<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX MACHINES ROTATIVES, POMPES, COMPRESSEURS, COMPTEURS, etc.
La présente invention est relative aux machines rotatives, aux pompes, aux compresseurs, aux compteurs ou appareils du mê- me genre ; a pour objet général la construction d'une machine ro- tative, d'une pompe ou d'un appareil analogue, susceptible d'être fabriqué à bon marché, monté et mis en place facilement et capable de conserver un degré élevé d'efficacité sans qu'il soit nécessaire de recourir à de grandes vitesses de rotation,
La description ci-dessous fera ressortir d'autres caractéristiques avantageuses,
Conformément à la présente invention, la machine, la pompe, le compresseur, le compteur ou tout autre appareil analogue comportera :
une enveloppe cylindrique présentant une paroi cylindrique interne, des parois latérales, et une cloison intermédiaire, en forme de croissant, faisant saillie sur l'une des parois latérales, et constituant, avec la paroi cylindrique, une chambre de travail pour les pistons ; des orifices d'entrée et de sortie aboutissant à la chambre; un rotor ; despistons solidaires de ce rotor et se dépla- @
<Desc/Clms Page number 2>
çant à travers la chambre durant le fonctionnement de l'appareil; et un organe d'obturation à rotation excentrique porté par la paroi latérale, et tournant en concordance avec le rotor, cet organe d'obturation présentant des creux susceptibles de loger les pistons, et offrant aussi des parties périphériques circulaires qui relient les creux et qui isolent l'un de l'autre les orifices d' entrée et de sortie.
Dans certains modes d'exécution de l'invention qui sont destinés à être utilisés en qualité de pompes, on a prévu une enveloppe cylindrique ouverte solidaire d'une chaise et offrant un palier pour l'arbre du rotor, tandis qu'un couvercle à bride destiné à l'enveloppe possède un axe de pivotement pour l'obturateur.tour- nant; la chambre de travail des pistons, à l'intérieur de l'enveloppe, est également formée par une saillie en forme de croissant ou partiellement annulaire, appartenant au couvercle; la périphérie interne de cette saillie est concentrique à l'obturateur tournant; cet obturateur tournant est en contact théorique avec la dite périphérie interne, de façon à isoler l'un de l'autre les orifices d'entrée et de sortie pendant le fonctionnement de la pompe.
La rotation synchrone de l'obturateur et du rotor ou du piston rotatif peut être obtenue au moyen d'une transmission extérieure ou de toute autre manière appropriée, par exemple au moyen d'une broche prévue sur l'obturateur tournant et s'engageant dans une fente ou dans une pièce fendue du piston tournant, ou vice-versa, la longueur de la fente qui forme coulisse étant au moins égale au double de l'excentricité qui existe entre l'obturateur et le piston.
Lorsqu'on le désire, on peut employer plusieurs manivel- les pour assurer la synchronisation entre le rotor et l'obturateur tournant. Dans les constructions préférées de la pompe où le rotor possède trois pistons, on peut prévoir un nombre égal de manivelles sur l'obturateur tournant, les boutons de ces manivelles s'engageant dans des paliers appropriés prévus dans le corps du rotor ; cette disposition assure une commande synchrone absolument
<Desc/Clms Page number 3>
exempte de chocso
On se réfèrera aux dessins annexés, dans lesquels on a représenté, à titre d'exemple, des appareils ou des pompes conformes à la présente invention.
Les figures 1 à 4 sont relatives à un mode d'exécution particulièrement avantageux d'une pompe à trois pistons, la figure 1 étant une coupe longitudinale, la figure 2, une coupe transversale suivant la ligne 11-11 de la figure 1, la figure 3 étant une vue du couvercle à bride enlevé de l'appareil, et la figure 4 montre en détail l'obturateur rotatif.
La figure 5 montre en coupe longitudinale une variante de pompe, possédant un rotor à deux pistons, la rotation synchrone dé l'obturateur et du piston rotatif étant assurée par un bras de commande à joints universels.
Les figures 6 à 12 montrent une autre variante d'une pompe ou d'un moteur rotatif, ou la rotation synchrone de l'obturateur
EMI3.1
et du piston est obtenue par une 3% liaison comportant une manivel- le unique, la figure 6 étant une coupe longitudinale, la figure 7 une vue du couvercle enlevé de l'appareil, et la figure 8 une vue en bout de l'enveloppe.
Les figures 9 et 10 sont respectivement une élévation latérale et une élévation en coupe du rotor qui porte le piston, tandis que les figures 11 et 12 sont des vues analogues de l'obturateur rotatif
Les mêmes références désignent les mêmes pièces ou des pièces équivalentes dans toutes les figures.
Si l'on se rapporte aux dessins, mais plus particulièrement au mode d'exécution préféré de la pompe, qui est représenté aux figures 1 à 4, on voit que l'enveloppe de la pompe, laquelle est en général de forme cylindrique, est désignée par 1. Elle a été représentée comme formant une seule pièce avec une chaise à console 2 et un palier 3 pour l'arbre 4 de la pompe. Un rotor 5 constitué par un disque est d'une seule pièce avec l'arbre 4. Sur sa face antérieure font saillie trois pistons 6,7 et 8 disposés à 1200 les uns des au-
<Desc/Clms Page number 4>
tres et concentriquement par rapport à l'axe de rotation du rotor 5.
9 désigne un presse-étoupe, qui sera d'un type approprié suivant la matière que la pompe doit refouler; ce presse- étoupe est prévu à l'extrémité externe du palier 3.
10 désigne, d'une façon générale, un couvercle à bride, qui est fixé à l'enveloppe par des goujons 11 ou par des boulons et des écrous. Sur ce couvercle ont été prévus les orifices d'en- trée et de sortie, respectivement 12 et 13 ; sens de rotation du rotor est supposé être celui des aiguilles d'une montre, ainsi qu' on l'a montré par la flèche de la figure 2, bien que l'on doive considérer que la pompe est réversible.
Le couvercle 10 est une pièce en forme de calotte, offrant une périphérie circulaire interne 14, constituant un cylindre le long duquel se déplacent les pistons lorsque la pompe fonctionne. Une cloison 15, en forme de croissant, ou constituant une por tion d'anneau, fait saillie sur le couvercle, et arrive jusqu'au contact théorique avec la face antérieure du rotor 5. La périphérie externe 16 de cette cloison est concentrique avec la paroi cylindrique 14 et par conséquent ces deux parois ont le même axe, qui est l' axe de rotation du rotor 5 ; régions se faisant face dès parois 14 et 16 délimitent la chambre de pompe ou chambre de travail 19, dans laquelle se déplacent successivement les pistons 6,7 et 8 au cours du fonctionnement de la pompe.
20 désigne un organe d'obturation rotatif monté excentri- quement de façon à tourner à l'intérieur du couvercle 10, sur un axe de pivotement 21 porté par la paroi frontale 18 du couvercle 10.
La cloison 15 en forme de croissant possède une surface interne 17 concentrique à l'obturateur rotatif 20, ainsi qu'on le voit nettement sur la figure 2.
L'obturateur rotatif 20 possède un grand alésage circulaire central 22 assurant une surface de portée appropriée sur l'axe de pivotement 21. Le bord périphérique de l'obturateur présente des creux 23,24 et 25 susceptibles de recevoir respectivement les pis-
<Desc/Clms Page number 5>
tons 6,7 et 8 pendant le fonctionnement de la pompe',. Les autres régions périphériques 26,27 et 28 sont circulaires et sont en contact théorique avec la surface périphérique interne 17 de la cloison 15, et aussi avec la région 29 de la paroi cylindrique 14, qui se trouve entre les orifices d'entrée et de sortie 12 et 13, de façon à isoler ces orifices l'un de l'autre.
Le synchronisme de rotation entre l'obturateur 20 et le rotor 5 est obtenu, dans ce mode d'exécution, grâce à trois disques 30, présentant des tourillons axiaux 31 montés dans des paliers 32, qui sont constitués par des perforations prévues à travers l'obturateur 20, ainsi qu'on le voit en figure 4. Des boutons de manivelle 33, faisant saillie sur les faces opposées des disques, s'engagent dans des colliers ou coussinets 34 prévus dans le rotor 5.
On conçoit que la distance des boutons 33'à l'axe des disques est égale au degré d'excentricité qui existe entre les axes respectifs de rotation du rotor 5 et de l'obturateur 20. En conséquence, lorsque le rotor est entrainé par l'arbre 4, l'obturateur 20 tourne en concordance, l'excentricité étant compensée par les boutons de manivelle 33 qui, avec leurs disques 30, tournent autour des axes des tourillons 310
La chambre de travail 19, qui est délimitée par la paroi extérieure 16 de la cloison 15 en forme de croissant et par la paroi cylindrique 14 du couvercle 10, s'étend sur la moitié de la circonférence du rotor 50 En conséquence chaque piston travaille pendant une demi-révolution, en sorte que, lorsqu'on utilise une pompe du type à trois pistons, comme celle qui est représentée, la décharge est continue;
le fluide est poussé à travers la chambre, vers le refoulement de la pompe par les pistons 8,7 et 6 successivement.
Dans la position représentée sur la figo 2, le piston 8 est sur le point de quitter la chambre après avoir terminé sa course efficace , et le piston 7 vient de pénétrer dans la chambre 19, commençant sa course efficace.
En quittant la chambre, les pistons pénètrent dans les
EMI5.1
"",'Ytr"!l."- .",.r.,.,+;... - ..........--J.. ---'----1'- ., . , .
<Desc/Clms Page number 6>
Sur la figure 2 le piston b est montré dans le creux 23, pendant qu'il retourne vers le côté aspiration de la pompe. On constate que l'étendue périphérique de chaque creux est notablement moindre que l'étendue de la portion de paroi 29 qui relie le c8té d'entrée et le côté de sortie de la pompe. De la sorte une obturation efficace est assurée par la partie 26,27 ou 28 de la périphérie de l'obturateur, qui reste toujours en contact théorique avec la paroi 29.
On remarquera très nettement sur la figure 3 que la région 29 de la paroi entre les orifices, est concentrique à l'axe de pivotement 21 autour duquel tourne l'obturateur 20. Cette portion circulaire 29 coupe donc la paroi circulaire 14, laquelle est concen. trique au rotor 5; ce léger chevauchement entre l'obturateur et le rotor est effectivement nécessaire pour maintenir l'obturation périphérique.
118 désigne un disque réglable ou remplaçable prévu sur l'axe 21 au voisinage de la paroi frontale 18 du couvercle 10. L'obturateur 20 tourne entre la surface de ce disque et la surface du rotor 5, ce qui isole le côté entrée de la pompe de son côté sortie, suivant ces surfaces.
L'existence du disque remplaçable 118 permet de rattraper sans difficulté l'usure; il suffit d'enlever le couvercle 10 en dévissant les boulons 11, de retirer l'obturateur 20 de l'axe de pivotement 21, et de remplacer le disque 118 par un disque ayant uns épaisseur légèrement plus forte.
Le disque peut, soit tourner librement, soit être bloqué du fait de sa coopération avec l'épaulement qui sépare la région formant portée de l'axe 21 de son prolongement fileté 121, lequel porte un écrou assurant la position de l'axe de pivotement sur le couvercle 10. Quand on le désire, on peut rendre le disque 118 réglable afin de faciliter le rattrapage d'usure des pièces.
On remarquera que, pendant le fonctionnement de la pompe, le rotor 5 est soumis à une poussée axiale de la part du fluide sous pression. Pour compenser cette poussée, un espace annulaire 101 entre l'enveloppe 1 et la partie postérieure du rotor 5, peut
<Desc/Clms Page number 7>
être relié au côté refoulement de la pompe, de façon que la face posté: rieure du rotor soit également soumise à la pression de refoulement.
Si l'on se réfère maintenant au mode d'exécution représenté sur la figure 5, on voit que l'obturateur tournant est entrainé, à partir de l'arbre 4 de la pompe, par un bras 35 à joints universels Dans cette construction le rotor possède deux pistons 36 et 37 diamétralement opposés, et l'axe de pivotement porté par le couvercle 10 et sur lequel tourne l'obturateur, a la forme d'un anneau 38 faisant saillie à l'intérieur de l'enveloppe de la pompe 1, excentriquement par rapport à l'arbre 4. Cet anneau est fixé sur le couvercle 10 par une plaque terminale 39 et des vis 40.
Lorsqu'on utilise deux pistons, comme dans ce mode d'exécution, l'obturateur aura deux creux diamétralement opposés pour loger ces pistons 36 et 37, au lieu des trois creux 23, 24 et 25 qui existaient dans le type à trois pistons. Le bras à joints universels 35 transmet sa rotation à l'obturateur, qui est désigné par 41, par l'intermédiaire d'un manchon 42 monté dans l'anneau 38, et présentant à son extrémité interne une bride 43, faisant saillie extérieurement, et à laquelle l'obturateur 41 peut être relié, de façon à être entrainé en rotation, par des dents, des rivets, et de toute autre manière appropriée.
Lorsqu'on emploie ce mode d'entrainement, l'obturateur ne vient pas en contact avec la face du rotor, mais au lieu de cela la surface plane annulaire 44 de la bride 43, qui est concentrique à l'obturateur 41, et qui tourne avec lui, est juxtaposée à la face du rotor et en contact théorique avec elle; de la sorte, les orifices d'entrée et de sortie sont séparés l'un de l'autre grâce à la face du rotor. La bride 43 présente des creux qui coïncident avec ceux de l'obturateur, afin de loger les pistons 36 et 37.
Pour faciliter le démontage et le remontage des pièces qui composent la pompe, lorsque cela est nécessaire, l'extrémité en forme de rotule 45 du bras 35, laquelle coopère avec une broche 46 traversant l'alésage du manchon 42, est bifurquée; Il en résulte que,
EMI7.1
lorsaue les boulons il n"; mm;m+; m---+ 7 -...-.--¯¯-, ¯
<Desc/Clms Page number 8>
de pompe, sont enlevés, on peut retirer le couvercle portant l'obturateur et les organes qui lui sont reliés, - Un avantage de ce mode d'exécution réside dans la portée 38 exceptionnellement longue et large pour l'obturateur rotatif 41; ceci procure un accroissement de la durée de la pompe.
Un autre mode d'exécution de l'invention est représenté sur les figures 7 à 12. Il possède également deux pistons diamétralement opposés l'un à l'autre sur le rotor, Le synchronisme de rotation entre l'obturateur et le rotor est obtenu ici grâce à un bouton de manivelle 50 prévu sur l'obturateur et pénétrant dans un bloc 51 formant coulisseau dans une coulisse radiale prévue dans le corps du rotor.
Comme dans le premier mode d'exécution décrit l'obturateur 20 est monté sur un axe 21 porté par le couvercle 10, un dis-
EMI8.1
que remplaçable 118 ayant été prévu pour rpe rattraper l'usure mais, dans ce mode d'exécution, comme le montre plus nettement la figure 7, les orifices d'entrée et de sortie 12 et 13 débouchent horizontalement du couvercle 10, et sont dans le prolongement l'un de l'autre, cette disposition des orifices étant désirable pour certaines destinations.
Les pistons sont désignés par 52 et 53, et comme on le voit en figure 10, au lieu d'avoir la forme de segments et d'être symétriques, leur section a été prévue de façon à assurer une étendue relativement considérable de leur surface qui est en contact théorique avec les parois de la chambre 19, tout en diminuant, autant qu'il se peut, les dimensions des creux 54 et 55 qui sont destinés à les recevoir, dans l'obturateur. De la sorte on peut réserver une surface périphérique circulaire maxima sur l'obturateur 20, pour coopérer avec la surface interne 17 de la cloison en forme de croissant 15, et avec la région 29, qui sépare le côté refoulement du côté aspiration de la pompe.
On conçoit qu'un bouton de manivelle unique, tel que 50, prévu sur l'obturateur 20 et s'engageant dans un bloc 51 formant coulisseau dans une coulisse radiale prévue à cet effet dans le ro-
<Desc/Clms Page number 9>
tor 5, permet d'assurer le¯synchronisme de rotation du rotor et de l'obturateur. Cependant, afin de réduire les chocs qui proviennent du degré d'excentricité prévu entre le rotot 5 et l'obturateur 20, et par conséquent, afin d'accroitre l'efficacité de la transmission, le bloc 51 pourra être constitué comme un piston et la coulisse 56 comme un cylindre, des orifices 57 et 58 étant prévus dans la paroi postérieure du rotor et coopérant avec des canaux 59 et 60 s'étendant sur une partie de la circonférence et prévus dans la paroi de l'enveloppe 1, comme on le voit plus clairement a la figure 8.
Des orifices supplémentaires 61 et 62 ont été percés dans le corps du rotor et communiquent avec des canaux 63 et 64 s' étendant sur une partie de la circonférence et prévus dans le couvercle 10 ; le canal 63 est relié à la tubulure de sortie 13 par un trou 65, et le canal 64 est relié à la tubulure d'entrée 12 par un trou 66. La disposition est telle que, pendant les parties de chaque révolution de l'arbre de pompe 4, où le bouton de manivelle 50 tend à faire déplacer le bloc 51 vers l'intérieur, le fluide sous pression provenant du côté sortie de la pompe pénètre dans le cylindre 56 par l'orifice 57, poussant ainsi le bloc 51 vers l'intérieur.
EMI9.1
J6'F,j<I"di5 Le mouvement de retour du bloc 51 vers l'extérieur pendant chaque révolution, est également aidé par le fluide sous pression qui pénètre dans le cylindre 56 par l'orifice 58 et qui pousse le bloc 51 vers l'extérieur.
Dans le courant de la description, il a été dit que certaines surfaces sont en contact théorique ; on doit comprendre que ceci signifie que les pièces seront construites suivant la technique habituelle, de telle façon qu'il y ait un jeu indispensable entre les surfaces. Lorsqu'on désire fabriquer la pompe avec des pièoes métalliques coulées ou estampées du type standard, on pourra donner aux pistons et à la chambre des biseautages 'appropriés coopérant entre eux, pour faciliter la fabrication.
Grâce à l'élimination des obturations suivant des lignes droites, on évite les contacts à frottement entre les pièces travail
EMI9.2
lantes de ltaDuareil. ces n-n'haf-ha n Jél-.r,i- -7,, -e--- --
<Desc/Clms Page number 10>
résulte des progrès, au point de vue du silence et de la durée; si l'on désire augmenter l'efficacité des dispositifs d'étanchéité entre les surfaces juxtaposées, on pourra rendre rugueuses ou rainurer certaines de ces faces, et de préférence les surfaces rotatives, ce qui assurera une étanchéité labyrinthiforme.
En outre, les pompes peuvent comporter un seul piston, bien qu'il soit préférable de prévoir des types à deux ou trois pistons ainsi qu'on l'a montré dans les premiers modes d'exécution décrits et représentés, ce qui permet en effet d'obtenir un refoulecontinu. On peut doubler l'obturateur, un obturateur étant prévu de chaque côté d'un rotor central qui possède des pistons en saillie sur chacune de ses faces. Si l'on veut avoit une pompe à capacité variable, on peut y parvenir en montant les pistons, tels que 6, 7 et 8 ou 36 et 37, sur un collier entrainé en rotation par le rotor 16, mais susceptible de se mouvoir axialement par rapport à ce rotor.
Une culasse mobile de la chambre de travail 19 coopèrera avec le collier de façon à faire varier la chambre, par exemple grâce à une tige filetée qui déterminera la position de la culasse et du collier.
Bien que la description précédente soit relative à l'utilisation de ces machines comme pompes, les machines sont également utilisables comme sources d'énergie ou comme moteurs à fluide comprimé.
Grâce a la présente invention, on a réalisé une pompe ou une machine rotative susceptible d'être fabriquée à bon marché et possédant un rendement volumétrique élevé, avec une décharge sensiblement constante, et un refoulement et une aspiration exempte de chocs. Dans ces appareils, grâce à l'élimination de la nécessité de contacts de friction entre les pièces travaillantes, ces pièces peuvent comporter un revêtement isolant, ce qui permet de faire fonctionner la machine avec des fluides ayant une action destructive
Enfin, du fait de l'isolement des creux dans l'obturateur tournant, le fluide comprimé qui y est contenu peut être envoyé dans le cylindre ou ailleurs, de façon à assurer un balayage
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS TO ROTARY MACHINES, PUMPS, COMPRESSORS, METERS, etc.
The present invention relates to rotary machines, pumps, compressors, meters or devices of the same kind; has as its general object the construction of a rotary machine, a pump or the like, capable of being manufactured cheaply, easily assembled and set up and capable of maintaining a high degree of efficiency without the need for high rotational speeds,
The description below will highlight other advantageous characteristics,
In accordance with the present invention, the machine, pump, compressor, meter or any other similar device will include:
a cylindrical casing having an internal cylindrical wall, side walls, and an intermediate partition, in the form of a crescent, projecting from one of the side walls, and constituting, with the cylindrical wall, a working chamber for the pistons; inlet and outlet ports leading to the chamber; a rotor; pistons integral with this rotor and move @
<Desc / Clms Page number 2>
penetrating through the chamber during operation of the apparatus; and an eccentrically rotating shutter member carried by the side wall, and rotating in accordance with the rotor, this shutter member having hollows capable of accommodating the pistons, and also offering circular peripheral parts which connect the hollows and which isolate the inlet and outlet ports from each other.
In certain embodiments of the invention which are intended to be used as pumps, there is provided an open cylindrical casing integral with a chair and providing a bearing for the rotor shaft, while a cover with flange for the casing has a pivot axis for the shutter. the working chamber of the pistons, inside the casing, is also formed by a crescent-shaped or partially annular projection belonging to the cover; the inner periphery of this projection is concentric with the rotating shutter; this rotating shutter is in theoretical contact with said internal periphery, so as to isolate the inlet and outlet orifices from one another during operation of the pump.
The synchronous rotation of the shutter and the rotor or rotary piston can be achieved by means of an external transmission or in any other suitable manner, for example by means of a pin provided on the rotating shutter and engaging in a slot or in a split part of the rotary piston, or vice versa, the length of the slot which forms the slide being at least equal to twice the eccentricity which exists between the shutter and the piston.
When desired, several cranks can be used to ensure synchronization between the rotor and the rotating shutter. In preferred constructions of the pump where the rotor has three pistons, an equal number of cranks can be provided on the rotary shutter, the knobs of these cranks engaging in suitable bearings provided in the body of the rotor; this arrangement ensures absolutely synchronous control.
<Desc / Clms Page number 3>
chocso free
Reference will be made to the accompanying drawings, in which there is shown, by way of example, devices or pumps in accordance with the present invention.
Figures 1 to 4 relate to a particularly advantageous embodiment of a three-piston pump, Figure 1 being a longitudinal section, Figure 2, a cross section along the line 11-11 of Figure 1, Figure 3 is a view of the flanged cover removed from the apparatus, and Figure 4 shows the rotary shutter in detail.
FIG. 5 shows in longitudinal section a variant of the pump, having a rotor with two pistons, the synchronous rotation of the shutter and of the rotary piston being ensured by a control arm with universal joints.
Figures 6 to 12 show another variant of a pump or rotary motor, or the synchronous rotation of the shutter
EMI3.1
and the piston is obtained by a 3% link comprising a single crank, Figure 6 being a longitudinal section, Figure 7 a view of the cover removed from the apparatus, and Figure 8 an end view of the casing. .
Figures 9 and 10 are a side elevation and a sectional elevation respectively of the rotor which carries the piston, while Figures 11 and 12 are similar views of the rotary shutter
The same references designate the same parts or equivalent parts in all the figures.
Referring to the drawings, but more particularly to the preferred embodiment of the pump, which is shown in Figures 1 to 4, it is seen that the casing of the pump, which is generally cylindrical in shape, is denoted by 1. It has been shown as forming a single piece with a console chair 2 and a bearing 3 for the shaft 4 of the pump. A rotor 5 consisting of a disc is in one piece with the shaft 4. On its anterior face three pistons 6, 7 and 8 protrude, arranged at 1200 from each other.
<Desc / Clms Page number 4>
very and concentrically with respect to the axis of rotation of the rotor 5.
9 designates a stuffing box, which will be of an appropriate type depending on the material that the pump has to deliver; this cable gland is provided at the outer end of bearing 3.
10 denotes, in general, a flanged cover, which is fixed to the casing by studs 11 or by bolts and nuts. On this cover have been provided the inlet and outlet orifices, respectively 12 and 13; Rotor direction of rotation is assumed to be clockwise, as shown by the arrow in Figure 2, although the pump should be considered reversible.
The cover 10 is a cap-shaped part, offering an internal circular periphery 14, constituting a cylinder along which the pistons move when the pump is operating. A partition 15, in the form of a crescent, or constituting a portion of a ring, protrudes from the cover, and arrives up to theoretical contact with the front face of the rotor 5. The outer periphery 16 of this partition is concentric with the cylindrical wall 14 and therefore these two walls have the same axis, which is the axis of rotation of rotor 5; regions facing each other from walls 14 and 16 delimit the pump chamber or working chamber 19, in which the pistons 6, 7 and 8 move successively during operation of the pump.
20 designates a rotary shutter member mounted eccentrically so as to rotate inside the cover 10, on a pivot axis 21 carried by the front wall 18 of the cover 10.
The crescent-shaped partition 15 has an internal surface 17 concentric with the rotary shutter 20, as can be seen clearly in FIG. 2.
The rotary shutter 20 has a large central circular bore 22 providing a suitable bearing surface on the pivot axis 21. The peripheral edge of the shutter has recesses 23, 24 and 25 capable of receiving the pis-
<Desc / Clms Page number 5>
tones 6, 7 and 8 during the operation of the pump ',. The other peripheral regions 26, 27 and 28 are circular and are in theoretical contact with the internal peripheral surface 17 of the partition 15, and also with the region 29 of the cylindrical wall 14, which is located between the inlet and outlet ports. outlet 12 and 13, so as to isolate these orifices from one another.
The synchronization of rotation between the shutter 20 and the rotor 5 is obtained, in this embodiment, by means of three discs 30, having axial journals 31 mounted in bearings 32, which are formed by perforations provided through the shutter 20, as seen in Figure 4. Crank knobs 33, protruding on the opposite faces of the discs, engage in collars or bearings 34 provided in the rotor 5.
It will be understood that the distance of the knobs 33 'from the axis of the discs is equal to the degree of eccentricity which exists between the respective axes of rotation of the rotor 5 and of the shutter 20. Consequently, when the rotor is driven by the 'shaft 4, the shutter 20 rotates in agreement, the eccentricity being compensated by the crank knobs 33 which, with their discs 30, rotate around the axes of the journals 310
The working chamber 19, which is delimited by the outer wall 16 of the crescent-shaped partition 15 and by the cylindrical wall 14 of the cover 10, extends over half the circumference of the rotor 50 As a result each piston works for a half-revolution, so that when a three-piston type pump such as the one shown is used, the discharge is continuous;
the fluid is pushed through the chamber, towards the discharge of the pump by the pistons 8, 7 and 6 successively.
In the position shown in figo 2, the piston 8 is about to leave the chamber after having completed its effective stroke, and the piston 7 has just entered the chamber 19, starting its effective stroke.
When leaving the chamber, the pistons enter the
EMI5.1
"", 'Ytr "! L." -. ",. r.,., +; ... - ..........-- J .. ---'---- 1 '-.,.,.
<Desc / Clms Page number 6>
In figure 2 the piston b is shown in the recess 23, as it returns to the suction side of the pump. It can be seen that the peripheral extent of each hollow is notably less than the extent of the wall portion 29 which connects the inlet side and the outlet side of the pump. In this way, effective sealing is provided by the portion 26, 27 or 28 of the periphery of the shutter, which always remains in theoretical contact with the wall 29.
It will be noted very clearly in Figure 3 that the region 29 of the wall between the orifices is concentric with the pivot axis 21 around which the shutter 20 rotates. This circular portion 29 therefore intersects the circular wall 14, which is concentrated. . rotor rod 5; this slight overlap between the shutter and the rotor is indeed necessary to maintain the peripheral shutter.
118 designates an adjustable or replaceable disc provided on the axis 21 in the vicinity of the front wall 18 of the cover 10. The shutter 20 rotates between the surface of this disc and the surface of the rotor 5, which isolates the inlet side of the pump on its outlet side, following these surfaces.
The existence of the replaceable disc 118 makes it possible to easily compensate for wear; it suffices to remove the cover 10 by unscrewing the bolts 11, to remove the shutter 20 from the pivot axis 21, and to replace the disc 118 with a disc having a slightly greater thickness.
The disc can either rotate freely or be blocked due to its cooperation with the shoulder which separates the region forming the bearing surface of the pin 21 from its threaded extension 121, which carries a nut ensuring the position of the pivot pin. on the cover 10. When desired, the disc 118 can be made adjustable in order to facilitate the take-up of wear on the parts.
It will be noted that, during the operation of the pump, the rotor 5 is subjected to an axial thrust from the pressurized fluid. To compensate for this thrust, an annular space 101 between the casing 1 and the rear part of the rotor 5, can
<Desc / Clms Page number 7>
be connected to the discharge side of the pump, so that the rear side of the rotor is also subjected to the discharge pressure.
If we now refer to the embodiment shown in Figure 5, we see that the rotary shutter is driven, from the shaft 4 of the pump, by an arm 35 with universal joints. rotor has two diametrically opposed pistons 36 and 37, and the pivot axis carried by cover 10 and on which the shutter rotates, has the shape of a ring 38 protruding inside the pump casing 1, eccentrically with respect to the shaft 4. This ring is fixed to the cover 10 by an end plate 39 and screws 40.
When using two pistons, as in this embodiment, the shutter will have two diametrically opposed recesses to accommodate these pistons 36 and 37, instead of the three recesses 23, 24 and 25 which existed in the three piston type. The universal joint arm 35 transmits its rotation to the shutter, which is designated by 41, by means of a sleeve 42 mounted in the ring 38, and having at its inner end a flange 43, projecting outwardly, and to which the shutter 41 can be connected, so as to be driven in rotation, by teeth, rivets, and in any other suitable manner.
When employing this driving mode, the shutter does not contact the face of the rotor, but instead the annular planar surface 44 of the flange 43, which is concentric with the shutter 41, and which rotates with it, is juxtaposed to the face of the rotor and in theoretical contact with it; in this way, the inlet and outlet orifices are separated from each other by virtue of the face of the rotor. The flange 43 has hollows which coincide with those of the shutter, in order to house the pistons 36 and 37.
To facilitate disassembly and reassembly of the parts which make up the pump, when necessary, the ball-shaped end 45 of the arm 35, which cooperates with a pin 46 passing through the bore of the sleeve 42, is bifurcated; It follows that,
EMI7.1
when the bolts it n "; mm; m +; m --- + 7 -...-.-- ¯¯-, ¯
<Desc / Clms Page number 8>
pump, are removed, we can remove the cover carrying the shutter and the members that are connected to it, - An advantage of this embodiment lies in the reach 38 exceptionally long and wide for the rotary shutter 41; this provides an increase in the duration of the pump.
Another embodiment of the invention is shown in FIGS. 7 to 12. It also has two pistons diametrically opposed to each other on the rotor. The synchronism of rotation between the shutter and the rotor is obtained. here thanks to a crank button 50 provided on the shutter and entering a block 51 forming a slide in a radial slide provided in the body of the rotor.
As in the first embodiment described, the shutter 20 is mounted on a pin 21 carried by the cover 10, a dis-
EMI8.1
that replaceable 118 having been provided to rpe make up for wear but, in this embodiment, as more clearly shown in FIG. 7, the inlet and outlet openings 12 and 13 open out horizontally from the cover 10, and are in the extension of one another, this arrangement of the orifices being desirable for certain destinations.
The pistons are designated by 52 and 53, and as seen in Figure 10, instead of having the shape of segments and being symmetrical, their section has been designed so as to ensure a relatively considerable extent of their surface which is in theoretical contact with the walls of the chamber 19, while reducing, as much as possible, the dimensions of the hollows 54 and 55 which are intended to receive them, in the shutter. In this way, a maximum circular peripheral surface can be reserved on the shutter 20, to cooperate with the internal surface 17 of the crescent-shaped partition 15, and with the region 29, which separates the delivery side from the suction side of the pump. .
It is understood that a single crank button, such as 50, provided on the shutter 20 and engaging in a block 51 forming a slide in a radial slide provided for this purpose in the roller.
<Desc / Clms Page number 9>
tor 5, ensures the rotation synchronism of the rotor and the shutter. However, in order to reduce the shocks which arise from the degree of eccentricity provided between the rotot 5 and the shutter 20, and therefore, in order to increase the efficiency of the transmission, the block 51 may be constituted as a piston and the slide 56 as a cylinder, orifices 57 and 58 being provided in the rear wall of the rotor and cooperating with channels 59 and 60 extending over a part of the circumference and provided in the wall of the casing 1, as in can be seen more clearly in figure 8.
Additional orifices 61 and 62 have been drilled in the body of the rotor and communicate with channels 63 and 64 extending over part of the circumference and provided in the cover 10; the channel 63 is connected to the outlet pipe 13 by a hole 65, and the channel 64 is connected to the inlet pipe 12 by a hole 66. The arrangement is such that, during the parts of each revolution of the shaft pump 4, where the crank knob 50 tends to move the block 51 inward, the pressurized fluid from the outlet side of the pump enters the cylinder 56 through the port 57, thereby pushing the block 51 towards inside.
EMI9.1
J6'F, j <I "di5 The return movement of the block 51 outwards during each revolution is also aided by the pressurized fluid which enters the cylinder 56 through the orifice 58 and which pushes the block 51 towards outside.
In the course of the description, it has been said that certain surfaces are in theoretical contact; it should be understood that this means that the parts will be constructed according to the usual technique, so that there is an essential clearance between the surfaces. When it is desired to fabricate the pump with cast or stamped metal parts of the standard type, the pistons and chamber can be given suitable bevels cooperating with each other to facilitate manufacture.
Thanks to the elimination of blockages in straight lines, frictional contacts between the workpieces are avoided.
EMI9.2
lantes of the device. these n-n'haf-ha n Jél-.r, i- -7 ,, -e --- -
<Desc / Clms Page number 10>
results from progress, from the point of view of silence and duration; if it is desired to increase the effectiveness of the sealing devices between the juxtaposed surfaces, it is possible to roughen or groove some of these faces, and preferably the rotating surfaces, which will ensure a labyrinthine seal.
In addition, the pumps may have a single piston, although it is preferable to provide types with two or three pistons as has been shown in the first embodiments described and shown, which in effect allows to obtain a continuous pushback. The shutter can be doubled, a shutter being provided on each side of a central rotor which has projecting pistons on each of its faces. If we want to have a variable capacity pump, we can achieve this by mounting the pistons, such as 6, 7 and 8 or 36 and 37, on a collar driven in rotation by the rotor 16, but capable of moving axially. with respect to this rotor.
A movable yoke of the working chamber 19 will cooperate with the collar so as to vary the chamber, for example by means of a threaded rod which will determine the position of the yoke and of the collar.
Although the preceding description relates to the use of these machines as pumps, the machines can also be used as energy sources or as compressed fluid motors.
By means of the present invention, there has been provided a pump or a rotary machine capable of being manufactured inexpensively and having a high volumetric efficiency, with a substantially constant discharge, and a discharge and a suction free of shocks. In these devices, thanks to the elimination of the need for frictional contacts between the working parts, these parts can have an insulating coating, which allows the machine to be operated with fluids having a destructive action.
Finally, due to the isolation of the hollows in the rotating shutter, the compressed fluid contained therein can be sent into the cylinder or elsewhere, so as to ensure sweeping.