<B>Machine présentant au moins une partie rotative tournant dans -une enveloppe.</B> L'invention a pour objet une machine pré sentant au moins une partie rotative tournant dans une enveloppe et comprenant un dispo sitif pour régler au moins un jeu axial exis tant entre la partie rotative et l'enveloppe. Cette machine pourrait être, par exemple, une pompe ou un compresseur ou un moteur entraîné par du fluide sous pression ou en core être un régulateur pour régler la pres sion ou le débit d'un fluide.
Cette machine est caractérisée ,selon l'in vention par une chambre pour du fluide sous pression et dont la paroi .comprend au moins une partie constituée .par une surface de pous sée présentée par la partie rotative et @dis- posée de façon que la pression régnant dans ladite chambre, en agissant sur cette surface tende à déplacer axialement Bette partie ro tative, cette chambre communiquant,
par des passages, avec des espaces contenant respec tivement du fluide sous haute pression et du fluide sous basse pression, une partie au moins de l'un de ces passages étant constituée par un espace d ont la section de passage effi caceest modifiée par un mouvement axial de cette partie rotative par rapport à l'enveloppe, de façon qu'un tel mouvement modifie l'écou lement du fluide à travers ce passage;
le tout de manière qu'un accroissement de la pression du fluide dans ladite chambre soit provoqué lorsque 1a partie rotative se .déplacé contre l'action d e cette pression et vice versa. Le fluide de réglage du jeu pourrait être fourni par une source disposée spécialement dans ce but, ou par suie autre source dispo nible queloonque,
par exemple par la partie sous pression 'd'une machine à fluide sous pression ou d'une soupape, ou par un .dispo sitif de graissage sous pression.
L'invention pourrait également être appli quée à des machines dans lesquelles la fonc tion de ,la partie rotative n'est pas d'agir sur un fluide ou d'être actionnée par lui ni d'en. régler la pression ou le débit.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine objet de l'invention et deux variantes de cette forme.
La fig. 1 est une coupe longitudinale de cette forme d'exécution, o@@nstituée par tme pompe à engrenages, selon -Lui plan contenant les axes de ses roues dentées.
La fig. 2 est une coupe selon 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe selon 3-3 de :la fig. 1.
La fig. 4 est une .coupe selon 4--4 de .la fig. 2.
La fig. 5 est unie coupe correspondant à celle de la fig. 1 d'une partie d'une première variante de cette forme d'exécution.
La fig. 6 est une coupe semblable à celle de la fig. 5 :d'une ,deuxième variante de cette forme d'exécution.
La pompe représentée par les fig. 1 à 4 comprend une enveloppe composée de deux corps semblables A et Al, d'une plaque inter médiaire AZ placée entre elles, et de couver cles A et A4, dorant l'un, A4, comprend -suie partie saillante évidée A , dans laquelle un arbre d'entraînement Bl est monté dans des paliers B.
Les couvercles A3 et A4, les corps A et Al et la plaque A2 sont fortement serrés ensemble par une série,de boulons As, qui les traversent.
La plaque Az et les corps A et Al entourent la chambre de travail de la pompe à engrenages; les espaces à haute et à basse pression de cette chambre de travail sont res pectivement désignés à la fig. 2 par C et<B>ci</B> et communiquent respectivement avec des passages d'entrée et -de sortie C= et C3 ména gés dans des organes <RTI
ID="0002.0034"> tubulaires C4 et<B>05</B> s'étendant axialement au travers de la plaque Az, du corps A et,du couvercle A3, ainsi qu'on le voit plus particulièrement aux fig. 2 et 3.
Des roues dentées D et D"présentent des moyeux D? faisant saillie de part :et d'autre et ajustés de façon étanche dans les extrémi- tés intérieures d'alésages des ,corps A et Al. Ces roues tournent à l'intérieur de la cham bre -de travail.
Les surfaces cylindriques des moyeux D2 et des parties .d'alésages dans les quels ils se trouvent constituent -les joints pratiquement étanches entre la chambre de tra vail -de la. pompe et les parties extérieures des alésages des corps A et Al.
Les roues dentées D et Dl sont montées d'une manière rigide, clavetées sur des arbres et El qui les portent,et qui sont eux-mêmes portés, près !de leurs extrémités, par des pa liers à rouleaux E2, logés dans lesdits alésages des corps A et Al.
Les extrémités E3 de ces arbres tournent -chacune librement dans un organe de fermeture F, en forme de bouchon. Les organes F -présentent chacun une face annulaire <B>FI,</B> qui est pressée par un ressort F2 pour former un joint étanche avec la face intérieure du couvercle As ou A4.
Les alésages ménagés dans les organes F pour recevoir les extrémités E3 des arbres E et E' débouchent dans des évidements coni ques A7 et une chambre A$ de la saillie Au.
Les deux évidements A7 du couvercle A3 com muniquent l.'un avec l'autre par un passage A3,
tandis que les deux évidements A-# dis posés aux extrémités de l'arbre E commiuii- quent l'un avec l'autre par une perforation El de cet arbre et que l'évidement A-# du cou vercle A4 communique avec la chambre A3 par un passage A' . Ainsi, les trois évidements A, communiquent tous en fait avec la cham bre Aa.
De cette façon, la pompe présente des chambres G, G', GZ et G3, dont chacune est comprise entre la face d'extrémité d'un moyeu D2 et le bouchon correspondant F. Ainsi, toute pression de fluide s'établissant dans l'une de .ces chambres agit sur .la.
face d'extré mité adjacente du moyeu D= pour appliquer une force axiale à la roue dentée D ou Dl, à laquelle correspond ,-e moyeu. Les faces d'ex trémité des moyeux D2 constituent ainsi des surfaces !de poussée sur lesquelles agissent les pressions de fluide régnant dans les chambres <I>G,</I> Gl,
<I>G2</I> et G3, qui exercent ainsi des forces axiales sur les roues dentées constituant les parties rotatives -de la pompe.
Des passages H et J sont ménagés dans les corps A et Al et débouchent en des points de chacune des faces frontales de la chambre 'de travail C situés en regard de la partie cen trale pleine de la roue dentée D, du côté sous pression C.2 de cette chambre de travail.
Le passage H communique par un passage H' avec la chambre G, tandis que le passage J communique par un passage Jl avec la cham bre Gl.
De la même manière, des passages K et L ménagés respectivement dans les corps Al et A débouchent en des points de chacune des faces frontales de la chambre de travail C situés en regard dt la partie centrale pleine de la roue dentée Dl, du côté sous pression de cette .chambre de travail.
Le passage K com munique par un passage Kl avec la chambre G2, tandis que le passage L communique par un passage Ll avec la chambre G3.
La chambre A8 est reliée au côté à basse pression de la chambre de travail par un pas sage A" .et une soupape A'2, commandée par un léger ressort, tendant à y maintenir une faible pression. L'arbre El est relié par un accouplement DI <I>à</I> l'arbre moteur Bl.
Le fonctionnement de la machine est le suivant: L'arbre Bl est entraîné par un moteur pour faire tourner les roues dentées D et D1 dans le sens indiqué par les flèches à la fig. 2, de faon que du liquide soit aspiré au travers du passage,
C3 du côté basse pression Cl de la chambre de travail de la pompe et débité sous pression depuis le côté haute pression de la chambre d e travail C au travers du passage de décharge C2. La pompe est destinée à fonc tionner avec une pression de refoulement éle vée.
Par conséquent, pendant le fonctionne ment, une petite quantité de liquide est continuellement refoulée à partir de l'es pace haute pression de la chambre de travail C, entre les faces des roues dentées D et Dl et les faces adjacentes des corps A et Al et à travers les passages H,J,KetLjusque dansles chambres G, Gl, G2 et G3 respectivement.
Une petite fuite continue se produit à partir de ces .chambres par les jeux minimes existant entre les extrémités E3 des arbres et les bou chons F correspondants. Ces jeux ne sont pas modifiés par les mouvements axiaux des arbres.
La disposition est donc telle que plus 1a vitesse de l'écoulement est grande dans l'un quelconque des passages <I>H, J, K,</I> et<I>L,</I> plus grande est aussi la pression .dans la chambre correspondante G, Gl, G= ou G3, à laquelle aboutit,ce passage et que,
si l'un quelconque des passages <I>H, J, K</I> ou<I>L</I> est pratiquement fermé, la pression dans la chambre correspon- dante G, Gl, G2 ou G3 tombe pratiquement à la -valeur de la pression régnant dans les évi dements t17 et Aga Considérons en premier lien la roue den <I>tée D.</I> Si, pendant le fonctionnement de la pompe,
cette roue dentée tend à se déplacer vers la gauche de la fig. 1, réduisant ainsi le je-ut existant entre sa face frontale @de gau che et la face frontale adjacente de la cham bre de travail, l'écoulement de liquide sous pression à partir ,de l'espace à haute pression de 1a chambre C et à travers le passage H est diminué,
abaissant ainsi la pression dans la chambre G. En même temps, le jeu existant entre .la face frontale -de droite de la roue dentée et la, face adjacente de la chambre de travail est augmenté,
faisant ainsi .augmenter l'écoulement de liquide sous pression à partir de l'espace à haute pression de la chambre C et à travers le passage J vers la chambre Gl. Ainsi, la pression diminue .dans la chambre G et augmente dans la chambre Gl, si bien que,
puisque ces pressions agissent sur les faces d'extrémité du moyeu<B>Dl</B> de la roue dentée D, celle-ci est déplacée dans une direction telle qu'elle tend à revenir dans sa position primi tive.
De 1a même manière, tout mouvement axial de la roue dentée Dl provoque dans les chambres G2 et G3 des variations de pression de nature à tendre à ramener la roue dentée dans sa position primitive. Par conséquent, grâce à da disposition décrite,
les deux roues dentées sont maintenues dans des positions axiales telles que leurs jeux frontaux soient égaux et ces deux roues dentées ne peuvent être forcées de se déplacer axialement ni être maintenues avec un jeu minimum sur l'une de leurs faces frontales et avec un jeu maximum ,sur l'autre,
comme cela tend à se produire dans les pompes à engrenages usuelles.
Dans la variantes de la fig. 5, les roues dentées 0 et 01- de la pompe présentent cha cune des parties cylindriques 02 engagées de façon étanche dans des alésages des corps A et Al.
Ces roues sont rigidement fixées à ides arbres 03 portés par des paliers P et sur les quels sont rigidement montés des organes Pl en forme de pistons, coulissant dans les par ties externes des alésages ries corps A et Al,
et présentant chacun un moyeu de même dia mètre que le moyeu 02 correspondant et for mant un prolongement de celui-ci. Ainsi sont formées des .chamlbres de .pression Q,<B><I>QI,</I></B> Q2 et<B>QI,</B> auxquelles conduisent respectivement des passages J, H,
<I>K et</I> L débouchant chacun dans une face frontale de la chambre de tra vail en un point situé en regard d'une partie pleine d'une roue dentée du côté haute pres sion de .cette chambre de travail. Une légère fuite continue se produit à partir de ces cham bres Q par un jeu entre les organes Pl et les alésages correspondants.
Pour le reste, .cette variante est identique à la pompe .des fig. 1 à 4. Grâee à ,cette disposition, tout mouvement de la roue dentée 0 vers .la gauche, dans la fig. 5, augmente le jeu par lequel du liquide sous pression peut s'écouler vers le passage J de droite et réduit le jeu par lequel du li quide sous pression peut s'écouler vers le pas sage H de gauche, si bien que la pression aug mente dans la chambre Q et .diminue -dans la chambre<B>QI.</B> Ainsi, l'organe en forme de pis ton Pl de la chambre Q tend à.
déplacer la roue dentée 0 vers la droite jusqu'à sa posi tion primitive. Un mouvement axial de la roue dentée<B>01</B> .a un effet semblable sur les pressions dans les chambres<B>QI</B> et Q3, de sorte que les roues dentées 0 et<B>01-</B> sont maintenues centrées, avec des jeux axiaux à peu près égaux.
La variante de la fig. 6 est semblable à celle .de la fig. 5 sauf que les chambres Q,<B><I>QI,</I></B> <B>QI</B> et Q3 sont reliées par des passages Jl, <I>H\,</I> Kl et Ll à des passages J2, <I>H2,</I> KZ et L2,
qui constituent -des passages d'échappement de fluide débouchant en des points de chacune dies faces frontales de la chambre de travail situés en regard -de parties pleines des roues dentées 0 et<B>01,</B> à proximité de la partie à basse pression -de cette chambre de travail :de la pompe.
Les. chambres Q,<B><I>QI,</I></B> Q2 et Qj com muniquent .aussi par des passages J3, H3, K3 et L3 présentant des étranglements J4,<I>H4</I> K4 et L4, avec une source de fluide à haute pres sion appropriée, par exemple avec la partie à haute pression de .la chambre -de travail.
Ainsi, du liquide est continuellement re foulé .dans les -chambres Q,<B><I>QI,</I> QI</B> et Q3 avec -une vitesse réglée -par les orifices de jaugeage J4, <I>114,</I> K4 et L4 et s'en -échappe continuelle ment par les passages J2, H2, KZ et L- avec une vitesse qui ,
est modifiée par des varia- tions éventuelles des jeux axiaux entre les roues .dentées et l'enveloppe de la pompe, va riations qui modifient 1a section de passage effective des -communications entre les cham- bres Q,<B>QI</B><I>,</I><B>QI</B> et Q'3 et la partie basse pres sion de la chambre de travail.
Ainsi, si par exemple la roue dentée 0 tend à se déplacer vers la -gauche, elle ouvre le passage H= de droite et ferme le passage J2 de gauche. La. vitesse d'échappement @du fluide à partir de la .chambre Q1 tend ainsi à s'accroître, tandis qu'elle tend à diminuer à partir de la eham- bre Q, si bien que la pression augmente dans la chambre Q et diminue dans la chambre<B>QI,</B> de façon à ramener la roue dentée dans sa position axiale primitive.
Ainsi, chacune des roues dentées 0 et<B>01</B> est maintenue dans une position axiale dans laquelle ses jeux axiaux sont égaux entre eux.
<B> Machine having at least one rotating part rotating in an envelope. </B> The subject of the invention is a machine having at least one rotating part rotating in an envelope and comprising a device for adjusting at least one clearance axial existing between the rotating part and the casing. This machine could be, for example, a pump or a compressor or a motor driven by pressurized fluid or even be a regulator for regulating the pressure or the flow rate of a fluid.
This machine is characterized, according to the invention by a chamber for pressurized fluid and whose wall comprises at least a part constituted by a thrust surface presented by the rotating part and @ arranged so that the pressure prevailing in said chamber, by acting on this surface tends to axially displace the rotating part, this chamber communicating,
by passages, with spaces respectively containing high pressure fluid and low pressure fluid, at least part of one of these passages being formed by a space d, the effective passage section is modified by a movement axial of this rotating part relative to the casing, so that such a movement modifies the flow of fluid through this passage;
the whole so that an increase in the pressure of the fluid in said chamber is caused when the rotating part moves against the action of this pressure and vice versa. The clearance adjustment fluid could be supplied by a source specially arranged for this purpose, or by soot other source available whatever,
for example by the pressurized part of a pressurized fluid machine or a valve, or by a pressurized lubricating device.
The invention could also be applied to machines in which the function of the rotating part is not to act on a fluid or to be actuated by it or to act on it. adjust pressure or flow.
The drawing represents, by way of example, one embodiment of the machine which is the subject of the invention and two variants of this form.
Fig. 1 is a longitudinal section of this embodiment, o @@ nstituée by a gear pump, along the plane containing the axes of its toothed wheels.
Fig. 2 is a section on 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is a section on 3-3 of: FIG. 1.
Fig. 4 is a. Section on 4--4 of .la fig. 2.
Fig. 5 is a united section corresponding to that of FIG. 1 of part of a first variant of this embodiment.
Fig. 6 is a section similar to that of FIG. 5: of a second variant of this embodiment.
The pump shown in FIGS. 1 to 4 comprises an envelope made up of two similar bodies A and Al, an intermediate plate AZ placed between them, and covers A and A4, gilding one, A4, comprises -suie protruding recessed part A, in in which a drive shaft B1 is mounted in bearings B.
The covers A3 and A4, the bodies A and Al and the plate A2 are strongly clamped together by a series of As bolts which pass through them.
The plate Az and the bodies A and Al surround the working chamber of the gear pump; the high and low pressure spaces of this working chamber are respectively designated in FIG. 2 by C and <B> ci </B> and communicate respectively with inlet and -output passages C = and C3 provided in devices <RTI
ID = "0002.0034"> tubular C4 and <B> 05 </B> extending axially through the plate Az, the body A and, the cover A3, as can be seen more particularly in FIGS. 2 and 3.
Toothed wheels D and D "have hubs D? Protruding from either side and fitted tightly in the inner ends of the bores of bodies A and A1. These wheels rotate inside the body. the working room.
The cylindrical surfaces of the hubs D2 and of the bore parts in which they are located constitute the practically sealed joints between the working chamber of the. pump and the outer parts of the bores of the bodies A and Al.
The toothed wheels D and Dl are mounted in a rigid manner, keyed on shafts and El which carry them, and which are themselves carried, near their ends, by roller bearings E2, housed in said bores of the bodies A and Al.
The ends E3 of these shafts turn freely in a closure member F, in the form of a plug. The members F each have an annular face <B> FI, </B> which is pressed by a spring F2 to form a tight seal with the inner face of the cover As or A4.
The bores formed in the members F to receive the ends E3 of the shafts E and E 'open into conical recesses A7 and a chamber A $ of the projection Au.
The two recesses A7 of the cover A3 communicate with each other via a passage A3,
while the two recesses A- # placed at the ends of the shaft E communicate with each other by a perforation El of this shaft and the recess A- # of the cover A4 communicates with the chamber A3 by a passage A '. Thus, the three recesses A, all communicate in fact with the chamber Aa.
In this way, the pump has chambers G, G ', GZ and G3, each of which is between the end face of a hub D2 and the corresponding plug F. Thus, any fluid pressure being established in the one of these chambers acts on the.
adjacent end face of the hub D = to apply an axial force to the toothed wheel D or Dl, to which the hub corresponds. The end faces of the hubs D2 thus constitute thrust surfaces on which the fluid pressures prevailing in the chambers <I> G, </I> Gl, act,
<I> G2 </I> and G3, which thus exert axial forces on the toothed wheels constituting the rotating parts of the pump.
Passages H and J are formed in the bodies A and Al and open out at points on each of the end faces of the working chamber C located opposite the solid central part of the toothed wheel D, on the pressure side C .2 of this working chamber.
The passage H communicates by a passage H 'with the chamber G, while the passage J communicates by a passage Jl with the chamber Gl.
Likewise, passages K and L formed respectively in the bodies Al and A open out at points on each of the end faces of the working chamber C situated opposite the solid central part of the toothed wheel Dl, on the side below pressure of this working chamber.
The passage K communicates by a passage Kl with the chamber G2, while the passage L communicates by a passage Ll with the chamber G3.
The chamber A8 is connected to the low pressure side of the working chamber by a step A ". And a valve A'2, controlled by a slight spring, tending to maintain a low pressure there. The shaft El is connected by a DI <I> coupling to </I> motor shaft Bl.
The operation of the machine is as follows: The shaft Bl is driven by a motor to turn the toothed wheels D and D1 in the direction indicated by the arrows in fig. 2, so that liquid is sucked through the passage,
C3 from the low pressure side C1 of the pump working chamber and discharged under pressure from the high pressure side of the working chamber C through the discharge passage C2. The pump is intended to operate with high discharge pressure.
Therefore, during operation, a small amount of liquid is continuously forced out from the high pressure space of the working chamber C, between the faces of the gears D and Dl and the adjacent faces of the bodies A and Al and through passages H, J, K and L up to chambers G, Gl, G2 and G3 respectively.
A small continuous leak occurs from these chambers by the minimal clearances existing between the ends E3 of the shafts and the corresponding plugs F. These clearances are not modified by the axial movements of the shafts.
The arrangement is therefore such that the greater the velocity of the flow in any of the passages <I> H, J, K, </I> and <I> L, </I> the greater is also the pressure in the corresponding chamber G, Gl, G = or G3, to which this passage ends and that,
if any of the passages <I> H, J, K </I> or <I> L </I> is practically closed, the pressure in the corresponding chamber G, Gl, G2 or G3 drops practically to the -value of the pressure prevailing in the recesses t17 and Aga Let us first consider the impeller <I> ty D. </I> If, during the operation of the pump,
this toothed wheel tends to move to the left in FIG. 1, thereby reducing the gap between its left front face and the adjacent front face of the working chamber, the flow of pressurized liquid from the high pressure space of chamber C and through the passage H is decreased,
thus lowering the pressure in chamber G. At the same time, the clearance existing between the front-right face of the toothed wheel and the adjacent face of the working chamber is increased,
thereby increasing the flow of pressurized liquid from the high pressure space of chamber C and through passage J to chamber G1. Thus, the pressure decreases in the chamber G and increases in the chamber Gl, so that,
since these pressures act on the end faces of the hub <B> Dl </B> of the toothed wheel D, the latter is moved in a direction such that it tends to return to its original position.
In the same way, any axial movement of the toothed wheel D1 causes in the chambers G2 and G3 pressure variations such as to tend to return the toothed wheel to its original position. Therefore, thanks to the arrangement described,
the two toothed wheels are maintained in axial positions such that their frontal clearances are equal and these two toothed wheels cannot be forced to move axially nor be maintained with a minimum play on one of their end faces and with a maximum play ,on the other,
as tends to occur in conventional gear pumps.
In the variants of FIG. 5, the toothed wheels 0 and 01- of the pump each have cylindrical parts 02 sealingly engaged in bores of the bodies A and A1.
These wheels are rigidly fixed to ides shafts 03 carried by bearings P and on which are rigidly mounted members Pl in the form of pistons, sliding in the external parts of the bores ries bodies A and Al,
and each having a hub of the same diameter as the corresponding hub 02 and forming an extension thereof. Thus are formed of .pressure chambers Q, <B> <I> QI, </I> </B> Q2 and <B> QI, </B> to which respectively lead passages J, H,
<I> K and </I> L each opening into a front face of the working chamber at a point located opposite a solid part of a toothed wheel on the high pressure side of this working chamber. A slight continuous leakage occurs from these chambers Q by a clearance between the members P1 and the corresponding bores.
For the rest, this variant is identical to the pump in fig. 1 to 4. Thanks to this arrangement, any movement of the toothed wheel 0 towards the left, in fig. 5, increases the clearance through which pressurized liquid can flow to the right-hand passage J and reduces the clearance through which pressurized liquid can flow to the left-hand passage H, so that the pressure increases. lies in the Q chamber and .decreases -in the <B> QI chamber. </B> Thus, the udder-shaped organ Pl of the Q chamber tends to.
move toothed wheel 0 to the right to its original position. Axial movement of the <B> 01 </B>. Gear has a similar effect on the pressures in the <B> QI </B> and Q3 chambers, so that the 0 and <B> 01- </B> are kept centered, with approximately equal axial clearances.
The variant of FIG. 6 is similar to that of FIG. 5 except that the rooms Q, <B> <I> QI, </I> </B> <B> QI </B> and Q3 are connected by passages Jl, <I> H \, </I> Kl and Ll at passages J2, <I> H2, </I> KZ and L2,
which constitute - fluid exhaust passages opening out at points on each of the end faces of the working chamber located opposite - solid parts of toothed wheels 0 and <B> 01, </B> close to the part at low pressure - from this working chamber: from the pump.
The. chambers Q, <B> <I> QI, </I> </B> Q2 and Qj communicate. also through passages J3, H3, K3 and L3 with J4, <I> H4 </I> K4 and L4, with a suitable high pressure fluid source, for example with the high pressure portion of the working chamber.
Thus, liquid is continuously re-crushed. In -rooms Q, <B> <I> QI, </I> QI </B> and Q3 with -a regulated speed -by the gauging holes J4, <I> 114, </I> K4 and L4 and continuously escapes through passages J2, H2, KZ and L- with a speed which,
is modified by possible variations in the axial clearances between the toothed wheels and the pump casing, variations which modify the effective passage section of the communications between the chambers Q, <B> QI </ B > <I>, </I> <B> QI </B> and Q'3 and the low pressure part of the working chamber.
Thus, if for example the toothed wheel 0 tends to move towards the -left, it opens the right passage H = and closes the left passage J2. The rate of escape of fluid from chamber Q1 thus tends to increase, while it tends to decrease from chamber Q, so that the pressure increases in chamber Q and decreases in the <B> QI, </B> chamber so as to bring the toothed wheel back to its original axial position.
Thus, each of the toothed wheels 0 and <B> 01 </B> is maintained in an axial position in which its axial clearances are equal to one another.