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Perfectionnements aux moteurs, pompes et machines rotatives à fluide sous pression.
Cette invention se rapporte aux moteurs, pompes et machines rotatives à fluide sous pression susceptibles d'agir sur des fluides ou d'être actionnée par des fluides, tant gazeux que liquides, ci-dessous dénommés fluides moteurs, que cette machine soit appelée en ordre principal à agir sur le fluide moteur ou à être actionnée par celui-ci ou qu'elle soit incorporée dans des appareils tels que des mécanismes de transmission ou des compteurs de fluide, ou en fasse l'office.
Pour plus de concision ces moteurs ou pompes seront appe- lés ci-dessous machines rotatives.
L'invention concerne les machines rotatives du genre il comportant un carter dans lequel est aménagée une chambre à palet- tes annulaire, un rotor pourvu de palettes qui s'étendent transver- salement dans la chambre à palettes de manière à former joint étan- che avec les parois circonférentielles interne et externe de cette chambre autour de l'axe de laquelle le rotor tourne, au moins une - butée tournante en forme de barillet dont l'axe est parallèle à l'axe du rotor, logée de façon étanche en majeure partie dans un logement de butée (ci-dessous appelé grand logement de butée) pra- tiqué dans la paroi circonférentiel.le interne ou externe de la chambre à palettes, et s'étendant dans cette chambre entre les lu- miéres d'entrée et de sortie qui y sont aménagées,
pour s'engager d'une manière étanche dans un logement de butée (ci-dessous appelé petit logement de butée) pratiqué dans l'autre paroi circonf éren- tielle de la chambre à palettes,'des évidements destinés à recevoir les palettes étant ménagés dans la périphérie du barillet de butée, de telle manière que lors de la rotation de ce dernier, ils arri- vent à tour de rôle dans la position,voulue pour recevoir une palet- te et lui permettre de passif outre la butée lorsque cette palette en accomplissant son mouvement de rotation arrive dans la partie de la chambre à palettes;au travers de laquelle s'étend la butée en forme de barillet.
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Dans ces machines, on a déjà proposé, en vue de réduire ou d'éliminer les forces radiale² non équilibrées s'exerçant sur le barillet de butée par suite de la pression du fluide, de ména- ger dans la surface circnnférentielle du grand logement de butée, deux évidements (ci-dessous appelés chambres de pression) respec- tivement en des points diamétralement opposés aux parties du baril- let qui sont exposées à la pression qui règne dans les sections à haute pression et à basse pression de la chambre à palettes, la section transversale de chaque chambre de pression mesurée à la périphérie du barillet étant égale à la section transversale dia- métralement opposée de celui-ci, exposée à la pression dans la chambre à palettes,
chaque évidement pratiqué dans le barillet pour recevoir l'ailette étant en communication par un passage mé- nagé dans le barillet avec un évidement diamétralement opposé (ci-dessous appelé chambre d'équilibrage) ayant la même section transversale mesurée sur la périphérie du barillet de butée.
Si cette disposition assure l'équilibrage radial désiré dans les machines où chaque évidement à palette et chaque chambre d'équilibrage arrivent en communication avec chaque partie corres- pondante de la chambre à palettes et chaque chambre de pression correspondante avant que l'évidement à palette précédent ou la chambre d'équilibrage correspondante ne le quitte, cette nécessi- té limite la zone d'étanchéité assurée par le barillet de butée entre les lumières d'entrée et de sortie et impose certaines ré- serves à la construction du barillet et par conséquent de la ma- chine rotative dans son ensemble.
Le but de la présente Invention est de réaliser une machine rntativ.edu genre spécifié dans laquelle l'équilibrage radial des pressions exercées sur le barillet de butée est assu- rée alors que la construction en est plus simple et que d'autre part un joint d'étanchéité effectif plus long peut être établi par le barillet de butée entre les lumières d'admission et d'é-
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cnappenlent.
A cette fin, dans une machine rotative du genre spécifié, le barillet de butée est pourvu suivant cette invention de deux ou quatre évidements à palette placés à une telle distance l'un de l'autre et présentant de telles dimensions qu'à n'importe quel moment un seul de ces évidements se trouve toujours en communica- tion avec la même partie de la chambre à ailettes, les évidements à palette diamétralement opposés d'une paire d'évidements étant en communication continue l'un avec l'autre par un passage ménagé dans le barillet de butée,
tandis que des passages d'équilibrage de pression sont pratiqués dans ce dernier entre les parties diamé- tralement opposées de la surface circonférentielle du barillet et espacés l'un de l'autre de telle manière qu'à tout moment un évi- dement à palette ou bien un passage d'équilibrage de pression se trouve en communication avec chaque partie de la chambre à palet- tes, et que deux chambres de pression sont ménagées dans la paroi circonférentielle du grand logement de butée, en des points diamé- tralement opposés et présentant chacun la même superficie mesurée sur la périphérie du oarillet de butée que la surface diamétrale- ment opposée du barillet qui est exposée à la pression dans la chambre à palettes.
L'invention peut être,exécutée de différentes manières, mais une forme d'exécution suivant l'invention est représentée à titre d'exemple quelque peu schématiquement dans son application à une pompe sur les dessins annexés dans lesquels :
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figure 1 est une coupe transversale à travers la chambre à palettes, le rotor et le barillet de butée suivant un plan per- pendiculaire aux axes de rotation du rotor et du barillet.
Figure 2 est une vue en élévation de côté du barillet. figure 3 est une coupe longitudinale suivant un plan vertical renfermant les axes du rotor et du barillet, et
Figure 4 est une vue en perspective partiellement en coupe et partiellement brisée d'une partie de l'intérieur de la pompe.
Dans la forme de construction représentée, la pompe comprend un carter A étanche au fluide sous pression dont l'un des fonds A1 est pourvu d'une boite à bourrage étanche A2 que
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traverse un arbre de commande B relié à un organe d'accouplement qui comprend un tourillon Bl mnté dans des roulements à billes B2 et un prolongement annulaire B fixé rigidement au tourillon et monté dans des roulements à billes B4 portés par un plateau transversal C logé entre une batée A3 du carter A et le fond Al.
A l'intérieur du carter A peut coulisser axialement un corps D dans lequel est formé un évidement annulaire constituant
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l'un des fonds D- et la paroi airaonférentielie interne d'une chambre à palettes D2 dont l'autre fond est constitué par la face
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transversale 85 à 1extrémité du prolongement annulaire B3 tandis que sa paroi circonférentielle externe est formée par une partie D3 de la paroi du carter A.
Dans le prolongement annulaire B3 sont formées deux
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rainures longitudinales diamétralement opposées B , tandis qu'un arbre B monté dans des roulements à billes a l'intérieur du corps D porte à 1'tune de ses extrémités un rotor E1 pourvu de deux pa-
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lettes B? qui ssajustent étroitement et peuvent coulisser dans les rainures B pour s'étendre ensuite à travers la chambre à palettes D2 et assurer un joint sensiblement étanche avec le fond D1.
Larbre E peut ainsi tourner à l'intérieur du corps D mais il est empêché de se déplacer axialement par rapport à ce dernier tandis- que le corps D peut se déplacer axialement à l'intérieur du car- ter A mais est empêché de tourner par rapport à celui-ci. Le ro- tor E1 est supporté dans des roulements à billes B4.
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Des tubulures d'admission et d'écliapparaent Y et G communiquent avec la chambre â palettes D2 et un barillet de butée. att qui s'étend transversalement à l'intérieur' de la chambre 'à palettes en formant un joint étanche avec une échancrure ou logement incomplètement cylindrique H2 ménagée dans la partie de la pièce D qui
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constitue la paroi elroontérentleile interne de la chambre à pa- lettes, est monté dans un logement incomplètement cylindrique H entre ces tubulures.
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Le bar111et H1 est porté par un arbre H3 monté dans des roulements â billes H4' et relié à 1ar"Dre'par1Iune transmission roues dentées J, J1, présentant un rapport de 1. à 1.
Le barillet H1 comporte deux évidements à palette H5, H6 diamétralement opposés 1'un il-autre et susceptibles de recevoir chacun l'une des palettes lorsqu'elle arrive dans la partie de la
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chambre à palettes où se trouve le barillet, pour lui permeftïrte ainsi de passer au-delà de la butéé constituée par le barillet.
Les deux évidements à palette H5, H6 communiquent entre eux par un passage H7 ménagé dans le barillet.
Dans le logement H sont pratiquées des chambres de près-*
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sion K, K1, chacune diamétralement opposée à une partie K2,K3 de la chambre à palettes adjacentes au barillet et présentant en re-
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gard du barillet ap.Qroximative4tént la même section effective que 1?une des parties K2, K3 de la, chambre à palettes adjacente au barillet.
Dans le barillet sont également formées en des points diamétralement opposés mais communiquant entre elles par des passa-
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ges d'équilibrage de pression K4 1Ó. deux paires de chambres d 1 équilibrage de pression K , K? et' , K constituées par des rainu- res et disposées de telle manière qu'à tout moment un évidement à
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palette ou bien une chambre d'équilibage de pression se trouve en communication avec chaque partie K , KJ de la chaire z, palette:..
La face .Ol qui forme le fond de la chambre à. palettes etta. présente deux échancrures De, D5 qui, pendant la première par- tie de la course de chacune des palettes à partir du barillet et pendant la dernière partie de cette course lorsque la palette se rapproche du barillet, permettent au fluide de passer outre l'ex- trémité de la palette pour pénétrer dans la chambre à palettes
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lorsqu'il arrive par la tubulure à1aàlnission et en sortir lorsqu'il se rend à la tubulure d'échappement.
avec Une crémaillère D6 formée sur le corpsD est en prise
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avec un pigaon L monté sur un arbre de réglage L1 de telle sorte qu'on peut faire varier la position du corps D dans le sens axial et par conséquent celle du rotor Dl par rapport au prolongement annulaire B3 pour faire varier la longueur axiale effective de la chambre à palettes 9 et par suite la capacité de la pompe.
On remarquera que les pressions radiales exercées sur le barillet de butée H1 aux endroits où il est exposé à la pression dans la chambre à palettes en K2, K3, sont en tout temps équilibrées par des pressions égales et opposées dans les chambres déquili-- brage K, Kl, la section ou surface effective exposée à chacune des deux pressions de sens opposés étant toujours la même à n'importe quel moment de la rotation des éléments, par suite de leur disposi- tion diamétralement opposée et de l'intercommunication des évide-
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ments a. palette H5, HO d'une part et des chambres d'équilibrage K6t K7 et K8 K9 d'autre part.
En outre, par suite de la présence des deux échancrures D4, D5, la réduction de la surface du barillet de butée exposée aux pressions régnant dans la chambre à ailettes, qui sans cela
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provoquerait un déplacement axial àuioorpo D dusceptible de réduire la capacité de la chambre à palettes, est éliminée.
D'autre part, le barillet, avec les deux évidements à palettes, constitue une forme de construction plus simple au point de vue de la fabrication que d'autres formes d'exécution et assure aussi tacilement en tout temps un joint étanche de grande étendue entre les évidements à
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palette adjacente et les lumières dadmiss1on et d*échappement, tandis que la disposition des passages d'équilibrage de pression avec ou sans chambres ou rainures d'équilibrage de pression assure un équilibre des pressions dans le sens radial sans réduction sen- sible de la surface d'étanchéité effective maintenue par le baril- let de butée entre les lumières d'admission et d'échappement.
Ainsi, sans réduire notablement,,la grande surface d'étanchéité offerte par la périphérie ininterrompue relativement grande qui sépare deux évidements à palette adjacents, les pesages d'équilibrage de pres-
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sion assurent que les conditions àepp*3eion dans chacune des chambres d'équilibrage de pression soient en tout temps les mêmes que celles qui règnent sur la partie diamétralement opposée du barillet de
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butée de telle sorte qu*'en ntimporte quel moment les pressions agissant sur ce dernier,
y compris celles résultant de la chute de pression par les espaces libres entre les surfaces du barillet et
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les évidements à palette soient les mêmes en des points opposés sur le barillet qui ntest donc pas soumis à des forces radiales non équilibrées par suite de la pression du fluide. on comprendra que bien que dans la forme de construction représentée le grand logement pour le barillet de butée est ménagé dans la paroi circonférentielle externe de la chambre à palettes, l'Invention est également applicable à des formes de construction dans lesquelles ce grand logement est formé dans la paroi cire on- férentielle interne.
Toutefois, dans la plupart des cas il est préférable de rétablir dans la paroi circonférentielle externe, car le diamètre du barillet de butée n'est alors pas limité ou réduit par le diamètre de la chambre à palettes, mais peut être plus petit ou plus grand que le diamètre du rotor ou égal à celui- ci, à volonté.
Le nombre de passages d'équilibrage de pression avec ou sans chambres ou rainures, établis suivant la présente invention dans chacune des parties de la surface oiroonférentielle du barillet entre deux évidements à palette dépend de la longueur circonféren- tielle de chacune de ces portions de surface par rapport aux di- mensions correspondantes de la surface du barillet exposée à cria- aune des parties de la chambre à ailettes, mais les dimensions des paries de la machine rotative, lorsqu'il! sagit d'une forme de construction pourvue d'un barillet à deux évidements à palette,
sont généralement déterminées de telle façon que deux passages d'équilibrage de pression sont nécessaires dans chacune des par- ties de la surface circonférentielle du barillet entre les évide- ments à palette, tandis que s'il s'agit d'un barillet à quatre évidements à palette, un seul des passages déquilibrage de pression est généralement nécessaire entre chaque paire adjacente d'évide- ments à palette, les passages d'équilibrage de pression s'ouvrant dans la surface du barillet en des points qui sur la périphérie du barillet se trouvent à égales distances entre les évidements à palette.
REVENDICATIONS
1.- Machine rotative du genre spécifié, caractérisée en ce qu'un barillet de butée à deux ou quatre évidements à palette disposés à une telle distance lun de l'autre et présentant de telles dimensions qu'à tout moment l'un d'eux se trouve toujours en communication avec la même partie de la chambre à palettes, chacun des évidements à palette diamétralement opposés d'une même paire communiquant entre eux d'une façon continue par un passage pratiqué dans le barillet,
est combiné avec des passages d'équilibrage de pression ménagés dans le barillet entre des parties diamétralement opposées de la surface circonférentielle de celui-ci et placés à une telle distance l'un de l'autre qu'un évidement à palette ou un passage d'équilibrage de pression se trouve en tout temps en com- munication avec chacune des parties de la chambre à palettes, et avec deux chambres de pression formées dans la paroi oiroonféren- tielle du grand logement du barillet de butée, chacune d'elles étant diamétralement opposée aux surfaces du barillet exposées à la pression à l'intérieur de la chambre à palettes et ayant appro- ximativemetn la même surface qu'elles, mesurée sur la périphérie du 'barillet.