FR2570444A1 - Pompe a palettes - Google Patents
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Abstract
POMPE A PALETTES, COMPORTANT : UN CORPS MUNI D'UN ALESAGE7 ET DE DEUX PAROIS LATERALES17 POURVUES D'UNE FENTE D'ADMISSION ETOU D'UNE FENTE D'ECHAPPEMENT; UN ROTOR MONTE EXCENTRIQUEMENT DANS LE CORPS, ET AU MOINS QUATRE PALETTES ARTICULEES SUR LE POURTOUR DU ROTOR. CES PALETTES GLISSENT, PAR LEURS EXTREMITES LIBRES, DANS L'ALESAGE7 ET, PAR LEURS SURFACES LATERALES, SUR LES PAROIS LATERALES17. LA OU LES FENTES D'ADMISSION18 ET LA OU LES FENTES D'ECHAPPEMENT23 ONT CHACUNE UN TRACE COURBE SELON UN ARC D'UN CERCLE ENTOURANT L'AXE DE ROTATION15, ET L'EXTREMITE35 DU DEBUT DE CHAQUE FENTE D'ADMISSION18 ET LA FIN36 DE CHAQUE FENTE D'ECHAPPEMENT23 SONT VOISINES D'UN PLAN MEDIAN34 DETERMINE PAR LES AXES DE L'ALESAGE7 ET DU ROTOR.
Description
POMPE A PALETTES
La présente invention concerne une pompe palettes, comportant: un corps avec alésage à symétrie de rotation et avec deux parois latérales qui se raccordent latéralement à ce corps et sont munies d'une fente d'admission et/ou d'une fente d'échappement de fluide; un rotor dont l'axe est parallèle à celui de cet alésage dans lequel il est monté excentriquement pour y être entraîné en rotation; et au moins quatre palettes réparties sur le pourtour du rotor sur lequel elles sont articulées de manière à pouvoir pivoter, ces palettes ayant leurs extrémités libres agencées dans l'alésage et leurs deux surfaces latérales glissant sur les parois latérales du corps situées en vis-à-vis de ces surfaces latérales, chaque surface latérale présentant un bord intérieur tourné vers le rotor et un bord extérieur tourné vers l'alésage, ces bords étant disposés de façon à passer, lors de la rotation du rotor, sur des arêtes de délimitation des fentes d'admission et d'échappement, à savoir une arête de délimitation intérieure située du côté rotor et une arête de délimitation extérieure
située du côté alésage du corps.
On connait une pompe à palettes du genre mentionné au début, dans laquelle la fente d'admission, considérée dans le sens de rotation, suit, par rapport à l'axe de rotation du rotor, un tracé dirigé radialement vers l'extérieur, de sorte que l'extrémité terminant la fente dans le sens inverse du sens de rotation du rotor se trouve dirigée, selon un angle aigu, vers la surface cylindrique de la paroi du rotor près de laquelle elle
se situe (demande de brevet allemand DE-OS 3 014 520).
Dans cette pompe à palettes connue, la palette pivotant radialement vers l'extérieur balaye la fente d'admission de manière relativement tardive, c'est-à-dire alors que de manière relativement tardive, c'est-à-dire alors que la distance de la palette au plan médian passant par l'axe de rotation du rotor et par l'axe de l'alésage du corps est relativement grande. Sous l'effet de l'aspiration, des couples de rappel peuvent de ce fait prendre naissance dans la chambre de travail formée entre les palettes et encore non mise en communication avec la fente d'admission, et ces couples peuvent agir
sur le rotor en compromettant le rendement de la pompe.
La présente invention a pour but de réaliser une pompe à palettes du type mentionné au début, possédant un rendement particulièrement élevé. De plus, cette
pompe doit être compacte et réalisable économiquement.
Selon l'invention, ce résultat est atteint par le fait que la ou les fentes d'admission et la ou les fentes d'échappement ont chacune un tracé courbe selon un arc d'un cercle entourant l'axe de rotation du rotor, et par le fait que l'extrémité terminant la ou les fentes d'admission dans le sens opposé au sens de rotation du rotor et l'extrémité terminant la ou les fentes d'échappement dans le sens de rotation sont situées au voisinage d'un plan médian passant par l'axe
de l'alésage du corps et par l'axe de rotation du rotor.
Avec l'agencement selon l'invention, la palette pivotant radialement vers l'extérieur, provenant de sa position d'inversion située sur le plan médian, atteint relativement tôt la fente d'admission d'une paroi latérale ou, selon le cas, des deux parois latérales du corps. Ainsi, la chambre de travail comprise entre deux palettes périmétriquement consécutives, dont le volume croît par exemple depuis zéro, est rapidement mise en communication avec la fente d'admission. La pompe à palettes présente donc un rendement élevé. Les fentes d'admission et d'échappement à tracé courbé autour de l'axe de rotation du rotor peuvent par ailleurs être aménagées simplement, avec une grande précision, dans la paroi latérale concernée du corps. De plus, la pompe à palettes ne possède, en direction radiale, qu'un encombrement relativement réduit et peut donc présenter une construction ramassée, ce qui est avantageux. L'invention prévoit en outre que le bord intérieur et le bord extérieur des surfaces latérales des palettes sont à peu près parallèles ainsi que l'arête de délimitation intérieure et l'arête de délimitation extérieure de chaque fente d'admission ou d'échappement. Cela présente l'avantage de permettre l'utilisation de palettes relativement faciles à fabriquer et de former des chambres de travail
relativement grandes entre palettes consécutives.
L'invention prévoit aussi que la-distance entre l'axe de rotation du rotor et la ou les fentes d'admission est plus grande que la distance entre ce même axe et la ou les fentes d'échappement. Il en résulte que l'extrémité, ou les extrémités, terminant la ou les fentes d'admission dans le sens inverse du sens de rotation, et l'extrémité, ou les extrémités, terminant la ou les fentes d'échappement entre les palettes dans le sens inverse du sens de rotation sont alors situées à une proximité optimale du plan médian de la pompe à palettes. La fente d'admission établit relativement tôt une communication avec la chambre de travail dont le volume est justement en train de s'accroître entre les palettes. En même temps, la fente d'échappement établit pendant un temps relativement long une communication avec la chambre de travail à volume décroissant (par exemple jusqu'à zéro) formée entre les
palettes, au voisinage du plan médian.
Parmi les diverses formes de réalisation particulières possibles, l'invention prévoit notamment que: - la distance entre la ou les fentes d'admission et l'axe de rotation du rotor est égale à environ 1,2 à 1,4 fois la distance entre ce même axe de rotation et la ou les fentes d'échappement; - la pompe comporte une ou plusieurs fentes d'admission et/ou fentes d'échappement présentant chacune un fond et un canal aménagé dans ce fond, et la profondeur du fond de la fente d'admission et/ou de la fente d'échappement est au moins égale à 0,4 fois l'intervalle entre bords intérieur et extérieur des surfaces latérales opposées de chaque palette; - la section droite de la fente d'admission ou d'échappement est au moins égale à la moitié de la section droite du canal de communication; - la pompe comporte, sur chacune des deux parois latérales du corps, une fente d'admission et/ou une fente d'échappement, et, sur la paroi latérale du corps située en face de la fente d'admission ou d'échappement individuelle, est aménagée une fente d'égalisation agencée selon une symétrie de miroir par rapport au plan -médian et dotée d'une forme identique à celle de la fente d'admission ou d'échappement située en face, cette fente d'égalisation étant dépourvue de canal de communication; - la fente d'échappement est plus longue que la fente d'admission; - la longueur de la fente d'échappement est égale à environ 1,3 à 1,4 fois la longueur de la fente d'admission; et - la pompe est prévue pour pomper des fluides compressibles, et il y a, entre l'extrémité terminant chaque fente d'admission dans-le sens de rotation du rotor et l'extrémité terminant chaque fente d'échappement dans le sens inverse du sens de rotation, une chambre de travail formée entre deux palettes périmétriquement consécutives et telle que le bord extérieur de celle de ces deux palettes qui est la palette antérieure ne touche pas encore l'extrémité terminant la fente d'échappement dans le sens opposé au sens de rotation lorsque le bord intérieur de la palette postérieure, c'est-à- dire de la palette suivante, se trouve en face de l'extrémité terminant la fente
d'admission dans le sens de rotation.
Les caractéristiques et avantages de l'invention
apparaîtront plus complètement dans la description
présentée ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux dessins annexés dont les figures représentent: - la figure 1, une vue partielle en coupe longitudinale d'une pompe à palettes; - la figure 2, une vue en coupe transversale faite selon la ligne A-A de la figure 1; la figure 3, une vue de face de la paroi du côté intérieur de la partie couvercle du corps, celle-ci étant toutefois démontée; - la figure 4, une vue partielle en coupe de la partie couvercle représentée sur la figure 3, la coupe étant faite le long de la ligne B-B de la figure 3; - la figure 5, une vue de face de la paroi du côté intérieur de la partie en cloche du corps représentée sur les figures 1 et 2, celle-ci étant toutefois démontée; et - la figure 6, une vue partielle en coupe de la partie en cloche, la coupe étant faite le long de la ligne C-C
de la figure 5.
Sur les figures 1 et 2, la référence 1 désigne le corps d'une pompe à palettes pour réaliser une dépression. Cette pompe à palettes est utilisée à des fins d'amplification, par dépression, de la force de freinage d'un véhicule automobile. Par deux vis 2, le corps 1 est fixé par bridage au bloc 3 d'un moteur à combustion interne (non représenté) du -véhicule automobile. Le corps 1 est constitué d'une partie en cloche 4 et d'une partie couvercle 5. Par deux vis 6, la partie couvercle 5 est fixée sur la face terminale
extérieure de la partie en cloche 4.
Dans l'alésage 7, à symétrie de rotation, du corps 1 est monté un rotor 8 qui est solidarisé en rotation à un axe central 10 par une goupille 9 dirigée radialement. Un arbre d'entraînement 11 (voir tracé en trait mixte sur la figure 1) s'engage, en établissant une liaison mécanique positive, dans une ouverture polygonale 12 de l'axe 10. Le rotor 8 tourillonnant dans
le corps 1 est entraîné en rotation par cet arbre 11.
Quatre palettes 13 en matière résistant au frottement sont agencées sur le pourtour du rotor 8. Les extrémités par lesquelles ces palettes 13 sont fixées sont articulées avec possibilité de pivotement sur le rotor 8. Les extrémités libres de ces palettes 13 glissent de manière étanche dans l'alésage 7 de la partie en cloche 4 du corps 1. Chaque palette 13 possède un ressort en fil 14 qui la presse radialement vers
l'extérieur, contre l'alésage 7.
L'axe de rotation 15 du rotor 8 est disposé excentriquement par rapport à l'axe de l'alésage 7, et
parallèlement à cet axe.
Lorsque le rotor 8 tourne dans le sens de la flèche 16, autour de son axe de rotation 15 (voir figure 2), de l'air est aspiré par la fente d'admission 18 aménagée dans la paroi latérale de la partie couvercle 5. Comme on peut le voir sur la figure 1, cette fente d'aspiration 18 communique avec une valve d'aspiration 19. L'air parvient dans la chambre de travail 20 à volume croissant, formée entre deux palettes 13 périmétriqueú consécutives, du côté aspiration de la pompe. Du côté refoulement de la pompe à palettes, la chambre de travail 21 est à volume décroissant, et l'air est refoulé hors de cette chambre 21 par la fente d'échappement 23 aménagée dans la paroi latérale 22 de
la partie en cloche 4.
Les surfaces de frottement du rotor 6 et des palettes 13 sont lubrifiées par des trous aménagés dans l'axe 10, à savoir un trou d'arrivée d'huile central 24
auquel se raccordent des trous 25.
La paroi latérale 17 de la partie couvercle 5 et la paroi latérale 22 de la partie en cloche 4 se raccordent latéralement à l'alésage 7 du corps. Les deux surfaces latérales 26, 27 de chaque palette 13 glissent avec étanchéité sur les parois latérales 17, 20 en regard de ces surfaces latérales. Chaque surface latérale 26, 27 possède, en regard du rotor 8, un bord intérieur 28 formé en cintre tourné vers l'axe de rotation 15, et possède, en regard de l'alésage 7 de la partie en cloche 4, un bord extérieur 29 également formé en cintre tourné vers l'axe de rotation 15. Lors de la rotation du rotor 8 autour de son axe de rotation 15, ces bords 28,29 passent sur des arêtes de délimitation des fentes d'admission et d'échappement 18 et 23, à savoir une arête de délimitation extérieure 30, 30A située du côté alésage 7 du corps 1 et une arête de
délimitation intérieure 31, 31A située du côté rotor 8.
La fente d'admission 18 et la fente d'échappement 23 ont chacune un tracé en courbe selon un arc d'un cercle entourant l'axe de rotation 15 du rotor 8: voir le rayon 32 de l'arc de cercle de la fente d'admission 18 sur la figure 3 et le rayon 33 de l'arc de cercle de la fente d'échappement 23 sur la figure 5. La fente d'admission 18 est séparée de l'axe de rotation 15 par une distance, à savoir le rayon 32, plus grande que ce n'est le cas pour la fente d'échappement 23. Dans le cas présent, la distance entre la fente d'admission 18 et l'axe de rotation 15 est de 1,2 à 1,4 fois la distance, à savoir le rayon 33, entre l'axe 15 et la fente d'échappement 23. La profondeur X du fond de la fente d'admission 18 et de la fente d'échappement 23 est d'au moins 0,4 fois l'intervalle entre bords intérieur et extérieur, 28 et 29, des surfaces latérales opposées, 26
et 27, d'une palette 13.
Sur les figures 2, 3 et 5, on a indiqué le plan médian 34 passant par l'axe de l'alésage 7 du corps 1 et par l'axe de rotation 15 du rotor 8. Sur les figures 2 et 3, le.côté aspiration de la pompe se trouve à droite du plan médian 34, et le côté pression se trouve du côté
gauche.
L'extrémité 35 terminant la fente d'admission 18 dans le sens opposé au sens de rotation 16 est située au voisinage de la transition entre paroi latérale plane 17 et alésage 7 du corps 1, et est déportée en direction du
plan médian 34.
L'extrémité 36 terminant la fente d'échappement 33 dans le sens de rotation 16 est également située au voisinage du plan médian 34, mais est toutefois plus éloignée de la transition entre paroi latérale 17 et
alésage 7.
Dans le cas présent, le bord extérieur 29 et le bord intérieur 28 des surfaces latérales 26 et 27 de chaque palette 13 sont mutuellement parallèles, tout comme le sont les arêtes de délimitation extérieure 30 et intérieure 31 de la fente d'admission 18, et les arêtes de délimitation extérieure 30A et intérieure 31A
de la fente d'échappement 23.
La fente d'admission 18 et la fente d'échappement 23 sont munies d'un fond 37 délimitant leur profondeur X (voir figures 4 et 6). Un canal de communication 38 présent dans la paroi latérale 17 du couvercle 5 ou, selon le cas, dans la paroi latérale 22 de la partie en cloche 4, débouche dans ce fond 37. La profondeur X du fond 37 de la fente d'admission 18 et de la fente d'échappement 23 est au moins égale à 0,4 fois l'intervalle entre bords intérieur et extérieur, 28 et 29, des surfaces latérales opposées, 26 et 27, de chaque
palette 13.
La section droite de la fente d'admission 18, tout comme celle de la fente d'échappement 23, est au moins égale à la moitié de la section droite circulaire du canal de communication 38. Le canal de communication de la fente d'admission 18 est par ailleurs constitué
par le trou de la valve d'aspiration 19.
La longueur de la fente d'échappement 23 est égale à environ 1,3 à 1,4 fois la longueur de la fente
d'admission 18.
L'extrémité 35 terminant la fente d'admission 18 dans le sens opposé au sens de rotation 16 est située sur une coordonnée angulaire d = 60 , mesurée à partir du plan médian 34, dans le sens de rotation 16 du rotor 8. L'extrémité 36 terminant -la fente d'échappement dans le sens de rotation 16 est située sur une coordonnée angulaire B = 20 , mesurée à partir du plan
médian 34, dans le sens opposé au sens de rotation 16.
La fente d'admission 18 est terminée, dans le sens de rotation 16, par une extrémité 39 et la fente d'échappement 23 est terminée, dans le sens opposé au sens de rotation 16, par une extrémité 40. Ces deux extrémités 39 et 40 sont disposées de façon que ce soit entre elles que se situe la plus grande chambre de travail formée entre deux palettes consécutives 13. Aux fins de compression de l'air dans cette chambre de travail, le bord extérieur 29 de celle de ces deux palettes 13 qui est la palette antérieure ne touche pas encore l'extrémité 40 de la fente d'échappement 23 lorsque le bord intérieur 28 de la palette 13 postérieure, c'est-àdire de la palette suivante, se trouve juste en face de l'extrémité 39 de la fente
d'admission 18.
Des variantes différant de l'exemple de réalisation décrit dans ce qui précède peuvent être
réalisées dans le cadre de l'invention.
Il n'est pas indispensable qu'il n'y ait qu'une seule fente d'admission et une seule fente d'échappement situées dans le corps. Bien au contraire, la paroi latérale de la partie couvercle et la paroi latérale de la partie en cloche du corps peuvent comporter chacune
une fente d'admission et une fente d'échappement.
Moyennant un agencement approprié des canaux d'aspiration et de refoulement se raccordant à ces fentes, ces dernières peuvent aussi être des fentes traversantes aménagées dans la paroi latérale concernée
de la partie couvercle ou de la partie en cloche.
Au lieu de quatre palettes, on pourrait aussi prévoir cinq palettes, ou plus, articulées de manière pivotante sur le pourtour du rotor. Dans ce cas, les bords extérieur et intérieur des palettes peuvent être
rectilignes et mutuellement parallèles.
Au lieu d'être conçue pour le pompage d'un gaz, qui est un fluide compressible, la pompe peut être réalisée en vue de pomper un fluide incompressible, aucune compression de ce fluide n'ayant alors lieu dans la pompe. A cette fin, le bord extérieur de la palette antérieure de la plus grande chambre de travail formée dans la pompe doit au moins toucher l'extrémité terminant la fente d'échappement dans le sens opposé au sens de rotation, lorsque le bord intérieur de la palette suivante se trouve en face de l'extrémité
terminant la fente d'admission dans le sens de rotation.
Dans le cas d'une pompe à palettes ayant une fente d'admission et/ou une fente d'échappement sur chacune des parois latérales du corps, on peut aménager, sur la paroi latérale du corps située en face de la fente d'admission ou d'échappement individuelle, une fente d'égalisation agencée selon une symétrie de miroir par rapport au plan médian et dotée de la même forme que la fente d'admission ou d'échappement située en face, cette fente d'égalisation n'ayant aucun canal de communication.
Claims (10)
1. Pompe à palettes, comportant: un corps= avec alésage à symétrie de rotation et avec deux parois latérales qui se raccordent latéralement à ce corps et sont munies d"une fente d'admission et/ou d'une fente d'échappement de fluide; un rotor dont l'axe est parallèle à celui de cet alésage dans lequel il est monté excentriquement pour y être entraîné en rotation; et au moins quatre palettes réparties sur le pourtour du rotor sur lequel elles sont articulées de manière à pouvoir pivoter, ces palettes ayant leurs extrémités libres agencées dans l'alésage et leurs deux surfaces latérales glissant sur les parois latérales du corps situées en vis-à-vis de ces surfaces latérales, chaque surface latérale présentant un bord intérieur tourné vers le rotor et un bord extérieur tourné vers l'alésage, ces bords étant disposés de façon à passer, lors de la rotation du rotor, sur des- arêtes de délimitation des fentes d'admission et d'échappement, à savoir une arête de délimitation intérieure située du côté rotor et une arête de délimitation extérieure située du côté alésage du corps, caractérisée en ce que la ou les fentes d'admission (18) et la ou les fentes d'échappement (23) ont chacune un tracé courbe selon un arc d'un cercle entourant l'axe de rotation (15) du rotor (8), et en ce que l'extrémité (35) terminant la ou les fentes d'admission (18) dans le sens opposé au sens de rotation (16) du rotor (8) et l'extrémité (36) terminant la ou les fentes d'échappement (23) dans le sens de rotation (16) sont situées au voisinage d'un plan médian (34) passant par l'axe de l'alésage (7) du
corps (1) et par -l'axe de rotation (15) du rotor (8).
2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord intérieur (28) et le bord extérieur (29) des surfaces latérales (26, 27) des palettes (13) sont à peu près parallèles ainsi que l'arête de délimitation intérieure (31; 31A) et l'arête de délimitation extérieure (30; 30A) de chaque fente
d'admission (18) ou d'échappement (23).
3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la distance entre l'axe de rotation (15) du rotor et la ou les fentes d'admission (18) est plus grande que la distance entre ce même axe
(15) et la ou les fentes d'échappement (23).
4. Pompe selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée en ce que la
distance entre la ou les fentes d'admission (18) et l'axe de rotation (15) du rotor (8) est égale à environ 1,2 à 1,4 fois la distance entre ce même axe de rotation
et la ou les fentes d'échappement (23).
5. Pompe selon l'une quelconque des
revendications précédentes, comportant une ou plusieurs
fentes d'admission et/ou fentes d'échappement présentant chacune un fond et un canal aménagé dans ce fond, caractérisée en ce que la profondeur (X) du fond (37) de la fente d'admission et/ou de la fente d'échappement (18, 23) est au moins égale à 0,4 fois l'intervalle entre bords intérieur (28) et extérieur (29) des surfaces
latérales opposées (26, 27) de chaque palette (13).
6. Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que la section droite de la fente d'admission ou d'échappement (18,23) est au moins égale à la moitié de
la section droite du canal de communication (38).
7. Pompe selon la revendication 5 ou 6, comportant, sur chacune des deux parois latérales du corps, une fente d'admission et/ou une fente d'échappement, caractérisée en ce que, sur la paroi latérale (17,22) du corps située en face de la fente d'admission ou d'échappement individuelle, est aménagée une fente d'égalisation agencée selon une symétrie de miroir par rapport au plan médian (34) et dotée d'une forme identique à celle de la fente d'admission (18) ou d'échappement (23)située en face, cette fente d'égalisation étant dépourvue de canal de communication
(38).
8. Pompe selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée en ce que la
fente d'échappement (23) est plus longue que la fente
d'admission (18).
9. Pompe selon la revendication 8, caractérisée en ce que la longueur de la fente d'échappement (23) est égale à environ 1,3 à 1,4 fois la longueur de la fente
d'admission (18).
10. Pompe selon l'une quelconque des
revendications précédentes, pour fluides compressibles,
caractérisée en ce qu'il y a, entre l'extrémité (39) terminant chaque fente d'admission (18) dans le sens de rotation (16) du rotor (8) et l'extrémité (40) terminant chaque fente d'échappement (23) dans le sens inverse du sens de rotation (16), une chambre de travail formée entre deux palettes (13) périmétriquement consécutives et telle que le bord extérieur de celle de ces deux palettes (13) qui est la palette antérieure ne touche pas encore l'extrémité (40) terminant la fente d'échappement (23) dans le sens opposé au sens de rotation (16) lorsque le bord intérieur (28) de la palette postérieure, c'est-à-dire de la palette suivante (13), se trouve en face de l'extrémité (39) terminant la
fente d'admission (18) dans le sens de rotation (16).
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