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La présente invention concerne un appareil rotatif comprenant un carter et, enfermés par celui-ci,un jeu de rotors ayant des cames et des rainures coopéranteslequel carter par une partie en enveloppe, entoure les rotors, et est pourvu d'un orifice d'admission et d'un orifice d'évacuation. L'appareil rotatif considéré est destiné à la compression ou, éventuellement, à la détente d'un milieu gazeux, et particulièrement, on considère des formes de réalisation convenables de l'appareil fonctionnant comme compresseur à tasse pression.
Suivant la conception ordinaire des appareils rotatifs du genre considéré, les rotors sont faits l'un et l'autre du même matériau et, habituel- lement aussi le matériau du carter est le même. Si, comme c'est l'habitude, l'enveloppe du carter et les plateaux d'extrémité sont faits en pièces séparées, on rencontre des difficultés considérables pour l'assemblage de ces pièces et pour l'ajustement desdites pièces avec la précision requise et en dépit de la plus grande précision dans la fabrication, un centrage exact des rotors dans les alésages de l'enveloppe pour les rotors et le parallélisme requis entre les arbres des rotors sont choses difficiles à réaliser. La fabrication devient aussi très compliquée, coûteuse et dispendieuse en temps.
Même si les rotors et leurs alésages dans le carter sont fabriqués avec beaucoup de précision, des défauts de centrage et un certain manque de parallélisme entre les arbres des rotors peuvent se présenter.
Il en résulte des accrochages entre les rotors. On a trouvé que les risques d'accrochage peuvent être éliminés en faisant les rotors de matériaux respectivement différents. Par suite, la vis ou rotor mâle peut être fait d'une matière plastique ou d'un matériau fibreux lié au moyen d'un liant convenable et le manchon ou rotor femelle peut être fait de métal, de préférence d'acier. Il est naturellement possible de fabriquer le rotor mâle en matériau métallique et le rotor femelle en matériau non métallique.
Suivant une forme préférée de l'invention, les rotors sont construits suivant les principes exposés dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.622.787 suivant lequel les surfaces actives saillantes ou nervures 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 généralement de section transversale concave se trouvant sensiblement à l'intérieur du cercle primitif du rotor femelle.
En outre, les profils desdites surfaces actives saillantes sont de courbure telle qu'à la rotation des rotors, l'arête ou crête de chaque surface active convexe du rotor mâle entre en contact
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ouen odntactavec espaceocclus((p-ra0b$de La fermeture étanche) avec les pa- rois de la rainure coopérante du rotor femelle à un endroit à l'intérieur du cercle primitif du rotor femelle.
Suivant une variante 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 de celles-ci se trouvent à l'intérieur du cercle primitif du rotor mâle et sont de profil à courbure concave sensiblement @@métrique, et les plus grandes des parties des surfaces actives saillantes du rotor femelle se trouvent à l'intérieur du cercle primitif du rotor femelle et sont de profil courbe sensiblement symétrique et les plus petites des parties de celles-ci se trouvent à l'extérieur du cercle primitif du rotor femelle et sont de profil courbe convexe sensiblement symétrique. Pour d'autres détails en ce qui concerne les profils, on se référera audit brevet.
Les conceptions des profils des surfaces saillantes et des rainures des rotors exposés dans ledit brevet sont particulièrement adaptées au type présent d'appareils rotatifs et dans une certaine mesure on peut dire qu'elles sont indispensables en vue d'assurer le fonctionnement satisfaisant de l'appareil rotatif ou pour rendre ce fonctionnement possible de manière générale.
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La construction d'un appareil rotatif suivant l'invention peut être simplifiée et rendue meilleur marché sous plusieurs rapports. Suivant une telle conception simplifiée, le rotor femelle est entraîné par le rotor mâle simplement par la coopération des cames du rotor mâle avec les rainures du.- otor femelle. Grâce à ces moyens les engrenages de synchronisation autrement indispensables pour amener le rotor femelle à tourner avec le rotor mâle sans accrochage peuvent être supprimés. D'autres simplifications en comparaison avec des constructions connues apparaîtront de la description suivante de quelques formes de réalisation de l'invention, montrées au dessin ci-annexé, à titre d'exemple, sous forme d'appareils rotatifs convenant comme compresseurs à basse pression.
Sur les dessins: - la figure 1 est une coupe longitudinale verticale faite suivant la ligne 1-1 de la figure 2 de l'appareil rotatif suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue en bout du même appareil rotatif considérée suivant la projection 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une coupe horizontale longitudinale du même appareil rotatif, faite suivant la ligne 3-3 de la figure 2; - la figure 4 est une vue en élévation latérale du même dispositif rotatif, en partie en coupe; - la figure 5 est une coupe horizontale longitudinale, faite suivant la ligne 5-5 de la figure 7, d'une variante d'appareil rotatif suivant l'invention; - la figure 6 estune coupe transversale faite suivant la ligne 6-6 de la figure 5 du même appareil rotatif; - la figure 7 est une coupe longitudinale verticale faite suivant la ligne 7-7 de la figure 6, du même appareil rotatif.
L'appareil rotatif tel que montré aux figures 1-4 a un carter 10 comprenant une enveloppe 12 et un plateau d'extrémité 14 faits d'une pièce. Les côtés extérieurs de l'enveloppe sont pourvus de brides de refroidissement 16. Dans l'enveloppe deux alésages 18 et 20 sont prévus, qui se coupent l'un l'autre suivant les lignes 22 et 24 et forment les alésages pour un rotor mâle 28 pourvu de quatre cames sensiblement convexes 26 conformées en vis, et un rotor femelle 32 pourvu de six cames sensiblement concaves 30 conformées en vis. Le mode de fonctionnement d'un tel appareil rotatif' est suppose connu à toute personne familiariséeavec.; la technique et c'est pourquoi il ne sera pas¯décrit ici'en détail.
Les rotors mâle et femelle 28 et 32 consistent respectivement en manchons 34 et 36, respectivement, qui sont montés à rotation chacun sur un arbre 38 et 40, respectivement, chacun des ces arbres étant fixé par ses extrémités extérieures 42 au plateau d'extrémité 14 dans des alésages 44 faits dans celui-ci. La plaque terminale forme des parties renforcées 46 autour des extrémités de l'arbre 42. Les extrémités d'arbre sont filetées et sont bloquées au moyen d'écrous de blocage 48 sur filetage contre le renforcement 46 de la plaque terminale, les arbres 38, 40, à l'intérieur des alésages-44 de la plaque terminale, formant une butée 50.
Les manchons de rotors 34 et 36 sont montés à rotation sur des bagues de palier qui sont montées sur les arbres 38,40 et peuvent par exemple, consister en paliers à billes ou consister 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 le dernier à l'extrémité haute pression de Il,appareil. Les bagues de palier 52,54 sont séparées par un manchon distanceur 56.
Pour bloquer les manchons de
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rotor 34,36 aux arbres 38,40 contre le coulissement, les écrous de blo- cage 58 sont vissés aux extrémités extérieures 60 des arbres et reposent contre les paliers à billes 52, et des bagues de blocage 62 d'acier ou de matériau similaire sont logées dans les extrémités des manchons de rotor 34,36 faisant face au plateau d'extrémité 14. La bague de blocage
62 du manchon de rotor mâle 34 est fixée au moyen d'un certain nombre de broches boulons 64 traversant le manchon, et la bague de blocage du man- chon de rotor femelle est fixée au moyen de vis 66. Les bagues de blo- cage 62 servent aussi de pièces dans une construction de fermeture étan- che et entre eux et le plateau d'extrémité 14 sont montées des bagues d'étan- chéité 68.
Les extrémités des manchons de rotor 34, 36 éloignées du pla- teau d'extrémité 14 sont couvertes par des capuchons 70 et 72, respec- tivement, le capuchon 70 du rotor mâle étant fixé au moyen des broches boulons 64 et le capuchon du rotor femelle étant fixé au moyen des boulons 74. Le capuchon 70 du rotor mâle 70 fait partie intégrante d'un arbre 76 qui passe à travers un alésage central 78 dans l'arbre 38 portant le rotor mâle et ledit arbre sert comme arbre d'entraînement pour le rotor mâle.
Le rotor femelle est entraîné par le rotor simplement par engagement des surfaces saillantes du rotor mâle dans les rainures du rotor femelle.
Les manchons de rotor sont faits de matériaux différents et le manchon 34 du rotor mâle peutêtre en matériau plastique ou en fibres comprimées liées par un agent liant convenable, comme par exemple de l'amiante ou du verre ou de la laine minérale comprimés avec une résine artificielle, convenable telle qu'une matière plastique d'aldéhyde phénolique ou une matière plastique silicone, tandis que le manchon 36 du rotor femelle est en un métal' ou un alliage, de préférence de l'acier ou un matériau semblable.
Dans la construction illustrée de l'appareil rotatif comme compresseur à basse pression le carter forme un orifice d'évacuation 80 s'étendant de manière radiale et axiale. L'orifice d'admission de l'appareil est formé par l'extrémité ouverte 82 de l'enveloppe 14 et dans le but d'empêcher une communication directe entre les ouvertures d'admission et d'évacuation, une plaque couvercle 84 est fixée au moyen de boulons 86 à l'extrémité ouverte de l'enveloppe, qui par conséquent couvre l'ouverture de l'enveloppe au moins assez loin pour que les ouvertures d'entrée et de sortie soient coupées de la communication directe mais pas plus qu'il ne faut pour qu'une ouverture axiale reste du côté d'admission ou de basse pression.
L'orifice d'introduction 82 est par conséquent défini par le contour intérieur des alésages du rotor 18,20 et les profilés de bordure, 88, 90,92 de la plaque couvercle.
En prévoyant le carter avec seulement une plaque pour supporter les rotors à leur extrémité, le carter et sa plaque d'extrémité peuvent être faits d'une pièce ou, si pour certaines raisons il est plus simple de les fabriquer en pièces séparées, ces pièces séparées sont fixées ensemble pour former une unité avant de tourner les paliers de l'enveloppe et les paliers du plateau d'extrémité pour les rotors, lequel tournage est exécuté dans une seule et même opération, en sorte qu'un centrage exact et un parallélisme des arbres peuvent être assurés. Comme les extrémités des rotors éloignées de la plaque d'extrémité se terminent librement dans un alésage de l'enveloppe, il ne se présentera pas de problèmes de centrage de ce côté.
Des difficultés se produisant autrement dans la coordination d'un centrage à un plateau d'extrémité avec le centrage à l'autre plateau d'extrémité sont ainsi éliminées.
L'espace intermédiaire entre chaque manchon de rotor et l'arbre à paliers correspondant est alimenté en lubrifiant depuis l'extérieur du plateau d'extrémité de l'appareil par l'intermédiaire d'un raccord d'alimentation 94 débouchant dans un canal 96 dans ledit arbre. Le lubrifiant
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en excès est amené à s'échapper par l'effet de la force centrifuge par un intervalle entre le manchon de rotor et l'arbre à paliers pour celui-ci.
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 forme fermeture 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 depuis l'espace intermédiaire entre le manchon de rotor et son arbre à paliers @ Ledit lubrifiant en excès s'échappe finalement par un canal de sortie dans le plateau final.
L'angencement exposé pour le graissage permet une ample lubrification sans risque de conduction de chaleur du manchon de rotor à l'arbre du manchon au moyen de l'agent lubrifiant remplissant tout.l'espace intermédiaire entre les pièces. L'agencement assure en outre une ample lubrification des paliers des manchons de rotors.
Sur l'arbre de commande 76 du rotor mâle on peut prévoir un disque de transmission. Dans l'exemple montré, ce disque consiste en une poulie à courroie(s) 98 qui est montée à rotation sur une bague de palier à bille et 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 eux. La poulie à courroie (a) 98 à son extrémité intérieure a une butée-110 reposant contre le palier à billes 102 et est à son extrémité extérieure, au moyen de boulons 112, fixée à une bride 114 d'un manchon 116 monté à l'extrémité extérieure non cylindrique 118 de l'arbre de commande.
Dans l'appareil rotatif montré aux figures 5 - 7, le rotor mâle consiste en un manchon 120, par exemple en matériau fibreux lié par une matière plastique, monté sur un arbre 112, comme par exemple en acier, et au moyen de boulons 124 fixés à une bride 126 sur l'arbre. Le rotor femelle 128 est fait d'acier massif et les deux extrémités dd' àrbbe 130 des rotors sont tourillonnées dans des paliers à billes 132 montés dans des moyeux 134 dans les plateaux terminaux 136 'du carter au moyen de boulons 138 et de broches 140. Les plaques d'extrémité 136 sont fixées aux brides 142 sur l'enveloppe 144 du carter. Les moyeux 134 sont couverts par des capuchons 146 et à une extrémité 148 de l'arbre du rotor mâle s'étendant à travers le plateau d'extrémité, une poulie à courroie- 150 est fixé.
Dans ce cas aussi, le rotor femelle est ainsi entraîné directement seulement par le rotor mâle sans l'intermédiaire d'engrenages de synchronisation. A son extrémité inférieure, l'enveloppe 144 est pourvue d'un pied 152 et dans le plan horizontal, une admission 154 et une évacuation 156 s'étendent de manière radiale-axiale.
La construction du nouvel appareil rotatif peut subir des changements à divers égards sans s'ébarter de l'invention. Par suite il est possible par exemple de prévoir l'appareil rotatif avec plus de deux rotors ou de choisir un autre nombre de surfaces saillantes que ceux des rotors montrés. Le rotor métallique peut avoir une surface durcie, par exemple plaquée de chrome.
REVENDICATIONS.
1. Appareil rotatif pour la compression ou la détente d'un milieu gazeux, comprenent un carter et, enfermé dans celui-ci, un jeu de rotors mâle (s) etfemelle(s) ayant des surfaces actives saillantes et des rainures qui coopèrent, caractérisé en ce que les rotors mâle (s) et femelle (s) sont faits en matériaux différents.
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