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La présente invention se rapporte d'une façon générale aux appareils hydrauliques, et elle concerne plus particu- lièrement les dispositifs traducteurs d'énergie travaillant avec un fluide sous pression, du type des pompes et des moteurs. Elle concerne d'une façon plus particulière les dispositifs traducteurs d'énergie travaillant avec un fluide sous pression du type à palettes.
L'un des buts de l'invention est,de créer une pompe à palettes qui convienne particulièrement bien à un fonc- tionnement à haute pression, cette pompe comportant des
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organes sollicitant les palettes vers une position de contact avec des parties du carter de la pompe, sous l'effet de fai- bles forces, de façon telle que les palettes ne viennent pas en contact avec le carter avec une force telle qu'elles attaquent celui-ci. Elles s'appliquent toutefois contre lui avec une force suffisante pour empêcher le passage de fluide sous pression d'un côté à l'autre des palettes.
Un dispositif traducteur d'énergie travaillant avec un fluide sous pression comporte des palettes, d'épaisseur rela- tivement grande, ces palettes présentant une paire d'arêtes d'étanchéisation s'appliquant contre le carter, la pompe étant conjuguée à des organes servant à équilibrer sensible- ment la pression'du fluide sur les extrémités radialement es- pacées de la palette, des organes étant prévus également pour exercer une faible force sur ces palettes, afin de les solli- citer vers la paroi du carter pour réaliser une double étan- chéité entre les alvéoles de transfert du fluide formées par les palettes et les parois du rotor et du carter.
La pompe hydraulique comporte plusieurs palettes espa-' cées circonférentiellement et disposées radialement, le carter de la pompe, le r otcr et les palettes étant conjugués à des organes servant à transférer le fluide sous les mêmes pressions aux extrémités internes et externes des palettes, le rotor étant conjugué à des chambres de piston prévues sous les palettes et à des pistons montés dans ces chambres, le carter et le rotor comportant également des canaux servant à amener un fluide sous pression aux extrémités internes dos pistons, afin qu'ils exercent une faible force sur les palettes, pour les solliciter vers l'extérieur.
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Suivant une autre particularité encore, ce dispositif traducteur d'énergie travaillant avec un fluide sous pres- sion, du type à palettes, comprend un carter formant une chambre de rotor, un rotor tourillonné dans cette chambre par des roulements à aiguilles portes par ce carter, le carter étant conjugue également à des organes servant à amener un fluide sous pression à ces roulements à aiguilles et à d'autres organes, et limitant la pression du fluide aux parties renfermant les roulements à aiguilles, le carter étant conjugue en outre à des organes servant à recueillir le fluide s'échappant au delà de ces organes de retenue, pour le renvoyer à l'orifice d'admission, afin d'empêcher une fuite excessive de fluide à partir de la pompe .
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre non limitatif, et sur lesquels :
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale par un plan vertical, à travers une pompe à fluide suivant l'in- vention.
Les figs. 2 et 3 sont des vues en coupe transversale verticale, par les plans désignés par les lignes 11-Il et III-III en fig. 1.
La fig. 4 est une vue en coupe de détail à travers la pompe et le rotor, montrant l'agencement des palettes et des pistons utilisés dans cette pompe.
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Sur les dessins, la référence 20 désigne l'ensemble de la pompe. Suivant le mode de représentation réalisé ici, on utilise une pompe à palettes du type déséquilibré. Cette pompe comprend un carter muni d'élémentsterminaux 21 et 22 et d'un élément formant came ou anneau d'écartement 23. Ce dernier présente un orifice 24 le traversant et formant une chambre de rotor quand les éléments 21, 22 et 23 sont assem- blés. On utilise, dans le cas présent, une pompe du type déséquilibré, et son orifice 24 est sensiblement circulaire, bien que la paroi périphérique de cet orifice présente deux parties 25 et 26 en forme d'arc de cercle de rayon différent (à partir de l'axe de rotation de l'arbre 27 de la pompe).
Ces deux parties]2. et 26 sont reliées par des parois in- curvées ayant même rayon (à partir d'un centre qui est déca-- lé de l'axe de rotation de l'arbre 27).
Les éléments 21 et 22 du carter sont conjugués à des roulements à aiguilles 28 et 30 servant au tourillonnement de l'arbre 27 à l'intérieur du carter. L'élément 21 présente un orifice de passage de l'arbre, qui le traverse complète- ment, de sorte que l'extrémité de cet arbre peut faire sail- lie à l'extérieur du carter pour la réception d'une poulie, d'un accouplement ou d'un autre dispositif servant à trans- mettre un déplacement en rotation entre une source d'énergie et la pompe. L'élément 21 est conjugué à une garniture d'étanchéité 31 entourant l'arbre au voisinage de l'extré- mité externe de son alésage.
Il est prévu dans l'élément 21. entre cette garniture d'étanchéité et le roulement à ai- guilles, une cavité annulaire 32 servant à recueillir le fluide qui peut s'écouler le long de l'arbre ou s'infiltrer
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entre une garniture d'étanchéité 33 et l'arbre ou le carter.
Un canal 34 part de la rainure ou cavité 32. pour aboutir à une autre cavité 35 ménagée dans la surface de l'élément
21 appliquée contre l'anneau d'écartement 23.
Une seconde garniture d'étanchéité 33. est prévue dans l'élément 22. pour retenir également le fluide au voisinage du roulement à aiguilles 28 et dans l'espace ménagé autour ' . de'l'arbre, ainsi que dans la partie centrale du rotor.
L'élément 22 présente une cavité 36 dans laquelle pénètre l'extrémité interne de l'arbre 27. Cette cavité est reliée également par un canal 38 à un canal d'admission 38, ménagé dans l'élément 22 ce canal d'admission 38 présentant un taraudage 40 auquel le fluide est amené à partir d'un réservoir ou d'une autre source appropriée, pendant le fonc- tionnement de la pompe. L'élément 22 présente un second canal 41, qui constitue un canal (le sortie ou de refoulement, ce canal étant taraudé à son extrémité externe, comme indi- qué en 4?, en vue de son raccordement à un conduit abou- tissant au point d'utilisation du fluide refoulé par la pompe .
L'élément 21 présente, une cavité 43, qui coïncide avec le canal 41, cette cavité et ce canal étant reliés par des trous 44 ménagés dans l'anneau d'écartement 23. La cavité
35 et le canal 38 sont également disposés en coïncidence l'un avec l'autre, et ils sont reliés par des trous ana-
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lObl(l6S z.4, ménagés dans l'anneau 33. Les cavit6s 35 et 43 sont prévues afin que, pendant le fonctionnement de la pompe, le fluide parvienne librement aux alvéoles de transfert 45 délimitées par les parois du cartor, la paroi extérieure
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46 d'un rotor 47. et des palettes 48 portées par ce rotor et appliquées contre les parois du carter.
Le rotor 47 .est claveté sur l'arbre 27, comme indiqué en 50, afin de tourner avec cet arbre, ce rotor étant logé dans l'orifice 24 ménagé dans l'anneau 23. Les pales 48 ont une largeur telle qu'elles ne ménagent qu'un faible jeu avec les faces terminales voisines des éléments 21 et 22.
Ces palettes doivent former un joint coulissant avec les faces des éléments. Dans le mode de réalisation de l'invèn- tion représenté, les palettes sont relativement épaisses et présentent dans leurs bords latéraux et à leur extrémité externe des évidements en forme de V. Ces évidements en forme de V ménagent deux arêtes d'étanchéisation espacées, qui sont appliquées contre la paroi périphérique de la chambre du rotor et contre les parois latérales de cette chambre, les arêtes d'étanchéisation espacées délimitant une chambre à l'extrémité externe de chaque palette. Cette chambre est reliée par les rainures ménagées dans les bords latéraux des palettes aux extrémités internes des fentes taillées dans le rotor 47 en vue de la réception de ces palettes.
Ces fentes sont usinées avec précision, de façon à fournir un joint coulissant à frottement doux entre les palettes et le rotor. Du f@ait que les espaces ménagés aux extrémités internes et externes des palettes sont reliés l'un à l'autre, ces palettes sont sensiblement équilibrées du point de vue pression, c'est-à-dire que les pressions de fluide agissant aux extrémités internes et externes sont égales et s'exercent sur les faces terminales des palettes, qui sont sensiblement égales.Ainsi,, quand la pompe est
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exposée à l'effet d'un fluide sous pression pendant le tra- vail, les pressions de fluide n'ont pas tendance à soumettre les palettes à une sollicitation quelconque dans un sens ou dans l' autre .
Comme montré sur les fige. 1 et 3, les faces terminales des éléments 21 et 22 présentent des évidements incurvés coïncidant avec les extrémités internes des fentes du rotor destinées à recevoir les palettes. Ces évidements 51 et 52 sont disposés au voisinage du canal d'admission 38 et du canal de refoulement 41 et coincident avec ceux-ci. Ils s'étendent sur le même angle que ces canaux. L'évidement 51 est relié au canal d'admission par des fentes 53, ,tandis que l'évidement 52 est relié au canal de refoulement 41 par une fente 54. Les évidements 51 et 52 reçoivent le fluide avec les pressions régnant dans les canaux voisins.
Les extrémités internes des fentes recevant les palettes et les palettes elles-mêmes sont ainsi exposées à l'effet des mêmes pressions que les extrémités externes de celles-ci quand les fentes recevant ,les palettes coïncident avec les orifices d'admission et de refoulement. Les éléments 21 et 22 présentent, en outre, des rainures 55 servant à acheminer le fluide sous la pression régnant dans le canal de refou- lement, en direction des orifices de passage de l'arbre et des roulements à aiguilles. Cette pression est transmise, à travers une rainure 56, d'une extrémité à l'autre du rotorg cette rainure 56 étant, reliée à une rainure annulaire 54 ménagée dans la paroi de l'orifice central du rotor.
La rainure 57 sert à acheminer le fluide sous pression jusqu'- aux oxtrémités internes des chambres de pistons ménagées
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dans le rotor 47. Ces chambres de pistons s'étendent radia- lement depuis la rainure 57 jusqu'aux extrémités internes des fentes recevant les palettes et servent au montage à coulissement des pistons 60, en forme d'axes ou de pous- soirs, ces pistons étant utilisés de manière à solliciter les palettes avec une faible force, en direction de la paroi périphérique de la chambre du rotor. Suivant le mode de réalisation représenté ici, un. piston est conjugué à chaque palette.
Il est évident que plusieurs pistons en forme de poussoirs pourraient être utilisés si cela était désirable, et que les diamètres de ces pistons pourraient s'écarter de celui représenté quand une force plus ou moins grande est nécessaire pour solliciter les palettes vers l'extérieur. Les pistons représentés ici ont un diamètre inférieur à la largeur d'une palette, et ils ont été choisis pour exercer une force calculée, afin de fournir l'effet désiré. La dimension des pistons peut être'modifiée si une force plus ou moins grande est nécessaire pour maintenir les palettes appliquées de façon étanche contre la paroi périphérique de la chambre du rotor.
Comme déjà indiqué, les parties 25 et 26 de la paroi périphérique ont une forme d'arc de cercle, et leur centre se trouve sur l'axe de rotation de l'arbre 27. Les arêtes d'étanchéisation des palettes s'appliquent ainsi toutes deux contre' la paroi périphérique en ces points, et empochent ou réduisent au minimum l'échappement de fluide sous pression et son passage d'une face à loutre d'une palette. Il est évident que, lorsque les palettes sont voisines,des canaux d'admission et de refoulement, les pressions rusant dans ces canaux agissent sur les deux faces dos palettes, de moine qu'à l'intérieur des évidements ménagés entre los arêtes
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d'étanchéisation do ces palettes.
Cette pression règne également dans los fentes de montage des palettes et aux extrémités internes de celles-ci, étant donné que ces fentes coïncident avec les évidements reliés aux canaux d'admission et de refoulement et que les évidements pré- vus aux extrémités externes sont également reliés aux extrémités internes de ces fentes par les rainures qui sont ménagées dans les bords des palettes.
Quand les pa- lettes se déplacent sur les parties ou zones d'étanchéisa- tion 25 et 26, la pression réglant dans l'espace ménagé entre les arêtes d'étanchéisation des palettes varie par suite d'une certaine fuite de fluide au droit de ces arêtes d'étanchéisation-. Lors de cette variation, les pres- sions régnant aux extrémités internes des palettes varient également par suite de la communication qui existe entre les extrémités internes et externes de ces palettes, à ' travers les fentes ménagées dans leurs bords latéraux.
Les faces en regard des éléments 21, 22 et de l'anneau
23 présentent des rainures annulaires ménagées pour la réception de joints d'étanchéité 62. Ces joints sont com- primés dans ces rainures et servent à empêcher l'échappe- ment du fluideentre les éléments du carter. Ces éléments du carter sont serrés ensemble par des organes de fixation
61, qui traversent des trous alignes ménagés dans les élé- ments,
Lors du fonctionnement du dispositif, le rotor tourne dans le sens anti-horaire en regardant la fig. 2.
Les alvéoles de transfert du fluide augmentent do dimension pendant leur déplacement dans la moitié inférieure de la
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chambre du rotor, par suite de l'excentration de l'orifice 24 par rapport au rotor 46. et le fluide est aspiré dans ces alvéoles de transfert du fluide à partir du canal d'admission 38. La rotation du rotor amène alors le fluide qui se trouve dans les alvéoles de transfert sur la partie ou zone d'étanchéisation 25 de la paroi périphérique, de sorte que les alvéoles de transfert viennentén coïncidence avec le canal de refoulement 41 et l'évidement 43.
Au cours de leur déplacement ultérieur, les alvéoles de trans- fert diminuent de dimension, par'suite de la position excen- trée du rotor et. de la chambre, et le fluide est refoulé hors de ces alvéoles de transfert jusque dans le canal de refoulement. Etant donné que ce canal est relié, par la rainure 54, l'évidement 52 et la rainure 55, à l'espace ménagé autour de l'arbre, la pression qui règne dans le canal de refoulement existe également dans l'espace ménagé autour de l'arbre, et elle est appliquée @ travers les rainures 56 et 57 aux extrémités internes'de tous les pis- tons 60.
Pendant le fonctionnement, les pistons 60 sont solli- cités radialement vers l'extérieur par le fluide sous pres- sion, tandis que les palettes 48 se déplacent dans l'orifice 24 (dans le sens anti-horaire en regardant la fig. 2), entre les positions à 10 heures et à 2 heures, et quand ces pa- lettes se déplacent entre les positions à 2 heures et à 10 heures et traversent le canal de refoulement 41, elles sont sollicitées vers l'extérieur simplement par leur propre force centrifuge et par celle des pistons 60.
Quand les pistons 60 sont sollicités hydrauliquement vers l'extérieur,
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ils transmettent la force du fluide sous pression aux palettes, et ils provoquent l'application étroite des arêtes d'étanchéisation espacées prévues aux extrémités externes de ces palettes contre la paroi périphérique de la chambre du rotor. Etant donné que les pressions de fluide régnant aux extrémités internes et externes des palettes sont sen- siblement équilibrées de façon constante, les forces exer- cées par les pistons sont les seules forces servant à solliciter les palettes vers l'extérieur en plus de la force centrifuge. En limitant les dimensions des pistons, la force alors exercée peut être également limitée.
Etant donné que la force sollicitant les palettes pour les appliquer contre la paroi formant came est ainsi limitée, les pressions engendrées par la pompe peuvent être accrues jusqu'à des valeurs élevées, sans effet nuisible.
Les détails de réalisation peuvent être modifiés, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.