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1/invention est relative à un moteur réversible à engrena- ges et à air comprimé avec deux rotors placés parallèlement l'un à l'autre et entourés d'un carter,, formant cylindre, qui s'étend sur toute la longueur de la périphérie de ces rotors et qui est muni, dans les plans de symétrie principaux du carter, de lumières servant à l'écoulement préalable ou avant'et à l'écoulement final de l'air comprimé. Pour des moteurs à air comprimé de ce genre, il est connu d'établir les cylindres des rotors dans une deuxième enveloppe dans laquelle sont établis des chambres et des- canaux pour l'admission,
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l'évacuation et la détente de l'air comprimé.
Ces chambres et canaux sont disposés, de préférence, symétriquement par rapport au plan passant par les axes des deux rotors. Pour ce mode de réalisation connu, on monte sur le carter à double paroi une boite dans laquelle est logé un distributeur qui commande alternativement l'admission de l'air comprimé et l'évacuation partielle de l'air.
Les moteurs à engrenages et à air comprimé de ce genre présentent l'inconvénient que par suite des lumières de sortie relativement grandes des cylindres de rotors, avec des chambres de détente relativement petites, il se produit une détente saccadée de l'air comprimé accompagnée d'un bruit considérable. Les bruits d'échappement importants gênent de différentes manières le travail, plus spécialement le travail sous terre, et rendent une conversation difficile à proximité immédiate des moteuar à air comprimé. Ces mo- teurs présentent, en outre, l'inconvénient que dans les petites cham- bres de détente il ne se produitqu'une détecte insuffisante de l'air et que les bords des ouvertures d'échappement sont recouverts plus ou moins de givre.
Pour écarter ces inconvénients en perfectionne, selon l'invention, le moteur à engrenages et à air comprimé, du genre spé- cifié, en reliant continuellement le carter à double paroi, constitué de manière à former une grande chambre de détente monocellulaire et communiquant avec l'air libre uniquement par l'intermédiaire d'une chambre d'échappement, avec des lumières d'écoulement avant alors que les lumières des cylindres des rotors, qui servent alternativement à l'admission et à l'évacuation finale de l'air, sont raccordées à des canaux qui traversent la chambre de détente, ces canaux pouvant être reliés alternativement, à l'aide du distributeur de commande, au conduit pour l'amenée de l'air comprimé ou à la chambre d'échappement.
Les deux cylindres, qui entourent les rotors et qui forment la paroi interne du carter à deux parois, sont donc entourés d'une chambre de détente ayant, en général, la forme d'un U. De plus, il est également possible de relier directement entre elles les branches de cette chambre en forme de U de sorte que toute la partie interne du carter,
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qui sert de logement aux rotors, est entourée d'une chambre annulaire de grand volume.
Cette grande chambre de détente communique conti- nuellement avec les lumières d'écoulement avant des cylindres des mtors par lesquelles peut s'écouler une partie importante de l'air emprisonné dans les intervalles compris entre les dents des rotors, cet air, après avoir fourni de l'énergie, étant encore à une pression qui correspond à une partie de la pression de travail. Cette partie de l'air comprimé peut se détendre dans la chambre de détente, deli- mitée par le carter à double paroi,, sans produire un bruit important de sorte que l'air peut s'échapper hors des chambres d'échappement, qui,se trouvent en aval de la chambre de détente, à l'air libre pratiquement sans bruit et sans danger de givrage des bords des orifices d'échappement.
Par contre, la lumière qui sert à l'écoule- ment final de l'air comprimé ne communique pas avec la chambre de détente mais est reliée directement à la chambre d'échappement par un canal qui traverse la chambre¯de détente. Par suite de la pression notablement plus réduite de l'air comprimé restant qui subsiste dans les intervalles des dents après leur passage devant les lumières d'écoulement avant, on peut éviter la production de bruit et de gi- vrage par l'air qui s'échappe par la lumière d'écoulement final, en faisant passer cet air, avant son échappement à l'air libre, par une chambre d'échappement établie en aval de la chambre de détente.
Toute la grande chambre de détente, formée par le carter à double paroi, sert donc à la détente de l'air comprimé qui s'échappe par les lumières d'écoulement avant. La réversibilité du moteur à air comprimé ntest pas influencée par cette chambre de détente qui est particu- lièrement grande.
Une autre disposition particulièrement avantageuse de l'invention réside dans le fait que la chambre de détente, en forme de U, comporte, à proximité des extrémités des branches reliées entre elles, des orifices de sortie qui sont recouverts d'une chambre dtéchappement prévue dans la botte contenant un distributeur rotatif.
De cette manière, on obtient un mode de construction particulièrement compact et peu encombrant.
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L'invention peut être appliquée à de:, fréteurs à air compri-
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mé dont les rotors compol't'Jnt des dú:uto rectiliL::(Jf;8 , en r,w:fJ'. de flèche ou inclinées. Pour des dents inclinées ou en forme de fiéche on constitue les lumières d'écoulement, ménagécu dans les cylindres des rotors, d'une manière correspondante. Il est particulièrement avantageux quand, de pair avec les autres dispositions selon l'inven- tion, on élargit les cylindres, à proximité des orifices d'écoulement, en forme de croissant de sorte qu'il peut se produire un écoulement préalable de l'air comprimé, emprisonné dans les intervalles des dents, dans la chambre de détente.
La figure unique du dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple et en coupe verticale, un moteur à air comprimé établi conformément à l'invention.
Le moteur à air comprimé comporte deux rotors 1 et 2, placés l'un au-dessus de l'autre et logés dans un carter à double paroi. La paroi interne du carter est constituée par les cylindres 3 des rotors qui entourent les rotors 1 et 2, tournant dans 'ces cylin- dres, sur tout leur pourtour. La paroi interne 3 et la paroi externe 4 du carter délimitant entre elles une chambre de détente 5 ayant, en général, la forme d'un U. Les branches de la chambre de détente 5 peuvent être reliées entre elles, à leur extrémité supérieure, par la partie 5a de la chambre de manière à former un carter annulaire qui entoure les rotors 1 et 2.
Au-deseus de la partie 5a de la cham- bre on ménage, dans la paroi 4 du carter, qui est fermée d'une ma- nière étanche par rapport à l'air extérieur, des orifices de sortie 6 qui débouchent dans une chambre d'échappement 7 établie en aval de ces orifices. La chambre d'échappement 7 est prévue dans la partie inférieure d'une 'botte 9 fixée sur la chambre de détente 5, 5a et dans laquelle est logé un distributeur rotatif 8. A la boite 9 est raccordé le conduit d'admission d'air comprimé 10. Le distributeur rotatif comporte des canaux 11 et 12 qui peuvent être reliés alterna- tivement au conduit d'admission 10 de l'air comprimé.
De part et d'autre de la chambre d'échappement 7 sont prévus, dans la botte 9, des canausx 13 et 14 auxqueles sont raccordés des canaux 15 et 16 qui
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débouchent dans les chambres de répartition 17 et 18. Les canaux 15 et 16 traversent la chambre de détente 5, 5a. Les chambres de répar- tition 17 et 18, établies de part et d'autre des cylindres 3 des rotors, communiquent par des lumières 19, ménagées dans le cylindre et servant alternativement pour l'admission et l'écoulement final de l'air comprimé, avec l'intérieur des cylindres des rotors.
Suivant la position occupée par le distributeur rotatif 8, l'air comprimé pénè- tre, depuis la chambre de répartition 17 et depuis la chambre de répartition 18, par une des lumières 19 dans les intervalles existant entre les dents des rotors 1 et 2.
A proximité du plan, qui passe par les axes des rotors 1,
2, des lumières d'écoulement avant 19a sont ménagées dans les parois des cylindres 3 des rotors, une partie de l'air comprimé, emprisonné dans les intervalles formés entre les dents des rotors, pouvant s'échapper par ces lumières 19a dans la chambre de détente 5, 5a. Les parois des cylindres 3 des rotors sont élargies, en forme de croissant dans les deux sens par rapport aux lumières d'écoulement avant 19a. afin de permettre déjà une détente préalable et un début d'écoulement de l'air hors de ces intervalles avant que celles-ci atteignent les lumières.
Quand le distributeur rotatif 8 occupe la position montrée sur le dessin, l'air comprimé amené par le conduit 10 s'écoule, par le canal 11 de ce distributeur, le canal 13 de la botte du distribu- teur et le canal 15 qui traverse la chambre de détente 5, vers la chambre de répartition 17. Depuis cette chambre 17, l'air comprimé pénètre par la lumière d'admission 19 aux intervalles des dents des rotors 1 et 2. Les rotors tournent dans le sens indiqué par les flèches quand le distributeur rotatif 8 occupe cette position. Dans la partie élargie 20,. en forme de croissant, l'air comprimé emprison- né dans les intervalles des dents des rotors 1 et 2 peut se détendre vers, cette partie et peut s'écouler partiellement par les lumières d'écoulement avant 19a. Depuis le rotor 1, l'air évacué par la lumière 19a pénètre -dans la partie 5a de la chambre.
Depuis le rotor 2 l'air, évacué par la lumière 19a, s'écoule vers la partie inférieure de la
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chambre de détente 5, en forme de U. Dans cotte grande chambre de détente annulaire 5, 5a, l'air comprimé se détend approximativement jusqu'à la pression atmosphérique. L'air s'écoule ensuite hors de la chambre de détente 5, 5a, sans bruit et sans danger de givrage aux bords des orifices d'échappement, vers la chambre d'échappement 7 établie en aval et de là à l'air libre.
La partie restante de l'air comprimé, qui est encore entra' née dans les Intervalles des dents quand celles-ci ont dépassé les lumières de sortie 19a, cet air étant déjà fortement détendu, s'éco@ le, quand le distributeur rotatif 8 occupe la position montrée sur ' dessin, par la lumière d'écoulement final 19 dans la chambre de répartition 18. De là, l'air comprimé peut s'écouler, par les canau 16, 14 et 12, dans la chambre d'échappement 7. Depuis cette chambre 7 cette quantité restante d'air s'échappe également à l'air libre.
Quand on fait tourner le distributeur rotatif 8 de 90a, le conduit 10 pour l'amenée de l'air comprimé est relié, par le canal 12, au canal 14 alors que les canaux 13, 15 sont reliés, par le canal 11, avec la chambre d'échappement 7. L'air comprimé est dirigé, pour cette position du distributeur rotatif, par les canaux 14 et 16 vers la chambre de répartition 18 d'où il s'écoule, par la lumière d'admission 19, dans les cylindres des rotors. Pour cette position du distributeur, les rotors 1 et 2 tournent dans un sens opposé à celui indiqué par les flèches.
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1 / The invention relates to a reversible geared and compressed air motor with two rotors placed parallel to each other and surrounded by a housing, forming a cylinder, which extends over the entire length of the cylinder. periphery of these rotors and which is provided, in the main planes of symmetry of the casing, with openings serving for the prior or front flow and for the final flow of the compressed air. For compressed air engines of this type, it is known to establish the cylinders of the rotors in a second envelope in which are established chambers and channels for the admission,
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the evacuation and expansion of compressed air.
These chambers and channels are preferably arranged symmetrically with respect to the plane passing through the axes of the two rotors. For this known embodiment, a box is mounted on the double-walled casing in which is housed a distributor which alternately controls the admission of the compressed air and the partial discharge of the air.
Gear and compressed-air motors of this kind have the disadvantage that due to the relatively large outlet ports of the rotor cylinders, with relatively small expansion chambers, there is a jerky expansion of the compressed air accompanied by 'considerable noise. Loud exhaust noise interferes with work in various ways, especially underground work, and makes it difficult to talk in the immediate vicinity of compressed air motors. These engines also have the drawback that in the small expansion chambers only insufficient detection of air occurs and that the edges of the exhaust openings are covered more or less with frost.
To eliminate these drawbacks by improving, according to the invention, the geared and compressed air motor, of the type specified, by continuously connecting the double-walled casing, formed so as to form a large single-cell expansion chamber and communicating with it. free air only via an exhaust chamber, with front flow ports while the ports of the cylinders of the rotors, which serve alternately for the intake and final discharge of air , are connected to channels which pass through the expansion chamber, these channels can be connected alternately, using the control valve, to the conduit for the supply of compressed air or to the exhaust chamber.
The two cylinders, which surround the rotors and which form the internal wall of the two-walled housing, are therefore surrounded by an expansion chamber having, in general, the shape of a U. In addition, it is also possible to connect the branches of this U-shaped chamber directly between them so that the entire internal part of the housing,
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which serves as a housing for the rotors, is surrounded by a large-volume annular chamber.
This large expansion chamber communicates continuously with the front flow openings of the jaw cylinders through which a large part of the air trapped in the intervals between the teeth of the rotors can flow, this air, after having supplied energy, still being at a pressure which corresponds to part of the working pressure. This part of the compressed air can relax in the expansion chamber, deli- mated by the double-walled casing, without producing a significant noise so that the air can escape out of the exhaust chambers, which , are located downstream of the expansion chamber, in the open air practically without noise and without danger of icing of the edges of the exhaust ports.
On the other hand, the lumen which is used for the final flow of the compressed air does not communicate with the expansion chamber but is connected directly to the exhaust chamber by a channel which passes through the expansion chamber. As a result of the significantly lower pressure of the remaining compressed air which remains in the gaps of the teeth after passing the front flow ports, the generation of noise and icing by the air which s 'escapes through the final flow lumen, by passing this air, before its exhaust to the open air, through an exhaust chamber established downstream of the expansion chamber.
The entire large expansion chamber, formed by the double-walled casing, is therefore used for the expansion of the compressed air which escapes through the front flow ports. The reversibility of the compressed air motor is not influenced by this expansion chamber, which is particularly large.
Another particularly advantageous arrangement of the invention lies in the fact that the expansion chamber, in the form of a U, comprises, near the ends of the branches connected to each other, outlet orifices which are covered with an exhaust chamber provided in the boot containing a rotary distributor.
In this way, a particularly compact and space-saving construction method is obtained.
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The invention can be applied to:, compressed air freighters
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me whose rotors compol't'Jnt dú: uto rectiliL: :( Jf; 8, en r, w: fJ '. of arrow or inclined. For inclined or fiéche-shaped teeth we constitute the flow slots , formed in the cylinders of the rotors, in a corresponding manner. It is particularly advantageous when, together with the other arrangements according to the invention, the cylinders are widened, near the flow openings, in a crescent shape. so that a prior flow of compressed air can occur, trapped in the intervals of the teeth, into the expansion chamber.
The single figure of the accompanying drawing shows, by way of example and in vertical section, a compressed air engine established in accordance with the invention.
The compressed air motor has two rotors 1 and 2, placed one above the other and housed in a double-walled housing. The inner wall of the housing is formed by the cylinders 3 of the rotors which surround the rotors 1 and 2, rotating in these cylinders over their entire circumference. The internal wall 3 and the external wall 4 of the casing delimiting between them an expansion chamber 5 having, in general, the shape of a U. The branches of the expansion chamber 5 can be interconnected at their upper end, by part 5a of the chamber so as to form an annular casing which surrounds the rotors 1 and 2.
Above part 5a of the chamber, in the wall 4 of the casing, which is closed in a sealed manner with respect to the outside air, outlet openings 6 are provided which open into a chamber. exhaust 7 established downstream of these orifices. The exhaust chamber 7 is provided in the lower part of a 'boot 9 fixed to the expansion chamber 5, 5a and in which is housed a rotary distributor 8. To the box 9 is connected the intake duct of. compressed air 10. The rotary distributor has channels 11 and 12 which can be connected alternately to the compressed air intake duct 10.
On either side of the exhaust chamber 7 are provided, in the boot 9, channels 13 and 14 which are connected to channels 15 and 16 which
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open into the distribution chambers 17 and 18. The channels 15 and 16 pass through the expansion chamber 5, 5a. The distribution chambers 17 and 18, established on either side of the cylinders 3 of the rotors, communicate by openings 19, formed in the cylinder and serving alternately for the admission and final flow of the compressed air. , with the interior of the rotor cylinders.
Depending on the position occupied by the rotary distributor 8, the compressed air enters, from the distribution chamber 17 and from the distribution chamber 18, through one of the openings 19 in the intervals existing between the teeth of the rotors 1 and 2.
Near the plane, which passes through the axes of the rotors 1,
2, front flow openings 19a are formed in the walls of the cylinders 3 of the rotors, part of the compressed air, trapped in the gaps formed between the teeth of the rotors, being able to escape through these openings 19a into the chamber relaxation 5, 5a. The walls of the rolls 3 of the rotors are widened, crescent-shaped in both directions with respect to the front flow ports 19a. in order to allow already a preliminary relaxation and a beginning of flow of the air out of these intervals before these reach the ports.
When the rotary distributor 8 occupies the position shown in the drawing, the compressed air supplied by the duct 10 flows, through the channel 11 of this distributor, the channel 13 of the distributor boot and the channel 15 which passes through it. the expansion chamber 5, towards the distribution chamber 17. From this chamber 17, the compressed air enters through the intake port 19 at the intervals between the teeth of the rotors 1 and 2. The rotors rotate in the direction indicated by the arrows when the rotary distributor 8 occupies this position. In the enlarged part 20 ,. crescent shaped, the compressed air trapped in the gaps of the teeth of the rotors 1 and 2 can expand towards this part and can partially flow through the front flow openings 19a. From the rotor 1, the air evacuated by the light 19a enters part 5a of the chamber.
From the rotor 2 the air, evacuated by the port 19a, flows towards the lower part of the
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expansion chamber 5, U-shaped. In the large annular expansion chamber 5, 5a, the compressed air expands approximately to atmospheric pressure. The air then flows out of the expansion chamber 5, 5a, without noise and without danger of icing at the edges of the exhaust ports, to the exhaust chamber 7 established downstream and from there to the open air .
The remaining part of the compressed air, which still entered the intervals of the tines when the latter have passed the outlet ports 19a, this air being already greatly expanded, is exhausted, when the rotary distributor 8 occupies the position shown in the drawing, by the final flow lumen 19 in the distribution chamber 18. From there, the compressed air can flow, through the channels 16, 14 and 12, into the exhaust chamber 7. From this chamber 7 this remaining quantity of air also escapes to the open air.
When rotating the rotary distributor 8 by 90a, the duct 10 for the compressed air supply is connected, by channel 12, to channel 14 while the channels 13, 15 are connected, by channel 11, with the exhaust chamber 7. The compressed air is directed, for this position of the rotary distributor, through the channels 14 and 16 towards the distribution chamber 18 from which it flows, through the intake port 19, into the cylinders of the rotors. For this position of the distributor, the rotors 1 and 2 rotate in a direction opposite to that indicated by the arrows.