which, with a circular section, 14, having a radius 15 substantially equal to the radius of the rotor 10 and having a considerable angular extent, so as to ensure good sealing; the other, with elliptical section, 16, of greater angular magnitude, having the two foci 17 and 18 situated on an axis 19 passing through the center of rotation 20 of the rotor, but which is inclined at an angle "" with respect to to the line which joins the center of rotation 20 of the rotor and the center of rotation 21 of the connecting rods
Into the inner chamber of the stator 1 open the suction port 22 and the discharge port 23, the latter communicating through a check valve 24 with the refrigerator, in communication with the suction port 22,

   the inner chamber of the stator has a suction chamber 25, which has a magnitude in the circumferential direction established so that when one of the prismatic vanes 12 during its rotation in the direction of arrow 13 abandons the edge of the suction chamber 25, the blade which precedes it has completed its working phase, during which said blade has pushed towards the discharge orifice the fluid which was upstream of the front face of the blade and simultaneously sucked the fluid that was downstream of its posterior face.



   Each prismatic vane 12 oscillates freely around the pivot 26 which engages, at each of its ends, in the big end 27 of the connecting rod 28, which is mounted by the small end 29 on the hub 30 of the side cover 2 or 3. This hub 30 is provided on the inner face of the side covers 2 and 3 eccentrically with respect to the axis of rotation 20 of the rotor, so that the connecting rods 28 rotate about an axis 21 which is displaced with respect to the rotor. axis 20 of the rotor of a given eccentricity 31.



   The outer edge of the prismatic vanes 12 is cut at a relief angle "ss" opposite to the direction of rotation 13; the end of the prismatic vanes 12 describes an elliptical trajectory whose foci

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 17 and 18 are located on a line which passes through the center of rotation 20 of the rotor but which is inclined at an angle "[alpha]" with respect to the line which joins the center 20 and the center 21.

   This trajectory of the edge of the prismatic vanes 12 is exactly reproduced in the portion 16 of the inner chamber of the stator 1, while it deviates clearly from the inner wall of the stator in the remaining portion 14 with a circular section of center 20 and radius substantially equal to the outer radius 15 of rotor 10; Looking at this portion 14 of the inner chamber, the prismatic vanes 12 have completely entered the radial slots 11 of the rotor 10, and gradually begin to exit again at the beginning of the suction chamber 25.



   When the device is constructed for operation as a gas or air compressor, a system for cooling the machine is provided by establishing a circulation of water both in the outer body of the stator 1 and in the inner part of the shaft. transmission 7 and rotor 10. For this purpose, the shaft 7 is drilled longitudinally by two channels 32 and 33 that it is more convenient to indicate as this-axial, one of which serves for the input and the other for the outlet of the cooling water, these two channels communicating respectively with the outlets 34 and 35 for entering and leaving the cooling water in the terminal closure cap 36.



   The two channels 32 and 33 communicate with the inner chambers 37 of the hollow rotor by means of conduits 38 and 39 formed radially in the transmission shaft 7 and corresponding to an equal number of conduits 40 and 41 formed on the hub of the rotor 10.



   The sealing for the cooling water on the drive shaft 7 is provided by seals 42 and 43.



   Lubrication of the compressor is obtained by circulating oil by means of a pump; the side covers are provided with the inlet and outlet ports 44 and 45 for the lubricating oil.



   Although, in order to simplify the description, the present invention has been explained as we have just done, by way of example, with reference to the appended drawings, this invention is however liable to be modified and completed, while remaining subject to the fundamental principles which have been stated, so as to be able to adapt the device to the various possible applications, as a pump or as a compressor
For example, provision is made for the coupling of two similar devices to obtain the double-stage compression, or the application of sealing segments 46 between the rotor 10 and the side walls of the stator or else of sealing segments 47 between the walls. side vanes 47 between the side walls of the stator, all these variants falling within the present invention.



   In the accompanying drawings, there is shown, by way of example (Figure 6), the modification adopted in the construction of compressors of reduced power; FIG. 4 shows the detail of the construction of the connecting rod by means of pads: 48 having a rectangular or square section formed by a portion of an annular crown; these pads 48 engage the pivots 49 on which the prismatic vanes 50 oscillate.



  The pads 48 slide in annular grooves 51 made on the inner wall of the side plates 52 fixed to the stator, said grooves being eccentric with respect to the axis of the rotor, as has been seen in the general description above.



   In addition, in compressors of reduced power, lubrication is obtained by passing the oil through an axial duct 53 formed in the transmission shaft 54, communicating by means of a small circular duct 55 made, in the radial direction. , on the tree

 <Desc / Clms Page number 5>

 transmission 54 and on the body of the rotor 56, so that each of the radial slots 57 of the rotor is irrigated by oil.



   The lubricating oil, contained in a reservoir which communicates with the discharge chamber of the compressor, is forced to rise through a duct 58 into the cavity 59 of the closing terminal cap 60 and to enter the interior of the compressor through the axial duct 53 and the ducts 55, between the walls of all the moving parts, also constituting a sealing film between the outer edge of the prismatic vanes and the inner wall of the stator on the one hand, and between the inner wall of the stator and the periphery of the rotor, on the other hando
This variant, as well as other possible variants, is included in the fundamental principles of the invention, as summarized in the following claims.
CLAIMS.



   1.- Rotary pump or compressor with two or more controlled prismatic vanes, characterized in that it is formed by a cylindrical rotor on which two or more radial slots are formed over its entire length, in each of which is housed a prismatic vane which can slide radially in said slot; a stator whose inner wall is formed mainly by a first cylindrical portion of circular section, concentric with the axis of rotation of the rotor and of radius substantially equal to the radius of the rotor, and by a second cylindrical portion of greater magnitude, of elliptical section. , the two foci of which are in a clearly eccentric position relative to the center of rotation of the rotor;

   said stator being provided with a suction orifice and a discharge orifice, which open onto the inner wall, respectively near the beginning and the end of the cylindrical portion of elliptical section.


    

Claims (1)

2.- Pompe ou compresseur rotatif à deux ou plusieurs aubes prismatiques commandées, selon la revendication 1, dans lequel les aubes prismatiques glissant dans les fentes du rotor sont entràinées par celui-ci dans son mouvement de rotation et sont commandées dans leur mouvement au moyen de pivots autour desquels elles peuvent osciller, lesdits pivots étant fixés, à chacune de leurs extrémités., à une bielle qui est forcée à tourner autour d'un axe qui est excentrique par rapport à l'axe de rotation du rotor et qui, d'autre part, est situé sur un plan qui est incliné par rapport au plan contenant l'axe de rotation du rotor et les axes passant par les foyers de l'ellipse formant la section de la portion de chambre intérieure du stator ayant la plus grande ampleur; 2.- Rotary pump or compressor with two or more controlled prismatic vanes, according to claim 1, in which the prismatic vanes sliding in the slots of the rotor are entrained by the latter in its rotational movement and are controlled in their movement by means pivots about which they can oscillate, said pivots being fixed, at each of their ends., to a connecting rod which is forced to rotate about an axis which is eccentric with respect to the axis of rotation of the rotor and which, d 'on the other hand, is located on a plane which is inclined with respect to the plane containing the axis of rotation of the rotor and the axes passing through the foci of the ellipse forming the section of the inner chamber portion of the stator having the largest magnitude; ladite bielle étant montée sur un moyen ménagé sur les couvercles latéraux du stator, ou bien pouvant'être réalisée au moyen de patins glissant dans les rainures annulaires ménagées dans les plaques latérales du stator, de fagon à ce que les aubes prismatiques se déplacent au cours de la rotation en prenant à chaque instant les positions consécutives déterminées par le lien constitué par le mouvement de rotation excentrique des bielles qui commandent les aubes. said connecting rod being mounted on a means provided on the lateral covers of the stator, or else which can be produced by means of pads sliding in the annular grooves formed in the lateral plates of the stator, so that the prismatic vanes move during of rotation by taking at each instant the consecutive positions determined by the link formed by the eccentric rotational movement of the connecting rods which control the blades. 3.- Pompe ou compresseur rotatif à deux ou plusieurs aubes prismatiques commandées, selon les revendications 1 et 2, dans lequel les aubes ont leur bord terminal extérieur formé avec un angle de dépouille opposé à la direction de leur mouvement de rotation, ledit bord extérieur des aubes étant forcé à décrire une trajectoire elliptique qui est 'indépendante de la forme de la paroi intérieure du stator, paroi intérieure contre laquelle les palettes ne frottent jamais, et de laquelle elles s'écartent nettement en regard de la portion de paroi cylindrique de section circulaire concentrique au rotor. 3.- Pump or rotary compressor with two or more controlled prismatic vanes, according to claims 1 and 2, wherein the vanes have their outer terminal edge formed with a relief angle opposite to the direction of their rotational movement, said outer edge vanes being forced to describe an elliptical path which is' independent of the shape of the inner wall of the stator, the inner wall against which the vanes never rub, and from which they diverge clearly opposite the cylindrical wall portion of circular section concentric to the rotor. 4.- Pompe ou compresseur rotatif à deux ou plusieurs aubes <Desc/Clms Page number 6> prismatiques commandées, selon les revendications 1, 2 et 3, dans lequel les orifices d'aspiration et de refoulement débouchant dans la chambre intérieure du stator sont situés dans une position nettement déterminée, dans le but d'obtenir que, lorsque l'une des aubes prismatiques dans son mouvement de rotation a dépassé le bord de la chambre d'aspira- tion et commence sa phase de compression, l'aube qui la précède dans le sens de la rotation ait terminé sa phase de travail - au cours de laquelle elle aspirait de dos du côté de la chambre d'aspiration en comprimant de face dans la chambre de compression - et fait communiquer le refoulement du compresseur avec la chambre de compression dans laquelle est arrivée l'aube suivante. 4.- Pump or rotary compressor with two or more blades <Desc / Clms Page number 6> Controlled prismatic devices, according to claims 1, 2 and 3, wherein the suction and discharge ports opening into the inner chamber of the stator are located in a clearly determined position, with the aim of obtaining that, when one of the prismatic blades in its rotational movement has passed the edge of the suction chamber and begins its compression phase, the blade which precedes it in the direction of rotation has completed its working phase - during which it sucked from behind on the side of the suction chamber by compressing from the front in the compression chamber - and communicates the discharge of the compressor with the compression chamber in which the next vane arrived. 5.- Pompe ou compresseur rotatif à deux ou plusieurs aubes prismatiques commandées, selon les revendications 1, 2, 3 et 4, conformeà l' exposé et à l'illustration en annexe 3 dessins. 5.- Pump or rotary compressor with two or more controlled prismatic vanes, according to claims 1, 2, 3 and 4, according to the disclosure and illustration in appendix 3 drawings.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4493623A (en) * 1983-02-22 1985-01-15 Chandler Evans Inc. Oil lubricated main drive shaft for fuel pump

Cited By (1)

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