Pompe rotative à ailettes. L'invention a pour objet une pompe rota tive à ailettes, destinée spécialement. à être utilisée dans les installations de transmission d'éner;fies hydrauliques et. comprenant une enveloppe qui contient une chambre de travail de section de forme ovale dans laquelle s'ou vrent une paire d'orifices d'aspiration diamé tralement opposés et une paire d'orifices de refoulement diamétralement opposés, et un rotor disposé dans ladite chambre et présen tant plusieurs rainures dans chacune desquelles une ailette est, susceptible de coulisser de ma nière que son bord extérieur puisse rester en contact avec la paroi périphérique de ladite chambre au cours de la rotation du rotor.
Il a. été constaté que les pompes de ce genre conviennent admirablement comme sources de fluide sous forte pression et qu'elles peuvent travailler dans une gamme très étendue de conditions de travail. Toutefois, leurs possi bilités sont limitées par suite de la forte usure qui se produit entre les extrémités extérieures des ailettes et la paroi périphérique de la chambre de travail.
Cette usure est due en partie à la force centrifuge, mais principale ment à. la pression de refoulement du fluide due jusqu'ici on faisait. agir en permanence sur le bord intérieur des ailettes, au fond des rainures du rotor, afin de maintenir le bord extérieur de chaque ailette en contact. avec la paroi périphérique de la chambre de travail, quelle que soit la pression fort variable ten dant à écarter de ladite paroi le bord extérieur de l'ailette.
Bien qu'un certain degré d'usure soit autorisé à cet endroit, sans que cela nuise au rendement de la pompe, il a été constaté que, lorsqu'on dépasse certaines limites de vi tesse, de pression et de capacité volumétrique, le degré d'usure atteint des proportions telles qu'il devient inadmissible au point de vue économique, du moment que dès lors la durée de la. pompe est trop écourtée pour être com patible avec des applications industrielles. En conséquence, le régime de travail de ce genre de pompe s'est trouvé être limité jusqu'à ce jour à des maxima de l'ordre de 70 kg par centimètre carré pour la pression, de 1800 tours à la minute pour la vitesse et d'environ 228 litres à la minute pour le débit.
Le but de la présente invention est. de per mettre de réduire l'usure précitée des ailettes et, à cet effet, la pompe suivant l'invention est caractérisée en ce qu'au voisinage dudit bord extérieur chaque ailette est profilée de manière à exposer à la pression régnant dans l'espace compris entre cette ailette et celle qui la précède dans le sens de la rotation du rotor une partie de surface telle que la résultante des pressions agissant sur cette partie de sur face tende à écarter ladite ailette de ladite pa roi,
et est caractérisée en outre par une paire de lumières auxiliaires diamétralement oppo sées communiquant avec lesdits orifices d'aspi ration et une paire de lumières auxiliaires diamétralement opposées communiquant avec lesdits orifices de refoulement, ces lumières auxiliaires étant disposées de manière que lors de la rotation du rotor, le fond de chacune des- dites rainures du rotor entre tour à tour en communication avec chacune d'elle, de telle facon que, durant une partie au moins de l'intervalle de temps pendant lequel un espace compris entre deux ailettes successives reste en communication avec chacun des orifices d'aspiration et de refoulement,
les fonds des rainures desdites ailettes soient en communi cation avec une lumière auxiliaire communi quant avec cet orifice.
Une forme d'exécution de la pompe, objet de l'invention, est représentée, à titre d'exem ple, dans le dessin annexé.
La fig. 1 est une coupe axiale de cette forme d'exécution.
La fig. 2 en est une coupe transversale. Les fig. 3 et 4 sont des coupes transver sales, à plus grande échelle, correspondant à la fi-. 2 et montrant les parties dans deux positions différentes.
Les fig. 5 et 6 sont des coupes axiales, à plus grande échelle, correspondant à la fig. 1. La pompe représentée comporte un corps principal de pompe 10 comportant. des pas sages annulaires concentriques 12 et 14 qui communiquent, respectivement, avec des tuyaux de sortie et d'arrivée du liquide. Le corps de pompe 10 est fixé à un support 16 par des boulons 18. Le corps de pompe 10 renferme une cavité cylindrique 20, laquelle est fermée par un couvercle 22 fixé au corps 10 par des boulons 24. Dans des paliers 26 et 28 du corps et du couvercle, respectivement, tourillonne un arbre de commande 30, lequel présente des cannelures 32 en un point. inter médiaire entre les paliers.
A l'intérieur de 'l'a cavité 20 est monté un ensemble comprenant deux disques 34 poum i chacun d'un coussinet 36. Ces disques et ces coussinets sont de bronze, par exemple. Cha que disque 34 est pourvu de quatre orifices 38 et 40 sous forme d'arcs disposés par paires diamétralement opposés. Les orifices 38 du disque de droite à la fig. 6 communiquent. avec le passage de refoulement 12 au moyen de passages désignés par 42. De même, les orifices 40 communiquent avec le passage d'aspiration 14 au moyen de passages simi laires 44 (fia. .5).
La face interne de chaque disque 34 pré sente une paire d'évidements 46 constituant des lumières, qui sont, situés intérieurement par rapport aux orifices 38 et qui sont en coinmu- nieation avec ceux-ci par des rainures 48. Les orifices 38 présentent. à leur extrémité avant, par rapport à la rotation du rotor, une partie de section réduite 50 formée par une rainure ménagée dans la face intérieure-du disque 3-i. A leur extrémité avant, les lumières 46 pré sentent également une partie de section réduite 52 formée par une rainure. Les parties \.\5? des lumières 46 sont un peu plus longues et d'une section transversale bien plus faible que les parties 50 des orifices 38.
Plus près de l'axe central que les orifices 40, chaque disque 34 présente deux lumières 54 qui communiquent avec les orifices 40 par des rainures 56 creusées dans la face externe du disque, comme le montre plus clairement la fig. 5.
Entre les disques 34 est. serré un anneau 58, en acier trempé, on en une fonte de qua lité supérieure. Les disques 34 et cet anneau 58 délimitent la chambre de travail de la pompe. L'anneau 58 présente un alésage de section ovale dont le contour comprend deux arcs de cercle centrés sur l'axe. du rotor, ayant à peu près le même rayon que celui-ci et allant du bord de l'orifice 38 au bord de l'orifice 40, deux autres ares de cercle centrés sur l'axe du rotor, de plus grand rayon, et s'étendant entre les orifices 38 et. 40 et des courbes raccordant entre eux ces ares de cercle.
Dans les coussinets 36 tournent les touril lons d'un rotor 60 traversé et entraîné par l'arbre 30 et disposé entre les disques 34. Ce rotor présente, sur sa. périphérie, un certain nombre de rainures 61. lé-èrement inclinées par rapport. à la direction radiale, de façon que leurs extrémités extérieures soient en avant de leurs extrémités intérieures dans le sens de la rotation. Les extrémités intérieures des rainures coïncident. tout. à tour, pendant la rotation du rotor, avec les lumières 46 et les lumières 54.
Dans chacune des rainures 61 est placée une ailette rectangulaire plate 62, en acier, de même largeur que le rotor et que l'anneau et qui est susceptible de coulisser librement dans la rainure. L'extrémité exté rieure de chaque ailette 62 est biseautée, de manière qu'au voisinage de son bord en con tact avec la paroi de l'alésage de l'anneau, c'est-à-dire la paroi périphérique de la cham bre de travail, chaque ailette présente du côté de l'espace compris entre cette ailette et celle qui la précède dans le sens de rotation du rotor, une surface inclinée. Le biseau forme un bord de contact soit à arête très vive, soit. à arête légèrement émoussée.
La chambre centrale de la pompe dans la quelle est. placé l'arbre 30 communique avec le passage d'entrée 14 par un canal 64 et un joint étanche 66 est prévu en un point voisin du coussinet 28.
L'arbre 30 -étant entraîné dans le sens di rectif (fig. 2, 3 et 4), du liquide est aspiré de manière connue à travers les orifices d'aspi ration 40 dans les espaces entre les ailettes 62. Ce liquide est ensuite refoulé de ces espaces par les orifices de refoulement 38 dans le pas sage de sortie 12 de la pompe.
La disposition des orifices 38 et 40 et des lumières 46 et 54 est telle que tant qu'une chambre comprise entre une paire d'ailettes successives 62 est en communication avec un orifice 38 ou 40, le fond de 'la rainure 61 de l'ailette postérieure (dans le sens de rotation) de la paire reste en communication avec la lumière 46 ou 54 communiquant avec cet orifice. D'autre part, le fond d'une rainure 61 ne quitte une lumière 46 ou 54 que lorsque le fond. de la rainure 61 suivante est. déjà entré en communication avec cette lumière.
Ainsi que le montre la. fig. 3, la. communica tion entre un espace compris entre une paire d'ailettes successives et un orifice d'aspiration 40, et celle entre le fond de la rainure 61 de l'ailette postérieure de la paire et la lumière 54 correspondante sont interrompues simulta nément.. Ensuite, ledit espace entre en com munication avec un orifice de refoulement 38 un peu après que 'le fond de la rainure 61 de ladite ailette postérieure est entré en com munication avec la lumière 46 correspondante. Les communications ont. lieu d'abord par les parties de section réduite 50 et 52 de l'orifice 38 et -de la lumière 46, de sorte que la pression dans ledit espace et dans le fond de la rainure augmente lentement de la pression d'aspiration jusqu'à la pression de refoulement..
La forme des parties de section réduite 50 et 52 est telle que, en considération du volume à com primer dans l'espace considéré et du volume à comprimer au fond de la rainure de l'ailette, la pression engendrée aux deux endroits se forme à la même vitesse et simultanément..
On remarquera qu'en raison de la. partie de surface inclinée, due au biseau, qu'expose chaque ailette 62 à la pression qui règne dans l'espace compris entre cette ailette et celle qui la précède, une force résultante des pres sions agissant sur cette surface inclinée agira sur l'ailette en sens contraire de la, force qui agit sur 'l'ailette vers l'extérieur et qui est due à la pression régnant dans le fond de sa rai nure 61. On peut. s'arranger de façon que ces deux forces s'équilibrent à peu près afin que, pratiquement, la, seule force agissant sur l'ai lette est celle qui est due à la force centrifuge.
On remarquera également que le biseau que présente le bout de l'ailette forme une mince pellicule d'huile qui facilite le graissage du point de contact entre le bord extérieur de l'ailette et la paroi de l'alésage de l'anneau.