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La. présente invention se rapporte aux pompes rotatives du ,'i.j3 &?'j:j}'±¯(âiï92i'c -un arbre central d.?entraînement, au moins un ¯jovXw?.v. ï-eli1? ?, 1 arbre de manière à être entraîné par celui-ci, T-r.yoa qU0 le du rouleau tourne autour de l'axe de ].'arbre, .1 L"!.cd' 5 un conduit pour le fluide pompé;, ce conduit ayant . j" parois en Batiere -élastique et étant disposé autour de l'arbre -- ic-go dans rm carte---"" de supporta la disposition étant telle que c.2.eâ'!2. on rouleau puisse porter contre les parois du -rsAvx 3%. lors de la rotation de l'arbre, produire un étrangle- j¯.i-j ricMIa dans le conduit résultant en une série d'impulsions 2 pompage perists.1 tiques.
Une pompe du genre décrit est une pompe à.écoulement 11idiectionnel convenant au pompage de gaz et de liquides, 'ë pouvant être utilisée comme pompe de compression ou d'évacua- tion.
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La présente invention a pour objet une pompe du genre décrit dans laquelle le rouleau ou chaque rouleau peut tourner autour de son axe et se déplacer dans un sens radial par rapport à l'arbre de la pompe, la disposition étant telle que , lorsque l'arbre tourne, le rouleau ou chaque rouleau se déplace radiale- ment vers l'extérieur par rapport à l'arbre et déforme les parois du conduit grâce à une action centrifuge.
Pour mieux comprendre la présente invention et pour montrer la façon dont celle-ci peut être réalisée, on se référera ci-après aux dessins annexés, dans lesquels :
Figure 1 est une vue en élévation, partie en coupe, d'une pompe rotative;
Figure 2 est une vue en bout, moitié en coupe, de la pompe représentée sur la figure 1, la coupe étant faite suivent la ligne II-II de la figure 1;
Figure 3 est une vue en élévation, partie en coupe, d'une variante de la pompe représentée sur les figures 1 et 2;
Figure 4 est une vue en bout, moitié en coupe, de la pompe représentée sur la figure 3, la coupe- étant faite suivant la ligne IV-IV de la figure 3;
Figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 4, d'une autre variante de la pomper -Figure 6 est une vue schématique en. coupe d'une partie de la variante représentée sur la figure 5;
Figure 7 est une vue de côté d'une partie d'une autre variante, et
Figure 8 est une coupe d'une partie d'une autre pompe comportant la variante représentée sur la figure 7.
Les figures 1 et 2 des dessins représentent une pompe rotative comportant un carter cylindrique creux extérieur 1, à chaque extrémité duquel des couvercles d'extrémité 2 sont fixés au moyen de vis 3. Les couvercles 2 portant un arbre d'en-
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; '1::J,:l.l1elliel1o; central 4 dans deux paliers ou roulements 5 qui sont ;t!ain'G0D.lfj chacun par un couvercle 6 et un écrou de blocage 7. les couvercles 6 sont reliés aux couvercles d'extrémité :2 par des via 8, et chaque écrou 7 est vissé sur une partie filetée 9
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do 19arbre 4.
Un tube 10 en caoutchouc ou autre matière' élastique semblable très déformable, est enroulé hé3icid emen-, en une seul -3 couche, sur la surface interne du carter 1, un autre enrou-
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1, de tube en caoutchouc 1.1 de plus petit diamètre que le u-ube 10 étant enroulé entre les spires du tube 10, à des fins qui seront décrites ci-après. Le tube 10 entre et sort tangen- tiellement du carter 1 par des ouvertures dans ce carter qui ne sont pas représentées sur les dessins. Les tubes 10 et Il sont maintenus par des anneaux 12 et 13 qui portent contre les faces intérieures du carter'1 et de couvercles dextrémité 2.
A hauteur de chacun des anneaux 12 et 13, l'arbre 4 porte une bride 14 Qui comporte un certain nombre de fentes ra-
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ciales 90uvrant à la périphérie des brides. Les tourillons de "1i: rouleaux 15 sont portés dans des roulements à billes 16 logés dans les fentes radiales des brides 14 et retenus par une pièce en étoile 17 qui est un disque circulaire fendu en plusieurs endroits radialement, un manchon d'espacement 18 étant
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#:rjêrti entre chaque pièce en étoile 17 et les roulements à billes 5..
Les rouleaux sont pleins et peuvent se déplacer ou coulisser ra- fiiaîeraent dans les fentes, la surface extérieure de chaque rouleau portant contre le tube disposé hélicoldalement 100
Les pieds 19 faisant corps avec le carter 1 peuvent avoir la forme appropriée pour permettre d'attacher la'pompe où on le désire.
Lorsque la pompe décrite ci-dessus fonctionne, l'arbre 4 est entraîné par un moteur, qui n'est ni représenté ni décrit.
La rotation de 1* arbre fait tourner les rouleaux 15 autour de
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l'axe de l'arbre 4, ainsi que sur eux-mêmes, ce qui les fait rouler sur les spires du tube en caoutchouc 10. Par la force centrifuge, les rouleaux se déplacent radialement vers l'extérieur et pressent le tube 10 contre la paroi intérieure du carter, for- mant ainsi dans le tube 10, des étranglements qui, étant donné l'enroulement hélicoïdal du tube 10 dans le carter, se déplacent le long du tube avec des rouleaux.
Chaque fois qu'un rouleau appuie sur l'extrémité d'en- trée de l'enroulement de tube en caoutchouc, en formant un étran- glement mobile, ce rouleau pousse du fluide devant lui et, en supposant que le tube est suffisamment élastique, le rouleau forme également un vide derrière lui, aspirant ainsi le fluide dans le tube jusqu'à. ce qu'un autre rouleau arrive à hauteur de l'ex- trémité d'entrée de l'enroulement. Le fluide ainsi emprisonné entre deux étranglements consécutifs arrive à l'extrémité de sortie de l'enroulement où il est débité par la pompe. Il est donc clair que le fluide passe dans le tube 10 par action péristaltique, sous forme d'une série d'impulsions péristaltiques.
Si les étrangle- ments étaient complètement resserrés, un seul étranglement suffi- rait à un moment donné quelconque, mais en pratique des étrangle- ments mobiles prennent un certain temps pour se resserrer, et leur serrage dépend des limites de différence de pressions régnant de part et d'autre de l'étranglement. Il est par conséquent préfé- rable d'avoir un nombre considérable d'intervalles entre les étranglements, c'est-à-dire un nombre considérable d'impulsions péristaltiques, se déplaçant simultanément pour pomper le fluide, particulièrement lorsque la vitesse de pompage et la pression sont élevées. Il est donc préférable d'utiliser un certain nombre de rouleaux 15 et un certain nombre de spires du tube 10.
Le tube 11 sert à augmenter l'élasticité du tube 10 et également à le supporter. Quoique le tube 11 soit repré- senté creux, on remarquera qu'aucun fluide n'y est pompé. Pour
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augmenter encore l'élasticité et la résistance à la pression interne, le tube 10 peut être renforcé par un fil métallique ou raie fibre résistante, tel quedufilde nylon, enroulé autour du tube ou noyé dans sa paroi.
De manière à pouvoir obtenir un déplacement à grande vitesse., et réduire ainsi les dimensions de la pompe pour un débit donner et en même temps éviter des pertes excessives de l'énergie cynétique du fluide débité, les extrémités d'entrée et de sortie du tube peuvent être munies de diffuseurs convenable pour convertir la pression en vitesse et vice-versa, suivant des procédés bien connus.
Plusieurs enroulements parallèles hélicoïdaux peuvent également être utilisés dans le même cylindre creux et peuvent être étranglés par les mêmes rouleaux. Ces enroulements peuvent soit être utilisés en parallèle, augmentant ainsi le débit Valu- métrique de la pompe, soit indépendamment à des press -ions dif- férentes, utilisées en des points différents d'un dispositif des- servi par la pompe.
Les figures 3 .et 4 représentent. une variante de la pompe décrite ci-dessus. Dans cette variante,'la pompe comporte en carter cylindrique creux extérieur 21 avec des pieds 21A pour la. fixation de la pompe, un collecteur d'extrémité 22 étant fixé sur chaque extrémité du carter extérieur 21 par des goujons 23.
Chaque collecteur 22 comporte une partie d'entrée ou de sortie munie d'une bride 24 à l'extrémité extérieure, l'autre extrémité communiquant avec un passage en forme de tore 25 formé dans le collecteur, une partie centrale creuse de chaque collecteur important un arbre d'entraînement 26 par 1' intermédiaire de roulements à billes 27. L'arbre 26 est fileté en 28 et des écrous de blocage 29 se vissent sur ces parties 28 pour maintenir les roulements 27, l'extrémité de l'arbre 26 étant cannelée pour âtre raccordée à l'arbre d'un moteur d'entraînement (non représenté)
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Des couvercles d'extrémité 30 maintiennent également les roule- ments 27 et sont reliés aux collecteurs 22 par des vis 30A. Près des collecteurs 22, l'arbre 26 porte deux brides 31. Chaque bride 31 comporte six fentes radiales sur sa périphérie, un bout d'arbre 32 d'un rouleau 33 étant logé et coulissant dans chacune des fentes. Chaque rouleau 33 est tubulaire et est tou- rilloné dans des roulements à billes 34 autour de son axe, et chaque bout d'arbre 32 ne tourne pas mais peut simplement glis- ser dans les fentes radiales de la bride 31. Les roulements 34 sont maintenus par des écrous de blocage.35 vissés sur des partie. filetées 36 de l'arbre 32, des goupilles 37 étant prévues pour empêcher les écrous 35 de se desserrer.
Une chemise cylindrique creuse en caoutchouc 38 tapisse la surface intérieure du carter 21 et est maintenue dans les collecteurs d'extrémité 22 comme il sera décrit ci-après. La che- mise de caoutchouc 38 comporte des parois épaisses dans les- quelles seize passages ou conduits circulaires séparés s'éten- dant hélicoïdalement 39 sont prévus. On remarquera que, pour la simplicité, les conduits sont représentés sur la figure 3 comme s'étendant longitudinalement, tandis qu'ils apparaissent elliptiques sur la figure 4 étant donné qu'ils ne s'étendent pas perpendiculairement au plan du dessin. Les.conduits débouchent dans le pass-age en forme de tore 25 des collecteurs 22, par l'in- termédiaire d'extensions 25A dû passage 25.
Les rouleaux 33 portent sur la surface intérieure de la chemise 38, et un trou 40, percé dans un des collecteurs 22, communique avec l'endroit où les rouleaux et la chemise se ren- contrent. Le trou 40 est fermé par un bouchon à visser, non représenté, et la raison d'être- de ce trou sera expliquée ci- après.
Chaque collecteur 22 comporte deux rainures annulaires 41 et 42 dans lesquelles des prolongements annulaires 43 et 44 des parois latérales de la chemise de caoutchouc 38 viennent se
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loger. Les rainures ont des parois latérales avec lesquelles les prolongements 43 et 44 forment un joint étanche entre les passages 19 et l'extérieur de la pompe. Un trou, tel que celui représenté en 45 fait communiquer chacune des rainures 41 et 42 avec l'exté- rieur du collecteur 22, ce trou étant normalement bouché par Lui bouchon à vis 46 et un joint d'étanchéité 47. Pour-placer la chemise de caoutchouc 38, les bouchons à vis 46 sont enlevés et le vide est fait par ces trous pour aspirer les prolongements Aet 44 dans les rainures 41 et 42.
Lorsque les prolongements -'..3 et 44 sent en place,.on replace les vis 46. Un dispositif d'étanchéité semblable est également utilisé pour assurer l'étan- chéité entre les parties bridées d'entrée et de sortie 24 des collecteurs 22 et les conduits d'entrée et de sortie.
Le fonctionnement de la pompe décrite avec, référence être figures 3 et 4 est semblable à celui de la pompe décrite avec référence aux figures 1 et 2. Lorsque l'arbre 26 est entraîné par le moteur, les bouts d'arbre 32 des rouleaux 33 tournent autour de l'axe de 1* arbre 26 mais non autour de leur propre axe, tandis taie les rouleaux 33 tournent dans les roulements 34, autour de leur axe et autour de l'axe de l'arbre 26., et roulent sur la .surface intérieure de la chemise de caoutchouc 38. Le fluide à pomper entre dans le passage en forme de tore 25 d'un collecteur 22 par la partie d'admission à bride 24 de celui-ci et passe par- les extensions 25A vers les conduits 39.
Les bouts d'arbre 32 des rouleaux coulissent radialement vers l'extérieur par l'effet de la force centrifuge dans les fentes prévues dans les brides' 31 et les rouleaux compriment ainsi la chemise de caoutchouc et fondent un certain nombre d'étranglements mobiles dans les con- duits 39. Le fluide emprisonné entre ces étranglements mobiles est poussé dans les conduits par une série d'impulsions péristal- tiques,comme décrit ci-avant.
Lorsque veut pomper des fluides à de hautes pres-
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sions, il est désirable d'augmenter la force centrifuge exercée par les rouleaux 33 sur la chemise en caoutchouc 38 et ceci peut être obtenu en remplissant partiellement l'intérieur de la pompe d'un liquide qui est entraîné en rotation avec les rouleaux.
Un tel liquide peut être introduit par le trou 40.Un remarquera qu'un liquide de ce genre ne doit pas attaquer la chemise en caoutchouc 38 ni corroder les rouleaux.
Les figures 5 et 6 représentent une variante de la pompe représentée sur les figures 3 et 4.
Dans cette variante, la chemise de caoutchouc 38 com- porte des conduits s'étendant hélicoïdalement 50 qui ont. une section en parallélogramme, comme représenté sur la fig.6, qui est un développement d'une coupe de la chemise suivant une ligne perpendiculaire à l'angle de spire, c'est-à-dire perpendiculaire aux axes des conduits à l'endroit où la coupe est faite. A tous autres points de vue, la pompe représentée sur les figures 5 et 6 est identique à celle représentée sur les figures 3 et 4. Grâce à cette variante, la quantité de caoutchouc utilisée pour la chemise est réduite au minimum,ce qui réduit également au minimum le prix de revient de la pompe.
L'action des rouleaux 33 sur la chemise est un peu différente, et les étranglements mo- biles se forment plutôt par pliage ou déformation des parois des, conduits que par simple poussée sur les parois des conduits. Il en résulte que les étranglements se forment plus facilement et sont plus aisément maintenus, et il s'ensuit un accroissement- de l'efficacité de fonctionnement de la pompe.
Les figures 7 et 8 représentent une variante de la -pompe suivant laquelle une chemise de caoutchouc 51 a des sur- faces intérieure et extérieure en forme de surface de révolution d'une partie d'une hyperbole. La chemise 51 comporte des conduits
52 de section circulaire, dont les axes suivent des trajets rectilignes 53 représentés sur la figure 7.
La figure 8 représente @
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particulièrement la façon dont la chemise 51 est placée dans
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la yOlliD8 représentée sur les figures 3,et 40 Entre le carter .";',:G8rieur 21 et la chemise de caoutchouc 51 vient s$1intercaler che autre chemise 54 conformée de manière à s adapter entre le carter 21 et la chemise 51, la chemise 54 étant en métal.
Des rouleaux 55, dont un seul est représenté sur la figure 8, sont
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0Cle auparavt logés dans des fentes radiales des brides 31 le 19arbe 26 mais la surface extérieure des rouleaux est .3,f':2ëe de manière à correspondre à la surface intérieure de la ui'.i"iis3 51 lorsque celle-ci est comprimée par les rouleaux 55 qui .oulissent vers l'extérieur dans leurs fentes Sous tous les autres rapports., la pompe, dont une partie est représentée sur la figure 8, est semblable à celle représentée sur les figures 3 et 4, Grâce à cette variante., il est plus facile de fabriquer la chemise de caoutchouc 51,étant donné que les conduits sui- Tent des trajets rectilignes.
Les conduits 52 peuvent être
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c'oniques pour que l'on puisse varier la vitesse d9é au7¯eaaet suivant les conditions de fonctionnement, les rayons des entrées zij d,s. sorties des conduits étant tels quun écoulement volumétri- 1-' lonstant soit maintenu .
Le nombre des conduits 39 ou 50 est représenté comme ;:'Í:2.!.1"(; seize Cependant il est clair que le nombre et le pas ce ses conduits peuvent varier suivant le débit que la pompe
Dans les pompes décrites et représentées sur les
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;',1,s les rouleaux sont libres de coulisser vers l'extérieur uans leurs fentes sous leffet de la force centrifuge lorsque f. vompe fonctionne.
Cependant,, lorsque, la pompe est-au repos9 le rouleaux sont 'ramenés au fond de leurs fentes soit,par 1* élasticité des parois du conduit et par Inaction du fluide sous pression contenu dans le conduite soit suivant les posi- tions relatives des rouleaux et de la pompe par gravi téo