BE532828A

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Publication number: BE532828A
Authority: BE

Description


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   La présente invention est relative à un appareil rotatif com- prenant un carter et, enfermé dans celui-ci, un jeu de rotors ayant des surfaces actives saillantes et des nervures coopérantes, lequel carter, par une partie en enveloppe, enferme les rotors et est pourvu d'un ori- fice d'admission et d'un orifice d'évacuation. L'appareil rotatif con- sidéré est destiné à la   compression   et éventuellement à la détente d'un milieu gazeux et on considère en particulier des formes de réalisation convenables d'un appareil rotatif fonctionnant comme compresseur à basse pression. 



   Suivant la conception ordinaire d'appareils rotatifs du genre considéré, l'enveloppe et les plateaux terminaux du carter sont fabri- qués comme pièces séparées. Lorsqu'on assemble l'enveloppe et les pla- teaux d'extrémité avec les rotors, on rencontre des difficultés consi- dérables dans l'ajustage de toutes les pièces avec la précision requise et en dépit de la grande précision de fabrication, un centrage exact des rotors dans les alésages de l'enveloppe pour les rotors et le parallélisme requis entre arbres de rotors sont choses difficiles à ré- aliser. La fabrication devient aussi très compliquée, coûteuse et dis- pendieuse de temps. 



   L'invention considère une simplification et de ce fait une réduction des frais des procédés employés jusqu'à présent pour fabriquer des machines à rotors et en même temps vise à obtenir une meilleure pré- cision dans l'assemblage des pièces pour un appareil rotatif, fonctionnant avec sécurité et avec un bon rendement. Ceci a été obtenu principalement en munissant le carter d'un plateau d'extrémité seulement pour supporter les *tors simplement par une de leurs extrémités.

   Le carter et ce plateau: d'extrémité peuvent alors être faits d'une seule pièce ou, si pour quelque raison ils peuvent être fabriqués de manière plus simple comme parties distinctes, elles peuvent être fixées ensemble pour former une unité, après quoi le tournage des alésages de l'enveloppe et des alésages du plateau d'extrémité pour les rotors peut être effectué dans une seule et même opération, en sorte qu'on peut assurer un centrage et un parallélisme exacts des arbres. Comme les extrémités des rotors éloignés du plateau d'extrémité se terminent librement dans un alésage correspondant de l'enveloppe, il ne se présentera pas de problème de centrage de ce côté. Des difficultés se présentant autrement dans la coordination d'un centrage à l'un des plateaux extrêmes et du centrage à l'autre plateau extrême sont ainsi éliminées. 



   Un objet spécifique de l'invention est. d'éliminer autant que possible les risques d'accrochage entre les rotors et entre les rotors et l'enveloppe respectivement. 



   Suivant une forme préférée de l'invention, les rotors sont construits suivant les principes exposés dans le brevet des Etats-Unis 2.662.787 suivant lequel les surfaces actives saillantes du rotor mâle sont de section transversale généralement convexe se trouvant sensiblement en dehors du cercle primitif du rotor mâle et les surfaces actives saillantes du rotor femelle sont de section transversale généralement concave se trouvant sensiblement à l'intérieur du cercle primitif du rotor femelle. En outre, les profils desdites parties actives saillantes sont de courbure telle qu'à la rotation des rotors, la crête de chaque surface active saillante du rotor mâle vient en contact à espace occlus (proche de la fermeture étanche) avec les parois de la rainure coopérante du rotor femelle à un endroit situé en dedans du cercle primitif du rotor femelle.

   Suivant une conception modifiée décrite aussi dans ledit brevet, les plus grandes des parties des surfaces actives saillantes du rotor mâle se trouvent en dehors du cercle primitif du rotor mâle et sont de profil à courbure convexe sensiblement symétrique, et les plus petites des parties desdites surfaces se trouvent 

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 à l'intérieur du cercle primitif du rotor mâle et sont à profil de courbure concave sensiblement symétrique  et les plus grandes des parties des surfaces actives saillantes du*rotor femelle se trouvent en dedans du cercle primitif du rotor femelle et sont à profil de courbure sensiblement symétrique et les plus petites des parties de ces surfaces saillantes se trouvent en dehors du cercle -primitif du rotor femelle et sont à profil de courbure convexesensiblement symétrique.

   Pour plus de détails en ce qui concerne les profils,on renvoie au brevet susdite Les conceptions des profils des surfaces actives saillantes et des rainures des rotors,exposées dans ledit brevet, conviennent particulièrement au présent type d'appareil rotatif et dans une certaine mesure on peut dire qu'elles sont indispensables pour assurer un fonctionnement satisfaisant de l'appareil rotatif ou pour rendre ce fonctionnement possible en généralo 
D'autres particularités et détails caractéristiques de l'invention ressortiront de la description d'une forme de réalisation montrée au dessin ci-annexé et illustrant un appareil rotatif convenable pour fonctionner comme compresseur à basse pression. 



   Sur le   deesing   - la figure 1 est une coupe verticale longitudinale faite suivant la ligne I-I de la figure 2, d'un appareil rotatif ; - la figure 2 est une vue en bout du même appareil rotatif considérée suivant la projection II-II de la figure 1; - la figure 3 est une coupe horizontale longitudinale du même appareil rotatif, faite suivant la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 est une vue en élévation latérale du même appareil rotatif, partie en coupe. 



   L'appareil rotatif montré a un carter 10 comprenant une enveloppe 12 et un plateau d'extrémité   14   fait d'une même pièce. Les côtés extérieurs de l'enveloppe sont pourvus d'ailettes ou brides de refroidissement 160 Dans l'enveloppe deux alésages 18 et 20 sont prévus, qui se coupent l'un l'autre suivant les lignes 22 et 24. et formant les alésages pour un rotor mâle 28 pourvu de quatre surfaces saillantes sensiblement convexes   26-,.en   forme filets de vis, et un rotor femelle 32 pourvu de six surfaces actives saillantes sensiblement concaves conformées en filets de vis 30. Le mode de fonctionnement d'un tel appareil rotatif à vis est supposé connu de toute personne   familiarisée   avec la technique et par suite il ne sera pas décrit ici en détails. 



   Les rotors mâle et femelle 28 et 32, respectivement,consistent en manchons 34 et 36 respectivement qui sont montés à rotation chacun sur un arbre., 38 et 40 respectivement, dont chaque arbre, par son extrémité extérieure 42. est fixé au plateau d'extrémité 14 dans des alésages 44 faits dans celui-ci . Le plateau d'extrémité forme des parties renforcées 46 autour des extrémités d'arbres 42. Les extrémités des arbres sont filetées et bloquées au moyen d'écroux de blocage 48 par vissage contre le renforcement   46   du plateau   d'extrémités s les   arbres   38,   40 à l'intérieur des alésages 44 de la plaque d'extrémité formant une butée 50. 



   Les manchons de rotor   34   et 36 sont montés à rotation sur des paliers à billes qui sont mortes sur les arbres 38 40 et peuvent, par exemple, consister en paliers à billes ou comme dans le présent exemple en un palier à billes 52 et en un palier à rouleaux 54. le premier étant situé à l'extrémité côté basse pression et l'autre étant situé à l'extrémité côté haute pression de l'appareil rotatifo Les bagues de palier 52, 54 sont séparées par un manchon d'écartement 56.

   Pour bloquer les manchons de rotor 34,36 contre tout glissement,sur les arbres 38,40 des 

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 écrous de blocage 58 sont vissés aux extrémités extérieures 60 -Ses arbres ) et s'appuient aux paliers à billes 52. et des bagues de blocage 62 en acier ou matériau semblable sont logés dans les extrémités des manchons de rotors 34,36 faisant face au plateau d'extrémité   14.   La bague de blocage 62 du manchon du rotor mâle et la bague de blocage du manchon de rotor femelle sont fixées au moyen de vis 66. Les bagues de blocage 62 ser- vent aussi comme parties d'une construction d'étanchéité et entre elles et le plateau d'extrémité   14   on a monté des bagues d'étanchéité 68. 



   Les extrémités des manchons de rotor 34.36 éloignées du plateau d'extrémité 14 sont couvertes par des capuchons   70,72   respectivement, le capuchon 70 du rotor mâle étant fixé au moyen de broches boulons 64 et le capuchon du rotorfemelie au moyen de boulons   74.   Le capuchon 70 du rotor mâle 70 est d'une pièce avec un arbre 76 qui passe par un alésage central 78 dans l'arbre 38 portant le rotor mâle et servant comme arbre d'entraînement du rotor mâle. 



   Suivant l'invention, un appareil rotatif du type considéré peut être simplifié en ce qui concerne la construction et la fabrication. 



  Ainsi, le rotor femelle tel que montré dans l'exemple est entraîné par le rotor mâle simplement par coopération des surfaces actives saillantes du rotor mâle avec les rainures du rotor femelle. 



   De ce fait, on peut se dispenser des engrenages de synchronisation, qui autrement auraient été nécessaires, pour que le rotor femelle tourne avec le rotor mâle sans qu'il.y ait de risque qu'ils s'accrochent. 



  Essentiellement, cette simplification de la construction est obtenue par le fait que le problème de centrage qui se présente dans l'ancien mode de construction décrit plus haut a reçu une solution simplifiée et en même temps le centrage et le parallélisme des rotors ont été améliorés. 



   Comme autre mesure pour empêcher l'accrochage des rotors, on suggère suivant l'invention de fabriquer les manchons des rotors en matériaux différents l'un de l'autre. Le manchon 34 du rotor mâle est fait par conséquent d'un matériau fibreux comprimé lié par un agent liant con- 
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 venable,- OG#me et exemple ër'.aÎi1ian'tet comprimée 1!T&C une résine artificiel le convenable, telle qu'une résine à'base de silicone, tandis que le manchon 36 du rotor femelle est faite d'acier ou d'un matériau semblable. 



  Le manchon du   rotormâle   peut être fait aussi seulement de matière plastique ou d'un matériau semblable. 



   Dans l'exemple illustré de l'appareil rotatif comme compresseur à basse pression, le carter forme une manche d'évacuation 80 s'étendant radialement-axialement, 
La manche d'admission de l'appareil rotatif est formée par l'extrémité, ouverte de l'enveloppe 14 et pour empêcher une communication directe entre les ouvertures   d'entrée   et de sortie, une plaque-couvercle   84   est fixée au moyen de boulons à l'extrémité ouverte de l'enveloppe, laquelle plaque couvre donc l'ouverture de l'enveloppe au moins assez pour que les orifices d'admission et:d'évacuation soient empêchés de communiquer directement, mais pas trop, pour qu'une ouverture axiale demeure du côté d'admission où à basse pression.

   L'orifice d'entrée 82 est par suite défini par le contour intérieur des alésages de rotor 18.20 et les profils de bords 88, 90, 92 de la plaque-couvercle. 



   L'espace intermédiaire entre chaque manchon de rotor et l'arbre à palier correspondant est alimenté en lubrifiant depuis l'extérieur à la plaque d'extrémité de l'appareil, par l'intermédiaire d'un raccord d'entrée 94 débouchant dans un canal 96 dudit arbre. Le lubrifiant en excès est amené à s'échapper par l'action centrifuge à travers un intervalle entre le manchon de rotor et l'arbre à palier pour celui-ci. 

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  Dans le cas présent, le manchon de rotor à l'extrémité faisant face au plateau d'extrémité du carter est fixé à la bague de blocage 62 qui s'applique de manière étanche contre le plateau d'extrémité du carter au moyen d'une bague d'étanchéité 68 logée dans le plateau d'extrémité du carter. Entre la bague de blocage 62 et un élargissement de l'arbre, un jeu est prévu pour l'échappement du surplus de lubrifiant chassé par la force centrifuge de l'espace intermédiaire entre le manchon de rotor et l'arbre à palier pour celui-ci. Ledit lubrifiant en excès s'échappe finalement par un canal d'évacuation prévu dans le plateau d'extrémité. 



  L'agencement pour le graissage exposé permet une ample lubrification sans risque de conduction de chaleur du manchon de rotor à l'arbre du manchon par l'intermédiaire de l'agent   lubridiant   remplissant tout l'espace intermédiaire entre les parties. L'agencement assure en outre une ample lubrification des paliers pour les manchons de rotors. 



   Sur l'arbre d'entraînement 76 du rotor mâle on peut prévoir un plateau de transmission. Dans l'exemple montré, ce disque consiste en une poulie à courroie (s) 98 qui est montée sur une bague de palier à billes et sur une bague de palier à rouleaux, 100 et 102 respectivement, montées à l'extrémité extérieure 104 de l'arbre 38 supportant le rotor mâle. Un écrou de blocage 106 fixe les paliers 100 et 102 qui sont pourvus d'une bague distanceuse 108 entre elles. La poulie à courroie (s) 98 possède à son extrémité intérieureune butée 110 reposant contre le palier à rouleaux 102 et à son autre extrémité elle est fixée au moyen de boulons 112 à une bride   114   d'un manchon 116 monté sur l'extrémité extérieure non cylindrique 118 de l'arbre de commande. 



   La construction de la machine peut être modifiée sans s'écarter de l'invention. Par suite, par exemple, le nombre des rotors peut être modifié, ainsi que le nombre des surfaces actives saillantes qu'ils portent. Le rotor métallique peut avoir une surface durcie, par exemple recevoir un placage de chrôme. 



   REVENDICATIONS. 



   1.- Appareil rotatif pour la compression ou l'éventuelle détente d'un milieu gazeux, comprenant un carter et, enfermé dans celuici, un jeu de rotors ayant des surfaces actives saillantes et des rainures qui coopèrent, caractérisé en ce que le carter qui, de manière connue, enferme les rotors au moyen d'une enveloppe, est pourvu d'un orifice d'admission et d'un orifice d'évacuation, a seulement un plateau d'extrémité supportant les rotors par une de leurs extrémités.

Claims

2. - Appareil rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau d'extrémité supportant les rotors est placé à l'extrémité côté haute pression de l'appareil rotatif, tandis que les extrémités des rotors du côté basse pression se terminent librement à l'extrémité correspondante de l'enveloppe, ladite ouverture de l'enveloppe étant couverte par une plaque au moins dans unemesure telle que les orifices d'admission et d'évacuation soient empêchés de communiquer directement mais qui ne s'étend pas plus qu'il ne faut, pour qu'une ouverture axiale demeure du côté basse pression.

3. - Appareil rotatif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le plateau d'extrémité supportant les rotors fait partie intégrante de l'enveloppe.

4.- Appareil rotatif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le plateau d'extrémité supportant les rotors est de fabrication séparée et est fixé ensuite à l'enveloppe.

5. - Appareil rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ayant au moins un rotor mâle et un rotor femelle, caractérisé en ce que le rotor femelle est entraîné par le rotor mâle simplement par la <Desc/Clms Page number 5> coopération des surfaces actives saillantes du rotor mâle avec les rai- nures du rotor femelle.

6. - Appareil rotatif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rotors mâle et femelle sont faits de matériaux distincts.

7. - Appareil rotatif selon les revendications 5 ou 6, carac- térisé en ce que les rotors consistent en manchons montés à rotation sur des arbres fixés au plateau d'extrémité supportant les rotors.

8. - Appareil rotatif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un espace intermédiaire entre le manchon du rotor et l'arbre du rotor est alimenté en lubrifiant depuis l'extérieur à l'extrémité re- présentée par le plateau d'extrémité, un canal pour le lubrifiant étant prévu à l'intérieur de l'arbre, et un jeu étant prévu entre le manchon du rotor et l'arbre pour celui-ci, pour l'échappement de l'excès de lu- brifiant chassé par la force centrifuge hors de cet espace intermédiaire.

9.- Appareil rotatif selon les revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'arbre supportant le manchon du rotor mâle est creux pour contenir un arbre d'entraînement pour le manchon du rotor mâle.

10.- Appareil rotatif selon l'une quelconque des revendications 7-9, caractérisé en ce que les manchons de rotor sont montés à rotation sur des arbres au moyen dé paliers à billes ou au moyen d'un palier à billes du côté de l'extrémité basse pression et d'un palier à rouleaux à l'extrémité haute pression.

11.- Appareil rotatif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on a prévu des moyens pour tenir les paliers espacés et en ce que l'extrémité du rotor voisine du plateau d'extrémité est fixé à une pièce annulaire qui s'applique de manière étanche contre le plateau d'extrémité au moyen d'une garniture logée dans le plateau d'extrémité, un jeu étant prévu entre la pièce annulaire et un élargissement de l'arbre pour l'échappement du lubrifiant en excès chassé par la force centrifuge de l'espace intermédiaire entre le manchon du rotor et l'arbre.

12.- Appareil rotatif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un canal d'échappement est prévu dans le plateau d'extrémité pour le lubrifiant centrifuge.

13.- Appareil rotatif selon l'une quelconque des revendications 7-12. caractérisé en ce que les manchons de rotors sont fixés sur les arbres par une bague de blocage fixée à l'extrémité des manchons de rotor du côté du plateau d'extrémité et par un écrou de blocage à l'extrémité libre des arbres.

14.- Appareil rotatif selon l'une quelconque des revendications 7-13, caractérisé en ce que les manchons des rotors aux extrémités libres des arbres sont recouverts par des capuchons fixés à l'extrémité des manchons respectifs.

15.- Appareil rotatif selon les revendications 9 et 14, caractérisé en ce que le capuchon du rotor mâle fait partie intégrante de l'arbre d'entraînement de ce rotor ou est fixé à celui-ci.

16. - Appareil rotatif selon l'une quelconque des revendications 7-15, caractérisé en ce qu'il comporte un manchon de rotor femelle fait d'acier ou matériau semblable, par exemple d'un matériau durci superficiellement, et un manchon de rotor femelle fait d'un matériau fibreux lié par un liant convenable ou une matière plastique convenable.

17. - Appareil rotatif selon l'une quelconque des revendications 7-16. caractérisé en ce qu'il comporte un plateau de transmission fixé à l'arbre de commande du rotor mâle et monté à rotation sur l'arbre du manchon du rotor mâle. <Desc/Clms Page number 6>

18.- Appareil rotatif selon la revendication 11,caractérisé en ce qu'il y a un canal d'échappement dans le plateau d'extrémité, pour le lubrifiant chassé par la force centrifuge.

19.- Appareil rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les-surfaces actives saillantes du rotor mâle sont de section transversale généralement convexe se trouvant sensiblement en dehors du cercle primitif du rotor mâle et en ce que les surfaces actives saillantes du rotor femelle sont de section transversale généralement concave se trouvant sensiblement en dedans du cercle primitif du rotor femelle, et en outre en ce que les profils desdites surfaces actives saillantes sont de courbure telles qu'à la rotation des rotors, la crête de chaque surface active saillante convexe du rotor mâle vient en contact ou à contact à espace occlus (proche de la fermeture étanche), avec les parois de la rainure coopérante du rotor femelle à un endroit se trouvant en dedans du cercle primitif du rotor femelle. en annexe 1 dessin.