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Volumetric rotary machine
CH367050A
Switzerland
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Description
translated from French
Machine rotative volumétrique La présente invention a pour objet une machine rotative volumétrique servant de compresseur ou de pompe, comprenant un stator à alésage cylindrique dans lequel est monté de façon excentrique un rotor cylindrique circulaire portant des palettes coulissant dans des rainures axiales en venant s'appuyer contre la paroi dudit alésage.
Dans les machines connues de ce type, l'étan chéité entre le côté aspiration et le côté refoulement au point de tangence du rotor et du stator, se fait le long d'une génératrice ce qui ne donne pas un résultat très favorable.
La présente invention vise à améliorer cette étanchéité entre le rotor et le stator et la machine qui en fait l'objet est caractérisée en ce que cette paroi de l'alésage comprend une partie constituée par un segment de cylindre circulaire de même rayon et de même axe que le rotor de telle manière que le rotor établisse l'étanchéité entre le côté aspiration et le côté refoulement sur ce segment de cylindre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une vue géométrique servant à l'ex plication théorique d'une machine connue.
La fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1 dans le cas de la forme d'exécution de la machine selon l'invention.
Les fig. 3 et 4 sont des figures semblables à la fig. 2 de deux variantes.
La fig. 5 est une vue en coupe transversale à tra vers ladite forme d'exécution.
A la fig. 1, E désigne le rayon de l'alésage du stator et i le rayon du rotor excentré. F désigne sché matiquement l'ouverture de refoulement. L'étanchéité entre l'ouverture d'aspiration (non représenté) et l'ouverture de refoulement F au point U de tangence du rotor et du stator se fait le long de la génératrice passant par U. La portion com prise entre le rotor et le stator du point de tangence U à l'ouverture F a une section en forme de triangle incurvé UNP et constitue un volume mort. Dans la forme d'exécution représentée de façon théorique à la fig. 2, le stator d'alésage cylindrique de rayon R présente un segment de cylindre circu laire de rayon r dont l'axe est décalé par rapport à l'axe de l'alésage R de l'excentricité e.
Le segment de cylindre pénètre de la valeur p dans l'alésage pri mitif<I>m</I> du stator. Le rayon<I>r</I> est égal ou légèrement supérieur à celui du rotor. s désigne la sortie maxi mum des palettes w montées coulissantes dans des rainures radiales v ménagées dans le rotor t monté dans le stator u représenté à la fig. 5.
On a la relation suivante s=2R-2r+p ou s=R+e-r Pour éviter une variation brusque de l'accéléra tion centrifuge des palettes w qui pourrait provoquer dans certains cas, un rebondissement de ces dernières, les deux surfaces se coupant aux points O, O' (fig. 2) sont raccordées par une surface courbe dont la trace est représentée à la fig. 3 par la courbe GH respec tivement G', H'.
Ces surfaces pourraient également être raccordées par une surface plane dont la trace est indiquée en K, L respectivement K' L' dans la variante de la fig. 4.
Ce raccordement peut se faire par une succession d'alésages de centres et de rayons différents. Dans la forme d'exécution décrite, le rotor éta blit l'étanchéité entre l'ouverture d'aspiration A et l'ouverture de refoulement B (fig. 5) non plus le long d'une génératrice mais sur un segment de cylin dre compris entre les points O O' et le point le plus bas -de l'alésage dir rotor.
On améliore l'étanchéité au point de tangence en choisissant l'angle au centre du segment égal ou supérieur à l'angle entre deux palettes consécutives du rotor, de manière à avoir toujours au moins une palette formant étanchéité dans la portion en forme de segment. Le jeu de montage entre le stator et le rotor sera déterminé de manière qu'il soit le plus faible, compatible avec les conditions de marche de la machine.
En perçant les ouvertures d'aspiration et de re foulement jusqu'au niveau des génératrices passant par les points G, G' ou K, K' on supprime le volume mort que l'on a en U, N, P (fig. 1) dans la machine rotative connue. Il est, en effet, impossible sur une telle machine à point de tangence suivant une seule génératrice de ramener les ouvertures d'aspiration et de refoulement jusqu'au point de tangence.
Volumetric rotary machine The present invention relates to a positive displacement rotary machine serving as a compressor or pump, comprising a stator with a cylindrical bore in which is eccentrically mounted a circular cylindrical rotor carrying vanes sliding in axial grooves by resting. against the wall of said bore.
In known machines of this type, the seal between the suction side and the discharge side at the point of tangency of the rotor and the stator is made along a generator which does not give a very favorable result.
The present invention aims to improve this seal between the rotor and the stator and the machine which is the subject thereof is characterized in that this wall of the bore comprises a part constituted by a circular cylinder segment of the same radius and of the same axis that the rotor in such a way that the rotor establishes the seal between the suction side and the discharge side on this cylinder segment.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the machine forming the subject of the present invention.
Fig. 1 is a geometric view serving for the theoretical explanation of a known machine.
Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 in the case of the embodiment of the machine according to the invention.
Figs. 3 and 4 are figures similar to FIG. 2 of two variants.
Fig. 5 is a cross-sectional view through said embodiment.
In fig. 1, E denotes the radius of the stator bore and i the radius of the eccentric rotor. F indicates dry matically the discharge opening. The seal between the suction opening (not shown) and the discharge opening F at the point U of tangency of the rotor and the stator takes place along the generator passing through U. The portion comprised between the rotor and the stator from the point of tangency U to the opening F has a section in the form of a curved triangle UNP and constitutes a dead volume. In the embodiment shown theoretically in FIG. 2, the cylindrical bore stator of radius R has a circular cylinder segment of radius r, the axis of which is offset with respect to the axis of the bore R by the eccentricity e.
The cylinder segment penetrates by value p into the primary bore <I> m </I> of the stator. The radius <I> r </I> is equal to or slightly greater than that of the rotor. s designates the maximum output of the vanes w mounted to slide in radial grooves v formed in the rotor t mounted in the stator u shown in fig. 5.
We have the following relation s = 2R-2r + p or s = R + er To avoid a sudden variation of the centrifugal acceleration of the vanes w which could cause in some cases a rebound of the latter, the two surfaces intersecting at points O, O '(fig. 2) are connected by a curved surface, the trace of which is shown in fig. 3 by the curve GH respectively G ', H'.
These surfaces could also be connected by a flat surface, the trace of which is indicated at K, L respectively K 'L' in the variant of FIG. 4.
This connection can be made by a succession of bores with different centers and radii. In the embodiment described, the rotor establishes the seal between the suction opening A and the discharge opening B (fig. 5) no longer along a generator but on a cylinder segment dre. between the points OO 'and the lowest point of the bore dir rotor.
The tightness at the point of tangency is improved by choosing the angle at the center of the segment equal to or greater than the angle between two consecutive vanes of the rotor, so as to always have at least one vane forming a seal in the segment-shaped portion . The assembly clearance between the stator and the rotor will be determined so that it is the smallest, compatible with the operating conditions of the machine.
By drilling the suction and discharge openings up to the level of the generators passing through points G, G 'or K, K', the dead volume that we have in U, N, P is removed (fig. 1 ) in the known rotary machine. It is, in fact, impossible on such a machine with a point of tangency following a single generator to bring the suction and discharge openings back to the point of tangency.