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"Pompe réversible'.
La présente invention 'a pour objet des pompes du type à cylindres tournants agencés pour fonctionner sans soupape et pouvant permettre une marche réversible.
Les pompes suivant l'invention sont montées à l'intérieur d'une roue. d'entraînement tournant autour d'un axe rixe oreux, et elles sont caractérisées en ce qu'elles oomprennent en combinaison des cylindres solidaires de la dite roue, des pistons dans les cylindres, un mécanisme de commande de pistons calé sur le dit axe fixe, des tubu- lures latérales sur opaque cylindre, l'aspiration et le refoulement se faisant aux deux extrémités du dit axe fixe, un cloisonnement dans le dit axe fixe séparant.l'aspiration . et le refoulement et coopérant avec des orifices dans le dit axe fixe, devant lesquels défilent au cours de la rotation les débouchés des dites tubulures latérales des cylindres.
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Dans un mode d e réalisation particulier, l'appareil comporte un piston double entraîné dans un double cylindre formant le corps de la pompe soit par pignon à denture interrompue et crémaillères soit par galet monté sur une bielle. Le corps de'la pompe est fixé sur un élément rota- tif formant à la fois volant et poulie d'entraînement.
La pompe ainsi réalisée ne comporte ni joint ni soupape ce qui simplifie sa construction, et facilite son montage et démontage. Elle est réversible, c'est-à-dire que, en inversant le sens de rotation du volant on obtient l'inversion de l'aspiration et du refoulement ou inversement.
Elle peut donc aussi fonctionner comme moteur actionné par du fluide sous pression, en inversant son alimentation ou le sens de sa rotation.
Suivant un autre mode de réalisation le rotor comporte deux corps de pompe décalés de 90 sur l'axe de rotation et de diamètres différents, le refoulement de l'une alimentant.l'aspiration de l'autre, les deux corps de pompe tournant solidairement autour de l'axe fixe.
On'réalise ainsi l'expansion ou la compression à deux étages.
Suivant un autre mode de réalisation des cylindres en nombre supérieur ou égal à trois sont montés en étoile sur un carter contenant l'huile de lubrification et renfer- mant le mécanisme de commande des pistons.
Cette disposition assure la continuité de l'action du groupe et un meilleur équilibre des réactions autour de l'axe de rotation.
La roue portant les cylindres de la pompe peut jouer à la fois le rôle de roue d'entraînement et de volant.
Elle peut être également une roue de véhicule, plus spécia- lement de tracteur,ou une roue d'aube ou à pales.
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Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre de divers modes de réalisation de l'invention choisis à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: 'la figure 1 est une vue en c oup e longitudinale de la pomper la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne 11-11 de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne III-III de la figure 1 ; la figure 4 est une autre coupe partielle suivant la ligne IV-IV de la figure 1 ; la figure 5 est une coupe transversale d'une Variante de réalisation; la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5;
la figure 7 représente un autre mode de réalisation en coupe longitudinale suivant la ligne VII-VII de la figure 8; la figure 8 est une coupe transversale suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 représente un autre mode de réalisation en coupe longitudinale suivant 1a ligne IX-IX de la figure 10; la figure 10 est une coupe transversale suivant la ligne X-X de la figure 9; la figure 11 représente un autre 'mode de réalisa- tion-en coupe longitudinale suivant la ligne XI-XI de la figure 12; la figure 12 est une coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 11; la figure l3représente un autre mode de réalisa- tion an coupe longitudinale suivant la,ligne XIII-XIII de la figure 14 ;
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la figure 14 estune coupe transversale suivant la ligne XIV-XIV de la figure 13;
la figure 15 représente un autre mode de réalisa- tion en coupe longitudinale suivant la ligne XV-XV de la figure 16 ; la figure 16 est une coupe transversale suivant la ligne XVI-XVI de la figure 15.
Suivant le mode de réalisation des'figures 1 à 4 la pompe se compose essentiellement d'un cylindre 1 dans lequel se déplace un piston double 2. A l'intérieur du piston est prévue une double crémaillère 3-31. Sur le cylindre est montée une tubulure latérale 4 communiquant avec le cylindre 1 à ses deux extrémités.
Les deux fonds du cylindre 1 sont bloqués, au moyen de vis 5, sur les extrémités de bras 6 de section en forme de T; ces taras 6 sont reliés à un élément circulaire 7. Cette partie 7 forme poulie pour l'entraînement de la pompe. L'ensemble 6-7 constitue un volant d'entraînement.
La pompe 1-2 et le volant 6-7 sont montés sur un axe fixe tubulaire 8 monté sur deux supports 9 et 10. Cet arbre tubulaire sert'à l'aspiration par son extrémité droite 11 (fig. 1) présentant une partie filetée pour recevoir un raccord convenable. Il sert également au refoulement par son extrémité gauche 12 également pourvue d'une partie filetée recevant le raccord nécessaire.
L'axe 8 présente vers son milieu, à l'endroit où il traverse le cylindre 1, une 'partie conique 13 et notam- ment deux portées cohiques 14 et 15. Une butée à billes 16 assure le calage du cylindre rotatif sur ces portées 14 et 15. Sur la partie 13 est prévu un engrenage interrompu 17.
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L'axe 8 présente au étroit de la tubulure ¯4 deux ouvertures opposées l'une 18 au-dessus, l'autre 19 au- dessous (fig. 3). Entre les deux ouvertures 18 et 19 est disposée à l'intérieur de l'arbre tubulaire 8 une cloison oblique 20. En raison de la présence de cette cloison, l'ou- verture 19 et par suite la tubulure4 lorsqu'elle passe de- vant cette ouverture communique avec l'aspiration de la pompe (extrémité 11). De même l'ouverture 18 est en communi- cation avec le refoulement (extrémité 12) et relie celle-ci à la tubulure 4 lorsqu'elle passe devant 18.
Le volant-poulie 7 peut être soutenu, outre les bras opposés 6, par des bras accessoires tels que 22 en nombre quelconque (fig. 4). Le calage de la butée à billes 16 peut être assuré par des vis de réglage 21 se vissant sur le rebord en T des bras 6.
L'ensemble de la pompe est entraîné en rotation par le volant poulie 7 dans le sens de la flèche (fig. 2).
Pendant cette rotation sur l'axe fixe 8, la denture 31 engrène avec la denture 17 fixée sur l'axe 8. Le piston 2 se déplace dans le cylindre dans un sens. Lorsque o'est la seconde denture .3, ¯qui vient en contact avec la denture interrompue 17, le piston se déplace dans l'autre sens. On crée ainsi aux deux extrémités du cylindre 1 des phases successives d'aspiration et de refoulement. Ces extrémités étant en communication avec les tubulures 4, lorsque celles- ci viennent en face des ouvertures 18 et 19 de l'arbre 8, l'aspiration et le refoulement se produisent comme Indiqué schématiquement par les flèohes (fig. 1).
Ce résultat est obtenu sans organes spéciaux tels que soupapes et'ce par la présence de la cloison 20 qui sépare l'admission du refou- lement dans l'arbre tubulaire fixe.
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La cloison 20 est conformée, comme indiqué en fig. 3 de façon telle que la communication des tubulures 4 avec les deux parties de l'axe creux 8 se trouve assurée jusqu'à ce que les pistons soient à la fin de -leurs courses et qu'à ce moment toute communication se trouve fermée entre l'aspiration et le refoulement.
En inversant d'ailleurs le sens de rotation, on obtient l'inversion de l'aspiration et du refoulement,, Un résultat analogue pourrait être obtenu en maintenant fixe le corps de pompe et en faisant tourner l'axe 8.
Une variante de réalisation est représentée sur les figures 5 et 6. Dans celle-ci on retrouve le corps de pompe 1 et le piston double 2 montés sur l'axe creux fixe 8, l'aspiration et le refoulement étant séparés par la cloison oblique 20. L'entraînement du piston 2, au lieu d'être assu- ré par les crémaillères 3,31 et le pignon à denture interrom- pue 17, est produit par un galet 21 monté sur la bielle 22 solidaire de l'arbre 8 et fixe.
A l'intérieur du piston 2 sont ménagées des rai- nures 23 dans lesquelles coulisse le galet 21, lorsque l'en- semble 1-2,entraîné par le volant-poulie 6-7, tourne autour de l'axe (ou inversement) le galet fixe 21 assure le mou- vement alternatif du piston 2. Celui-ci agissant en combinai- son avec la tubulure latérale 4 et avec l'axe creux 8 provo- que successivement par les deux faces du piston 2 1'aspira- tion et le refoulement, comme Indiqué précédemment, ces opé- rations pouvant être d'ailleurs inversées si l'on change le sens de rotation.
Pour augmenter la course totale du piston il suffit d'augmenter la distance de l'axe du galet 21 par rapport à l'axe de l'axe 8, à cet effet on peut ménager au milieu du cylindre 1 un évidement 25 de profondeur convena- ble permettant le passage dudit galet 21. Dans cette réali- sation, le cylindre 1 est additionné d'un élément 26 vissé,
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'soudéou ajusté de façon/usuelle quelconque,
Avec les dispositions décrites, on voit que la pompe fonctionne sans soupape, et ne nécessite aucun joint ce qui simplifie sa construction, son montage et démontage.
Suivant une variante représentée sur les figures 7 et 8 un corps de pompe 1 analogue à celui des figures 1 ou 5 est monté sur un axe 8 et se trouve maintenu à l'in- térieur d'un élément rotatif 33 formant à la fois volant et poulie d'entraînement au moyen de quatre vis de pression réglables 34 à l'aide d'écrous 35, Ces vis-sont logées dans les parties tubulaires 36 ménagées dans l'armature du volant 33 et disposées dans l'axe transversale et longitudinal de la pompe. Ces vis sont maintenues par, l'intermédiaire d'un ergot 37 qui pénètre dans une lumière'38 pratiquée dans la vis afin d'empêcher la vis de tourner tout en la faisant coulisser à l'intérieur de la partie tubulaire du volant.
Ce montage tout en simplifiant la construction du volant permet de réduire la longueur de l'axe 8 qui reposa comme précédemment sur les supports 9 et 10 disposés de chaque coté duvolant.
La description qui précède concerne une pompe à un corps de pompe unique. Il est évident que la,disposition suivant l'invention peut être appliquée à des pompes à cylindres multiples. On peut en effet utiliser deux Corps de pompe jumelés et parallèles montés sur le même axe , avec tubulure d'aspiration .et de refoulement commun.
Suivant un mode 'de réalisation représenté d'une façon simplifiée par les figures 9 et 10 le rotor comporte deux corps de pompe 39 et 40 de diamètres différents et disposés,à 90 . Chaque corps .est monté sur un élément d'axe respectif 41 et 42 qui sont rendus solidaires au moyen d'une. bague filetée 43.
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Chacun de ces élémentest muni d'une cloison (41a et 42a) similaire à la cloison 20 des figures 1 et 3 et les deux éléments coopèrent de sorte que le refoulement d'une pompe alimente l'aspiration de l'autre.
Chaque corps de pompe est maintenu fixe au moyen de quatre vis de pression réglables 34, identiques à celles représentées en figure 7. Ces vis sont logées à l'intérieur de deux disques: 44 pour le corps de pompe 39, et 45 pour le corps de pompe 40, les vis coulissent à l'intérieur de ces deux disques par l'intermédiaire d'un ergot 37 logé dans une lumière 38 pratiquée sur chaque disque. Ces disques sont disposés et portés de part et d'autre d'un volant d'en- traînement 46 au moyen de tiges 47 filetées à une extrémité pour recevoir un écrou 48 dans le but de maintenir rigide et réglable l'écartement entre les disques 44 et 45.
Suivant un autre mode de réalisation représenté par les figures 11 et 12, la pompe comprend quatre cylindres à savoir deux cylindrées opposés 50 et deux cylindres égale- ment opposés 51 de diamètre plus grand, montés en étoile sur un carter 52 contenant l'huile de lubrification et le méca- nisme de commande des pistons qui est constitué par une came 53 en forme de coeur rendue solidaire par une clavette
54 de l'axe creux fixe allant de l'orifice d'aspiration 55 à l'orifice de refoulement 56 les rôles de ces orifices pouvant être inversés).Des bielles57,58 s'appuyant par des galets tels que 59 sur la came 53 actionnent respectivement les pistons 62 et 63 et les bielles opposées sont réunies entre elles par des fourches 60,61 coulissant sur l'axe
55-56.
Les canalisations latérales des cylindres 50 sont raccordées d'une façon étanche avec leurs prolongements
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64 sur là face extérie ure du carter 52 et communiquent au moment voulu avec des orifices de distribution percés sur l'arbre creux et séparés par une cloison oblique 65.
Des canalisations similaires visibles sur les dessins partent des cylindres. ,51 pour aboutir à des orifices de distribution similaires séparés par une cloison oblique
66.
La paire de cylindres 50 travaille en série avec la paire de cylindres 51, la paire de cylindres 50 de petite cylindrée assurant par exemple une. première détente et la paire de cylindres 51 de plus grande cylindrée assurant la deuxième détente, ou inversement pour la compression.
Il est clair que les deux groupes,de cylindres qui assurent respectivement les deux phases de la-compression ou de la détente, au lieu de comporter chacun deux cylindres, peuvent--comporter dans la disposition en étoile un nombre quelconque 'de paires de cylindres. Les cylindres chargés de la première phase auront en général un diamètre différent de ceux chargés de la deuxième phase et les paires opposées des premiers alterneront sur la périphérie du rotor avec ,les paires opposées des seconds.
Les canalisations latérales des cylindres du premier groupe défileront devant les orifi- ces de distribution associés à une,première cloison oblique comme la cloison 65 de la figure 12 et celles des cylindres du second groupe défileront devant une seconde' cloison obli- que comme celle 66 de la même-figure.
La disposition en étoile permet en effet de , multiplier - suivant une technique oonnue- les cylindres, sans difficulté particulière. Ainsi a-t-on représenté sur les figures 13 et 14 une variante de pompe suivant ltinven- tion, oomportant six cylindres en étoile, mais travaillant dans ce cas à une seule phase de compression ou de détente.
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Six cylindres identiques 70 sont associés à un carter 71 et rendus solidaires d'une janbo de roue 73 au moyen d'ergots 72,-Cette jante est équipée dans le cas de la figure d'une monture 74 pouvant recevoir un bandage pneumatique.
Le mécanisme de commande est constitué par un plateau excentré 75 claveté sur l'axe 76 portant des billes 77 sur lesquelles roule une couronne 78 portant articulées les bielles 79 reliées aux pistons 80 des cylindres 70.
Un autre mode de réalisation représenté dans les figures 15 et 16, montre un groupe de cylindres 81 montés on* étoile et fixés par leur partie supérieure à une jante 82 au moyen de crampons 83, la partie inférieure des cylindres étant fixée sur un carter 84 comprenant à l'intérieur le mécanisme de commande constitué par une came 85 formée de deux disques juxtaposés en forme de coeur et présentant sur leur face interne des rainures 86 dans lesquelles roulent des galet. 87 portant les bielles 88 montées sur les pistons 89. Des galets 90 sont montés sur le carter à la partie inférieure des cylindres dans le but de guider les bielles dans leur mouvement alternatif.
La jante '82 peut être divisée en deux parties reliées entre elles au moyen de deux boulons de serrage 91.
Entre chaque paire de cylindres adjacents une monture 92 portant des crampons est fixée sur le carter dans le but de donner plus de rigidité à l'ensemble.
La disposition en étoile des cylindres présente l'avantage d'assurer une continuité de l'action et un équi- librage d'autant meilleurs que le nombre de,cylindres est plus grand. Dans le cas de l'expansion (ou aspiration) à un étage trois pistons peuvent suffire à assurer une continuité de l'action;: dans le cas de l'expansion (ou aspiration) à deux étages le nombre minimum de cylindres est évidemment égal à quatre.
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-- Dans les applications nombreuses de l'appareil, la disposition en étoile des cylindres constituant le bloc moteur parait idéale pour'la construction d'une roue motri- ce. En effet, celle-ci peut être montée, soit dans une jante avec ou sans bandages pneumatiques, figures 13 et 14, soit dans une roue dentée pour commande de pignons ou crémaillè- res, ou bien le fond des cylindres est muni de crampons, par exemple pour des tracteurs, figures 15 et 16 ou bien d'aubages nécessaires pour la navigation ou par des pales d'hélices en usage dans l'aviation.
La disposition suivant les figures 11 et 12 peut se monter sur une bicyclette dont le cadre est tubulaire, les pédales actionnant une pompe à air, la transmission étant assurée par une simple conduite d'air comprimé.
L'admission et l'échappement sont reliés à un inverseur qui est, dans ce cas, le principal organe de commande.
Dans l'application sur une automobile, l'appareil peut être utilisé avec des réservoirs d'air comprimé intégrés dans le châssis et pouvant constituer des compartiments à pressions différentes; les commandes se réduisent alors à de simples vannes et Inverseurs placés sur les conduites r d'air comprimé. Cette disposition supprime ainsi tout le dispositif' rigide de commande et de transmission actuel, par exemple, changement de vitesse, embrayage, arbre de transmission, différentiels, etc... les accumulateurs n'au- ront à assurer que l'éclairage et la signalisation grâce à la suppression du démarreur.
En outre, pour un tracteur, le corps de l'appa- reil étant constitué par un cylindre à un ou plusieurs compartiments à pressions différentes permettra par sa marche réversible d'accumuler lui-même sa charge d'air comprimé au moyen d'une énergie sédentaire par exemple l'électricité.
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Une autre application peut être réalisée comme dispositif de freinage, par exemple, dans les chemins de fer, l'appareil permettant de réduire considérablement les frais de traction grâce à sa faculté de récupération par le freinage.
Par l'aménagement approprié des portes d'écluses et en ce qui concerne la navigation sur rivières ou canaux à biefs l'appareil peut utiliser uniquement la force' du courant' comme énergie propulsive.
Dans la navigation maritime, l'appareil présente' par rapport aux turbines ou autres machines à vapeur les avantages d'une lubrification parfaite, la réversibilité de sa marche et l'étanchéité de son expansion.
Le-application de' l'appareil dans l'aviation et notamment celle de tourisme permet de remplacer le moteur à explosion avec pour avantage d'annuler les risques d'in- cendie, l*hélice propulsive étant actionnée à l'air comprimé.
L'invention présente des avantages marqués pour la locomotion de tout mobile se déplaçant dans un fluide et dont l'effort de marche ost irrégulier: véhicule circulant sur une route comportant des côtes et descentes, bateaux circulant sur des voies d'eau au cours Irrégulier, etc..,, ou bien pour les véhicules dont l'itinéraire comporte de nombreux arrêts et départs: métro, taxis, ascenseur, etc...
Bien entendu les modes de réalisation ci-dessus décrits ainsi que les applications énumérées n'ont été donnés qu'à titre d'exemples, l'appareil pouvant recevoir d'autres applications notamment comme servo-moteur pour commandée fluides, moteurs éoliens, etc.. sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
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1 - pompe rotative réversible sans soupape montée à l'intérieur d'une roue d'entraînement tournant autour d'un axe fixe, comportant des cylindres solidaires de la dite roue et des pistons dans les cylindres, caractérisée en'oe que le dit axe fixe est tubulaire et que l'admission et le refoule- ment s'effectuent respectivement aux deux extrémités du dit axe fixe, un cloisonnement dans cet axe séparant l'admission dû refoulement .
2 - Modes de réalisation de la pompe suivant 1 , remarquable notamment par les points suivants séparés ou en combinaison : a) chaque cylindre est muni de tubulures latérales qui défilent devant des orifices coopérant avec le dit cloisonnement sur le dit axe fixe; b) un mécanisme d'entraînement des pistons est solidaire du dit axe fixe ; c) la pompe comporte un corps de pompe formant un double cylindre, un piston double étant prévu dans ce double cylindre, le mécanisme d'entraînement du double pis- ton étant disposé à l'intérieur de ce double'piston; d) le dit,mécanisme d'entraînement du double pis ton comprend un pignon solidaire de l'axe fixe portant une denture sur une fraction seulement de sa périphérie et attaquant alternativement deux crémaillères disposées face à face à l'intérieur du dit piston double;
e) le dit mécanisme d'entraînement comprend une bielle solidaire de l'axe fixe et agissant par l'intermé- diaire d'un galet sur des rainures pratiquées dans le dit piston double ; f) le corps de pompe suivant c) est centré par quatre vis de blocage à l'intérieur de la dite roue d'en- tratnement;
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g) la pompe comprend deux corps de pompe décalés de 90 l'un par rapport à l'autre, travaillant en série, le refoulement du premier corps de pompe alimentant l'admis- sion de l'autre,une première cloison dans l'axe fixe coo- pérant avec deux orifices devant lesquels défilent les tubu- lures latérales de l'un des corps de pompe et une seconde cloison coopérant avec deux autres orifices devant lesquels défilent les tubulures latérales de l'autre corps de pompe;
h) les deux corps de pompe suivant g) sont portés respectivement par deux disques disposés de part et d'autre de la roue d'entraînement et solidaires de celle-ci; i) la pompe comporte des cylindres en étoile, les pistons de ces cylindres étant actionnés par bielles, et un carter renferme l'huile de lubrification, ainsi que le mécanisme d'entraînement des bielles; j) les tubulures latérales des cylindres sont prolongées sur. l'une ou les deux faces latérales du dit carter; k) les cylindres disposés en étoile sont divisés en deux groupes, chaque groupe comprenant un nombre pair de cylindres, des paires diamétralement opposées des cylindres du premier groupe alternant sur la périphérie avec les pai- res diamétralement opposées des cylindres du second groupe, les deux groupes assurant en série deux phases successives du fonctionnement;
1) dans la disposition suivant k) les tubulures latérales du premier groupe de cylindres sont prolongées sur une face latérale du carter et les tubulures latérales du second groupe de cylindres sont prolongées sur l'autre face latérale du carter, une première cloison dans l'axe fixe coopérant avec des orifices devant lesquels défilent les conduites latérales des cylindres du premier groupe, et une
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seconde cloison oblique dans l'axe fixe coopérant avec des orifices devant lesquels défilent les tubulures latérales du second groupe de cylindres;
m) le mécanisme d'entraînement des bielles compor- te une came en forme de coeur sur laquelle -prennent appui des galets portés par les bi'elles; n) le mécanisme d'entraînement des bielles com - prend un plateau excentrique, une couronne roulant sur ce plateau par billes, les bielles actionnant les pistons étant articulées sur cette couronne; o) le mécanisme de commande des bielles comprend une came en forme- de' coeur formée de deux plateaux j juxta- posés boulonnés l'un à l'autre, des rainures suivant la périphérie Interne de chacun, de. ces plateaux, des galets portés par des bielles roulant dans ces rainures et d'au- tres galets guidant le mouvement des dites bielles;
p) la roue à l'intérieur de laquelle se trouve montée la pompe constitue à la fois volant et poulie d'en- traînement; q) la dite roue d'entraînement constitue une roue notrice de véhicule et comporte une monture pouvant recevoir un bandage pneumatique ; r) la dite roue d'entraînement est une roue de tracteur et comporte des crampons, certains de ces crampons étant portés par le fond même des cylindres; s) la dite roue d'entraînement comporte des aubages pour la navigation;., t) la dite roue d'entraînement porte des hélices pour l'aviation.
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"Reversible pump".
The present invention 'relates to pumps of the rotating cylinder type arranged to operate without a valve and capable of allowing reversible operation.
The pumps according to the invention are mounted inside a wheel. drive rotating around a brawling oreux axis, and they are characterized in that they include, in combination, cylinders integral with said wheel, pistons in the cylinders, a piston control mechanism wedged on said fixed axis , side pipes on an opaque cylinder, the suction and the discharge being at both ends of said fixed axis, a partitioning in said fixed axis separating the suction. and the delivery and cooperating with orifices in the said fixed axis, in front of which pass during the rotation the outlets of the said lateral tubes of the cylinders.
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In a particular embodiment, the apparatus comprises a double piston driven in a double cylinder forming the body of the pump either by interrupted toothed pinion and racks or by roller mounted on a connecting rod. The pump body is fixed to a rotating element forming both a flywheel and a drive pulley.
The pump thus produced does not have any seal or valve, which simplifies its construction and facilitates its assembly and disassembly. It is reversible, that is to say that by reversing the direction of rotation of the flywheel one obtains the reversal of the suction and the discharge or vice versa.
It can therefore also function as a motor actuated by pressurized fluid, by reversing its supply or the direction of its rotation.
According to another embodiment, the rotor comprises two pump bodies offset by 90 on the axis of rotation and of different diameters, the discharge of one feeding the suction of the other, the two pump bodies rotating integrally. around the fixed axis.
Two-stage expansion or compression is thus achieved.
According to another embodiment, cylinders in number greater than or equal to three are mounted in a star pattern on a housing containing the lubricating oil and enclosing the piston control mechanism.
This arrangement ensures the continuity of the group's action and a better balance of reactions around the axis of rotation.
The wheel carrying the pump cylinders can act as both a drive wheel and a flywheel.
It may also be a vehicle wheel, more especially a tractor wheel, or a blade or paddle wheel.
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The characteristics and advantages of the invention will moreover emerge from the following description of various embodiments of the invention chosen by way of example, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a view in longitudinal section of the pumping figure 2 is a cross section taken along line 11-11 of figure 1; Figure 3 is a partial section along the line III-III of Figure 1; Figure 4 is another partial section taken on line IV-IV of Figure 1; Figure 5 is a cross section of an Alternative embodiment; FIG. 6 is a section taken on the line VI-VI of FIG. 5;
FIG. 7 represents another embodiment in longitudinal section along the line VII-VII of FIG. 8; Figure 8 is a cross section taken on line VIII-VIII of Figure 7; FIG. 9 shows another embodiment in longitudinal section along line IX-IX of FIG. 10; Figure 10 is a cross section taken on the line X-X of Figure 9; Figure 11 shows another embodiment in longitudinal section taken on line XI-XI of Figure 12; Figure 12 is a section taken on line XII-XII of Figure 11; Figure 13 shows another embodiment in longitudinal section along line XIII-XIII of Figure 14;
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Figure 14 is a cross section taken on the line XIV-XIV of Figure 13;
Figure 15 shows another embodiment in longitudinal section along the line XV-XV of Figure 16; Figure 16 is a cross section taken on the line XVI-XVI of Figure 15.
According to the embodiment des'figures 1 to 4, the pump consists essentially of a cylinder 1 in which a double piston 2 moves. Inside the piston is provided a double rack 3-31. On the cylinder is mounted a lateral pipe 4 communicating with the cylinder 1 at its two ends.
The two bottoms of cylinder 1 are locked, by means of screws 5, on the ends of arm 6 of T-shaped section; these taras 6 are connected to a circular element 7. This part 7 forms a pulley for driving the pump. The assembly 6-7 constitutes a driving wheel.
The pump 1-2 and the flywheel 6-7 are mounted on a fixed tubular shaft 8 mounted on two supports 9 and 10. This tubular shaft is used for suction through its straight end 11 (fig. 1) having a threaded part. to receive a suitable fitting. It is also used for delivery through its left end 12, also provided with a threaded part receiving the necessary connection.
The axis 8 has towards its middle, at the place where it passes through the cylinder 1, a conical portion 13 and in particular two cohic bearing surfaces 14 and 15. A ball stop 16 ensures the setting of the rotary cylinder on these bearing surfaces. 14 and 15. On part 13 is provided an interrupted gear 17.
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Axis 8 has two opposite openings, one 18 above, the other 19 below, close to the tube ¯4 (fig. 3). Between the two openings 18 and 19 is disposed inside the tubular shaft 8 an oblique partition 20. Due to the presence of this partition, the opening 19 and consequently the tubing 4 when it passes through- This opening communicates with the suction of the pump (end 11). Likewise, the opening 18 is in communication with the discharge (end 12) and connects the latter to the pipe 4 when it passes in front of 18.
The flywheel-pulley 7 can be supported, in addition to the opposite arms 6, by accessory arms such as 22 in any number (fig. 4). The setting of the ball stop 16 can be ensured by adjusting screws 21 screwed on the T-shaped edge of the arms 6.
The entire pump is rotated by the pulley flywheel 7 in the direction of the arrow (fig. 2).
During this rotation on the fixed axis 8, the toothing 31 meshes with the toothing 17 fixed on the axis 8. The piston 2 moves in the cylinder in one direction. When o is the second toothing .3, ¯ which comes into contact with the interrupted toothing 17, the piston moves in the other direction. Successive suction and discharge phases are thus created at both ends of cylinder 1. These ends being in communication with the tubes 4, when these come in front of the openings 18 and 19 of the shaft 8, the suction and the discharge take place as shown schematically by the arrows (fig. 1).
This result is obtained without special members such as valves and by the presence of the partition 20 which separates the inlet from the discharge in the fixed tubular shaft.
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The partition 20 is shaped, as indicated in FIG. 3 in such a way that the communication of the pipes 4 with the two parts of the hollow shaft 8 is ensured until the pistons are at the end of their strokes and at this moment all communication is closed between suction and discharge.
By reversing the direction of rotation, one obtains the reversal of the suction and the discharge, A similar result could be obtained by keeping the pump body fixed and by rotating the axis 8.
An alternative embodiment is shown in Figures 5 and 6. In this one finds the pump body 1 and the double piston 2 mounted on the fixed hollow shaft 8, the suction and the discharge being separated by the oblique partition. 20. The drive of the piston 2, instead of being ensured by the racks 3.31 and the toothed pinion 17, is produced by a roller 21 mounted on the connecting rod 22 integral with the shaft 8. and fixed.
Inside the piston 2 are grooves 23 in which the roller 21 slides, when the assembly 1-2, driven by the flywheel-pulley 6-7, turns around the axis (or vice versa ) the fixed roller 21 ensures the reciprocating movement of the piston 2. The latter acting in combination with the side pipe 4 and with the hollow pin 8 successively caused by the two faces of the piston 2 the suction. tion and delivery, as indicated previously, these operations can also be reversed if the direction of rotation is changed.
To increase the total stroke of the piston it suffices to increase the distance of the axis of the roller 21 relative to the axis of the axis 8, for this purpose it is possible to provide in the middle of the cylinder 1 a recess 25 of suitable depth. - ble allowing the passage of said roller 21. In this embodiment, the cylinder 1 is supplemented by a screwed element 26,
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'' welded or adjusted in any usual way,
With the arrangements described, it can be seen that the pump operates without a valve, and does not require any seal, which simplifies its construction, assembly and disassembly.
According to a variant shown in Figures 7 and 8, a pump body 1 similar to that of Figures 1 or 5 is mounted on an axis 8 and is held inside a rotary member 33 forming both a flywheel and drive pulley by means of four adjustable pressure screws 34 by means of nuts 35, These screws are housed in the tubular parts 36 formed in the frame of the flywheel 33 and arranged in the transverse and longitudinal axis of the pump. These screws are held by, through a lug 37 which penetrates a slot 38 made in the screw to prevent the screw from turning while sliding it inside the tubular part of the flywheel.
This assembly while simplifying the construction of the flywheel makes it possible to reduce the length of the axis 8 which rested as before on the supports 9 and 10 arranged on each side of the flywheel.
The above description relates to a pump with a single pump body. It is obvious that the arrangement according to the invention can be applied to multi-cylinder pumps. It is in fact possible to use two twin and parallel pump bodies mounted on the same axis, with a common suction and discharge pipe.
According to one embodiment shown in a simplified manner by Figures 9 and 10 the rotor comprises two pump bodies 39 and 40 of different diameters and arranged at 90. Each body. Is mounted on a respective axis element 41 and 42 which are made integral by means of a. threaded ring 43.
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Each of these elements is provided with a partition (41a and 42a) similar to the partition 20 of Figures 1 and 3 and the two elements cooperate so that the discharge of one pump feeds the suction of the other.
Each pump body is held fixed by means of four adjustable pressure screws 34, identical to those shown in figure 7. These screws are housed inside two discs: 44 for the pump body 39, and 45 for the body. pump 40, the screws slide inside these two discs by means of a lug 37 housed in a slot 38 made on each disc. These discs are arranged and carried on either side of a drive wheel 46 by means of rods 47 threaded at one end to receive a nut 48 in order to keep the spacing between the discs rigid and adjustable. 44 and 45.
According to another embodiment represented by FIGS. 11 and 12, the pump comprises four cylinders, namely two opposite displacements 50 and two equally opposed cylinders 51 of larger diameter, mounted in a star pattern on a housing 52 containing the oil of lubrication and the control mechanism of the pistons which is constituted by a heart-shaped cam 53 made integral by a key
54 of the fixed hollow axis going from the suction port 55 to the discharge port 56 the roles of these orifices being able to be reversed). Connecting rods 57,58 resting by rollers such as 59 on the cam 53 respectively actuate the pistons 62 and 63 and the opposite connecting rods are joined together by forks 60,61 sliding on the axis
55-56.
The lateral pipes of the cylinders 50 are connected in a sealed manner with their extensions
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64 on the exterior face of the casing 52 and communicate at the desired time with distribution orifices drilled on the hollow shaft and separated by an oblique partition 65.
Similar pipes visible in the drawings start from the cylinders. , 51 to end in similar distribution orifices separated by an oblique partition
66.
The pair of cylinders 50 works in series with the pair of cylinders 51, the pair of small displacement cylinders 50 providing for example one. first expansion and the pair of cylinders 51 of larger displacement providing the second expansion, or vice versa for compression.
It is clear that the two groups of cylinders which respectively ensure the two phases of the compression or expansion, instead of each comprising two cylinders, can - in the star arrangement include any number of pairs of cylinders. . The cylinders charged with the first phase will generally have a different diameter than those charged with the second phase and the opposite pairs of the former will alternate on the periphery of the rotor with the opposite pairs of the latter.
The lateral ducts of the cylinders of the first group will pass in front of the distribution orifices associated with a first oblique partition like the partition 65 in FIG. 12 and those of the cylinders of the second group will pass in front of a second oblique partition like that 66 of the same-figure.
The star arrangement in fact makes it possible to multiply - according to an oonnue technique - the cylinders, without any particular difficulty. Thus has been shown in Figures 13 and 14 a variant of the pump according to the invention, oomporting six cylinders in a star, but in this case working in a single phase of compression or expansion.
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Six identical cylinders 70 are associated with a housing 71 and made integral with a wheel janbo 73 by means of lugs 72, -This rim is equipped in the case of the figure with a frame 74 which can receive a pneumatic tire.
The control mechanism is constituted by an eccentric plate 75 keyed on the axis 76 carrying balls 77 on which rolls a ring 78 carrying articulated the connecting rods 79 connected to the pistons 80 of the cylinders 70.
Another embodiment shown in Figures 15 and 16 shows a group of cylinders 81 mounted on a star and fixed by their upper part to a rim 82 by means of studs 83, the lower part of the cylinders being fixed to a housing 84. comprising inside the control mechanism consisting of a cam 85 formed of two juxtaposed heart-shaped disks and having on their internal face grooves 86 in which rollers roll. 87 carrying the connecting rods 88 mounted on the pistons 89. Rollers 90 are mounted on the housing at the bottom of the cylinders for the purpose of guiding the connecting rods in their reciprocating motion.
The rim '82 can be divided into two parts joined together by means of two clamping bolts 91.
Between each pair of adjacent cylinders a frame 92 carrying spikes is fixed to the housing in order to give more rigidity to the assembly.
The star-shaped arrangement of the cylinders has the advantage of ensuring continuity of action and balancing all the better as the number of cylinders is greater. In the case of one-stage expansion (or suction) three pistons may be sufficient to ensure continuity of the action ;: in the case of two-stage expansion (or suction) the minimum number of cylinders is obviously equal at four.
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- In the numerous applications of the apparatus, the star arrangement of the cylinders constituting the engine block seems ideal for the construction of a drive wheel. In fact, this can be mounted either in a rim with or without pneumatic tires, figures 13 and 14, or in a toothed wheel for controlling pinions or racks, or else the bottom of the cylinders is provided with studs, for example for tractors, FIGS. 15 and 16 or else of blades necessary for navigation or by propeller blades in use in aviation.
The arrangement according to Figures 11 and 12 can be mounted on a bicycle whose frame is tubular, the pedals actuating an air pump, the transmission being provided by a simple compressed air line.
The intake and exhaust are connected to an inverter which is, in this case, the main control member.
In the application on an automobile, the device can be used with compressed air reservoirs integrated into the frame and which can constitute compartments at different pressures; the controls are then reduced to simple valves and inverters placed on the compressed air lines. This arrangement thus eliminates all the current rigid control and transmission device, for example, gear change, clutch, transmission shaft, differentials, etc ... the accumulators will only have to ensure lighting and control. signaling by removing the starter.
In addition, for a tractor, the body of the apparatus being constituted by a cylinder with one or more compartments at different pressures will allow its reversible operation to accumulate its charge of compressed air itself by means of a sedentary energy eg electricity.
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Another application can be realized as a braking device, for example, in railways, the apparatus allowing to considerably reduce the traction costs thanks to its faculty of recovery by braking.
By the appropriate arrangement of the lock gates and with regard to navigation on rivers or reach canals the device can only use the force of the 'current' as propulsive energy.
In maritime navigation, the device has' over turbines or other steam engines the advantages of perfect lubrication, the reversibility of its course and the tightness of its expansion.
The application of the apparatus in aviation and in particular that of tourism makes it possible to replace the internal combustion engine with the advantage of eliminating the risks of fire, the propellant propeller being actuated with compressed air.
The invention has marked advantages for the locomotion of any mobile moving in a fluid and whose walking force ost irregular: vehicle traveling on a road with hills and descents, boats traveling on waterways in irregular course. , etc ... ,, or for vehicles whose route includes many stops and departures: metro, taxis, lift, etc ...
Of course, the embodiments described above as well as the applications listed have been given only by way of example, the device being able to receive other applications, in particular as a servo motor for controlled fluids, wind motors, etc. .. without going beyond the scope of the invention.
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1 - reversible rotary pump without valve mounted inside a drive wheel rotating around a fixed axis, comprising cylinders integral with said wheel and pistons in the cylinders, characterized in that said axis fixed is tubular and that the inlet and the outlet take place respectively at the two ends of said fixed axis, a partitioning in this axis separating the inlet from the outlet.
2 - Embodiments of the following pump 1, notable in particular by the following separate points or in combination: a) each cylinder is provided with side pipes which pass in front of orifices cooperating with said partitioning on said fixed axis; b) a piston drive mechanism is integral with said fixed axis; c) the pump comprises a pump body forming a double cylinder, a double piston being provided in this double cylinder, the driving mechanism of the double piston being placed inside this double piston; d) said, double udder drive mechanism comprises a pinion integral with the fixed axis bearing teeth on only a fraction of its periphery and alternately attacking two racks placed face to face inside said double piston;
e) said drive mechanism comprises a connecting rod integral with the fixed axis and acting through the intermediary of a roller on grooves made in said double piston; f) the following pump body c) is centered by four locking screws inside said drive wheel;
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g) the pump comprises two pump bodies offset by 90 with respect to each other, working in series, the discharge of the first pump body supplying the inlet of the other, a first partition in the fixed axis cooperating with two orifices in front of which pass the side pipes of one of the pump bodies and a second partition cooperating with two other orifices in front of which the side pipes of the other pump body pass;
h) the two pump bodies according to g) are carried respectively by two discs arranged on either side of the drive wheel and integral with the latter; i) the pump comprises star-shaped cylinders, the pistons of these cylinders being actuated by connecting rods, and a housing encloses the lubricating oil, as well as the driving mechanism of the connecting rods; j) the side pipes of the cylinders are extended on. one or both side faces of said housing; k) the cylinders arranged in a star are divided into two groups, each group comprising an even number of cylinders, diametrically opposed pairs of cylinders of the first group alternating on the periphery with diametrically opposed pairs of cylinders of the second group, both groups ensuring in series two successive phases of operation;
1) in the following arrangement k) the side pipes of the first group of cylinders are extended on a side face of the casing and the side pipes of the second group of cylinders are extended on the other side face of the casing, a first partition in the fixed axis cooperating with orifices in front of which pass the lateral ducts of the cylinders of the first group, and a
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second oblique partition in the fixed axis cooperating with orifices in front of which pass the lateral tubes of the second group of cylinders;
m) the drive mechanism of the connecting rods comprises a heart-shaped cam on which bear rollers carried by the connecting rods; n) the connecting rod drive mechanism comprises an eccentric plate, a ring gear rolling on this plate by balls, the connecting rods actuating the pistons being articulated on this ring gear; o) the control mechanism of the connecting rods comprises a heart-shaped cam formed by two juxtaposed plates bolted to one another, with grooves following the inner periphery of each, of. these plates, rollers carried by connecting rods rolling in these grooves and other rollers guiding the movement of said connecting rods;
p) the wheel inside which the pump is mounted constitutes both the flywheel and the drive pulley; q) said drive wheel constitutes a vehicle scoring wheel and comprises a mount capable of receiving a pneumatic tire; r) said drive wheel is a tractor wheel and comprises studs, some of these studs being carried by the very bottom of the cylinders; s) said drive wheel comprises vanes for navigation;., t) said drive wheel carries propellers for aviation.