FR2624918A1 - Pompe radiale a pistons - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une pompe radiale à piston pouvant être utilisée en tant que pompe radiale à pistons à haute pression dans des commandes de machines pourvues de commandes hydrauliques. Elle comporte un corps 1 dans lequel sont montés un arbre d'entraînement 6, ayant un tourillon excentrique 11, et des cylindres 16 avec des pistons 22 disposés radialement par rapport à celui-ci et venant en contact avec celui-ci par l'intermédiaire de talons 18. Dans le corps 1 sont pratiqués des alésages 26. Un appui 28 est fixé dans chacun desdits alésages 26 et possède un logement sphérique 29 recevant une rotule sphérique 23 du piston 22 pour former une articulation à rotule. Une soupape de refoulement 31 est logée dans chaque alésage 26 pour assurer la liaison périodique du trou axial débouchant 24 pratiqué dans le piston 22 avec le trou de sortie 5 du corps 1. Cette soupape a un siège 32 avec un trou 33 débouchant et un élément de fermeture 34 pourvu d'un ressort. Une cavité annulaire 44 est pratiquée dans l'appui 28 du piston 22 concentriquement à son trou axial débouchant 30 et est mise en communication avec ledit trou 30 et est disposée à une certaine distance par rapport au logement sphérique 29. La pompe radiale à pistons peut fonctionner d'une manière efficace aux hautes pressions.

Description

26'24918

La présente invention concerne la construction des machines hydrauliques et a notamment pour objet une

pompe radiale à pistons.

La présente invention peut être appliquée avanta-

geusement en tant que pompe radiale à pistons développant une haute pression et un haut débit dans des commandes des

machines hydrauliques, par exemplef dans des presses.

La pompe radiale à pistons réalisée selon la pré-

sente invention peut être appliquée dans des machines uti-

lisées dans l'industrie minière, l'industrie mécanique du bois, dans l'équipement de hauts fourneaux, des laminoirs et des fonderies, à la production d'engrais et de matériaux artificiels superdurs ainsi que dans d'autres branches de

la technique.

On connaît une pompe radiale à pistons (SU,A, 979689) comportant un corps ayant des ouvertures d'entrée

et de sortie pour le passage du fluide, un arbre d'entraî-

nement avec un tourillon cylindrique excentrique étant monté

dans le.corps avec possibilité de rotation.

Le corps renferme des cylindres disposés radiale-

ment par rapport à l'arbre d'entraînement.

Chaque cylindre possède un talon avec une surface cylindrique intérieure se trouvant en contact de glissement constant avec le tourillon cylindrique excentrique et pouvant effectuer un déplacement limité dans la direction axiale par rapport à l'arbre d'entraînement grâce aux bagues qui

entourent de l'extérieur étroitement les talons des cylin-

dres, un petit jeu latéral étant formé entre le talon et

les bagues dans la direction axiale de l'arbre d'entraîne-

ment.

Un trou axial est pratiqué dans chaque talon pour

mettre en communication la cavité du cylindre avec la sur-

face du tourillon cylindrique excentrique.

Un piston, ayant.un trou longitudinal débouchant, est logé dans chaque cylindre. Une rotule sphérique est prévue à une extrémité du piston se dégageant radialement

au-delà du cylindre.

Des alésages cylindriques,dont le nombre est con-

forme au nombre de cylindres,sont pratiqués dans le corps

radialement à l'axe de l'arbre d'entraînement.

Un appui du piston est logé dans chaque alésage

cylindrique. L'appui du piston possède une surface sphéri-

que se trouvant en contact avec la rotule sphérique du pis-

ton, et un trou axial débouchant mis en communication avec

l'orifice longitudinal débouchant du piston.

Chaque appui du piston, logé dans l'alésage cylin-

drique du corps, bute contre un épaulement ménagé dans cha-

que alésage cylindrique du corps, du côté de sa sortie,

dans la cavité intérieure du corps.

Une soupape de refoulement est montée dans chaque alésage cylindrique du corps entre l'appui du piston et le trou de sortie. Cette soupape de refoulement comporte un

siège réalisé en une seule pièce avec l'appui du piston.

Un trou débouchant est prévu dans le siège coaxialement au

trou axial débouchant de l'appui du piston.

La soupape de refoulement comprend également un élément de fermeture à ressort,qui obture le trou axial

débouchant du siège.

Le ressort de l'élément de fermeture est logé dans la cavité formée par le couvercle protégeant l'alésage

radial du corps et les parois latérales du trou axial réa-

lisé dans l'appui du piston du côté du couvercle. La cavité renfermant le ressort de l'élément de fermeture est liée au

trou de sortie du corps.

Sur une partie de la surface cylindrique du touril-

lon excentrique de l'arbre d'entraînement, partie qui vient

en contact avec le talon du cylindre dans la zone d'aspira-

tion, on a pratiqué une rainure, dont l'axe longitudinal de

symétrie est perpendiculaire à l'axe de l'arbre d'entraîne-

ment et dont la largeur est quelque peu supérieure au diamètre

du trou axial du talon du cylindre.

2 6 2 4 9 1 8

L'étendue de la rainure sur la surface latérale du tourillon cylindrique excentrique et sa profondeur sont

choisies compte tenu de la nécessité d'assurer les condi-

tions optimales d'aspiration du fluide dans les cylindres de la pompe radiale à pistons.

La pompe radiale à pistons connue assure le refou-

lement du fluide sous pression et est utilisée dans des

machine hydrauliques. La tendance à l'élévation des pres-

sions de service,par exemple,dans des machines tel-les que

les presses impose le fonctionnement des pompes à des pres-

sions plus élevées.

L'utilisation de la pompe radiale à pistons con-

nue, aux plus hautes pressions, aboutit à la réduction de

sa durée de vie par suite des déformations de l'articula-

tion formées par l'appui du piston avec la surface sphéri-

que et la rotule sphérique du piston. Cet inconvénient est

dû à ce que l'élément de fermeture de la soupape de refou-

lement agit sur le siège réalisé en une seule pièce avec

l'appui du piston et déforme le logement sphérique de l'ap-

pui du piston,ce qui provoque l'élévation des contraintes

de contact dans l'articulation à rotule.

C'est pourquoi la durée de vie de la pompe radiale à pistons sera déterminée par la valeur admissible de la déformation du logement sphérique de l'appui du piston ou par la valeur admissible de la pression de service à laquelle cette déformation n'exercera pas d'influence sensible sur

la durée de vie de l'articulation à rotule et de tout l'en-

semble de la pompe radiale à pistons.

On s'est donc proposé de mettre au' point une pompe radiale à pistons dans laquelle l'appui du piston serait

réalisé de manière à permettre la réduction de la déforma-

tion de l'appui du piston et de créer, grâce à cela, la

possibilité de fonctionnement aux pressions plus élevées.

Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'une pompe radiale à pistons comportant, montés dans son corps pourvu d'un trou d'entrée et un trou de sortie pour la

2 62 4 9 1 8

circulation du fluide, un arbre d'entraînement ayant un tourillon excentrique cylindrique, au moins un cylindre

disposé radialement par rapport.audit tourillon excentri-

que, un cylindre ayant un talon avec une surface cylindri-

que intérieure se trouvant en contact avec le tourillon cylindrique excentrique muni d'un moyen destiné à relier

périodiquement le cylindre à la cavité du corps et un pis-

ton disposé dans le cylindre ayant une rotule sphérique à son extrémité qui se dégage radialement au-delà du cylindre

et un trou axial débouchant, au moins un alésage étant pra-

tiqué dans le corps radialement à l'arbre d'entraînement, lié à la cavité du corps et au trou de sortie du corps et destiné à abriter un appui de piston fixé dans cet alésage et qui a un logement sphérique dans lequel est montée la

rotule sphérique pour former dans celui-ci une articula-

tion à rotule et un trou axial débouchant mis en communica-

tion avec le trou axial débouchant du piston, de plus, cet alésage étant destiné à recevoir une soupape de refoulement

effectuant la communication périodique du trou axial débou-

chant du piston avec le trou de sortie du corps et ayant un siège avec un trou débouchant, lié au trou axial débouchant pratiqué dans l'appuidu piston et un élément de fermeture pourvu d'un ressort, caractérisée, selon l'invention, en ce qu'une cavité annulaire est pratiquée dans l'appui du piston concentriquement à son trou axial débouchant, mise en communication avec ledit trou et disposée à une certaine

distance du logement sphérique.

Grâce au fait qu'on ait réalisé dans l'appui du piston, la cavité annulaire concentriquement au trou axial débouchant de l'appui du piston, l'appui du piston ne se déforme plus pendant le fonctionnement de la pompe radiale

à pistons et les dimensions géométriques du logement sphé-

rique ne changent plus,ce qui influe d'une manière favora-

ble sur le fonctionnement de l'articulation à rotule et de

tout l'ensemble de la pompe radiale à pistons.

Cet avantage est obtenu grâce à la déformation du siège engendrée pendant la course d'aspiration du piston

sous l'action de l'élément de fermeture sur le siège, l'élé-

ment étant chargé par la pression de fluide, cette déforma-

tion n'étant pas transmise à l'appui du piston et ne chan- geant pas la forme géométrique du logement sphérique grâce à

la cavité annulaire réalisée entre le siège et l'appui.

Pendant la course de refoulement du piston, grâce à la cavité annulaire réalisée à une certaine distance du logement sphérique, l'appui du piston se trouve déchargé hydrauliquement des forces de pression du fluide du côté du

piston et le logement ne se déforme plus. la force de pres-

sion du fluide agissant sur le piston est équilibrée, grâce à la présence des trous axiaux débouchants dans le piston et à l'appui du piston, par la force de la pression de fluide agissant sur l'appui du piston du côté de la cavité annulaire. Il est recommandé que le diamètre extérieur de la

cavité annulaire de l'appui du piston soit égal essentiel-

lement au diamètre extérieur du piston.

Cela permet de décharger hydrauliquement totale-

ment l'appui du piston des forces de pression du fluide agissant sur l'appui du côté du piston et de supprimer la déformation du logement sphérique pendant la course de

refoulement.

Pendant la course d'aspiration du piston, grâce aux dimensions géométriques de la cavité annulaire, la

déformation du siège de la soupape de refoulement ne provo-

que pas de changement de forme du logement sphérique.

Si le diamètre extérieur de la cavité annulaire est sensi-

blement supérieur au diamètre du piston, la force de pression du fluide agissant pendant la course de refoulement du piston sur l'appui du côté de la cavité sera supérieure à la contre-force de la pression sur le piston et l'équilibre des forces sera compromis. En conséquence,

l'appui se déforme dans la direction vers le logement sphé-

rique.

2 6 2 4 9 1 8

Si le diamètre extérieur de la cavité annulaire est sensiblement inférieur au diamètre du piston, la force

de pression du fluide agissant pendant la course de refou-

lement sur le piston sera supérieure à la contre-force de la pression agissant sur l'appui du piston du côté de la cavité annulaire. Cela aboutit à la déformation de l'appui du piston dans la direction de la cavité annulaire. Pendant la course

d'aspiration du piston, la déformation du siège de la soupape de refou-

lement provoque le changement de la forme géométrique du logement sphérique.

Il est avantageux que la cavité annulaire de l'ap-

pui du piston soit réalisée sous forme d'un alésage situé du côté opposé au logement sphérique et qu'il soit orienté verssoupape de refoulement et que le siège de la soupape de refoulement soit réalisé sous forme d'un élément réalisé séparément de l'appui du piston et ayant une surface s'appliquant sur l'appui du piston du côté de l'alésage. En réalisant la cavité annulaire de l'appui du piston-sous forme d'un alésage du côté oppose au

logement sphérique et orienté vers la soupape de refoule-

ment, on a simplifié la conception de l'appui du piston grâce au procédé de formation de la cavité annulaire qui

est plus facile à réaliser et moins coûteux.

En réalisant le siège de la soupape de refoulement

sous forme d'un élément séparé de l'appui du piston, élé-

ment qui possède une surface s'appliquant sur l'appui du pis-

ton du côté de l'alésage, on réussit à supprimer l'influ-

ence de la déformation sur le fonctionnement de l'articula-

tion à rotule.

Grace à cette réalisation, l'appui du piston et le siège de la soupape de refoulement peuvent être réalisés

à partir de différents matériaux utilisés traditionnelle-

ment pour ces éléments. Grâce à l'utilisation plus complète des caractéristiques de résistance des matériaux, on pourra

davantage élever la pression de service calculée de la pom-

pe radiale à pistons.

Ainsi la pompe radiale à pistons réalisée selon la présente invention peut fonctionner d'une manière efficace pendant une longue durée aux hautes pressions dans une large

gamme de débits.

La pompe radiale à pistons proposée est d'une con-

ception simple, son utilisation est aisée, le fonctionne-

ment est fiable, son poids et son encombrement sont fai-

bles. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la

lumière de la description explicative, qui va suivre, d'un

mode réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels:

- la figure 1 représente d'une manière schémati-

que une pompe radiale à pistons réalisée selon la présente invention, en coupe longitudinale; - la figure 2 représente la même pompe en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 représente l'ensemble A de la

figure 1 à l'échelle agrandie.

La pompe radiale à pistons réalisée selon la pré-

sente invention comporte un corps 1 (figure 1, 2), dont la cavité intérieure cylindrique possède un axe longitudinal 3 (figure 1). Dans le corps 1, on a pratiqué un trou d'entrée 4 pour l'entrée du fluide dans la cavité 2 et un trou de

sortie 5 pour la sortie du fluide depuis la cavité 2.

Un arbre d'entraînement 6, dont l'axe géométrique longitudinal coincide avec l'axe 3, est monté dans le corps

1 et repose sur des paliers 7, 8 réalisés selon une concep-

tion connue appropriée. L'extrémité gauche, d'après la figure 1, de l'arbre 6, extrémité qui repose sur les paliers 7, est dégagée en dehors du corps 1 et est destinée à être accouplée à un organe d'ehtraînement pour lequel on utilise

un moteur électrique d'une conception connue (non repré-

senté).

L'extrémité droite, d'après la figure 1, de l'ar-

bre 6, extrémité qui s'appuie sur les paliers 8, est logée dans le corps 1 et est protégée par un couvercle 9, fixé au

corps 1 par des vis 10.

L'arbre d'entraînement comporte un tourillon cylin- drique excentrique 11, dont l'axe géométrique longitudinal

12 est décalé par rapport à l'axe 3 de l'arbre d'entraîne-

ment 6 d'une valeur ú déterminée en partant des conditions

d'un volume géométrique requis de la pompe radiale à pis-

tons.

Le diamètre du tourillon excentrique 11 est égal à celui de l'arbre 6. Des bagues cylindriques 13 pourvues de contrepoids 14, réalisés sous forme bagues excentriques, sont emmanchées sur l'arbre 6 des deux côtés du tourillon excentrique 11 pour supprimer le déséquilibre conditionné par le tourillon excentrique 11. Les bagues 13 s'appuient

sur les paliers 7, 8.

A l'endroit de sa sortie du corps 1, l'extrémité gauche, d'après la figure 1, de l'arbre 6 est étanchéifiée dans le corps 1 par un joint d'étanchéité 15

réalisé selon une conception connue.

Trois cylindres 16 sont disposés dans la cavité 2 du corps 1 radialement par rapport au tourillon excentrique 11. Ces cylindres 16 sont répartis régulièrement suivant la

circonférence par rapport à la surface extérieure du touril-

lon excentrique 11. L'axe longitudinal 17 de chaque cylin-

dre 16 est perpendiculaire à l'axe 12 du tourillon excentri-

que 11 et à l'axe 3 de l'arbre 6.

Chaque cylindre 16 possède un talon 18 dont une surface cylindrique intérieure (qui n'est par référencée) se trouve en contact avec le tourillon excentrique 11. Ce contact est assuré à l'aide de deux bagues de serrage 19, emmanchées sur les surfaces cylindriques extérieures des talons 18 de l'ensemble des cylindres 16. Les bagues 19

sont disposées des deux côtés de l'ensemble des trois cylin-

dres 16.

Les parois des faces (qui ne sont pas référencées)

des contre-poids 14 servent à supprimer de grands déplace-

ments des cylindres 16.

Le contact glissant de la surface cylindrique de chaque talon 18 et du tourillon cylindrique excentrique 11 permet aux cylindres 16 d'effectuer, pendant la rotation de l'arbre d'entraînement 6, des déplacements oscillatoires et

des déplacements rectilignes alternatifs tandis qu'un pe-

tit jeu latéral entre chaque talon 18 et les bagues 19 per-

met aux cylindres 16 de se déplacer dans la direction axia-

le et de compenser les défauts de fabrication et de mon-

tage des cylindres 16 et de l'arbre d'entraînement 6.

Le tourillon excentrique 11 est muni d'un moyen 20 (figures 1, 2) destiné à relier périodiquement le cylindre 16 à la cavité 2 du corps 1. Ce moyen est conçu sous forme

d'une rainure pratiquée sur la surface latérale du touril-

lon excentrique 11 désigné par la même référence 20. La largeur, la profondeur et l'étendue de la rainure 20 sont choisies compte tenu des conditions optimales d'aspiration

du fluide dans les cylindres 16 de la pompe radiale à pis-

tons. Un trou 21 est pratiqué dans chaque talon 18 pour

assurer la communication périodique de la cavité du cylin-

dre 16 avec la cavité 2 du corps 1 à travers la rainure 20.

Un piston 22 ayant à son extrémité (qui n'est pas

référencée) une rotule sphérique 23, se dégageant radiale-

ment en dehors du cylindre 16 est logé dans chaque cylindre 16. Un trou axial débouchant 24 est pratiqué dans chaque piston 22 suivant l'axe 17 du cylindre 16. La face en bout (qui n'est pas référencée) du piston 22, le talon 18 et les parois intérieures latérales du cylindre 16 forment une chambre à piston 25 (figure 2), dont le volume change pendant la rotation de l'arbre d'entraînement 6 et à la

suite du déplacement du piston 22 dans le cylindre 16.

Trois alésages 26 (figure 3) sont pratiqués dans le corps 1. Ils sont disposés radialement par rapport à l'arbre d'entraînement 6. Chaque alésage 26 est mis en communication avec la cavité 2 du corps 1 et le trou de sortie 5. On va le décrire en détails ci-après. L'axe

longitudinal B (figures 1, 2) de chaque alésage 26 est per-

pendiculaire à l'axe 3. Un épaulement annulaire 27 (figure 3) est prévu

dans l'alésage 26 dans la zone o l'alésage est mis en com-

munication avec la cavité 2 du corps 1 et est orienté vers l'axe B, perpendiculaire à l'axe 3 (figures 1, 2). Dans l'alésage 26, dans la zone de l'épaulement 27, est fixé

un appui 28 (figures 1, 2, 3) du piston 22.

La partie inférieure, d'après la figure 1, de

l'appui 28 est engagée librement dans l'épaulement annu-

laire 27 (figure 3) et la partie supérieure d'après la figure 1 bute par sa face contre la surface d'appui

(qui n'est pas référencée) de l'épaulement 27.

L'appui 28 est réalisé avec un logement sphérique 29 (figure 3) pour la disposition de la rotule sphérique 23 du piston 22, qui forment une articulation à rotule grâce à laquelle le piston 22 et le cylindre 16 peuvent effectuer un déplacement oscillatoire lors de la rotation de l'arbre 6 dans le plan passant par l'axe B. Les déplacementsoscillatoires du piston 22 et

du cylindre 16 permettent de prévenir la formation des for-

ces transversales par rapport à l'axe B dans la jonction

du piston 22 avec le cylindre 16, ce qui réduit sensible-

ment l'usure et augmente le rendement mécanique de la

pompe radiale à pistons.

Dans l'appui 28 du piston 22, on a pratiqué un

orifice axial débouchant 30 (figure 3) mis en communica-

tion avec le trou axial débouchant 24 du piston 22 et coa-

xial à celui-ci aux moments o le piston 22 est au points morts, autrement dit, lors de l'inversion du sens du déplacement

du piston 22.

Une soupape de refoulement 31 (figure 2) est mise

dans l'alésage 26 pour mettre en communication périodique-

ll ment l'orifice axial débouchant 24 du piston 22 avec le

trou de sortie 5 du corps 1.

La soupape de refoulement 31 comporte un siège 32 (figure 3) avec un trou débouchant 33 qui est coaxial au trou axial débouchant 30 pratiqué dans l'appui 28 du pis-

ton 22 et qui est mis en communication avec celui-ci.

Le siège 32 est une pièce annulaire qui s'appli-

que sur l'appui 28 du piston 22.

La soupape de refoulement 31 comporte également un élément sphérique de fermeture 34 (figure 2, 3) et un corps dans la cavité duquel est logé un ressort 36 (figure 3) destiné à appliquer l'élément de fermeture 34 sur le siège 32. Le corps 35 de la soupape 31 est réalisé de façon cylindrique. Son axe longitudinal coincide avec l'axe B.

Un filetage 37 (figure 2) est pratiqué sur la sur-

face extérieure du corps 35 de la soupape 31 pour le rac-

cordement du corps 35 de la soupape 31 au corps 1. Un écrou à chapeau 38 est lié au corps 35, lui aussi par le filetage 37. Conjointement avec une garniture d'étanchéité 39, réalisée selon une conception connue, l'écrou 38 sert

à étanchéifier la cavité de l'alésage 26. A la partie supé-

rieure, d'après la -figure 1, du corps 35, on a pratiqué un logement 40 pour l'emplacement de l'outil de montage

(non représenté) dans celui-ci.

La cavite (qui n'est pas référencée) du corps 35 de la soupape de refoulement 31 est mise en communication par le trou 5 (figure 1) du corps de la pompe à travers les canaux 41 (figure 3) du corps 35, à travers la cavité annulaire 42 de l'alésage 26, délimitée par l'appui 28 du

piston 22, le corps 35 et les parois latérales de l'alé-

sage 26, et à travers les canaux 43 passant par le corps 1

parallèlement à l'axe 3.

Une cavité annulaire 44 (figures 1, 2) est prati-

quée dans l'appui 28 du piston 22 concentriquement à son

* trou débouchant 30 et est liée audit trou 30 (figure 3).

Cette cavité annulaire 44 est disposée à une certaine dis-

tance par rapport au logement sphérique 29.

La cavité annulaire 44 est destinée à supprimer,

en cas de déformation du siège 32 de la soupape de refoule-

ment 31, la déformation du logement sphérique 29 de l'ap-

pui 28 pendant la course d'aspiration du piston 22 et à assurer la décharge hydraulique de l'appui 28 et à prévenir la déformation du logement sphérique 29 pendant la course

de refoulement du piston 22 sous.l'action des forces agis-

sant du côté du piston 22.

Le diamètre extérieur de la cavité annulaire 44 de l'appui 28 du piston 22 est essentiellement égal au

diamètre extérieur du piston 22; Il est préférable d'utili-

ser les dimensions géométriques de la cavité annulaire 44 car elles permettent d'obtenir les déformations minimales du logement sphérique 29 pendant les courses d'aspiration

et de refoulement du piston 22.

Une augmentation ou diminution du diamètre de la cavité annulaire 44 d'une valeur importante nuit à la décharge hydraulique de l'appui 28 par les forces agissant du côté du piston 22 ce qui provoque le changement de la forme géométrique du logement sphérique 29 pendant la

course de refoulement du piston 22.

La diminution du diamètre de la cavité annulaire 44 influe notablement sur la réduction de la déformation du logement sphérique 29 pendant la course d'aspiration du piston 22. L'augmentation du diamètre de la cavité annulaire

44 impose d'augmenter l'encombrement de l'appui 28.

La cavité annulaire 44 de l'appui 28 du piston 22 est réalisée sous forme d'un alésage du côté de l'appui 28 du piston 22, opposé au logement sphérique 29 et est orientée vers

la soupape de refoulement 31.

Le siège de la soupape de refoulement 31 est réa-

lisé sous forme d'un élément qui est séparé de l'appui 28

du piston 22 et possède une surface (qui n'est pas référen-

cée) qui s'applique sur l'appui 28 du piston 22 du côté de

l'alésage comme on le voit sur la figure 3.

Ce mode de réalisation de la cavité annulaire 44 simplifie la conception de l'appui 28, supprime l'influence de la déformation du siège 32 sur 1' appui 28 et permet de fabriquer l'appui 28 et le siège

32 à partir de différents matériaux, ce qui offre la possibilité supplé-

mentaire d'élever la pression et d'augmenter la durée de vie de la pompe radiale à pistons grâce à l'utilisation optimale des propriétés

de la résistance des matériaux.

La pompe radiale à pistons réalisée selon la présente

invention fonctionne de la manière suivante.

Après la mise en action de l'organe d'entraînement lié à l'extrémité de l'arbre d'entraînement 3, cet arbre commence à tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre en communiquant une rotation au tourillon cylindrique excentrique 11 et aux bagues cylindriques 13 pourvues des contrepoids 14 disposés des deux côtés de ce tourillon et emmanchées sur l'arbre 6. Le déséquilibree ayant lieu lors de la rotation excentrique du tourillon 11, est supprimé par les

contrepoids 14.

Les cylindres 16 entrant en contact de glissement avec le tourillon excentrique 11 par l'intermédiaire du talon 18 et des bagues de serrage 19, referment les pistons 22, dont

les rotules sphériques 23, montées dans des logements sphé-

riques 29 de l'appui 28 et formant des articulations à rotule,

effectuant les déplacements oscillatoires. Pendant ces dépla-

cements, le volume de la chambre à piston 25, change. Lors du dépla-

cement de chaque cylindre 16, provoquant l'augmentation du volume de la chambre à piston 25, le fluide est aspiré et pendant le déplacement de chacun des cylindres 16, provoquant la diminution du volume de la chambre

à piston 25, le fluide est refoulé.

Pendant l'aspiration, le fluide arrive à travers le

trou d'entrée 4 du corps 1, dans la cavité cylindrique inté-

rieure 2. Depuis la cavité 2, le fluide arrive à travers la

rainure 20 du tourillon excentrique I1l de l'arbre d'entraî-

nement 6 et dans le trou 21 du talon 18 dans la chambre à

piston 25.

Au moment o le volume de la chambre à piston 25 est maximal, c'est-àdire, à la fin de l'aspiration, le tourillon excentrique ll obture le trou 21 du talon 18 et sépare la chambre à piston 25 de la cavité cylindrique intérieure 2. Pendant la rotation ultérieure de l'arbre d'entraînement 6, le sens de déplacement du cylindre 16

change en sens inverse, c'est-à-dire, le volume de la cham-

bre à piston 25 diminue.

Pendant le refoulement, le fluide s'écoule depuis la chambre à piston 25 à travers le trou axial débouchant

24 prévu dans le piston 22, puis par le trou axial débou-

chant 30 dans l'appui 28, par la cavité annulaire 44, par

le trou débouchant 33 du siège 32 de la soupape de refoule-

ment 31 et arrive à l'élément de fermeture 34.

Dès que la pression dans la chambre à piston 25 a atteint la valeur égale à la pression dans le trou de sortie 5, le fluide déplace

l'élément de fermeture 34 chargé par le ressort 36 en couvrant la soupape 31. A travers le canal ouvert33, le fluide parvient par les canaux 41 du corps

35 dans la cavité annulaire 42 liée par le trou de sortie 5 au canal 43 pratiqué dans le corps 1. Lorsque le volume de la chambre à piston 25 est minimal, c'est-à-dire à la fin du refoulement, le cylindre 16 s'arrête, l'écoulement du courant de fluide à travers la soupape 31 s'interrompt et l'élément de fermeture 34 actionné par le ressort 36 s'appuie sur le siège 32 en

séparant la chambre à piston 25 du trou de sortie 5.

Ensuite, le cylindre 16 se déplace dans la direc-

tion inverse pour l'augmentation du volume de la chambre à piston 25. Le trou 21 du talon 18 est alors reliée à la

rainure 20 du tourillon excentrique 11 de l'arbre d'entraî-

nement 6 et il se produit l'aspiration.

Du fait que la pompe radiale à pistons comporte trois cylindres disposés régulièrement dans la cavité 2, au moins un cylindre 16 participe au processus de refoulement ou d'aspiration. C'est pourquoi le fluide est refoulé

2 6 2 4 9 1 8

depuis le trou d'entrée 4 vers le trou de sortie 5 en con-

tinue. Au cours du refoulement, le fluide en pénétrant à travers le trou 21 du talon 18 dans le jeu entre le talon 18 et la surface du tourillon excentrique 11, forme une pellicule de liquide qui décharge le talon 18 des forces de pression agissant sur le fond du cylindre 16. On prévient ainsi l'usure et on augmente la durée de vie du talon 18 et

du tourillon excentrique 11 et on élève le rendement méca-

nique de la pompe radiale à piston.

Au cours du refoulement du fluide à travers le trou axial débouchant 24 du piston 22, le fluide pénètre dans le

jeu de l'articulation à rotule formé entre la rotule sphé-

rique 23 du piston 22 et le logement sphérique 29 de l'appui 28 ainsi qu'à travers le trou axial débouchant 30 de l'appui

28 dans la cavité annulaire 44.

En conséquence, une pellicule de liquide se forme dans le jeu de l'articulation à rotule. Sa pression agit avec une force égale sur la rotule sphérique 23 et le logement sphérique 29. La force de pression dans la pellicule de liquide agissant sur la rotule sphérique 23 est équilibrée par la force de pression du fluide sur le piston 22 du côté

de la chambre à piston 25 alors que la force de pression dans la pelli-

cule de liquide agissant sur le logement sphérique 29 est équilibrée par

la force de pression agissant sur l'appui 28 du côté de la cavité 44.

De ce fait, l'appui 28 ne se déforme plus, les dimensions géométriques du logement sphérique 29 ne changent plus, le jeu dans l'articulation ne varie pas et la pellicule de liquide est conservée

dans le jeu d'une manière stable.

On offre ainsi la possibilité de prévenir l'usure de la tête à rotule sphérique 23 lors des oscillations dans le logement sphérique 29, d'élever la durée de vie de l'articulation à rotule et de tout l'ensemble

de la pompe radiale à pistons.

A l'aspiration, lorsque la pression de fluide dans la cavité annulaire 44 et dans le trou débouchant 33 est

2 6 2 4 9 1 8

nulle, le siège 32 se déforme sous l'action de l'élément de fermeture 34 chargé par la pression du fluide. Toutefois, gr ce à la présence de la cavité 44 cette déformation ne

se transmet plus à l'appui 28 et les dimensions géométri-

ques. du logement sphérique 29 ne changent plus.

C'est pourquoi à l'aspiration, la rotule sphéri-

que 23 du piston 22 et le logement sphérique 29 de l'appui

28 ne s'usent plus.

Ceci augmente la durée de vie de l'articulation

à rotule et de tout l'ensemble de la pompe radiale à pis-

ton. Les modèles expérimentaux de la pompe radiale à pistons réalisée selon la présente invention ont été soumis aux essais à tous les points. Les résultats des essais ont

fait apparaître que les pompes radiales à pistons ont fonc-

tionné pendant une longue durée sous une pression de 63 MPa sans usure de l'articulation. On a soumis aux essais les pompes radiales à pistons ayant des volumes de travail de 6,3 à 500 cm3. L'effet maximal a été obtenu aux essais des

pompes radiales à pistons à grands volumes de travail.

D'après leur conception, les pompes radiales à pis-

tons sont simples et leur utilisation est aisée. Leurs poids et encombrement sont faibles. Le rendement est de 0,92

à 0,93 et reste invariable pendant une grande durée de ser-

vice. Ces pompes fonctionnent d'une manière stable à l'as-

piration, autrement dit, elle fonctionnent sans surpression

à l'aspiration.

Claims (3)

R E V E N D I C A T I 0 NS

1. Pompe radiale à pistons comportant, montés dans son corps (1) réalisé avec un trou d'entrée (4) et un trou de sortie (5) pour le passage du fluide, un arbre

d'entraînement (6) ayant un tourillon cylindrique excentri-

que (11), au moins un cylindre (16) disposé radialement par rapport audit tourillon excentrique (11) ayant un talon (18) dont une surface cylindre intérieure est en contact avec le tourillon cylindrique excentrique (11) muni d'un moyen (20) destiné à relier périodiquement le cylindre (16) à la cavité (2) du corps (1) et un piston (22) disposé dans

le cylindre (16) et ayant une rotule sphérique (23) à l'ex-

trémité qui se dégage radialement en dehors du cylindre (16) et un trou axial débouchant (24), au moins un alésage (26) étant pratiqué dans le corps (1) radialement à l'arbre d'entraînement (6) et lié à la cavité (2) du corps (1) et au trou de sortie (5) du corps (1) et abritant un appui (28) du piston (22) ayant un logement sphérique (29) dans lequel est placé la rotule sphérique (23) pour former une articulation à rotule et un trou axiale débouchant (30) mis

en communication avec le trou axial débouchant (24) du pis-

ton (22), de plus cet alésage étant destiné à recevoir une soupape de refoulement(31), effectuant la communication périodique du trou axiale débouchant (24) du piston (22) avec le trou de sortie (5) du corps (1), ayant un siège (32) avec un trou débouchant (33), mis en communication avec le trou axial débouchant (30) de l'appui (28) du piston (22) et un élément de fermeture (34) pourvu d'un ressort, caractérisée en ce qu'une cavité annulaire (44)

est pratiquée dans l'appui (28) du piston (22) concentri-

quement à son trou axial débouchant (30), mise en communi-

cation avec ledit trou (30) et disposée à une certaine

distance du logement sphérique (29).

2. Pompe radiale à pistons selon la revendication s, caractérisée en ce que le diamètre extérieur de la cavité

annulaire (44) de l'appui (28)du piston (22) est essentiel-

lement égal au diamètre extérieur du piston (22).

3. Pompe radiale à pistons selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cavité annulaire (44) de l'appui (28) du piston (22) est réalisée sous forme d'un alésage pratiqué du côté de l'appui (28) du piston (22)

opposé au logement sphérique (29) et orienté vers la sou-

pape de refoulement (31) et en ce que le siège (32) de la soupape de refoulement (31) est réalisé sous forme d'un élément réalisé en une pièce séparée de l'appui (28) du piston (22), cet élément ayant une surface qui s'applique

sur l'appui (28) du piston (22) du côté de l'alésage.