EP0152395A1 - Machine rotative à palettes - Google Patents

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Publication number
EP0152395A1
EP0152395A1 EP85870026A EP85870026A EP0152395A1 EP 0152395 A1 EP0152395 A1 EP 0152395A1 EP 85870026 A EP85870026 A EP 85870026A EP 85870026 A EP85870026 A EP 85870026A EP 0152395 A1 EP0152395 A1 EP 0152395A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotary vane
pallet
machine according
piston
sealing element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP85870026A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marie Hublet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUBLET JEAN MARIE
Original Assignee
HUBLET JEAN MARIE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HUBLET JEAN MARIE filed Critical HUBLET JEAN MARIE
Publication of EP0152395A1 publication Critical patent/EP0152395A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/08—Axially-movable sealings for working fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
    • F01C21/0881—Construction of vanes or vane holders the vanes consisting of two or more parts

Definitions

  • the present invention relates to a rotary vane machine (capsulism machine) comprising at least one retractable pallet or at least two chambers with variable volume during a rotation cycle, which can operate as a receiving machine (pump, compressor, depressor , ... etc) or as a generator (steam engine, internal combustion engine, ... etc).
  • a receiving machine pump, compressor, depressor , ... etc
  • a generator steam engine, internal combustion engine, ... etc.
  • the object of the present invention therefore aims to provide a rotary vane machine having a substantially improved performance compared to existing capsulism machines thanks to a particular design of the sealing of such a machine and means to ensure it efficient manner.
  • it also aims to provide a capsulism machine that can function as a dry compressor with a significantly increased energy efficiency.
  • the rotary vane machine described above also comprises facial sealing elements which act between the faces of the pallets and the internal faces of the notches in which they slide and which are essentially of the same type. length than said pallets.
  • This facial sealing element is intended to prevent any leakage of fluid from one chamber to the other through the notch made either in the piston or in the cylinder, between the pallet and the walls of the notch. which it slides.
  • This sealing element can be free or controlled by a pressure of spring or fluid pressure from inside or outside the machine.
  • variable volume chambers Being in the presence of substantially sealed variable volume chambers significantly increases the efficiency of rotary vane machines.
  • the longitudinal sealing element consists of a linear seal of length substantially equal to the internal length of the cylinder, housed in the thickness of the pallet, with respect to the surface of friction, so that it can oscillate freely around its longitudinal axis.
  • This seal is advantageously applied against the friction surface by a force which, in addition to the centrifugal force may consist of an ac-. tion of a spring or 4 HEU fluid pressure, either the compressed fluid is a pressurized fluid from an external source.
  • the seal between the longitudinal sealing element and the flanges of the machine can be ensured by a perfect application of the latter on the flanges thanks to a pressure which can be obtained by an elongation of said longitudinal sealing element.
  • This possibility of extending the length of said longitudinal sealing element may advantageously be carried out by its mechanical design particu - die or by a force resulting from a spring or fluid pressure.
  • the lateral sealing element advantageously consists of a suitable U-shaped seal which fits on the ends of the pallets.
  • the fitting is such that the lateral sealing element adapts to the longitudinal sealing element and that any leakage of fluid between the two is made impossible.
  • its shape is studied so as to ensure a substantial seal. partially complete between the pallet and the longitudinal sealing element despite the mobility of the latter.
  • the transverse sealing element consists of a suitably shaped seal housed in a recess made in the transverse face of the piston and which prevents leakage of fluid between the piston, the flanges and the vanes.
  • facial sealing elements are housed in grooves located in the faces of the pallets or in the walls of the notches thereof.
  • each variable volume chamber is perfectly confined due to the absolute seal compared to neighboring chambers and to any other part of the machine.
  • the rotary machine 1 with paddles comprises a hollow cylinder 3 and a piston 5 which are not coaxial.
  • the cylinder is a cylinder of revolution of axis 2 (fig. 1): it is however also possible to provide a trochoid, hypotrochoid form, etc..
  • the piston is a cylinder of revolution of axis 4 and has a diameter substantially smaller than that of the cylinder.
  • the cylinder is fixed and plays the role of stator while the piston plays the role of rotor provided with a power take-off 7.
  • the piston can be fixed and the cylinder movable , the PTO then being mounted on the cylinder 3.
  • the intake and the exhaust operate through the openings 6 and 8 (Fig. 2).
  • the cylinder is closed by two flanges 9, 11 provided, respectively, with bearings 13 and 15.
  • One of the flanges at least 11 has at the location of the bearing 15 an opening allowing the passage of the pin 7 of the piston serving as a grip strength.
  • cooling means such as water or oil circuits or fins, neither the lubrication circuits, nor the circuits of air or fluid under pressure have not been shown.
  • Each chamber is delimited (FIG. 2) by the cylinder, the flanges, the piston and two successive plane pallets 20 of an adequate thickness sliding in longitudinal grooves 21 formed in the piston according to planes preferably, but not necessarily, passing through the axis of rotation of the piston 5.
  • the pallets are provided at the end in contact with the friction surface which, in this case, is the interior surface of the hollow cylinder with a longitudinal seal 22 the longitudinal sealing element housed in a groove 23 formed in the thickness of the pallet.
  • the longitudinal joint 22 has a length substantially equal to the internal length of the cylinder and is free to pivot about its own longitudinal axis in said groove 23.
  • said seal is provided, along its length, with a flat 24 intended to be applied advantageously on the internal face of the cylinder.
  • longitudinal joint 22 described above can be cylindrical or have any other conformation such as for example of rectangular main section or oblong section or of a section having a convexity adapted to the radius of curvature of the internal surface. of cylinder 3.
  • the longitudinal joint 22 shown in detail, seen from above and in front view, respectively, in FIGS. 3 and 4 comprises notches 25 arranged in staggered rows.
  • the dimension of the notch is greater than half the width of the longitudinal joint.
  • the linear joint 22 may be produced by assembling multiple parts whose elasticity results from the effects of springs or fluid pressures, these parts being machined from materials particularly chosen to withstand temperatures. and pressures encountered in use cases.
  • the longitudinal seal is applied against the friction surface by a force such as that resulting from a spring pressing between the piston and the pallet, or fluid pressure.
  • Another means may advantageously consist of hydraulic or pneumatic lifters supplied with a fluid under pressure from an external or internal source, that is to say the compressed fluid itself, for example.
  • the main part of the pallet that is to say the body of the pallet, can be of a monoblock design, but variants can be of lamellar or multiblock design which can make it extensible or telescopic.
  • the opposite grooves 21 in the piston can communicate with each other for the passage of springs, hydraulic lifters or other means intended to apply an ideal pressure between two opposite vanes and thereby achieve a ideal pressure of these against the internal surface of the cylinder via the longitudinal seal 22.
  • lateral seal preventing leaks between the pallets and the flanges of the rotary machine.
  • the lateral seal is formed by a U-shaped profile 30 placed on the end edge of the pallet and also forms the extension of the groove 23 receiving the longitudinal seal 22 while being kept in permanent contact with the internal face. of the flange by a means known per se such as a spring or by hydraulic or pneumatic pressure coming from inside the cylinder and acting through lights located behind said transverse joint.
  • the U-shaped lateral seal comprises, at each lower part of the branches of the U, a rectangular recess 31 which adapts to a nose 32 ( Figures 5 and 6) of the pallet 20 so as to prevent any leakage of the fluid through the joint between the side seal 30 and the pallet 20.
  • the rotary piston 5 is in itself characterized by the presence on each of the sectors sharing each of its transverse faces, of one or more transverse sealing elements (transverse joints) 27 housed in recesses 28 hollowed out in said transverse faces and joining two successive longitudinal grooves 21 so that the transverse joints 27 are in permanent contact with two successive pallets.
  • transverse seals 27 seal the part of the chambers corresponding to the interstices separating the transverse faces of the piston from the internal faces of the flanges and the lateral faces of the two successive pallets by the pressure which they undergo "from a means known per se such as springs or hydraulic or pneumatic pressure of fluid coming from inside the piston by suitable pipes and which is applied to them through openings made in the recesses 28.
  • transverse joints rectilinear segments, arcuate segments and joints of substantially triangular shape.
  • FIG. 8 represents an advantageous embodiment of a transverse joint which ensures an ideal balance of pressures on the joint and which causes a self-tightening of the latter between two successive pallets.
  • the self-tightening thereof can be carried out thanks to one or more partial notches which allow a certain elastic deformation of the joint under the influence of the pressure prevailing in the chamber. variable volume, pressure which causes the notches of the joint to widen.
  • transverse joints can be made of materials particularly suitable for pressures and temperatures that they will have to bear in the different realizations of the rotary machine.
  • the interfaces between the faces of the pallet and the faces of the grooves 21 in which they slide comprise facial sealing elements (facial seal) which prevent any communication of a chamber to the other by bypassing the pallets via the interior of the piston and which also appreciably improve the guidance and the sliding of the pallets in their notches.
  • each face of the pallet and each internal face of the notches in which the pallets slide are provided with at least one longitudinal groove 36 in which is housed a face seal 35 (FIG. 10).
  • the longitudinal 22 and lateral 30 seals of the pallets as well as the transverse seals 27 and the face seals 35 may be made of any material of metallic or synthetic nature, mineral or organic, satisfying the requirements of airtightness of the contact surfaces. without reciprocal wear and resistance to mechanical, thermal and chemical stresses to which they will be subjected when working the machine.
  • This machine is characterized by the elements used to achieve complete sealing of each chamber, that is to say to strictly locate the fluids there which undergo variations in volume, pressure and temperature, as well as by the proper arrangement of each element and their relative position with respect to each other.

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Abstract

Machine rotative à palettes comportant un cylindre (3) dans lequel est logé un piston (5), ledit cylindre étant obturé par deux flasques munis des paliers du piston (5), des ouvertures d'admission et d'évacuation (6, 8) du fluide, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins des joints longitudinaux (22) appliqués contre leur surface de frottement sous l'effet d'une force, des joints latéraux entre chaque côté latéral des palettes et les flasques, et des joints transversaux (27) disposés dans des rainures (28) ouvrées dans le piston et joignant deux rainures de palettes (20).

Description

  • La présente invention est relative à une machine rotative à palettes (machine à capsulisme) comportant au moins une palette rétractable ou au moins deux chambres à volume variable au cours d'un cycle de rotation, pouvant fonctionner en machine réceptrice (pompe, compresseur, dépresseur,...etc) ou en machine génératrice (moteur à vapeur, moteur à combustion interne,...etc).
  • On connaît divers types de machines rotatives à capsulisme présentant des formes géométriques de cylindre et des positions relatives du piston rotatif par rapport au cylindre les plus diverses.
  • Le rendement de ces machines est fortement influencé par leur conception particulière et l'usage généralisé de lubrifiants pour réduire leurs pertes d'étan- chéité entre chambres.
  • En particulier, l'étanchéité latérale, c'est-à-dire entre chaque extrémité de palette et le flasque en regard est fortement affectée d'une part,par l'usure desdites extrémités des palettes, par leur frottement contre le flasque et d'autre part par la tolérance nécessaire entre l'extrémité du corps du piston et les flasques. Cette déficience d'étanchéité transversale a pour effet de permettre à toutes les chambres d'interférer intempestivement entre elles, ce qui a pour effet de réduire drastiquement le rendement de la machine.
  • De plus, dans le cas de compresseurs secs, sans lubrification, l'usure des surfaces de frottement est encore accrue et il est impossible jusqu'à présent de fournir un compresseur sec fonctionnant avec un rendement sa- ·tisfaisant et pendant un temps prolongé.
  • Le but de la présente invention vise par conséquent à fournir une machine rotative à palettes ayant un rendement sensiblement amélioré par rapport aux machines à capsulisme existantes grâce à une conception particulière de l'étanchéité d'une telle machine et des moyens devant l'assurer de manière efficace.
  • Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci vise également à fournir une machine à capsulisme pouvant fonctionner en tant que compresseur sec avec un rendement énergétique notablement accru.
  • Le but de la présente invention est atteint par une machine rotative à palettes comportant au moins un cylindre creux dans lequel est logé un piston, cylindre pourvu d'ouvertures d'admission et d'évacuation de fluide et obturé de chaque côté par un flasque comportant les paliers du piston, ainsi qu'au moins une palette partiellement rétractable, soit dans le piston, soit dans le cylindre, et au moins deux chambres à volume variable au cours d'un cycle, ladite machine pouvant fonctionner en machine réceptrice ou en machine génératrice, caractérisée en ce qu'elle comporte :
    • - des éléments d'étanchéité longitudinale logés sur l'extrémité longitudinale de chaque palette, qui sont en frottement avec la surface de contact, lesdits éléments étant appliqués contre leur surface de frottement sous l'effet d'une force ;
    • - des éléments d'étanchéité latérale disposés à chaque extrémité latérale des palettes entre lesdites palettes et les flasques; et
    • - des éléments d'étanchéité transversale assurant l'étanchéité entre le piston, deux palettes successives et les flasques.
  • Selon une variante particulièrement préférée de la présente invention, la machine rotative à palettes décrite ci-dessus comporte également des éléments d'étanchéité faciale qui agissent entre les faces des palettes et les faces intérieures des encoches dans lesquelles elles coulissent et qui sont essentiellement de mêmé longueur que lesdites palettes.
  • Cet élément d'étanchéité faciale est destiné à éviter toute fuite de fluide d'une chambre à l'autre au travers de l'encoche ouvrée soit dans le piston, soit dans le cylindre, entre la palette et les parois de l'encoche dans laquelle elle coulisse. Cet élément c étanchéité peut être libre ou commandé par une pression de ressort ou une pression de fluide venant de l'intérieur ou de l'extérieur de la machine.
  • On constate donc que l'étanchéité est particulièrement bien réalisée en disposant des éléments d'étanchéité autour des palettes et entre le piston et les flasques.
  • Le fait de se trouver en présence de chambres à volume variable substantiellement étanches augmente notablement le rendement des machines rotatives à palettes.
  • Selon une forme d'exécution particulièrement avantageuse, l'élément d'étanchéité longitudinale consiste en un joint linéaire de longueur substantiellement égale à la longueur interne du cylindre, logé dans l' épaisseur de la palette, vis-à-vis de la surface de frottement, de manière à pouvoir osciller librement autour de son axe longitudinal. Ce joint est avantageusement appliqué contre la surface de frottement par une force qui, en plus de la force centrifuge peut consister en une ac-. tion d'un ressort ou d4uhe pression de fluide, soit le fluide comprimé soit un fluide sous pression provenant d'une source extérieure.
  • Avantageusement, l'étanchéité entre l'élément d'étanchéité longitudinale et les flasques de la machine peut être assurée par une application parfaite de celui-ci sur les flasques grâce à une pression pouvant être obtenue par une élongation dudit élément d'étanchéité longitudinale. Cette possibilité d'extension de la longueur dudit élément d'étanchéité longitudinale peut avantageu- sèment être réalisée par sa conception mécanique particu- lière ou par une force résultant d'une pression de ressort ou de fluide.
  • L'élément d'étanchéité latérale consiste avantageusement en un joint adéquat en forme de U s'emboîtant sur les extrémités des palettes. L'emboîtement est tel que l'élément d'étanchéité latérale s'adapte à l'élément d'étanchéité longitudinale et que toute fuite de fluide entre les deux soit rendue impossible. De même, sa forme est étudiée de manière à assurer une étanchéité substantiellement complète entre la palette et l'élément d'étanchéité longitudinale malgré la mobilité de celui-ci.
  • Avantageusement, l'élément d'étanchéité transversal consiste en un joint de forme adéquate logé dans un évidement pratiqué dans la face transversale du piston et qui empêche les fuites de fluide entre le piston, les flasques et les palettes.
  • Pour parfaire l'étanchéité des chambres à volume variable, des éléments d'étanchéité faciale sont logés dans des rainures situées dans les faces des palettes ou dans les parois des encoches de celles-ci.
  • De cette manière, le contenu de chaque chambre à volume variable est parfaitement confiné du fait de l' étanchéité absolue par rapport aux chambres voisines et à toute autre partie de la machine.
  • D'autres avantages et variantes de la présente invention seront donnés dans la description qui suit d' une forme d'exécution particulièrement avantageuse. Il faut noter que celle-ci est donnée à titre d'exemple non limitatif.
  • La description s'appuie sur les figures annexées dans lesquelles :
    • - la figure 1 est une vue en coupe schématique du cylindre et du piston d'une machine rotative à palettes;
    • - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1;
    • - les figures 3 et 4 sont des vues en détail de l'élément d'étanchéité longitudinale ;
    • - la figure 5 est une vue en détail à échelle agrandie d' un élément d'étanchéité latérale ;
    • - la figure 6 est une vue en détail de l'extrémité d'une palette;
    • - la figure 7 représente un élément d'étanchéité transversale
    • - la figure 8 représente une autre forme d'exécution dudit élément d'étanchéité transversale;
    • - la figure 9 représente une réalisation avantageuse d'une palette dotée de ses éléments d'étanchéité longitudinale, latérale et faciale; et
    • - la figure 10 représente une coupe du piston et d'une palette faisant apparaître une forme de positionnement des éléments d'étanchéité longitudinale et faciale.
  • La machine rotative 1 à palettes comporte un cylindre creux 3 et un piston 5 non coaxes. Selon la figure 2, le cylindre est un cylindre de révolution d'axe 2 (fig. 1) : on peut cependant également prévoir une forme trochôide, hypotrochïde,...etc. Toujours selon l'exemple représenté, le piston est un cylindre de révolution d'axe 4 et présente un diamètre sensiblement inférieur à celui du cylindre. On peut cependant prévoir toute autre forme adéquate. Dans le cas traité, le cylindre est fixe et joue le rôle de stator tandis que le piston joue le rôle de rotor muni d'une prise de force 7. Dans une autre forme d'exécution, le piston peut être fixe et le cylindre mobile, la prise de force se trouvant alors montée sur le cylindre 3. L'admission et l'échappement s'opèrent par les ouvertures 6 et 8 (Fig. 2).
  • Le cylindre est obturé par deux flasques 9, 11 pourvus, respectivement, de paliers 13 et 15. L'un des flasques au moins 11 comporte à l'endroit du palier 15 une ouverture permettant le passage du tourillon 7 du piston servant de prise de force.
  • Pour des raisons de clarté, on n'a pas représenté les moyens de refroidissement tel que circuits d' eau ou d'huile ou ailettes, ni les circuits de graissage, ni les circuits d'air ou fluide sous pression.
  • Chaque chambre est délimitée (figure 2) par le cylindre, les flasques, le piston et deux palettes planes successives 20 d'une épaisseur adéquate coulissant dans des rainures longitudinales 21 pratiquées dans le piston suivant des plans passant de préférence mais pas nécessairement, par l'axe de rotation du piston 5.
  • Les palettes sont munies à l'extrémité en contact avec la surface de frottement qui, dans ce cas, est la surface intérieure du cylindre creux d'un joint longitudinal 22 l'élément d'étanchéité longitudinale logé dans une gorge 23 pratiquée dans l'épaisseur de la palette. Le joint longitudinal 22 présente une longueur substantiellement égale à la longueur interne du cylindre et est libre de pivoter autour de son propre axe longitudinal dans ladite gorge 23. De préférence, ledit joint est pourvu, sur sa longueur, d'un méplat 24 destiné à s'appliquer de manière avantageuse sur la face interne du cylindre.
  • Il est bien entendu que le joint longitudinal 22 décrit précédemment peut être cylindrique ou présenter , toute autre conformation telle que par exemple de section principale rectangulaire ou de section oblongue ou encore d'une section présentant une convexité adaptée au rayon de courbure de la surface interne du cylindre 3.
  • De préférence, le joint longitudinal 22 représenté en détail, en vue du dessus et en vue de face, respectivement, dans les figures 3 et 4, comporte des entailles 25 disposées en quinconce.
  • Avantageusement, la dimension de l'entaille est supérieure à la moité de la largeur du joint longitudinal.
  • Ces entailles dans le joint permettent d'obtenir une certaine élasticité de celui-ci dont l'effet croît avec la pression dans la chambre correspondante.
  • Dans d'autres formes de réalisation, le joint linéaire 22 pourra être réalisé par l'assemblage de pièces multiples dont l'élasticité résulte des effets de ressorts ou de pressions de fluide, ces pièces étant usinées dans des matières particulièrement choisies pour résister aux températures et pressions rencontrées dans les cas d'utilisation.
  • De cette manière, on obtient une très bonne étanchéité des chambres à volume variable à l'endroit du contact des palettes,par l'interposition du joint linéaire, et la surface de frottement, c'est-à-dire la surface interne du cylindre.
  • De'plus, en vue d'assurer l'efficacité de 11 étanchéité, indépendamment de l'intensité d'action de la force centrifuge sur les palettes, c'est-à-dire indépendamment de la vitesse de rotation du piston, ce qui constitue un avantage majeur notamment à bas régime ou lors du démarrage de la machine,le joint longitudinal est appliqué contre la surface de frottement par une force telle que celle résultant d'un ressort s'appuyant entre le piston et la palette, ou d'une pression de fluide. Un autre moyen peut avantageusement consister en des poussoirs hydrauliques ou pneumatiques alimentés par un fluide sous pression de source extérieure ou intérieure, c'est-à-dire le fluide comprimé lui-même par exemple.
  • La partie principale de la palette, c'est-à-dire le corps 20 de la palette, peut être de conception monobloc, mais des variantes peuvent être de conception lamellaire ou multibloc pouvant la rendre extensible ou téléscopique.
  • Dans une autre variante de la présente invention, les rainures 21 opposées dans le piston peuvent communiquer entre elles pour le passage des ressorts, de poussoirs hydrauliques ou d'autres moyens destinés à appliquer une pression idéale entre deux palettes opposées et réaliser de ce fait une pression idéale de celles-ci contre la surface interne du cylindre par l'intermédiaire du joint longitudinal 22.
  • Une autre caractéristique de la présente invention est la présence, à chacune des extrémités latérales de la palette, d'un élément d'étanchéité latérale (figure 5), dénommé joint latéral, empêchant les fuites entre les palettes et les flasques de la machine rotative. De préférence, le joint latéral est formé d'un profil en U 30 placé sur la tranche d'extrémité de la palette et forme également la prolongation de la gorge 23 recevant le joint longitudinal 22 tout en étant maintenu en contact permanent avec la face interne du flasque par un moyen connu en soi tel qu'un ressort ou par une pression hydraulique ou pneumatique provenant de l'intérieur du cylindre et agissant au travers de lumières situées derrière ledit joint transversal.
  • Avantageusement, le joint latéral en forme d'U comporte, à chaque partie inférieure des branches du U un évidement rectangulaire 31 qui s'adapte à un nez 32 (figures 5 et 6) de la palette 20 de manière à empêcher toute fuite du fluide par la jointure entre le joint latéral 30 et la palette 20.
  • Le piston rotatif 5 est en soi caractérisé par la présence sur chacun des secteurs partageant chacune de ses faces transversales, d'un ou de plusieurs éléments d' étanchéité transversale (joints transversaux) 27 logés dans des évidements 28 creusés dans lesdites faces transversales et joignant deux rainures longitudinales 21 successives de manière à ce que les joints transversaux 27 soient en contact permanent avec deux palettes successives. Ces joints transversaux 27 assurent l'étanchéité de la partie des chambres correspondant aux interstices séparant les faces transversales du piston des faces internes des flasques et les faces latérales des deux palettes successives par la pression qu'ils subissent"de la part d'un moyen connu en soi tel que des ressorts ou une pression hydraulique ou pneumatique de fluide provenant de l'intérieur du piston par des canalisations appropriées et qui leur est appliquée au travers d'ouvertures pratiquées dans les évidements 28. A titre d'exemple non limitatif, citons comme types de joints transversaux préférés les segments rectilignes, les segments arqués et les joints de forme sensiblement triangulaire.
  • La figure 8 représente une forme de réalisation avantageuse d'un joint transversal qui assure un équilibre idéal de pressions sur le joint et qui provoque un autoserrage de celui-ci entre deux palettes successives.
  • Selon une autre forme d'exécution du joint transversal, l'auto-serrage de celui-ci peut être effectué grâce à une ou plusieurs entailles partielles qui permettent une certaine déformation élastique du joint sous l'influence de la pression régnant dans la chambre à volume variable, pression qui provoque l'élargissement des entailles du joint.
  • Ces joints transversaux peuvent être réalisés en des matières particulièrement adaptées aux pressions et températures qu'ils auront à supporter dans les différentes réalisations de la machine rotative.
  • Selon une forme d'exécution particulièrement préférée de la présente invention, les interfaces entre les faces de la palette et les faces des rainures 21 dans lesquelles elles coulissent, comportent des éléments d' étanchéité faciale (joint facial) qui empêchent toute communication d'une chambre à l'autre par contournement des palettes via l'intérieur du piston et qui améliorent aussi de manière sensible le guidage et le glissement des palettes dans leurs encoches.
  • Avantageusement, chaque face de palette et chaque face intérieure des encoches dans lesquelles coulissent les palettes sont munies d'au moins une rainure longitudinale 36 dans laquelle est logé un joint facial 35 (figure 10).
  • Il est spécifié que les joints longitudinaux 22 et latéraux 30 des palettes ainsi que les joints transversaux 27 et les joints faciaux 35 peuvent être constitués de toute matière de nature métallique ou synthétique, minérale ou organique, satisfaisant aux exigences d' herméticité des surfaces de contact sans usure réciproque et de résistance aux sollicitations mécaniques, thermiques et chimiques auxquelles ils seront soumis lors du travail de la machine.
  • A titre d'exemple, pour de telles matières, on peut citer le graphite,la céramique, les aciers spéciaux, les fibres de carbone, les matières plastiques et autres matières convenant bien pour ce genre d'application et adaptées au type de machine.
  • Cette machine est caractérisée par les éléments utilisés pour réaliser l'étanchéité complète de chaque chambre, c'est-à-dire pour y localiser strictement les fluides qui y subissent des variations de volume, de pression et de température, ainsi que par la disposition propre de chaque élément et de leur position relative les uns par rapport aux autres.
  • Ces caractéristiques de l'invention permettent d'atteindre le but de l'invention qui est d'améliorer sensiblement le rendement énergétique des machines rotatives à capsulisme utilisées pour modifier l'état d'un gaz qui lui est fourni ou pour fournir de l'énergie, c' est-à-dire fonctionnant en compresseur, dépresseur, pompe ou moteur.
  • Notons enfin qu'il ne sort pas de l'invention d' utiliser la machine rotative à palettes ainsi perfectionnée avec des liquides auxquels elle communique de l'énergie (pompe) ou dont elle reçoit une énergie qu'elle transforme en énergie mécanique (moteur hydraulique).

Claims (11)

1. Machine rotative à palettes (1) comportant au moins un cylindre creux (3) dans lequel est logé un piston, cylindre pourvu d'ouvertures d'admission (6) et d'évacuation (8) et obturé de chaque côté par un flasque (9, 11) comportant les paliers (13, 15) du piston (5), et au moins une palette (20) au moins partiellement rétractable, soit dans le piston (5) soit dans le cylindre (3), et au moins deux chambres à volume variable au cours d'un cycle, ladite machine pouvant fonctionner en machine réceptrice ou en machine génératrice, caractérisée en ce qu'elle comporte :
- des éléments d'étanchéité longitudinale (22) logés sur l'extrémité longitudinale de chaque palette (20), qui sont en frottement avec la surface de contact, lesdits éléments (22) étant appliqués contre leur surface de frottement sous l'effet d'une force;
- des éléments d'étanchéité latérale (30) disposés à chaque extrémité latérale des palettes (20) entre lesdites palettes et les flasques (9, 11); et
- des éléments d'étanchéité transversale (27) assurant l' étanchéité de chaque chambre a volume variable entre le piston (5), deux palettes successives (20) et les flasques (9, 11).
2. Machine rotative selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte également des éléments d'étanchéité faciale (35) qui agissent entre les faces des palettes et les faces intérieures des encoches dans lesquelles celles-ci coulissent et qui sont essentiellement de même longueur que lesdites palettes.
3. Machine rotative à palettes selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité longitudinale consiste en un joint linéaire (22) de longueur substantiellement égale à la longueur interne du cylindre, de section circulaire ou oblongue, logé dans l'épaisseur de la palette, vis-à-vis de la surface de frottement de manière à pouvoir osciller librement autour de son axe longitudinal.
4. Machine rotative à palettes selon la revendication 3 caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité longitudinale est pourvu, sur sa longueur, d'un méplat (24) destiné à s'appliquer de manière avantageuse sur la face interne du cylindre.
5. Machine rotative à palettes selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité comporte des entailles partielles (25) disposées en quinconce et traversant toute l'épaisseur du joint.
6. Machine rotative à palettes suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité latérale est formé d'un profil en U (30) emboîté sur la tranche d'extrémité de la palette et forme également la prolongation de la gorge (23) de l'élément d'étanchéité longitudinale.
7. Machine rotative à palette suivant la revendication 6 caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité latérale en forme d'U (30) comporte à chaque branche du U un évidement rectangulaire (31) qui s'adapte à un nez (32) de la palette (20) de manière à empêcher toute fuite de fluide par la jointure entre l'élément d'étanchéité latéral (30) et la palette (20).
8. Machine rotative à palettes suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité transversale consiste en un joint (27) logé dans un évidement (28) creusé dans ladite face transversale et joignant deux rainures longitudinales (21) successives de manière à ce que les joints transversaux (27) soient en contact permanent avec deux palettes successives.
9. Machine rotative à palettes selon la revendication 8 caractérisée en ce que les éléments d'étanchéité transversale consistent en des secteurs soumis à une pression d'un ressort ou d'un fluide.
10. Machine rotative à palettes selon la revendication 8 caractérisée en ce que les éléments d'étanchéité transversale consistent en des segments rectilignes ou arqués munis d'entailles qui permettent une certaine déformation élastique du joint sous l'effet d'une pression.
11. Machine rotative à palettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments d'étanchéité faciale consistent en des joints faciaux (35) logés dans des rainures(36) pratiquées dans chaque face de la palette (20) et/ou dans chaque face intérieure de l'encoche dans laquelle celle-ci coulisse.
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