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Cette invention se rapporte aux pompes à équipage oscillant pariods appelées dans cette technique "pompes volumétriques à plateau" et a pour objet une construction perfectionnée de ce genre de pompe grâce à laquelle les organes animés d'un mouvement de rotation sont effectivement étanchéifiés par rapport au plateau oscillant et aux organes de pompage, afin d'empêcher l'entrée du lubrifiant provenant des organes en rotation dans les chambres que traverse le liquide ou plus généralement le fluide en cours de pompage.
La construction perfectionnée que prévoit l'invention est remarquable notamment par le fait que le plateau oscillant flotte virtuellement par rapport aux parties du carter de la pompe avec lequel il est associé, ce qui se traduit par une résistance minimum au phénomène de pompage et par un plus grand rendement.
Cette construction perfectionnée de la pompe est remarquable aussi en ce qu'elle comporte un joint d'étanchéité flexible entre le plateau oscillant et le carter de la pompe, ce joint étant mis en place dans des conditions telles qu'il ne subisse qu'un minimum de flexion pendant le fonctionnement de la pompe.
Une autre particularité de la pompe de construction perfectionnée dont il est question ici réside dans la disposition d'une chambre de pompage annulaire munie d'une paroi externe sphérique, le plateau oscillant se déplaçant dans cette chambre autour du centre de cette paroi sphérique, le joint d'étanchéité étant placé entre le plateau oscillant et le carter de la pompe de façon telle que le plan médian de ladite chambre qui contient le centre de cette paroi sphérique traverse le joint.
Une autre particularité encore de cette pompe de construction perfectionnée réside dans ce fait que le plateau oscillant comporte une tête de laquelle ce plateau émerge en quelque sorte, cette tête étant établie de façon à présenter une poche de réception du joint d'étanchéité.
D'autres particularités et avantages de cette pompe de construction perfectionnée découlent de la suite de ce texte et des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation avec coupe longitudinale par la ligne 1-1 en figure 2; - la figure 2 est une vue en coupe transversale par la ligne 2-2 en figure 1,-, - la figure 3 est une vue semblable à la figure 1 montrant une variante de réalisation de l'objet de l'invention, cette vue étant prise à la hauteur de la ligne 3-3 en figure 4,- - la figure 4 est une vue semblable à la figure 2 de la construction que montre la figure 3, cette vue étant prise à la hauteur de la ligne 4-4 en figure 3.
La construction représentée dans les dessins comporte un carter supportant un arbre moteur qui peut tourner dedans. Cet arbre porte un rotor pourvu intérieurement de paliers et supportant un arbre oscillant qui peut tourner par rapport au rotor. Sur cet arbre oscillant est montée une tête oscillante par rapport à laquelle le plateau oscillant fait saillie. Ce plateau est mobile dans une chambre annulaire pourvue de deux surfaces tronconiques se faisant face et une surface terminale externe de forme sphérique. Le plan médian du plateau oscillant passe par le centre de ladite surface sphérique, de même que le plan médian de la chambre.
La partie du carter qui forme la chambre annulaire est construite de manière à présenter une surface sphérique interne concentrique à ladite surface sphérique et qui intersectionne une fente prévue dans la paroi de cette
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chambre et par laquelle passe le plateau oscillant. Un joint flexible as- sujetti à une pièce pouvant tourner avec le plateau oscillant et à un man- chon fixé au carter de la pompe sépare les pièces rotatives du plateau os- cillant et empêche ainsi le passage du lubrifiant depuis ces pièces.rota- tives jusqu'au liquide en cours de pompage. Ce joint flexible est disposé de façon que le plan médian du plateau oscillant et de la chambre de la pompe passe à travers lui.
Suivant un mode de réalisation de la pompe, telle que la pré- voit l'invention, le joint est constitué par un disque de caoutchouc fixé à un manchon monté sur l'arbre du plateau oscillant et à un manchon fixé au carter. Suivant une variante de construction, le joint en question est constitué par un soufflet métallique jouant le même rôle et monté de façon analogue. La tête du plateau oscillant mesure de notables dimensions; elle est munie par construction d'une bride et d'une partie tubulaire comportant une surface sphérique coopérant avec la surface sphérique interne du car- ter et obturant l'orifice donnant accès à la chambre de la pompe. Grâce à cette construction, une poche est ménagée à l'intérieur de la tête de l'équipage oscillant et sert à loger le joint.
Un mécanisme de distribu- tion approprié ménagé dans la pompe et muni des orifices usuels d'entrée et de sortie est-également prévu.
Suivant l'invention, le carter 10 a une forme sensiblement cy- lindrique, est béant à une extrémité et est muni d'un alésage 11 traversant partiellement sa longueur et communiquant avec l'extrémité béante du car- ter. Dans le voisinage de l'alésage 11, le carter 10 est muni d'un second alésage 12 de moindre diamètre que le premier et ménageant entre lesdits alésages une face 13. A l'extérieur du carter 10 est disposée une partie tubulaire 14 délimitant un alésage 15 de diamètre inférieur à celui de - l'alésage 12. Les alésages 11,12 et 15 sont tous concentriques. Le car- ter 10 est muni d'une embase 16 au moyen de laquelle il peut être assujet- ti à la paroi contre laquelle la pompe doit être montée.
Aux extrémités de l'alésage 15 de la partie tubulaire 14 du carter 10 sont montés deux paliers ou roulements à billes 17 et 18. Les couronnes externes 24 et 26 de ces roulements à billes sont encastrées dans la parotide l'alésage 15 et sont maintenues à un certain écartement à l'ai- de-d'un manchon 19 logé dans cet alésage et portant contre lesdites couron- nes. Un arbre 21 traversant l'intérieur du manchon 19 est logé dans les couronnes internes 23 et 25 des roulements à billes 18 et 17 et est sup- porté par elles pour pouvoir y tourner. Cet arbre 21 est muni à une ex- trémité d'un rotor 22 logé librement dans l'alésage -12 du carter. Ce ro- tor 22 porte contre la couronne interne 23 du roulement à billes 18.
L'au- tre extrémité de l'arbre 21 se prolonge-par un embout 27 qui dépasse à l'extérieur au dela de la partie tubulaire-14 du carter 10 et par l'inter- médiaire duquel l'énergie peut être appliquée audit arbre, afin d'action- --ner la pompe. Un écrou 28 vissé sur¯un filetage 29 taillé dans l'embout
27 de cet arbre est en prise avec une rondelle de blocage 31 placée entre cet écrou et la couronne interne 25 du roulement à billes 17.
Grâce à cette construction, les deux roulements à billes sont sollicités l'un vers l'autre et leurs couronnes externes 24 et 26 sont maintenues en contact avec-le manchon 190 Des vis de calage 32 vissées dans la partie tubulaire-la du carter 10 immobilisent le manchon 19 et em- pêchent de même les roulements 17 et 18 de se déplacer.
Le rotor 22 comporte un alésage 33 faisant un certain angle avec l'axe géométrique-de l'arbre 21. Cet alésage renferme les couronnes -externes 34 et 35 de deux roulements à billes 36 et 37. Les couronnes internes 38 et 39 de ces roulements supportent un arbre ìl qui est appelé ci-après "arbre du plateau oscillant". Cet arbre 41 est muni à une extré-
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mité d'une tête qui porte contre la couronne interne 38 du roulement 36.
Un manchon 42 monté sur l'arbre 41 porte contre l'extrémité externe de la couronne interne 39 du roulement 37 et est sollicité contre ce roulement dans des conditions qui sont décrites ci-après, afin de maintenir l'arbre rigidement monté dans lesdits roulements. La couronne externe 34 du rou- lement 36 porte contre une rondelle 43 montée à l'extrémité de l'alésage
33 Une rondelle analogue 44 est placée à côté de la couronne externe 35 du roulement 36 et porte contre une bague de retenue 45 vissée dans le ro- tor 22.
Grâce à cette construction, l'arbre 41 et les roulements 36 et
37 ne peuvent se déplacer en bout par rapport au rotor 22. Cependant l'ar- bre 41 peut tourner librement par rapport au rotor 22.
La lubrification des organes est assurée au moyen d'un lubri- fiant placé dans la capacité intérieure 20 du manchon 19 et de l'alésage
12 du carter 10. Cette lubrification atteint rapidement les divers roule- ments 17, 18, 36 et 37.
A l'intérieur de l'alésage 11 du carter 10 est logée une cage
46 formée de deux éléments 47 et 48. L'élément 47 porte contre la face 13 du carter 10, tandis que l'élément 48 bute contre le premier élément. La cage 46 est empêchée de tourner à l'intérieur du carter 10 par un goujon noyé 94 s'étendant entre ladite cage et le carter. Un chapeau 49 également monté dans l'alésage 11 est appliqué contre l'élément 48 par une ba- gue de retenue 51 vissée dans l'extrémité du carter 10. L'étanchéité au liquide entre ce chapeau et le carter est assurée par une garniture 52 interposée entre le chapeau et le carter. L'élément 47 de la cage 46 est pourvu d'une surface tronconique 53 dont le sommet se trouve sur l'axe de l'arbre 21.
L'élément 48 de la cage 46 est muni de même d'une surface tronconique 56 dont le sommet se trouve pareillement sur l'axe de l'arbre 21. Les surfaces 53 et 56 sont écartées et divergent l'une par rapport à l'autre; leurs bases sont réunies par une surface sphérique 57 dont le centre 54 se trouve sur l'axe de l'arbre 21 à mi-distance entre les sommets de deux surfaces 53 et 56. La cage 46 est pourvue, en outre, d'une surfa- ¯ce sphérique 58 dont le centre coïncide avec le centre 54. L'axe de l'arbre 21 contient également le centre 54 Ce centre est appelé ci-après "centre d'oscillation de la pompe".
Sur l'arbre d'oscillation 41 est montée une tête oscillante 59 munie d'un moyeu 61 disposé¯sur cet arbre. Ce moyeu porte contre le manchon 42 et est réuni à lui par une clavette 62. Une rondelle 63 entoure l'extrémité de l'arbre 41 et porte contre le moyeu 61. Un écrou 64 vissé sur un filetage 65 taillé sur l'extrémité de l'arbre 41 pousse la rondelle 63 contre le moyeu 61 et en coopérant avec la tête 42 de l'arbre 41 serre les couronnes 38 et 39 des roulements-à billes 36 et 37, le manchon 42 et le moyeu 61 pour les maintenir fermement sur l'arbre, Le moyeu 61 est empêché de tourner par une clavette 66 implantée dans cet arbre et dans le moyeu 61. A l'extérieur de celui-ci fait saillie une nervure 67 à l'extrémité externe de laquelle est relié un organe tubulaire 68.
Cet organe tubulaire comporte une surface sphérique 69 épousant la surface 58 de la cage 46 et dont le centre coïncide avec le centre 54. Cette nervure 67 et cet organe tubulaire 68 forment dans la tête oscillante 59 une poche 71 dont le rôle est exposé ci-après.
A l'extérieur de l'organe tubulaire 68 fait saillie un plateau ou disque annulaire 72 appelé ici "plateau oscillant". Ce plateau comporte deux surfaces 73 et 74 perpendiculaires à l'axe de l'arbre 41 et équidistantes du centre d'oscillation 54. La surface 73 est étudiée de manière à se trouver tout à côté de la surface 53 de la cage 46, tandis que la surface 74 est étudiée de façon à se trouver tout à côté de la surface 56 de cette cage. En outre, l'extrémité 70 du plateau 72 plonge à faible distance la surface sphérique 57 de la cage 46.
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Les diverses surfaces de la tête oscillante 59 sont dessinées avec une notable exagération en ce qui concerne leur distance des surfaces correspondantes de la cage 46. Mais, dans la réalité mécanique, la pompe est construite de façon à ne présenter que de faibles tolérances. Elle fonctionne de façon très efficace et peut pomper des liquides comme l'eau par exemple tout en assurant l'étanchéité convenable entre les organes.
Si, toutefois, cela s'avère désirable, les surfaces peuvent être construites de manière à être en contact, ce qui se traduit par l'établissement de pressions plus élevées moyennant un frottement plus fort entre les organes.
A l'extrémité supérieure de la cage 46, celle-ci est munie d'une cloison 75 logée dans les fentes 76-des éléments 47 et 48. Cette cloison traverse une encoche 77 du plateau oscillant 72 et s'étend vers le bas jusqu'à la surface sphérique 69 de la partie tubulaire 68 de la tête oscillante 59. L'extrémité interne 78 de cette cloison 75 comporte une surface correspondant à la surface 58 de la cage 46 Cette surface est maintenue espacée de la surface 69 de la tête oscillante 59 au moyen d'épaulements 79 solidaires de cette cloison et portant contre des épaulements correspondants-des éléments 47 et 48 de la cage 46. Par dessus le carter 10 et à la hauteur de la cloison 75 se trouve une partie tubulaire 81 brasée ou soudée au carter.
Cette partie 81 est munie d'une cloison 82 qui chevauche la cloison 75 et porte contre elle ; elle divise, en outre, l'intérieur de cette partie tubulaire 81 en-deux chambres 83 et 84. L'une de ces chambres forme une chambre de sortie; l'autre forme une chambre d'entrée. Des filetages 85 et 86 taillés dans cette partie du carter permettent le raccordement de tuyaux ou tubes convenables pour la desserte de la pompe.
Entre l'arbre 41 et le carter 10 est placé un joint annulaire flexible 87 affectant la forme d'un disque en caoutchouc ou matière équiva- lente relativement épais dont le bord interne fait corps avec le manchon 42 et dont le bord externe fait de même corps avec un manchon 88 solidaire d'une bride 89. Le joint 87 est placé de telle sorte que le centre de son plan médian se trouve sensiblement à l'endroit du centre d'oscillation 54 La bride 89 se loge dans une creusure annulaire 91 ménagée dans la face 13 du carter 10. Un goujon noyé 92 empêche la bride 89 de tourner.
L'élément 48 de la cage 46 est empêché de tourner par rapport à son élément 47 au moyen de la cloison 75. Une garniture d'étanchéité 93 placée entre le carter 10 et la bride 89 empêche toute fuite de liquide entre le joint 87 et la paroi du carter.
Le mode de construction de la pompe suivant l'invention que montrent les figures 3 et 4 est semblable à celui qui est représenté par les figures 1 et 2. Une description des organes analogues est donc inutile. Les organes correspondants sont désignés par des numéros correspondants mais précédés du chiffre "1"
Dans la construction que montrent les figures 3 et 4 le manchon 142 est muni d'une partie terminale 95 en forme de cloche à laquelle est fixée une des extrémités d'un soufflet en métal flexible 94. L'organe flexible 87 est ici supprimé, et c'est le soufflet 96 qui le remplace. La bride 189 est dépourvue du manchon 88, et l'autre extrémité du soufflet 96 y est fixée.
Le reste de la pompe est semblable à ce qui a été décrit dans ce qui précède, et son fonctionnement est identique sauf que c'est le soufflet 96 qui s'infléchit lorsque le plateau 72 oscille au lieu que ce soit le joint 87.
Le mode de fonctionnement de la pompe, objet de l'invention est évident. Quand l'arbre 21 entraine en rotation le rotor 22, l'arbre 41 tourne avec celui-ci. Gomme les roulements à-billes 36 et 37 sont disposés angulairement, ils provoquent une oscillation de l'arbre 41 ainsi que du plateau 72 le long des surfaces 53 et 56 de l'élément 47 de la cage 46.
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Ceci a pour effet d'aspirer le liquide à travers une des chambres 83 et
84 et de l'envoyer à travers 1,'autre. Tandis que l'équipage oscillant est en action, le joint 87 est déformé pour accomoder son mouvement. Ce peut être aussi le soufflet 96 qui est déformé pour accomodqr le mouvement du plateau 172. Le lubrifiant contenu dans la capacité intérieure 20 du carter 10 et dans l'alésage 12 de ce carter est maintenu dans lesdites parties du carter et empêché de pénétrer dans la partie du carter où passe le liquide en cours de pompage. De cette manière, le liquide ne risque pas d'être contaminé par le lubrifiant et les organes en cours de rotation sont maintenus¯bien lubrifiés.
Les avantages de la construction que prévoit l'invention sont manifestes. On peut employer des paliers ou roulements et des organes rotatifs intégralement lubrifiés, de sorte que le frottement dû au fonctionnement de la pompe peut être maintenu à une valeur minimum. L'équipage oscillant flotte virtuellement du fait qu'il est supporté par le joint et, moyennant des tolérances appropriées entre les surfaces coopérantes, le contact par friction avec lui peut être supprimé, ce qui permet de réduire encore le frottement dans la pompe. Si c'est de l'eau ou un liquide analogue qui est en cours de pompage, ce liquide forme joint entre les surfaces conjuguées et un contact direct devient superflu. La pompe peut marcher à une vitesse relativement élevée, par exemple sous la commande d'un moteur électrique et a un déplacement relativement grand pour ses dimensions.
En outre, grâce à l'emplacement particulier du joint prévu, la lu- brification des paliers ou roulements est séparée des chambres à travers lesquelles passe le liquide pompé, de sorte que toute contamination de ce liquide est empêchée. Enfin l'emplacement du joint comme indiqué dans ce qui précède réduit la déformation du joint pendant le fonctionnement, de sorte que celui-ci peut durer assez longtemps.
Les détails de construction de cette pompe peuvent être modifiés de diverses manières, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques.
REVENDICATIONS.
1. Pompe à équipage oscillant comprenant un carter portant un mécanisme et formant une chambre annulaire pourvue de surfaces tronconiques divergentes se faisant face et d'une surface sphérique externe s'étendant entre elles, cette chambre comportant un orifice d'entrée annulaire, un plateau oscillant en forme de disque disposé dans cette chambre et traversant cet orifice, un des côtés de ce plateau oscillant se trouvant tout à coté d'une desdites surfaces tronconiques, son autre côté se trouvant tout à côté de l'autre surface tronconique, le bord du plateau oscillant étant situé dans le voisinage immédiat de ladite surface sphérique,
un arbre d'entrainement monté pour pouvoir tourner dans ledit carter et dont l'axe passe par le centre de ladite surface sphérique et perpendiculairement à un plan médian de cette chambre situé à égale distance desdites surfaces tronconiques aux intersections de celles-ci avec la surface sphérique et contenant ce centre, un rotor monté sur cet arbre, un arbre oscillant monté pour pouvoir tourner dans le rotor et assujetti au plateau oscillant, enfin un joint flexible s'étendant entre le carter et l'arbre de l'équipage oscillant et dont une partie est fixe par rapport à ce carter, tandis qu'une autre partie est fixe par rapport à cet arbre.