FR2564154A1 - ROTARY PUMP WITH VARIABLE ECCENTRICITY AND OSCILLATING VANES - Google Patents
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Abstract
POMPE ROTATIVE A PALETTES, A EXCENTRICITE VARIABLE, DANS LAQUELLE LA VARIATION CYCLIQUE DE LA PROEMINENCE DES PALETTES 21 SUR LA SUPERFICIE CYLINDRIQUE DU ROTOR 11 DE FACON A MAINTENIR LEUR EXTREMITE DROITE 45-46 EN CONTACT CONSTANT OU EN TOUS CAS A BREVE DISTANCE DE LA SUPERFICIE CYLINDRIQUE INTERNE DU STATOR 16-16, EST DETERMINEE PAR L'OSCILLATION CYCLIQUE DE CHACUNE DES PALETTES 21 SUR SON ARBRE 10 PARALLELE A L'ARBRE 12 DU ROTOR 11 ET SUPPORTE PAR CELUI-CI, OSCILLATION GUIDEE ET REGLEE AU MOYEN D'UN DISPOSITIF SPECIAL 24-25 DE GUIDE ET DE REACTION A LA PRESSION DU FLUIDE.ROTARY VANE PUMP, WITH VARIABLE ECCENTRICITY, IN WHICH THE CYCLIC VARIATION OF THE PROEMINENCE OF THE PALLETS 21 ON THE CYLINDRICAL AREA OF THE ROTOR 11 IN A WAY TO KEEP THEIR RIGHT END 45-46 IN CONSTANT CONTACT OR IN ANY CASE A SHORT DISTANCE FROM THE SUPERIOR INTERNAL CYLINDRICAL OF STATOR 16-16, IS DETERMINED BY THE CYCLIC OSCILLATION OF EACH OF THE PALLETS 21 ON ITS SHAFT 10 PARALLEL TO SHAFT 12 OF ROTOR 11 AND SUPPORTED BY THIS, GUIDED OSCILLATION AND REGULATED BY MEANS OF A DEVICE SPECIAL 24-25 FOR GUIDANCE AND REACTION TO FLUID PRESSURE.
Description
i Pompe rotative à excentricité variable et à palettes oscillantes Lesi Rotary pump with variable eccentricity and oscillating vanes
pompes les plus connues se trouvant dans le commerce sont the most well-known commercially available pumps are
à pistons, à engrenages ou à palettes. with pistons, gears or paddles.
Bien qu'ayant un excellent rendement volumétrique et permet- Although having an excellent volumetric yield and allows-
tant de grandes hauteurs d'élévation, les pompes à pistons so many great elevations, the piston pumps
ont des moyens très compliqués de variation de leur portée cy- have very complicated means of varying their cy-
clique.click.
Les pompes à engrenage sont relativement coûteuses et ne per- Gear pumps are relatively expensive and do not
mettent pas la variation de la portée cyclique. not change the cyclic range.
Les pompes à palettes radiales présentent un gros problème d'étanchéité; les pressions pouvant être atteintes et les Radial vane pumps have a big sealing problem; the pressures that can be reached and the
rendements sont donc modestes.yields are therefore modest.
En outre, elles sont délicates, présentent une grande sensibi- In addition, they are delicate, have a high sensitivity
lité à la pollution de l'huile de la part de particules mé- lity to oil pollution from metallic particles
talliques et leur amorce d'aspiration demande un nombre élevé metal and their initiation of suction requires a high number
de tours.of turns.
L'invention en question élimine les inconvénients susdits et The invention in question eliminates the above drawbacks and
apporte d'autres avantages importants, ainsi qu'il sera illus- brings other important benefits, as will be illus-
tré plus loin.very further.
Dans les pompes rotatives à palettes, avec excentricité entre rotor et stator, la position des palettes par rapport au rotor doit présenter une variation cyclique afin que leur position In rotary vane pumps, with eccentricity between rotor and stator, the position of the vanes relative to the rotor must have a cyclic variation so that their position
optimale soit constamment maintenue, c'est-à-dire pour main- is constantly maintained, i.e. for main-
tenir leur extrémité, à tout moment, en contact ou à brève keep their tip, anytime, in touch or brief
distance, de la superficie cylindrique interne du stator. distance, from the internal cylindrical area of the stator.
Si l'on tient compte de l'excentricité entre rotor et stator, If we take into account the eccentricity between rotor and stator,
la proéminence de l'extrémité de la palette doit varier cycli- the prominence of the end of the pallet must vary cycli-
quement durant chaque tour par rapport à la superficie cylin- only during each turn in relation to the cylinder area
drique du rotor.rotor blade.
Suivant la présente invention, ceci est obtenu par l'oscilla- According to the present invention, this is obtained by the oscilla-
tion de chaque palette, autour d'un arbre parallèle à l'ar- tion of each pallet, around a tree parallel to the ar-
bre du rotor et supporté par celui-ci, au moyen d'un disposi- bre of the rotor and supported by it, by means of a device
tif spécial de guide et de réaction aux pressions du fluide special guide and reaction to fluid pressures
sur la palette même.on the palette itself.
Ce dispositif, dans un type préféré de réalisation,comprend un petit bras solidaire excentriquement de l'arbre de chaque palette et disposé de façon à ce que son axe géométrique se trouve à peu près en alignement avec l'extrémité de chaque This device, in a preferred type of embodiment, comprises a small arm eccentrically secured to the shaft of each pallet and arranged so that its geometric axis is approximately in alignment with the end of each
palette.palette.
Ce bras est doté d'un moyen de glissement., tel que roule- This arm is provided with a sliding means., Such as rolls-
ment à galets ou autre, sur une piste circulaire co-ax ale et solidaire du stator s'adaptant donc automatiquement à la variation éventuelle d'excentricité du stator par rapport au ment with rollers or other, on a circular path co-ax ale and integral with the stator therefore automatically adapting to the possible variation of eccentricity of the stator relative to the
rotor, tout en maintenant la guide et le réglage de l'oscilla- rotor, while maintaining the guide and the oscillation-
tion des palettes.tion of pallets.
Le rotor est substantiellement formé de deux parties latérales cylindriques, réunies par un corps intermédiaire lui aussi cy- The rotor is substantially formed of two cylindrical lateral parts, joined by an intermediate body also cy-
lindrique, de diamètre adéquatement moindre. lindrique, of adequately smaller diameter.
Il est ainsi possible de loger, dans la cavité annulaire ré- It is thus possible to accommodate, in the annular cavity
sultant de la différence des diamètres, la partie oylindrique resulting from the difference in diameters, the cylindrical part
du stator faisant vis-à-vis à ce corps central du rotor. of the stator facing this central body of the rotor.
Une série d'orifices prévus sur le rotor, parallèles A son arbre, à égale distance de celui-ci et présentant une valeur d'angle constante, résultent, dans la zone cylindrique du rotor, ouverts en direction opposée à l'axe de ce dernier: et communiquant ainsi avec la zone annulaire créée entre stator A series of orifices provided on the rotor, parallel to its shaft, equidistant from the latter and having a constant angle value, result, in the cylindrical region of the rotor, open in the direction opposite to the axis of this last: and thus communicating with the annular zone created between stator
et rotor.and rotor.
Les orifices cylindriques logent les arbres cylindriques oscil- The cylindrical orifices accommodate the cylindrical oscil-
lants des palettes obtenues par aplatissement de la zone cen- lants of the pallets obtained by flattening the central area
trale des arbres, à brève distance de leur axe géométrique, en coincidence de la zone nnuiaire existant entre rotor et stator. La partie aplatie des palettes constitue le front de réaction aux pressions du fluide, alors que l1ur partie convexe forme trale of trees, a short distance from their geometric axis, coinciding with the nnuiaire zone existing between rotor and stator. The flattened part of the pallets constitutes the front of reaction to the pressures of the fluid, while the convex part forms
le dos oscillant à l'intérieur des logements sur le rotor. the oscillating back inside the housings on the rotor.
Une masse excentrique est solidaire de chaque arbre formant les palettes, dans une.position angulaire apte à créer une force centrifuge tendant à maintenir le coussinet du bras de An eccentric mass is integral with each shaft forming the pallets, in an angular position capable of creating a centrifugal force tending to maintain the bearing of the arm of
guide et de réaction er. direction de la piste circulaire co- guide and reaction er. direction of the circular track co-
axiale et solidaire du stator et done maintenir l'extrémité axial and integral with the stator and therefore maintain the end
des palettes vers la superficie interne du stator. pallets to the internal surface of the stator.
Le stator peut effectuer un mouvement de translation par rap- The stator can perform a translational movement relative to
port au rotor de manière à varier l'excentricité et donc la grandeur des chambres qui se forment cycliquement entre les palettes et les superficies cylindriques opposées du rotor port to the rotor so as to vary the eccentricity and therefore the size of the chambers which form cyclically between the vanes and the opposite cylindrical surfaces of the rotor
et du stator, variant donc la portée cyclique de la pompe. and the stator, thus varying the cyclic range of the pump.
La translation du stator détermine également celle de la piste The translation of the stator also determines that of the track
circulaire co-axiale qui dirige les bras de guide et de réac- co-axial circular which directs the guide and reaction arms
tion solidaires des palettes.tion integral with the pallets.
La translation du stator est déterminée par la poussée donnée par un organe à vis auquel s'oppose un ressort de réaction, The translation of the stator is determined by the thrust given by a screw member to which a reaction spring is opposed,
rendant ainsi possible un réglage précis et minutieux de l'ex- thus making possible a precise and meticulous adjustment of the ex-
centricité. Dans une forme préférée de réalisation, le rotor est en une seule pièce tandis que le stator est construit en deux pièces pour permettre son logement dans l'espace existant entre les centricity. In a preferred embodiment, the rotor is in one piece while the stator is constructed in two pieces to allow its accommodation in the space existing between the
deux parties latérales cylindriques du rotor. two cylindrical lateral parts of the rotor.
L'étanchéité entre la partie dorsale de la palette et son siège semicylindrique sur le rotor,dans lequel elle peut osciller, est assurée par une garniture longitudinale insérée The seal between the dorsal part of the pallet and its semi-cylindrical seat on the rotor, in which it can oscillate, is ensured by a longitudinal lining inserted
dans un logement de cette partie dorsale. in a housing in this back part.
Le contact entre la superficie cylindrique interne du stator et l'extrémité des palettes, se fait à travers le fluide, en l'espèce. huile, qui passe par cette extrémité; tout ceci The contact between the internal cylindrical surface of the stator and the end of the vanes, is made through the fluid, in this case. oil, which passes through this end; all this
avec un frottement minimum et une facilité et étanchéité ma- with minimum friction and ease and tightness
ximum. Les caractéristiques et les buts de cette invention seront rendus encore plus clairs par les exemples de réalisation qui ximum. The characteristics and aims of this invention will be made even clearer by the exemplary embodiments which
suivent, accompagnés de figures schématiques. follow, accompanied by schematic figures.
La figure 1 est une pompe en perspective; la figure 2 est une section transversale La pompe comprend une série de palettes radiales 21 obtenues Figure 1 is a perspective pump; Figure 2 is a cross section The pump comprises a series of radial vanes 21 obtained
en aplatissant dans leur zone centrale les arbres 10, subs- by flattening the trees 10, subs-
tantiellement constitués d'un cylindre et logés dans les ori- both made up of a cylinder and housed in the ori-
fices 51 du corps du rotor, solidaire de l'arbre 12 tournant sur les roulements 13-14 (fig. 1). A l'intérieur de la cavité centrale annulaire 15 présentée par le rotor, est logé le stator prévu en deux moitiés 16, 16', avec base plate 17 coulissant sur les galets 18 posés parts 51 of the rotor body, integral with the shaft 12 rotating on the bearings 13-14 (fig. 1). Inside the annular central cavity 15 presented by the rotor, is housed the stator provided in two halves 16, 16 ', with flat base 17 sliding on the rollers 18 placed
sur le fond de la carcasse 19, avec interposition de la cage 20. on the bottom of the carcass 19, with the interposition of the cage 20.
Les arbres formant ies palettes sont supportés des deux cô- The trees forming the pallets are supported on both sides.
tés par les roulements à galets 22 et 23, et présentent à une extrémité le pivot 25 de réaction avec coussinet 24 monté en ted by roller bearings 22 and 23, and have at one end the pivot 25 of reaction with bearing 24 mounted in
projection et en position excentrique par rapport à l'axe géo- projection and in an eccentric position relative to the geo-axis
métrique de rotation de la palette 21, et la masse d'équili- metric of rotation of the pallet 21, and the mass of balance
brage 26.brage 26.
Le coussinet 24 parcourt en roulant la piste circulaire 27 The bearing 24 travels by rolling the circular track 27
avec bord annulaire 28 coaxiale au stator et rendue solidai- with annular edge 28 coaxial with the stator and made integral
re de celui-ci par le corps cylindrique en godet 29. re of it by the cylindrical body in bucket 29.
D'un côté, le stator 16 est en contact avec la vis 30 vissée On one side, the stator 16 is in contact with the screw 30 screwed
sur le couvercle 31 solidaire de la carcasse 19. on the cover 31 integral with the carcass 19.
Du côté opposé à la vis 30, on a la réaction élastique contras- On the side opposite to the screw 30, there is the contrasting elastic reaction
tante du ressort à hélice cylindrique 32, enfilé dans l'élé- aunt of the cylindrical helical spring 32, threaded into the
ment 33 solidaire de la carcasse 19, par l'intermédiaire de ment 33 integral with the carcass 19, by means of
l'embout 35 du godet 34 solidaire de la tige 34. the tip 35 of the cup 34 secured to the rod 34.
La pression du ressort est réglée par le volant 36 vissé sur The spring pressure is adjusted by the handwheel 36 screwed on
l'élément creux 33 pressant sur le ressort par l'intermédiai- the hollow element 33 pressing on the spring by means of
re de la bague d'espacement 37.re of the spacer ring 37.
Sur la carcasse 29, est appliquée la tubulure 38 communiquant avec l'orifice 39 du stator par l'intermédiaire du tube On the carcass 29, is applied the tubing 38 communicating with the orifice 39 of the stator via the tube
élastique 40.elastic 40.
Dans sa partie inférieure, le stator présente une série d'ori- In its lower part, the stator presents a series of ori-
fices 41, qui débouchent dans le conduit 42 communiquant avec fices 41, which open into the conduit 42 communicating with
la tubulure latérale -43 par le petit tuyau intermédiaire 44. the lateral tubing -43 by the small intermediate pipe 44.
L'extr8mité droite, telle 45-46, de deux palettes contigUes, fait tenue contre la superficie interne du stator, en créant, The right end, such as 45-46, of two contiguous pallets, is held against the internal surface of the stator, by creating,
au fur et à mesure, des chambres telles que 47 (fig. 2)de vo- gradually, rooms such as 47 (fig. 2) of your
lume variable.variable lume.
La variation sera plus ou moins grande suivant l'excentricité The variation will be greater or less depending on the eccentricity
de la position du rotor 11 par rapport au stator 16-16'. of the position of the rotor 11 relative to the stator 16-16 '.
Les extrémités 45-46 de chacune des palettes se présentent The ends 45-46 of each of the pallets are presented
plus ou moins en alignement avec l'axe 50 du pivot de réaction. more or less in alignment with the axis 50 of the reaction pivot.
Une garniture d'étanchéité 48 est prévue sur le dos convexe A seal 48 is provided on the convex back
de chaque palette.of each pallet.
Le fluide aspiré entre dans la tubulure 38 et, à travers l'ori- The sucked fluid enters the tubing 38 and, through the ori-
fice 39, parvient dans les chambres 47de. volume variable o, par effet de la rotation du rotor 11, il se trouve comprimé fice 39, arrives in rooms 47de. variable volume o, by the effect of the rotation of the rotor 11, it is compressed
et envoyé dans le conduit 42 de refoulement. and sent into the discharge conduit 42.
Le coussinet 24 du pivot 25 de chacune des palettes, coulis- The bearing 24 of the pivot 25 of each of the pallets, slides
sant sur la piste 27, s'oppose à la pression du fluide dans sant on runway 27, opposes fluid pressure in
la palette.the palette.
Les palettes, tout en oscillant cycliquement autour de l'axe de l'arbre 10, sur un angle déterminé de l'excentricité entre rotor et stator, maintiennent, par effet du pivot 25, leurs The vanes, while oscillating cyclically around the axis of the shaft 10, over a determined angle of the eccentricity between the rotor and the stator, maintain, by the effect of the pivot 25, their
extrémités droites, telles que 45, 46, à peu près constam- straight ends, such as 45, 46, roughly constam-
ment en contact avec la superficie cylindrique interne du sta- in contact with the internal cylindrical surface of the stat
tor ou de toute façon à peu de distance de celle-ci. tor or anyway a short distance from it.
Si l'on désire varier la portée cyclique de la pompe, on agit sur la vis 30, changeant, par rapport au rotor 11, la position et l'excentricité du stator 16-16' et par conséquent de la If one wishes to vary the cyclic range of the pump, one acts on the screw 30, changing, relative to the rotor 11, the position and the eccentricity of the stator 16-16 ′ and consequently of the
piste 27.track 27.
Par effet de la force centrifuge, la masse d'équilibrage 26 collaborera avec le coussinet 24 pour maintenir constamment By effect of the centrifugal force, the balancing mass 26 will collaborate with the bearing 24 to maintain constantly
les palettes dans une stabilité optimale. pallets in optimal stability.
Grande hauteur d'élévation et haut rendement volumétrique. Large lifting height and high volumetric efficiency.
Absence de vibrations Robustesse, grande fiabilité et durée Réglage rapide et facile du débit cyclique de la pression et de la puissance Régime étendu d'utilisation, a un nombre de tours bas ou élevé. Rapport élevé entre le volume des chambres, l'encombrement Absence of vibrations Robustness, high reliability and duration Quick and easy adjustment of the cyclic flow of pressure and power. Extended operating regime, at a low or high number of revolutions. High ratio between room volume, size
et le poids.and the weight.
Simplicité de construction et coût réduit de production. Simplicity of construction and reduced cost of production.
Etant donné que les applications de cette invention ont été décrites à titre d'exemple indicatif et non limitatifX il reste entendu que toute application équivalente des concepts d'invention exposés, et tout produit réalisé et/ou opérsant suivant les caractéristiques de il'invention, rentreront dans Given that the applications of this invention have been described by way of indicative and nonlimiting example, it is understood that any equivalent application of the concepts of invention presented, and any product produced and / or operating according to the characteristics of the invention, will fit in
son. domaine de protection.his. protection area.
$s 2564154$ s 2564154
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