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La présente invention concerne une machine qui peut être utilisée comme pompe ou comme moteur
Les pompes classiques, du type à piston à mouvement alternatif et qui sont actuellement d'un emploi courant, comportent des soupapes quel- que peu compliquées avec des ressorts, tiges, cames et engrenages corres- pondants. Il est évident que les pompes sans soupapes présentent des avan- tages appréciables si on considère le succès commercial des pompes rotati- ves ou du type à couronne mobile, Mais ce type de pompe est à pression re- lativement basse et son utilisation est limitée.
La présente invention a pour objet une pompe du type à piston à mouvement alternatif qui n'utilise pas de soupapes de type classique met- tant en jeu des arbres à cames, des tiges de soupapes et des ressorts.
La présente invention a encore pour objet un compresseur ou une pompe de ce genre capable de fournir des pressions élevées.
La présente invention est expliquée plus en détail ci-après, avec référence aux dessins annexés, illustrant un exemple de réalisation et dans lesquels: '
Fige 1 est une vue en élévation latérale, en coupe, de la pompe conforme à la présente invention; figo 2 est une vue en élévation latérale, en coupe, de la même pompe, à un stade ultérieur de rotation du vilebrequin; fig. 3 est une vue en élévation latérale, en coupe, de la dite pompe à un troisième stade de rotation du vilebrequin; fig. 4 est une vue en élévation latérale, en coupe, de la pompe, à un quatrième stade de la rotation du vilebrequin; fige 5 est une vue en élévation latérale, en coupe, de la pompe prise à 90 par rapport à la coupe de fig. 1 ; fig. 6 est une vue perspective du vilebrequin.
Si on se reporte à la fig. 1, on voit un cylindre 10, muni de deux orifices 11 et 12 qui communiquent avec les conduites 13 et 14 respective- mento Le cylindre 10 est ouvert à une extrémité, et, à l'autre extrémité, il présente des orifices 15 qui communiquent avec l'atmosphère. Face à l' extrémité ouverte du cylindre 10 se trouve un vilebrequin 16 pprtant des manivelles 17 sur des bras de manivelles 18 et 19. Le bras de manivelle 19 est plus long que le bras 18 et ils forment entre eux un angle d'environ 90 . Ceci se voit mieux à la fig. 6, qui est une vue ,perspective du .vile- brequin 16. Il y a deux séries de manivelle 17, les unes montées sur des bras de manivelle 18 et les autres sur des bras de manivelle 19.
Les bras de manivelle 18 sont plus courts que les bras de manivelle 19 et il y a deux bras de manivelle 18 supportant une manivelle 17 de chaque coté de cha- que paire de bras de manivelle 19 supportant leur manivelle 17Dans le cylindre 10 se trouvent deux pistons 20 et 21 reliés à des manivelles 17 sur les bras de manivelle 18 et 19 respectivement. Le piston 20 est muni d'un passage 22 s'étendant de son fond 23 à sa face latérale 24.
Un nouveau procédé assure la liaison des pistons au vilebrequin, procédé qui est représenté à la fig. 5. On voit, à la figure, que deux fen- tes allongées 26 sont pratiquées dans la paroi du cylindre. Ces fentes sont parallèles à l'axe longitudinal du cylindre, et sont disposées de tel- le façon qu'une ligne passant par les deux fentes soit parallèle au vile- brequin 16. Des manetons 27 sont montés sur le piston 20, et passent à tra- vers les fentes 26. Des bielles 28 relient les axes 27 aux manivelles 17
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sur les bras de manivelle 18 du, vilebrequin 16.Il convient de remarquer que la longueur des fentes 26 est égale à celle de la course du piston 20.
Le piston 20 est lui-même d'une longueur suffisante pour que, pour toute position de sa course,il empêche toute communication entre les fentes 26 et l'espace 25 séparant les pistons, de sorte qu'aucune compres- sion n'est perdue.
Un cycle complet de fonctionnement d'une telle pompe sera mainte- nant décrit, avec référence aux figs. 1 à 4 successivement.
Figure 1.
A la fig. 1, un passage 22 du piston 20 dans le cylindre 10 est aligné sur l'orifice Il dans la paroi du cylindre. La manivelle 17 sur le bras de manivelle 18 est près de la position de point mort inférieur. De cette façon, le piston 20 est près du point bas de sa course,. La manivelle 17, sur le bras de manivelle 19, est à peu près au point milieu de sa cour- se et est en cours de descente.
Par suite, lorsque le mouvement de rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre du vilebrequin, à la fige 1, con- tinue, le piston 21 descend beaucoup par comparaison au mouvement du pis- ton 20 qui descend légèrement,, puis remonte pour fermer-l'orifice Il avec sa paroi latérale 24. Pendant ce mouvement des pistons, le passage 22 à été en communication avec l'orifice Il et l'espace 25, entre les pistons , a augmenté, aspirant ainsi du fluide à travers l'orifice 11 dans l'espace 25. Cette aspiration ou appel de fluide dans l'espace 25 continue jusqu'à ce que la manivelle 17 sur le bras de manivelles 19 soit au point mort inférieur, et le piston 20 aura alors remonté suffisamment pour que l'ori- fice 11 soit fermé par la'paroi latérale 24 du piston 20.
Cette position est représentée à la fig. 2.
Figure 2.-
A la fig. 2, la manivelle 17 du bras de manivelle 19 est au point mort inférieur et la manivelle 17 du bras de manivelle 18 est à mi-chemin de son mouvement ascendant. La face inférieure 23 du piston 20 est alignée avec le fond de l'orifice 12.. Un mouvement additionnel, en sens inverse des aiguilles d'une montre, du vilebrequin 16, provoque l'ouverture immédiate de l'orifice 12 par suite de la montée du piston 20.
Comme le piston 21 est au point mort inférieur il ne répond que lentement à ce mouvement du vilebrequin, et l'orifice 12 est partiellement ouvert avant qu'il commence a remonter Mais lorsqu'il commence effectivement à remonter, l'orifice 12 s'ouvre complètement et le fluide de l'espace 25 est chassé à travers l'orifice 12.
Figure 3.-
A la fig. 3, le piston 20 commence à descendre de sa position de point mort supérieur, alors que le. piston 21 est encore en train de monter.
L'orifice 12 est ouvert et l'orifice Il. est fermé, et, par suite, le fluide qui est dans l'espace 25 est chassé à travers l'orifice 12 à mesure que les deux pistons se rapprochent l'un de l'autre.
Figure 4.-
A la fige 4, les pistons sont à leurs positions de rapprochement maximum et tout le fluide de l'espace 25 a été chassé. Une rotation addi- tionnelle en sens inverse des aiguilles d'une montre ramènera le passage 22 en face de l'orifice 11 et le cycle recommence.
On remarquera d'autres particularités importantes: si on inverse le sens de rotation du vilebrequin 16, le sens d'écoulement à travers la pompe est inversé. Du fluide sera aspiré à travers l'orifice 12 et chassé
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à travers l'orifice 11. Les orifices 11 et 12 sont reliés à des conduites ou tuyaux 13 et 14 qui conduisent à des sources et à des récepteurs de fluide passant à travers la pompe.
Si on applique du fluide sous pression aux orifices 11 ou 12, le dispositif fonctionne comme un moteur et, en changeant l'orifice sur lequel on admet le fluide sous pression, on inverse le sens de rotation du vile- brequino
On remarquera qu'il est également possible de prévoir le passage
22 dans le piston secondaire 21, plutôt que dans le piston principal 20.
Ceci exigerait de disposer l'orifice 11 ailleurs pour lui permettre de communiquer avec le passage 22 et de déplacer également l'orifice 12, car il est essentiel que le même piston agisse pour ouvrir et pour fermer les deux orifices.
Sous son aspect le plus général, le dispositif conforme à la pré- sente invention comporte une pompe ou un moteur comprenant un cylindre, un vilebrequin disposé à une extrémité dudit cylindreun premier piston se déplaçant alternativement dans ledit cylindre et relié au vilebrequin, un second piston à mouvement alternatif coulissant dans le même cylindre et relié au vilebrequin, déphasé pàr rapport au premier piston afin de définir un espace à volume variable ?.
entre les.faces respectives de fonctionnement desdits pistons, un orifice situé dans la paroi du cylindre de façon à n' être en communication avec ledit espace que lorsque le premier piston est au voisinage de sa position de point mort extérieur, un passage traversant ledit premier piston, de sa face de fonctionnement à une de ses faces péri- phériques, et un second orifice situé dans la paroi du crylindre de façon à n'être en communication avec ledit espace par ledit passage que lorsque le premier piston est au voisinage de sa position de point mort inférieur.
Comme l'un quelconque des deux pistons peut être le "premier" pis- ton, qui commande l'ouverture et la fermeture des deux orifices, les expres- sions de "position de point mort extérieur" et de "position de point mort inférieur" ont été utilisées au lieu des termes plus communs " position de point mort haut" et "position de point mort bas" La position de point mort extérieur pour l'un quelconque des deux pistons est la position pour laquel- le son déplacement change de sens pendant qu'il est éloigné de l'autre pis- ton. Ainsi, dans le cas où le piston est éloignée du vilebrequin, la posi- tion de point mort extérieur est la position de point mort haut.
Dans le cas où le piston est près du vilebrequin, la position de point mort exté- rieur est la position de point mort bas, Inversement, la position de point mort inférieur de chacun des pistons est la position de point mort quand ce piston est rapproché au maximum de l'autre piston.
L'angle de vilebrequin entre les deux pistons n'est pas particuliè- rement critique, comme on le verra en examinant les dessins. Il n'est pas nécessaire qu'il soit exactement de 90 , la caractéristique nécessaire étant que l'un des pistons se meuve sensiblement à son maximum de vitesse pendant que le déplacement de l'autre piston change de sens. Chacun des pistons se meut sensiblement à sa vitesse maximum pour un angle de déplace- ment de vilebrequin très grand, à savoir environ 25 de chaque côté de la position médiane. Il s'ensuit que l'angle de vilebrequin entre les pis- tons peut avoir une valeur quelconque comprise entre environ 65 et 115 .
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