FR2661954A1 - Pompe a vide alternative. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une pompe à vide alternative. Des pistons (21) sont déplacés par des bielles (14) entraînées par un vilebrequin (16). Selon l'invention, l'étanchéité entre la tige (23) de piston et la traverse (11) est obtenue à l'aide d'un soufflet métallique étanche (26), et les coussinets (151) des manetons sont formés d'un alliage contenant un agent lubrifiant solide. Les segments (211, 213) des pistons ne contiennent pas d'huile. De cette manière, la pompe n'a pas du tout d'huile si bien que le vide obtenu est très propre. Application aux pompes à vide.

Description

La présente invention concerne une pompe à vide alternative ne nécessitant

pas du tout d'huile et qui peut

être montée et démontée rapidement et simplement.

Dans une pompe à vide alternative de la technique antérieure dans laquelle l'intérieur d'un carter contient de l'huile, il est nécessaire de prévoir une chambre de dégagement au voisinage immédiat du carter, ainsi qu'un organe d'arrêt d'huile Dans une pompe à vide alternative à plusieurs étages, il est nécessaire de former, dans la

paroi externe d'un cylindre, un passage allongé de circula-

tion de gaz communiquant avec des soupapes d'aspiration et de refoulement disposées sur un couvercle de cylindre En conséquence, il existe une limite à la réduction des dimensions et du poids d'une pompe à vide alternative,

surtout à plusieurs étages.

En outre, dans une pompe à vide alternative clas-

sique, notamment du type à plusieurs étages à pistons opposés, des vibrations apparaissent violemment et sont dues à la force d'inertie et au déséquilibre des mouvements alternatifs des pistons En conséquence, cette pompe à vide doit avoir une très grande résistance mécanique et son

allégement est difficile.

Comme une pompe à vide alternative classique con-

tient de l'huile comme indiqué précédemment, il est pos-

sible que l'huile se mélange au gaz dans un passage de vide En conséquence, il est difficile d'utiliser cette pompe comme pompe à vide dans un appareil de fabrication de semi-conducteur ou comme pompe à vide propre donnant un

degré élevé de vide.

Dans une pompe à vide alternative classique repré-

sentée sur la figure 9, la partie de tige 3023 B de piston qui est raccordée à une traverse 3011 B passe dans un boîtier 3028 B de segments racleurs et pénètre dans une chambre de dégagement 3029 B dans laquelle un organe 3230 B d'arrêt d'huile est placé sur la tige 3023 B afin que l'huile soit écartée, alors que la partie de tige 3023 B qui est raccordée à un piston 3021 B dans un cylindre 3022 B est

rendue étanche au niveau de l'arbre par un ensemble d'étan-

chéité 3029 B d'arbre portant une garniture, avant d'at-

teindre la chambre de dégagement 3029 B En conséquence, la hauteur (longueur) de la partie de pompe à vide comprise entre un carter 3019 B et un couvercle de culasse 3024 B augmente, si bien que-la miniaturisation de la pompe à vide

n'est pas possible.

Dans une pompe à vide alternative classique repré-

sentée sur la figure 15, un piston 4001 est extrait de la manière suivante ( 1) Un écrou 4002 a est dévissé et un couvercle 4002 de culasse est retiré ( 2) Les boulons 4004 a, 4004 b disposés sur un joint d'étanchéité 4 d'arbre à

soufflet sont retirés par une fenêtre 4003 de dégagement.

( 3) Un boulon 4005 a placé sur un organe 4005 d'arrêt d'huile est retiré de la fenêtre 4003 ( 4) Un boulon 4006 a placé sur un boîtier 4006 de segment racleur est retiré par la fenêtre 4003 ( 5) Un couvercle (non représenté) d'une fenêtre du carter est retiré, et les écrous de blocage 4008 a de la tige 4008 sont retirés par la fenêtre 4007 du carter ( 6) Le piston 4001, avec la tige 4008 qui reste sur lui, est retiré du cylindre 4009 ( 7) Un écrou 4008 b de piston est retiré et le piston 4001 est retiré de la tige 4008 Le montage de ces parties est réalisé dans l'ordre inverse En conséquence, le montage du piston, de sa tige, du joint d'arbre, de l'organe d'arrêt d'huile et du boîtier à segment racleur d'une pompe à vide alternative classique et le démontage de la pompe nécessitent beaucoup de temps et de travail Dans une pompe à vide miniaturisée de ce type, le rendement de fonctionnement diminue fortement En outre, comme un outil, tel qu'une clé, doit être introduit par la fenêtre de dégagement et une fenêtre du carter, et doit être utilisé à l'aveuglette, il est possible que la

tige de piston soit détériorée.

L'invention concerne une pompe à vide alternative dont les dimensions et le poids peuvent être réduits de manière plus importante que ne le permet la pompe de la technique antérieure, avec réduction des vibrations à une valeur extrêmement réduite L'invention concerne aussi une telle pompe à vide alternative qui donne un vide propre et poussé. Plus précisément, l'invention concerne une pompe à vide alternative ayant un circuit dépourvu d'huile dans toutes les parties glissantes de manivelle et de pistons, la partie de pistons comprenant deux pistons réalisés de manière que leurs axes de travail soient alignés, une soupape d'aspiration étant en outre placée sur chacun des

deux pistons.

L'invention concerne ainsi, dans un premier mode de réalisation, une pompe alternative à plusieurs étages ayant

deux pistons opposés horizontalement.

Dans un second mode de réalisation, une pompe à vide alternative a un mécanisme à manivelle qui ne contient pas d'huile et dans lequel un ensemble d'étanchéité d'arbre de tige de piston comporte un ensemble à soufflet dont un flasque de tête est fixé au couvercle du fond de cylindre, et un flasque inférieur est fixé à une traverse, si bien que la hauteur (longueur), mesurée du carter au couvercle

de culasse, peut être réduite de façon très importante.

Un troisième mode de réalisation concerne une pompe à vide alternative dans laquelle un cylindre est divisé en direction circonférentielle en plusieurs parties axiales dont les extrémités peuvent dépasser afin qu'elles forment des flasques tels que des flasques adjacents forment une saillie en V en coupe lorsque les extrémités des parties adjacentes sont combinées, et un accouplement à bande à section en V est placé autour des saillies en V qui sont ainsi rapprochées afin que les extrémités des parties séparées soient bien serrées; une tige de piston a une extrémité libre passant dans un trou et serrée par un boulon à la face supérieure d'un corps de tête de piston

afin que la tige soit centrée et fixée, un ensemble d'étan-

chéité d'arbre à soufflet dont un flasque de tête est fermement serré entre un couvercle de fond de cylindre et une plaque de retenue fixée au couvercle de fond de cylindre par des boulons qui y sont vissés, et une saillie formée à l'extrémité arrière de la tige de piston et coopérant entre une traverse et un flasque de fond d'un joint d'étanchéité d'arbre de la tige de piston, le flasque étant fixé à la traverse par des boulons pénétrant dans une tige placée dans un trou du couvercle du fond de cylindre, la tige du piston, l'ensemble d'étanchéité à soufflet, le piston et le cylindre étant introduits dans l'ordre indiqué lors du montage des différents éléments qui peuvent être

séparés mutuellement dans l'ordre inverse.

Dans une pompe à vide alternative à plusieurs étages du premier mode de réalisation de l'invention, les parties coulissantes de manivelle et de pistons ne contiennent pas

d'huile, et deux pistons mobiles sont opposés horizontale-

ment afin que leurs axes de travail soient alignés, chacun

des deux pistons ayant une soupape d'aspiration.

Selon l'invention, la partie mobile de manivelle a une structure comprenant des traverses, des guides de

traverses, des bielles, des axes de traverses, un vilebre-

quin, des manetons, des paliers de vilebrequin, des joints de vilebrequin et un carter, et les parties coulissantes ont des coussinets de guidage de traverses, des coussinets d'axes de traverses, des manetons métalliques, des paliers

de vilebrequin et des joints d'étanchéité de vilebrequin.

Un alliage fritté contenant un lubrifiant solide, des paliers étanches et des joints étanches à la graisse sont

utilisés afin qu'ils assurent une lubrification auto-

matique. Selon l'invention, la partie mobile de piston a une structure mettant en oeuvre des cylindres, des pistons, des segments, des segments racleurs, des tiges de pistons, des joints d'étanchéité d'arbre et des couvercles de cylindres, et les parties coulissantes comprennent des segments de pistons et racleurs et des joints d'arbre Un matériau à base d'une résine de tétrafluoréthylène comme ingrédient principal est utilisé pour les segments des pistons et les segments racleurs et des joints d'étanchéité d'arbre à soufflet sont utilisés pour l'étanchéité des tiges des

pistons afin que l'ensemble soit autolubrifiant.

Selon l'invention, les parties d'étanchéité sont réalisées par un soufflet, par la partie de glissement du segment et la partie coulissante qui sont formées d'une résine autolubrifiante, par l'organe d'entraînement de manivelle qui comprend un alliage fritté contenant un agent lubrifiant solide, et par un palier étanche et un joint

étanche à la graisse.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre,

faite en référence aux dessins annexés sur lesquels:

les figures 1 à 4 représentent un mode de réalisa-

tion de l'invention, dans lequel: la figure 1 est une coupe générale de la pompe; la figure 2 est une coupe d'une partie de la pompe;

la figure 3 est une vue en perspective des diffé-

rentes parties d'une soupape de distribution; et la figure 4 est une vue en perspective de toutes les parties d'une soupape d'aspiration; la figure 5 est un schéma illustrant le principe de 1 ' invention et montrant la partie droite d'une pompe, les figures 6 à 8 représentent un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel: la figure 6 est une vue générale en élévation et en coupe partielle de la pompe; la figure 7 est une coupe d'une partie principale de la pompe; et la figure 8 est une coupe partielle agrandie d'une partie principale; la figure 9 est une coupe d'un exemple classique de pompe, décrit précédemment; les figures 10 à 14 représentent un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel: la figure 10 est une vue en élévation frontale et en coupe partielle de la pompe; la figure 11 est une coupe de la partie principale de la pompe; la figure 12 illustre le montage et le démontage d'un mécanisme de déplacement d'un piston; les figures 13 (a) et 13 (b) sont des coupes représen- tant l'utilisation d'un organe d'accouplement en V, avec sa partie principale; la figure 14 représente un dispositif à boulons de blocage; et la figure 15 est une coupe d'un appareil de la

technique antérieure, déjà décrit.

Les figures 1 à 4 représentent un mode de réalisa-

tion de pompe alternative à vide selon l'invention.

La pompe à vide de ce mode de réalisation comprend une partie mobile 1 de manivelle et des parties mobiles 2

de piston.

La partie mobile lde manivelle a des traverses 11 destinées à se déplacer en translation par l'intermédiaire de deux guides transversaux 12, deux bielles 14 raccordées aux traverses par un axe 13 de manière que les bielles puissent tourner, un vilebrequin 16 raccordé aux deux

bielles 14 par des manetons 15 de manière que le vilebre-

quin puisse tourner, deux paliers 17 supportant le vilebre-

quin 16, et un joint d'étanchéité d'arbre 18 destiné à assurer l'étanchéité entre le vilebrequin 16 et un carter 19. Chaque traverse 11 a un passage 110 de circulation d'air assurant la communication avec un espace 190 du carter et un espace 260 dans lequel est placé un ensemble

d'étanchéité d'arbre 26 à soufflet décrit dans la suite.

Des doubles enveloppes 120 de circulation d'eau sont

placées autour des guides 12.

Deux coussinets 121 de guidage de traverses, deux coussinets 131 d'axes et deux coussinets 151 de manetons sont formés d'un alliage fritté contenant un lubrifiant, deux paliers 17 d'arbre sont sous forme de paliers étanches, et un joint 18 d'étanchéité de vilebrequin est un

joint étanche à la graisse si bien que toutes les diffé-

rentes parties peuvent être lubrifiées sans huile.

Les parties mobiles 2 ont deux pistons alternatifs latéralement opposés 21 (les pistons des parties droite et gauche de la figure 1 se déplacent ensemble vers le point mort bas et vers le point mort haut), deux cylindres 22, deux tiges 23 de pistons raccordées à la partie supérieure aux pistons 21 et, à leur partie inférieure, aux traverses

11, deux couvercles supérieurs 24 de cylindre, deux cou-

vercles inférieurs 25 de cylindre, deux joints d'étanchéité d'arbre 26 pour les tiges de pistons et deux tubes de

communication de gaz (non représentés).

Dans chaque piston 21, un segment 211, formé d'une résine dont le tétrafluoréthylène est le constituant essentiel, est monté par l'intermédiaire d'un segment de tension 212, un segment racleur 213 essentiellement formé lui aussi de résine de tétrafluoréthylène étant aussi monté dans le piston, les segments 211 et 213 pouvant coulisser contre la surface interne du cylindre 22 sans qu'une huile soit introduite Deux pistons 21 sont munis de soupapes 214

d'aspiration et d'échappement à leur face supérieure.

Chaque couvercle supérieur 24 de cylindre comporte, dans la partie qui correspond à la soupape 214 du piston 21, une soupape d'aspiration 241 Chaque couvercle inférieur 25 a, dans sa partie qui correspond à la soupape 214 du piston 21, une soupape de distribution 251 Comme représenté sur la figure 4, la soupape 214 d'aspiration (soupape 251 de distribution) comporte une plaque d'obturation 2141 ( 2511), un siège d'obturateur 2142 ( 2512), un guide 2143 de soupape ( 2513), un boulon 2144 de soupape ( 2514) et des écrous 2145 de soupape ( 2515) Comme représenté sur la figure 3, la soupape 241 d'aspiration a une plaque d'obturation 2411, un siège 2412, un guide 2413, un boulon 2414 et des écrous 2415. Chaque joint d'étanchéité d'arbre 26 comprend un soufflet comme indiqué sur les figures 1 et 2, une première extrémité étant combinée de manière étanche au couvercle 25 et l'autre étant combinée de manière étanche à la traverse 11, par un boulon 261 Un tube de communication de gaz (non

représenté) part d'une lumière 250 d'évacuation du cou-

vercle 25 dans la partie droite de la figure 1 vers une lumière 240 d'aspiration du couvercle supérieur 24 à la

partie gauche de la figure.

Dans ce mode de réalisation, le poids des parties alternatives opposées est le même que dans une pompe classique à vide de type alternatif à pistons opposés En outre, la force irrégulière d'inertie des parties rotatives est équilibrée De plus, les cylindres 22 sont opposés horizontalement autour du vilebrequin 16 si bien que les axes des cylindres 22 sont alignés Le vilebrequin 16 a trois manetons 15 qui sont adjacents et séparés par un angle de 1800, et le maneton central 15 est raccordé à la traverse 11 de la première tige 23 par la bielle 14, les manetons 15 placés des deux côtés du maneton central 15 étant raccordés à la traverse 11 de l'autre tige 23 de

piston par une bielle fourchue 14.

On considère maintenant le fonctionnement Lorsque le piston droit 21 de la pompe à vide selon l'invention se déplace du point mort haut vers le point mort bas (course d'aspiration), un gaz est aspiré par la lumière 240 dans le couvercle supérieur droit 24 et dans la chambre 242 puis, par la soupape 241, dans le cylindre 22 Comme la soupape 214 du piston 21 est fermée pendant ce temps, le gaz du cylindre 22 du côté du point mort bas du piston 21 est

évacué par la soupape 251 placée dans le couvercle infé-

rieur 25 vers la lumière 250 d'évacuation lorsque le piston 21 se déplace vers le point mort bas, et passe dans le tube de communication de gaz (non représenté) et est aspiré par la lumière 240 d'aspiration du couvercle supérieur gauche 24 dans la chambre 242 d'aspiration (le piston 21 de gauche se déplace vers le point mort bas lorsque le piston 21 de droite se déplace vers le point mort bas), et pénètre par la soupape 241 dans le cylindre 22 Comme le soupape 214 du piston 21 est fermée pendant ce temps, le gaz du cylindre 22, du côté du point mort bas du piston 21, est évacué par la soupape 251 placée dans le couvercle inférieur 25 vers la lumière 250 d'évacuation lorsque le piston 21 se déplace vers le point mort bas, le gaz résultant étant chassé à l'extérieur Lorsque les pistons droit et gauche 21 se déplacent du point mort bas vers le point mort haut (course de compression), la soupape 214 travaille comme soupape d'aspiration Plus précisément, lorsque le piston droit se déplace du point mort bas vers le point mort haut comme indiqué sur la figure 2, la soupape 214 s'ouvre étant donné la différence entre la pression du gaz aspiré dans la course d'aspiration et la force du ressort, de sorte que le gaz est aspiré dans le cylindre 22 du côté du point mort bas du cylindre 21 Pendant ce temps, la soupape 251 est fermée Le piston gauche 21 exécute aussi une opération

d'aspiration de la même manière que le piston droit 21.

Dans la pompe à vide selon l'invention, un déplace-

ment des manetons, qui correspond à l'application d'un

couple de forces, ne se produit pas si bien que les vibra-

tions de la pompe à vide pendant le fonctionnement peuvent être totalement évitées Ainsi, même lorsque l'épaisseur de paroi de la pompe à vide est réduite par rapport à celle d'une pompe à vide classique de ce type, la résistance mécanique peut rester convenable Ceci contribue à la

réduction du poids et des dimensions de ce type de pompe.

La partie à manivelle de la pompe à vide selon l'invention a avantageusement une construction ne nécessitant pas d'huile et supprimant la chambre de dégagement et l'organe d'arrêt d'huile En conséquence, la longueur de la tige du piston peut être réduite et ceci contribue de manière correspondante à la réduction des dimensions et du poids de la pompe à vide Dans la pompe à vide selon l'invention, une soupape d'aspiration et d'échappement est placée dans chaque piston, et un passage allongé de circulation de gaz n'est pas nécessaire même lorsque la pompe est utilisée dans une pompe à plusieurs étages Ceci contribue à la réduction des dimensions et du poids de la pompe Dans la pompe à vide selon l'invention, la partie mobile de piston

et la partie mobile de manivelle sont toutes deux dépour-

vues d'huile Ainsi, il n'est pas possible que de l'huile diffuse en sens inverse dans le circuit sous vide et se mélange à l'air, si bien que le vide obtenu peut être

propre et poussé.

Le second mode de réalisation de l'invention con-

cerne une pompe à vide alternative permettant une réduction de la hauteur (longueur) mesurée entre un carter et un couvercle de culasse, autant que possible, si bien que la

pompe peut être miniaturisée.

Plus précisément, la pompe à vide alternative est réalisée comme représenté sur les dessins, c'est-à-dire de manière que la partie coulissante du mécanisme à manivelle ne comporte pas d'huile, que les joints d'étanchéité de tiges de pistons soient formés de joints à soufflet, que leurs flasques de tête soient fixés aux couvercles des fonds de cylindres, et que les flasques inférieurs soient fixés aux traverses si bien que la hauteur (longueur) mesurée entre le carter le couvercle de culasse peut être

fortement réduite.

Selon l'invention, le mécanisme mobile à manivelle met en oeuvre une structure à traverses, à guides de traverses, à bielles, à axes de traverses, à vilebrequin, à manetons, à paliers de vilebrequin, à joints étanches de vilebrequin et un carter, et les parties coulissantes comprennent les guides de traverses, les axes de traverses, les manetons, les paliers de vilebrequin et les joints de vilebrequin Un alliage fritté contenant un lubrifiant solide, des paliers étanches et des joints à graisse sont

utilisés afin que la lubrification soit assurée.

Le soufflet d'étanchéité formant chaque ensemble d'étanchéité d'arbre de piston comprend un soufflet formé par moulage ou soudage d'une matière métallique mince afin qu'elle forme une structure en accordéon qui peut se contracter et qui est destinée à former un joint sur une

tige de piston.

Les figures 6 et 8 représentent un second mode de

réalisation de pompe à vide alternative selon l'invention.

La pompe à vide de ce mode de réalisation comporte un mécanisme mobile 3010 de manivelle, des mécanismes mobiles 3020 de pistons, un ensemble 3030 à volant et un

ensemble 3040 à moteur d'entraînement.

Le mécanisme mobile 3010 a des traverses 3011 destinées à se déplacer en translation par l'intermédiaire de deux guides 3012, des bielles 3014 raccordées aux traverses par des axes 3013 de manière que les bielles puissent tourner, un vilebrequin 3016 raccordé aux deux bielles 3014 par des manetons 3015 de manière que le vilebrequin puisse tourner, deux paliers 3017 supportant le vilebrequin 3016, des joints d'étanchéité 3018 placés sur

le vilebrequin 3016, et un carter 3019.

Les deux traverses 3011 ont des passages 3110 de circulation d'air qui communiquent avec un espace 3190 formé dans le carter et des espaces 3260 dans lesquels des joints d'étanchéité 3026 de tiges de pistons à soufflet,

décrits dans la suite, sont montés.

Des doubles enveloppes 3120 de circulation d'eau

sont formées autour des guides 3012.

Un alliage fritté contenant un lubrifiant solide est utilisé pour la paire de coussinets 3121 de guides de traverses, pour la paire de coussinets 3131 d'axes de traverses, des paliers étanches sont utilisés pour les paliers 3017, et des joints étanches à la graisse sont utilisés comme joints 3018 de vilebrequin Ces différentes

parties peuvent être lubrifiées sans huile.

Les mécanismes mobiles 3020 à piston ont deux pistons latéralement opposés 3021 (les pistons de gauche et de droite se déplacent ensemble vers un point mort bas et ensemble vers un point mort haut), le cylindre 3022, deux tiges 3023 de pistons dont une extrémité est raccordée au piston correspondant 3021 et dont l'autre extrémité est fermement fixée à la traverse 3011, deux couvercles 3025 de fond de cylindre combinés à des couvercles 3024 de tête de cylindre par des accouplements en V 3028, des joints d'étanchéité de tiges de pistons 3026 et des tubes de

communication de gaz (non représentés).

-Chaque piston 3021 a un segment 3211 placé à l'inté-

rieur et formé d'une résine dont le tétrafluoréthylène est le constituant principal, ainsi qu'un segment racleur 3213 placé dans le piston et formé de la même résine, les deux segments 3211 et 3213 pouvant glisser à la surface interne du cylindre correspondant 4022 sans présence d'huile Les

deux pistons 3021 ont des soupapes d'aspiration et d'échap-

pement 3214 à leur face supérieure Des soupapes 3241 d'aspiration sont placées dans des parties des couvercles 3024 de tête de cylindre qui correspondent aux soupapes 3214 des pistons 3021 Des soupapes 3251 de distribution sont placées dans les parties des couvercles inférieurs

3025 qui correspondent aux soupapes 3214 des pistons 3021.

Comme représenté sur les figures 6 et 7, le flasque 3261 de tête de chaque soufflet d'étanchéité 3026 est fermement fixé au couvercle inférieur 3025 et une plaque de retenue 3027 est fixée au couvercle inférieur 3025 par des boulons 3271 qui lui sont vissés; le flasque inférieur

3262 est fixé à la traverse 3011 par un boulon 3272 intro-

duit dans un trou 3252 de passage formé dans le couvercle 3025 et un trou 3270 de passage formé dans la plaque 3027, et il est vissé dans la traverse 3011 La tige 3023 est raccordée à la traverse 3011 par ajustement d'une saillie 3230 formée à l'extrémité arrière de la tige 3023 entre le

flasque 3262 et la traverse 3011.

Dans ce mode de réalisation, le poids des parties alternatives opposées est le même que dans la pompe à vide alternative classique à pistons opposés En outre, la force

d'inertie de déséquilibre des parties rotatives est équili-

brée De plus, les cylindres 3022 sont opposés horizontale-

ment autour du vilebrequin 3016 si bien que les axes des cylindres 3022 sont alignés Le vilebrequin 3016 a trois manetons 3015 qui sont adjacents et placés à 180 , et le maneton central 3015 est raccordé à la traverse d'une tige 3023 de piston par la bielle 3014 qui est rectiligne alors que les manetons 3015 placés des deux côtés du maneton central 3015 sont raccordés à la traverse 3011 de l'autre

tige 3023 de piston par une bielle fourchue 3014.

Lorsque le piston droit 3021 de la pompe à vide selon l'invention est déplacé du point mort haut vers le point mort bas (course d'aspiration), le gaz est aspiré par -la lumière 3240 dans le couvercle du cylindre droit 3024 et dans la chambre 3242 d'aspiration puis est aspiré par la soupape 3241 dans le cylindre 3022 Comme la soupape 3214 du piston 3024 est fermée à ce moment, le gaz du cylindre se trouvant du côté du point mort bas du piston 3021 est évacué par la soupape 3251 de distribution placée dans le couvercle inférieur 3025 vers la lumière d'évacuation 3250 lorsque le piston 3021 se déplace vers le point mort bas, puis le gaz passe dans le tube de communication (non représenté), il est aspiré par la lumière 3240 du couvercle supérieur gauche 3024 dans la chambre d'aspiration 3242 (le piston 321 de gauche se déplace vers le point mort bas lorsque le piston 3021 de droite se déplace vers le point mort bas), et il est introduit par la soupape 3241 dans le cylindre 3022 Comme la soupape 3214 du piston 3021 est fermée pendant ce temps, le gaz du cylindre 3022, du côté du point mort bas du piston 21, est évacué par la soupape 251 vers le couvercle inférieur 3025 et la lumière 3250 d'évacuation lorsque le piston 3021 se déplace vers le

point mort bas, la gaz résultant étant chassé à l'exté-

rieur Lorsque chacun des pistons droit et gauche 3021 est déplacé du point mort bas vers le point mort haut (course de compression), la soupape 3214 joue le rôle d'une soupape d'aspiration Plus précisément, lorsque le piston droit se déplace du point mort bas vers le point mort haut comme indiqué sur la figure 16, la soupape 3214 s'ouvre du fait de la différence entre la pression du gaz aspiré dans la course d'aspiration et celle d'un ressort à lame afin que le gaz soit aspiré dans le cylindre 3022 du côté du point mort bas du piston 3021 Pendant ce temps, la soupape 3251 est fermée et le piston gauche 3021 assure aussi une opération d'aspiration de la même manière que le piston

droit 3021.

Selon l'invention, les parties 3121, 3131, 3151, 3017, 3018 qui doivent coulisser dans la partie mobile 3010 peuvent travailler sans huile si bien que le boîtier à segment racleur et l'organe d'arrêt d'huile utilisés dans la pompe à vide classique peuvent être supprimés Comme les soufflets d'étanchéité 3026 sont directement raccordés aux couvercles inférieurs 3025 et aux traverses 3011, la chambre de dégagement de la pompe classique peut aussi être supprimée Ceci permet une réduction importante de la hauteur (longueur), mesurée du carter 3019 au couvercle

3024 de culasse, et ceci contribue beaucoup à la miniaturi-

sation de la pompe à vide alternative.

Un troisième mode de réalisation de l'invention permettant la résolution des problèmes décrits précédemment permet simplement et rapidement l'extraction des cylindres, pistons, joints d'étanchéité de tiges de pistons et bielles

après que les couvercles de culasse ont été retirés.

A cet effet, l'invention concerne une pompe à vide alternative représentéesur les figures 10 à 14 et dans

laquelle un cylindre 4022 est divisé, en direction circon-

férentielle, en plusieurs parties axiales dont les extrémi-

tés dépassent à l'extérieur et forment des flasques 4221 si bien que les flasques adjacents 4221 forment une saillie en V en coupe lorsque les extrémités des parties adjacentes sont combinées, des accouplements 4027 formés par des bandes de section en V étant placés autour des saillies en V et étant serrés afin que les extrémités des parties séparées soient fermement serrées; une tige 4023 de piston pénètre par son extrémité libre dans un trou 4210 d'un piston 4021 et est serrée par un boulon 4291 de blocage à la face supérieure d'un corps de tête de piston de manière

que la tige 4023 soit centrée et fixée, et un joint d'étan-

chéité d'arbre 4026 du type à soufflet a un flasque de tête 4261 qui est fermement fixé entre le couvercle inférieur

4025 et la plaque de retenue 4027 qui est fixée au cou-

vercle 4025 par des boulons 4271; une saillie 4231 placée à l'extrémité arrière de la tige 4023 est fermement logée entre la traverse 4011 et un flasque inférieur 4262 du joint d'étanchéité de tige de piston 4026 et fixé à la traverse 4011 par des boulons 4272 qui pénètrent dans la tige passant dans le trou 4271 de la plaque 4027, une tige passant dans le trou 4252 du couvercle 4025, la tige 4023 du piston, le joint d'étanchéité à soufflet 4026, le piston 4021 et le cylindre 4022 étant introduits dans cet ordre lors du montage des différentes parties qui peuvent alors

être séparées les unes des autres dans l'ordre inverse.

Comme représenté sur la figure 13, un accouplement 4028 à bandes en V comprend deux bandes en V 4281 destinées à être placées autour d'une saillie en V qui est formée lorsque deux flasques 4221 sont en butée, et une bande plate 4282 utilisée pour le serrage de ces bandes en V 4281, c'est-à-dire l'accouplement 4028, est utilisée pour

la combinaison intime des flasques 4221.

Selon l'invention, une tige 4023 de piston est placée dans un trou 4210 passant dans le piston et un dispositif 4029 à boulons de blocage représenté sur la

figure 14 pénètre dans un sens entre la surface circonfé-

rentielle interne du trou 4210 et la surface circonféren-

tielle externe d'une tige 4023 afin que celle-ci soit centrée et fixée Ce dispositif 4029 de blocage comprend au moins deux boulons 4291, un organe 4292 placé autour de la tige et un organe coulissant 4293 Lorsque les boulons 4291 sont vissés dans des trous taraudés 42920 de l'organe 4292 puis dans des trous taraudés 42930 de l'organe coulissant

4293, le centrage de la tige 4023 et la fixation de celle-

ci dans le trou 4210 peuvent être réalisés fermement.

Le joint d'étanchéité 4026 à soufflet est constitué d'un soufflet qui peut se contracter et qui est formé par moulage ou soudage d'un métal à paroi mince sous forme d'un accordéon, et il est utilisé pour l'étanchéité autour d'une

tige 4023 de piston.

Les dessins représentent un mode de réalisation de

pompe à vide alternative selon l'invention.

La pompe à vide de ce mode de réalisation comprend un mécanisme 4010 à manivelle, des mécanismes 4020 à piston, un volant 4030 et un moteur 4040. Le mécanisme mobile 4010 à manivelle a des traverses

4011 destinées à être déplacées en translation par l'inter-

médiaire de deux guides 4012, des bielles 4014 raccordées aux traverses par des axes 4013 de manière que les bielles puissent tourner, un vilebrequin 4016 raccordé aux deux

bielles 4014 par des manetons 4015 si bien que le vilebre-

quin peut tourner, deux paliers 4017 supportant le vile-

brequin 4016, des joints d'arbre 4018 destinés à assurer

l'étanchéité sur le vilebrequin 4016, et un carter 4019.

Chacune des deux traverses 4011 a un passage 4110 de communication d'air assurant la communication avec un espace 4190 du carter et un espace 4260 dans lequel est placé un ensemble d'étanchéité 4026 de tige de piston qui

comporte un soufflet comme décrit dans la suite.

Une double enveloppe 4120 de circulation d'eau est

placée autour des guides 4012 de traverses.

Un alliage fritté contenant un lubrifiant solide est utilisé pour la formation de deux coussinets 4121 de

guides, de deux coussinets 4131 d'axes et de deux coussi-

nets 4151 de manetons, et des paliers étanches forment deux paliers 4017 de vilebrequin et des joints à graisse sont

utilisés pour les ensembles d'étanchéité 4018 Ces diffé-

rentes parties peuvent être lubrifiées sans huile.

Les mécanismes 4020 de déplacement de piston ont deux pistons latéralement opposés 4021, (les pistons des parties droite et gauche du dessin se déplacent ensemble vers un point mort bas et ensemble vers un point mort haut), deux cylindres 4022, deux tiges 4023 de piston dont

une première extrémité est raccordée au piston correspon-

dant 4021 et l'autre extrémité est fermement fixée dans la traverse correspondante 4011, deux couvercles inférieurs 4025 de culasse combinés intimement à des couvercles 4024 de culasse par des accouplements en V 4028, deux ensembles formant joints d'étanchéité d'arbre 4026, et deux tubes de

communication de gaz (non représentés).

Chaque piston 4021 a un segment 4211 qui est à base d'une résine dont le tétrafluoréthylène est le constituant principal et un segment racleur 4213 qui est formé de la même résine, les deux segments 4211, 4213 pouvant glisser contre la surface interne du cylindre correspondant 4022 sans présence d'huile Les deux pistons 4021 sont munis de soupapes 4214 d'aspiration et d'échappement à leur face supérieure Les soupapes 4214 sont placées dans les parties des couvercles 4024 de culasse qui correspondent aux soupapes 4214 des pistons 4021 Des soupapes 4251 de distribution sont placées dans les parties des couvercles inférieurs 4025 qui correspondent aux soupapes 4214 des

pistons 4021.

Comme représenté sur les figures 10 et 11, le

flasque 4261 de tête de chaque joint d'étanchéité à souf-

flet 4026 est fermement fixé par le couvercle inférieur 4025 et une plaque de maintien 4027 fixée au couvercle inférieur 4025 par des boulons 4271 qui la traversent, et le flasque inférieur 4262 est fixé à la traverse 4011 par un boulon 4212 qui passe dans un trou 4252 formé dans le couvercle inférieur 4025 et un trou 4270 formé dans la plaque 4027 et est fixé sur la traverse 4011 La tige 4023 de piston est raccordée à la traverse 4011 par disposition robuste d'une saillie 4231 formée à la partie d'extrémité arrière de la tige 4023 entre le flasque inférieur 4262 et

la traverse 4011.

Dans ce mode de réalisation, le poids des parties opposées qui se déplacent en translation est le même que dans une pompe à vide alternative classique du type à

pistons opposés En outre, la force d'inertie de déséqui-

libre des parties rotatives est équilibrée En outre, les cylindres 4022 sont opposés horizontalement autour du vilebrequin 4016 si bien que les arbres des cylindres 4022 sont alignés mutuellement Le vilebrequin 4016 a trois manetons 4015 qui sont adjacents et sont séparés par des angles de 1800, et le maneton central 4015 est raccordé à

la traverse d'une tige 4023 de piston par la bielle recti-

ligne 4014, alors que les manetons 4015 placés des deux côtés du maneton central 4015 sont raccordés à la traverse

4011 de l'autre tige 4023 par une bielle fourchue 4014.

Lorsque le piston droit 4021 de la pompe à vide selon l'invention est déplacé du point mort haut vers le point mort bas (course d'aspiration), un gaz est aspiré par la lumière 4240 d'aspiration dans le couvercle droit 4024 et dans la chambre 4242 puis il est aspiré par la soupape 4241 dans le cylindre 4022 Comme la soupape 4214 du piston 4021 est fermée pendant ce temps, le gaz du cylindre 4022 du côté du point mort bas du piston 4021 est évacué par la soupape 4251 du couvercle inférieur 4025 vers la lumière 4250 lorsque le piston 4021 se déplace vers le point mort bas, puis passe dans le tube de communication de gaz (non représenté), il est aspiré par la lumière 4240 dans le couvercle supérieur gauche 4024 et dans la chambre 4242 (le piston 4021 de gauche se déplace vers le point mort bas lorsque le piston 4021 de droite se déplace vers le point mort bas), et est introduit par la soupape 4241 dans le cylindre 4022 Comme la soupape 4214 du piston 4021 est fermée pendant ce temps, le gaz du cylindre 4022 du côté du point mort bas du piston 4021 est évacué par la soupape 4251 de distribution dans le couvercle inférieur 4025 vers la lumière 4250 d'évacuation lorsque le piston 4021 se déplace vers le point mort bas, le gaz résultant étant chassé à l'extérieur Lorsque chacun des pistons droit et gauche 4021 est déplacé à partir du point mort bas vers le point mort haut (course de compression), la soupape 4214 joue le rôle d'une soupape d'aspiration Plus précisément, lorsque le piston droit se déplace du point mort bas vers le point mort haut comme indiqué sur la figure 11, la soupape 4214 s'ouvre du fait de la différence entre la pression du gaz aspiré dans la course d'aspiration et celle du ressort de sorte que le gaz est aspiré dans le cylindre 4022 du côté du point mort bas du piston 4021 Pendant ce temps, la soupape 4251 est fermée Le piston gauche 4021 exécute aussi une opération d'aspiration de la même manière

que le piston droit 4021.

En conséquence, lorsque le piston 4021 doit être retiré de la pompe à vide alternative selon l'invention, la bande 4281 de l'accouplement 4028 est desserrée, et le cylindre 4022 et le couvercle 4024 sont retirés Les boulons 4291 de blocage de l'ensemble 4029 sont desserrés, et le piston 4021 est retiré de la tige 4023 Les boulons 4271, 4272 placés dans la plaque 4027 sont desserrés et le joint à soufflet 4026 est extrait, la tige 4023 de piston

étant prête à être retirée.

Lorsque le piston 4021 doit être monté dans le

cylindre 4022, les étapes sont exécutées en sens inverse.

Selon l'invention, les opérations de montage et de

démontage des mécanismes 4020 à piston peuvent être réali-

sées dans un seul sens En conséquence, le temps de fonc-

tionnement peut être réduit et les opérations peuvent être facilitées, et on peut prévoir une augmentation de la

fiabilité des opérations Ceci peut empêcher la détériora-

tion des mécanismes mobiles 4020 à piston.

Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses

éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1 Pompe à vide alternative, caractérisée en ce que chaque partie coulissante d'une partie mobile de manivelle ( 1) et de parties mobiles de pistons ( 2) ne contient pas d'huile, deux pistons ( 21) des parties mobiles de pistons ( 2) étant formés de manière que leurs axes de travail soient alignés, une soupape d'aspiration et d'échappement

( 214) étant associée à chacun des deux pistons.

2 Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux pistons ( 21) sont réalisés afin qu'ils

soient opposés horizontalement.

3 Pompe selon la revendication 1, caractérisée en

ce que la pompe a une structure à plusieurs étages.

4 Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parties qui coulissent dans un mécanisme mobile à manivelle ( 1) n'ont pas d'huile, les joints ( 26) des tiges de pistons étant formés par des soufflets ayant des flasques de tête fixés aux couvercles inférieurs ( 25) des cylindres et des flasques de fond fixés à des traverses ( 11), si bien que la hauteur (longueur), mesurée entre le carter et le couvercle de culasse, peut être réduite de

façon importante.

Pompe selon la revendication 1, caractérisée en

ce qu'un cylindre ( 4022) est divisé en direction circonfé-

rentielle en plusieurs parties axiales dont les extrémités peuvent dépasser vers l'extérieur afin qu'elles forment des flasques et que les flasques adjacents forment une saillie

à section en V lorsque les extrémités des parties adja-

centes sont combinées, la pompe comprenant des accouple-

ments ( 4028) sous forme de bandes à section en V, placés autour des saillies en V et serrés de manière que les extrémités des parties séparées soient bien combinées, des tiges ( 4023) de pistons étant introduites chacune à son extrémité libre dans un trou de passage dans le piston et étant serrée par un boulon de blocage depuis la face supérieure du corps de la tige de piston, afin que la tige de piston soit centrée et fixée, les joints ( 4026) d'arbre à soufflet ayant un flasque de tête fermement fixé entre le couvercle inférieur du cylindre et une plaque de retenue ( 4027) fixée au couvercle inférieur du cylindre par vissage de boulons, des saillies étant formées aux extrémités arrière des tiges de pistons et se logeant fermement entre

les traverses et les flasques inférieurs des joints d'étan-

chéité de tiges de pistons fixés aux traverses par intro-

duction de boulons dans une tige passant dans les trous des couvercles inférieurs de cylindre, les tiges de pistons, les joints d'étanchéité de tiges de pistons à soufflet, les pistons et les cylindres étant introduits dans l'ordre

indiqué dans le corps de pompe lors du montage des diffé-

rentes parties qui peuvent être séparées mutuellement dans

l'ordre inverse.

6 Pompe selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que les parties d'étan-

chéité sont réalisées par un soufflet ( 26), par la partie

de glissement du segment ( 211, 213) et la partie 'coulis-

sante qui sont formées d'une résine autolubrifiante, par l'organe d'entraînement de manivelle ( 1) qui comprend un alliage fritté contenant un agent lubrifiant solide, et par un palier étanche ( 17) et un joint ( 18) étanche à là graisse.