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Machine à pistons rotatif* ----------------------------
La présente invention a pour objet une machine à pis- tons rotatifs qui comporte deux pistons rotatifs à denture droite ou oblique, disposas excentriquement l'un dans l'au- tre, dont l'enentraîne l'autre, l'amenée et l'évacuation du flus de @ fonctionnement étant effectuées dans le sens axial.
On connaît de telles machines, par exemple sous la forme où le fluide de fonctionnement est aspiré dans les chambres de travail, sur une face en bout ouverte, et est refoulé sur la même face en bout. Pour assurer la distri- bution lors de ce processus, on prévoit sur la mime face frontale un disque ou une paroi de carter, fixes ou rota- tifs, ce disque ou cette paroi présentant les orifices d'ad- mission et d'échappement nécessaires, ainsi que les arêtes
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de travail correspondantes* Les deux pistous rotatifs sont entourés d'un carter, dans lequel les pistons rotatifs sont le plus souvent montra en porte-à-faux, c'est-à-dire, cha- cun à l'aide d'un palier prévu sur un desdeux côtés de la chambre de travail.
De telles machines présentent certaine avantages, mais elles comportent aussi des inconvénients.
Ainsi, le flux à l'intérieur de la chambre de travail subit une inversion dans la sens de l'axe. En outre, les pintons rotatifs sont entourés d'un carter de dimensions et d'un poids relativement important*. D'autre part, l'aménagement des raccords d'admission et d'échappement, disposés côte à côte, présente aussi des difficultés, en particulier lors- qu'il s'agit de machines à rotation très rapide, à débit important.
Dans l'objet de l'invention, on a éliminé les inconvé- nients précités, par le fait que, grâce à l'adoption de pa- liers d'un diamètre relativement important, le carter devient en quelque sorte un arbre creux, qui permet à la fois le pas- sage du fluide de fonctionnement à travers la machine dans le sens axial et l'admission et l'échappement de ce fluide à l'aido de raccords de grand diamètre.
A cette fin, les cavités de cylindre entre les pistons rotatifs sont ouvertes vers les deux côtés, ces ouvertures étant masquées par deux disques frontaux, le courant du flui- de de fonctionnement étant amené à traverser, à équicourant, deux orifices prévus dans ces disques.
Les chambres conti- gûês aux disques frontaux ou 'situées entre ceux-ci sont re- liées chacure par une couronne d'aubes directrices à la tu- bulure pour l'e pée et la sertiedu fluide de fonctionne- ment, respectivement, ce qui favorise la transformation, excite decertes, de l'énergie élastique en énergie ciné- tique @ le côté admission, ainsi que l'utilisation maxi-
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mura de l'énergie cinétique absorbée, tout en évitant dans une grande mesure le frottement interne, en pur d'un trans- port aussi exempt d'à-coups que possible du fluide dans la tuyauterie d'échappement.
En bitre, dans le cas de compres- seurs, on piut améliorer l'allé du courant dans le disque frontal d'échappement en donnant à la cavité annulaire une forme- en volute ; d'autre part, d&ns les machines à détente, le fluide d'échappement peut être amené à passer au travers . d'un aubage mobile du piston rotatif extérieur, grâce à quoi l'énergie cinétique et l'énergie élastique, encore présenta peuvent être converties en travail utile.
On peut réaliser une disposition favorable, sur le plan de la construction, du disque distributeur, de la couronne d'aubes mobiles et du palier du piston rotatif extérieur, sur le coté détente de la machine à détente, en établissant ces organes d'une seule pièce et en les fixant à l'aide de vis à la partie principale de l'arbre creux.
En outre, on peut tirer parti de la nature du trajet des gaz, ainsi que de la disposition adoptée des corps de palier, pour transporter les lubrifiants - que l'on incor- pore au fluide de fonctionnement avant ou pendant son entrât dans la machine - vers tous les paliers. Les fuites de gas, qui contiennent de ltuile et qui parcourent le piller côté pression du piston, rotatif extérieur et le palier du piston rotatif Intérieur, interviennent également à cette occasion.
De cette façon le paliar du piston rotatif extérieur du cote détente ou aspiration de la machine sera graissé avic certi- tude, parce qu'une partie du gaz admis ou s'échappant, et qui contient de l'huile, est amené à traverser le palier par des canaux de dérivation.
La présence de la lumière d'aspiration sur une face en bout ou frontale et celle de la lumière de refoulement sur
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l'antre face en bout ou frontale détermine un effort de ci- Bâillement assez important agissant sur le piston rotatif intérieur, dans le sens axial. Suivant l'invention, cet effort est absorbé par des bagues de glissement fixées élas- tiquement au piston rotatif intérieur et pressées contre les parois en bout.
Deux exemples de réalisation ce l'objet de l'invention sont représentés dans les dessins annexé, @ans lesquels
La fig. 1 est une vue en coupe lengé@uainale par le compresseur à rapport de lantures 6, suivant le ligne I-I de la fig. 3.
La fig. 2 est une vue en coupe transversale du compres- seur, suivant la ligne 11-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe du compresseur, suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue en coupe longitudinale d'une ma- chine à détente.
La fig. 5 est une vue en coupa d'une partie de la cou- ronne d'aubes mobiles, suivant la ligne V-V de la fig. 4.
Suivant les figs. 1 à 3, le compresseur est constitué par le piston rotatif extérieur 1, composé de deux éléments la et lb et présentant six dents rapportées 2 et est monté à l'aide de paliers 3 et 4, sur l'arbre creux fixe 5 ou sur le corps de support 6, également creux, fixé à cet arbre.
Le corps de support 6 se compose d'une bague de support 6a, d'aubes directrices 6b et d'un disque distributeur 6c, qui comporte la lumière d'admission 6d. L'arbre creux 5 est également pourvu d'une couronne d'aubes directrices 5a et rapporté porte le disque de distribution/7 présentant l'orifice d'é- chappement 'la et la paroi 7b en forme de volute.
L'extrémité côté admission du piston rotatif extérieur peut recevoir des courroies trapézoïdales ld.
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Le piston rotatif intérieur 8, qui présente cinq dents,
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est également monté sur l'arbre oraux 5, par exemple z fai- de de paliers à aiguilles 5c. Entre la denture du piston rotatif intérieur 8 et la denture 2 du piston rotatif exté- rieur sont situées cinq chambres de travail 9 qui, pendant la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre vont en augmentant ou en diminuant de volume, compte tenu de la po- sition des pistons. Des bagues de glissement élastiques 10
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et 11 tournen' coaxialement avec le piston rotatif intérieur 8, ces bagues prenant appui sur des éléments 5 et 6c, res- pectivement, de l'arbre creux.
L'arbre creux 6a porté, coté admission, un raccord d'en- trée 12, qui présente un certain nombre d'orifices 13.
Finalement, la machine est entourée d'une enveloppe protec- trice 14, qui peut être utilisée non seulement pour l'éva- cuation des pertes de gaz et des pertes d'huile, mais aussi pour le refroidissement à l'air.
La machina décrite ci-dessus fonctionne comme suit .
Le piston rotatif extérieur 1, entraîné dans le sens
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cl,,,, ' l ;1.1'1 \ C':, d'une montre au moyen des courroies trapézoî- dRl'!ft i5 .fratrie, par sa denture 2, le piston rotatif .1.n,,)":'e\." j- ra aspirant dans ces chambres 9 le gaz travers "! .: à quel comprime et qu'il refoula ensuite à t.-,, ',r 11 el lt1ce ?a. Apres son entrée dans la tubulure d '.. -tti - '21 la majeure partie du fluide de fonctionne- ment ±b ou].. ',.,\..:0 les aubes directrices 6b, en s'accélé<- rant et en changeant de direction dans le sens ae la rota.
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tison, pour pénétrer dans les chambres de travail 9 ensemble avec le volume complémentaire, chargé d'huile, aspiré à
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travers les paliers à roulement 4. Le sens du flux est in- diqué approximativement par les flèches dans les fige. 1 à 3.
Ici également, le fluide quitte la machine, après avoir !
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quitté l'orifice 7a, en traversant une couronne d'aubes directrices 5a, pour se diriger vers l'extrémité ouverte
5b de l'arbre creux 5, la disposition étant telle que le mouvement du flux, qui est initialement d'un sena à peu près tangentiel, se convertit en un mouvement presque con- centrique et, finalement, presque rectiligne (voir les il- ches dans les figs. 1 et 2). La paroi directrice 7b en for- me de volute a pour effet de réduire les porto* qui en ré- sultent à la suite de la formation de remous.
L'huile qui se mélange au gaz pénétrant dans la machi- ne graisse les pointes des dents et tous les paliers, la disposition étant telle que le palier 4 est alimenté en par- ticulier à travers les orifices 13, que le palier 3 est ali- menté par les gaz de pertes,.fortement chargés d'huile, qui s'échappent à travers l'interstice 15, tandis que le palier du piston rotatif intérieur 9 est alimenté en les gaz de pertes, également chargés d'huile, qui s'infiltrent au ni- veau des bagues de glissement 10 et 11.
La fig. 4 représente une machine à détente, construite essentiellement de la même façon que le compresseur. Le piston rotatif extérieur se compose, ici également, d'une enveloppe bipartite 30 et de dents rapportées 32, ce piston s'appuyant, à l'Aida oes paliers 33 et 34, sur l'arbre creux 35 ou le corns de support 36, fixé à celui-ci. Le corps de support 36 se compose d'uns bague de support 36a et d'un disque distributeur 30c qui contient la lumière d'échappe- ment 36d; toutefois, il ne comporte pas d'aubes directrices, par exemple, et par conséquent, aucun orifice d'échappement situé dans le 3 3 axial. Au lieu da cela, le piston rota- aif extérieur présente une couronne d'aubes mobiles 31a, à tr vers laquelle s'opère l'échappement.
On prévoit en ou- tre ' certain nombre de forures 31b réparties sur la péri-
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phérien L'arbre creux 35 comporte par cantre une couronne d'aubes directrices 35a et porte, ic- ment, le disque de distribution rapporté 37, qui présente une lumière d'ad- mission 37a.
Le piston rotatif intér r 38 forme, conjointement avec lé piston rotatif extérieur, un certain nombre de cham- bres de travail 39, au nombre de cinq par exemple, comme indiqué dans la fig. 2. Le guidage axial du piston rotatif intérieur est assumé par les baguas de glissement élasti- ques 40 et 41, à élasticité axiale. Finalement, la machine est entourée d'uns enveloppe protectrice. 42.
Le fonctionnement représente l'inverse de celui' d'un compresseur. Le gaz sous pression, qui pénètre dans les. chambres de travail 39 à travers l'arbre creux 35 et la lu- mière de distribution 37a, exerce sur le piston rotatif ex- térieur 31/32 un couple qui imprime une rotation aux deux pistons rotatifs, couplés entre eux. Le cycle de travail qui s'amorce & ce moment, sera exposé à prcpos de la fig. 2, et l'on supposera que la lumière 7a qui y est représentée, correspond la lumière d'admission 37a. Les pistons rota- tifa doivent dans ce cas tourner à l'encontre des aiguilles d'une montre.
Aussitôt que, lora de cette rotation, une chambre de travail ae déplace en regard de la lumnère d'ad- mission, il se produit une détente dans cette chambre, sui- vie d'un échappement qui a lieu lorsque la chambre atteint la lumière d'échappement 36d (correspondant à la lumière! 6d dans la fig, 3), le gaz étant finalement refoulé après une détente presque complète. La gaz pénètre d'abord dans la chambre annulaire 43,pour quitter ensuite la machine, en passant principalement entre les aubes 31a, ce qui per- met de tirer le parti maximum de l'énergie cinétique et élastique du fluide. En faisant appel un accouplement 44
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de type quelconque, on peut transmettre le couple du piston rotatif extérieur à une machine-outil ou réceptrice quelcon- que.
Ici également, le graissage des pointes des dents et celui des paliers s'effectue également en mélangeant de l'hui- le- de graissage au gaz introduit, ce mélange étant amené aux points de graissage, soit directement, soit par l'entremise des pertes de gaz. Cette action est favorisée particulière- ment par les forures 31b, à l'aies des@@ Lies une partie des gaz qui s'échappent est dirigée àgravir le palier 34.
La fig. 5 représente, à plus gianée échelle, un frag- ment de l'aubage mobile 31a, en regard de la lumière d'échap- pement 36d du disque irontal.
L'invention peut être appliques avecle même avantage aux machines à pistons rotatifs, dont les pistons présentent des dents obliques au lieu de dents droites, comme représen- té.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. Machine à pistons rotatifs pour fluides de fonction- nement gazeux, comportant des pistons rotatifs disposés ex- centriquement l'un dans l'autre et engrenant entre eux par des dentures droites ou obliques, le piston extérieur en- traînant le piston intérieur, caractérisée en ce que le flui- de de fonctionnement gazeux est admis, sur une face en bout de la machine, à travers le passage libre existant entre le piston rotatif extérieur et le piston rotatif intérieur, ce fluide étant évacué, sur l'autre face en bout, à travers un passage libre correspondant, entre les pistons rotatifs, de sorte que la machine fonctionne d'après le principe de l'é- quicourant (fige. 1 et 4)..