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0 Perftotionnentntf aux ..chine. à rotori à 111.'. MfMaMt pour 11u14...la.tiqu..' '
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La présente invention ne rapporte aux sua- chines à retors à filets pour fluide élastiques du type de celle comprenant une enveloppe dont l'espace de travail , se présentant sensiblement nous forme d'au moins deux
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0'int6r8eCt4Mt et dont les axes sont disposés dans un plan commun, ledit espace de travail comportant des parois d'extrémité et étant muni d'un orifice haute près* ,
lion et d'un orifice basse pression, disposés de part et
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d'autre dudit plan oommunt et des rotors mâles et femellea coopérant et disposés dans lesdits alésages, lesdits rotor$ présentant des filets hélicoïdaux entre lesquels sont
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ménagées dea gorges intercalaires' dont l'angle d'enveloppe- cent est inférieur à 360 , ledit*$ gorges constituant des
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chambres délimitées par le.4±'. fileta ",18.4±'..
partit de l'espace dépravai!, et lie déplaçant axialementt tout en subissant des variations de volume BU 0OUrb de la rou tatîon desdite rotor#µ De telle pouveat feoetienatr .01. somma oogpresoour4tooit 0088. ddt*rAUroo te....ohin.. de ce type ont été 1"&1it't. depuis 10nlfJeç., et sont bien OOMU4 de,$ tootmiotens en la matière.
Toutefois, toutes offi machines antérieure présentent des rotors d..8112.. tome ou option trlnlvtx-.a1. '\ toute leur longueur et ne sont s'n'l'a1...ent ï'4vef<ibl$< qu'en et qui concerne les rotor*. la prisent# tav4litton ,1':':,: concerne une machine de ce type, mais dont 148 rotors changent de forme au veieinete de leurs .1It1".1". haute pression 4% qui travaille. d=4 des 00141'101' optimale$ z"¯.1 dans um seule direction, Lorsque les rotors de telles la*,- chines ont la aime forme sur toute leur longueur) ostts
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forme doit être le résulta* d'un compromis entre deux
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aérien de conditions* étant donné que leo conditions agissant sur le fluide à l'extreatite bases pression sont
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totalement différentes de celle. agissant à l'extrémité haute pression.
En réalisant des rotors n'ayant pas la
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même forme aux extrémités basse pression et haute preeeion, et en conférant la forme appropriée à chacune dee extretitea 1 "'i.
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le dispositif peut opérer avec un rendement bien meilleur, .
Ainsi par exemple, afin qu'un compresseur
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puiaae aaaurer une etanoheite suffisants au cours de la /, compte..ion, il faut que lea rotors aient une forme engen- dree ou en développante olest à dire avec dos filet4 à
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à flânes'inclinés et donnent lieu à la formation, à l'extré- mité basse pression, de poches d'étanchéité, déterminant ;
ainsi des vides partiels pendant de courte intervalles de tempe pour chaque révolution. Cas vides partiels ne schnt pas gênants en eux-mêmes, le vide produit étant normalement de faible intensité. Si, toutefois, les rotors présentent la même for- me sur toute la longueur, ils donneront lieu à des poches d'étanchéité également à l'extrémité haute pression, mais dans ce cas, ce seront des poches de compression, Etant donne, par ailleurs, que la totalité du fluide de ce$ poche$ doit être refoulé à travers les intervalles normaux de tra- vail, la pression exercée peut être extrêmement élevée.
Cette pression en excès produit une température élevée, du bruit, des chargea excessives dans les paliers, ce qui tend à réduire sensiblement le rendement de la machine,
De nombreuses tentatives ont été faites peut supprimer ces poches fermées en modifiant la forme des rotors, par exemple en découpant des gorges de dérivation . ., i, aux extrémités des rotors ou dans l'enveloppe, ou en ratio rant la partie de la paroi d'extrémité de l'enceinte qui orée cette poche fermée. Toutes ces tentatives ont seule'* vé toutefois de nombreuses objections, notamment,
en raison' du fait que des trajets de fuites ou des pertes de volume se produisent, Par exemple, dans le brevet des USA N
N 2.622.787 du ,en a décrit des rotors munis de filets à profils circulaires dans lesquels le ' filet du rotor male ne s'adapte au creux ou gorge du filet du rotor femelle seulement lorsque les filets sont totale- ment en prise, et il se forme des trajets de fuites entre l'extrémité haute pression et l'extrémité basse pression
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des rotors, comme cel4 sera expliqué 4',' ta90ri:'plU8"À't',:", ':.};;,\ léeoi-après.
Banale brevet des ;.r;"": ,2?'$du ;.'?'yg des rainures sont découpées aux'-.
#'#######'####'# .>t1;j(;tr' extrémités haute pression de* rotors afin d'eeptchey les "}':15i); #'"<><w aurcompre.8ions, nais dans ces oon4tioM le fluide cOIDP.J'3 .; dans ces rainure. est refoulé vers le côté basse prersio,;:';;.' ... ,' ' ..' <-':fl1Jt) déterminant une perte. Si l'on découpe une partie de 1* ## )::,i'4:J: paroi d'extrémité haute pression normalement utilisée pou? 5a #'ï .'##'#±&# empêcher la formation de poches fermées, une ouverture , :.%4; ' ..t 1.,<',,-"""/"i sera produite éliminant les poches fermées, étant donne '; f.=' que leur formation .ne peut avoir lieu sans is:-paroi -'Ge.;y ' également ##-'. ;.v-v". ###'.# #':Vu--'i- -'-v #:# - y,':'û nale, mais cette ouverture dannores iss-d-ut:a,jii-dë 'tr4* fuite direct entre le côté haute pression et le oSt' basse :{:;
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pendant pression du dispositif/certaines périodes de chaque révolu-:1-;..
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''4.:;\' tion- ".... tion$ " ',::,;. :,ih<'!.i ..-##. -# bzz Afin de réaliser un compresseur idéal de oe - ..:, . ';);')1',.r\,;. type, il faut que les lignes 4' 'tanoh'it' restent continuel ..': , "."i: pendant la période de oomprel.1on, et qu'il as se forae ##>.; ####A'jfél' pas d'ouvertures de dérivation poma tanr de relier dire * #<$%$ ...! :...: 4;s, tement le cet' basse pression auo&t6 haute pression du-,-::1! dispositif pendant période .-'...-'. :,:,,7C1IJ dispositif pendant période décharge. : 'v ##/#'-###'#'#'#>;M* ,. '-, '," f', t'" 'ff)' bzz.
Les rotors décrits dans le brevet des 'tJBd'v::.'.
, ' '"\;'':';ii:i< 2.922.377 possèdent bien les ' - rt; 2.922.577 possèdent bien 1.. ,', 'f;.'3:<:'H .,-## ..7, 'f;j': caraotériatiquos de fonctionnement désirables t m&1..1eWJ':;f.?;W;! construction est difficile à réalisera de plus, 1'8, O&M.,,);t.:: .,:.c,rw : en réduisent la capacité.
D'autre part, les rotors qui fonts ... '/1Y: l'objet de la présente invention, sont non .ou1e.ent"plU1':, ,;"ti; faciles à construire, tout sn ayant les avantages de oeuw vt' '. ',;h;'ù
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du brevet des UBA n 2.922.377 ci-dessus mentionnés mais ont également une capacité supérieure et des lignes d'é- tanchéité meilleures dans la partit haute pression de la
Machine, grâce à l'élimination des angles vite d'étanchéité, comm. cola sera décrit ci-après.
Le nombre des filet$ de chaque rotor d'un compresseur du type à filon ou autre dispositif similaire est généralement une question do choix et dépend de la vites-@ $et du rapport des pressions, du volume et d'autres consi- dérationst Pour des vitesses et des pressions élevées, le nombre de ces fileta est généralement supérieur à oelui des rotors à plus faibles vitesses et pressions, Par exemple, le rotor mâle d'une @@chine à vitesses et pressions élevées peut comporter de trois à six fileté, alors que le rotor femelle comporte de quatre à sept filets;
par contre, le rotor male à faible pression peut comporter deux filet* correspondant , et le rotor femelle/de trois à quatre filets. N'importe la. quelle de ces combinaisons fonctionnera de façon satis- faisante et présentera certains avantages, mais on considè- re que la meilleure combinaison est de prévoir trois filets sur le rotor mâle et quatre sur le rotor femelle. En consé- quenoe , la présente description tiendra plus particulière- ment compte do cette combinaison, sans toutefois s'y limiter.
Etant donné que les filets de ces rotors ont une forme to- en , talement engendrée ou/développante sur la majeure partie de leur longueur, les rotors s'entraîneront mutuellement comme un jeu d'engrenages, mais du fait que, en service réel, les rotors fonctionnent sans lubrification des surfa- ces des filets, on prévoit des engrenages do régulation
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destinés à maintenir les filets des rotors avec temps espacés les une des autres ot il n'h a généralement pas de contact entre lesdits fileté au cours du fonotionnement do la machines De plus,
ces rotors ont une tome étudiée de façon à permettro un équilibrage précis et une extrême rigidité, afin d'empêcher @eur contactt mutuel d'une part et ,
/ avec l'enveloppe d'autre part au *cure du fonctionnement sous charges partioulièroment élevées
L'invention a donc .principalement pour objet de réaliser dos rotors perfectionnés pour machines du type à filetât telles que des compresseurs et des moteurs munis de filets dormant un joint d'étanchéité ininterrom- pu sur toute la partie opérante (partie de compression et de détente respectivement)pormettant la formation de joint$ d'étanchéité corrects sur toute la partie haut* pression tout en empêchant l'établissement,
à l'extrémité haute pros-' sion de la machine de poches formées* Un autre objet de l'invention consiste réaliser des rotors femelles perfectionnés, présentant une résistance accrue à la flexion dans la partie haute près** sion de la machine et dont les filets sont plus robustes ,
et présentent une résistance à la flexion supérieure dans cette partie haute pression*
L'invention se propose également de réali- ser des rotors filetés de construction perfectionnée dont la surface des filets exposée à l'air haute pression soit diminuée à l'extrémité haute pression de la machine un joint d'étanchéité, de surface exactement adaptée et de lar- - gour substantielle,étant formé dans cette partie haute
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pression de la machine lorsque les fileté des rotors sont Stalles et femelles/on prise totale* Conformément à l'invention,
on réalisé une
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. '.uch'1t' théoriquement parfaite au toute la partie opérante de la machine griot à l'emploi de filets engendrée' sur les rotor$ ot on assure l'éliminât ton des poste@ d'é- t4mohditd & l'extraite haut* pression, en passant graduel* logent des filets engendrés aux filets o1fOu1alre" le long de la zone haute pression$ oette suppression dos poche$ d'étanchéité s'effectuant, ainsi sans recours à l'établis- semant de gorges ou rainures de dégagement,
ou conduites et dérivations*
La machine à rotor filet* suivant l'invention
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est e..nti.11ement caractérisée en ce que chaque rotor ',. comporte une section de travail et une ..0t1on haute pression, la .lot1on de travail allant de lloxtrègitâ basse pression du rotor pratiquement jusqu'au point de l'orifice haut. pression qui se trouve le plus près de 1' orifice basse prose la sootion haute pression $ion,
/allant dudit point jusqu'à 1* extrémité haute pression
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du rotor#o& ce que le filets du rotor mils dans la ssotion de travail présentent un profil qui, vu dans un plan ir4a$o vortalq comporte une pointe ooncentriqué *vee la paroi...
l' &1'..So ot présent* une largeur sensiblement oobstute sur toute la longueur de la section de travail ainsi que
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des flanc$ inclinée U)bnsondrdo allant de ladite pointe jusqu'à la base du filet et comporte dans la partie haute
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pression, une pointe o1l'O\&1a1re et des ±lame inclinés ou engendrés disposés sensiblement entre ladite point... ladite bas., ces fiance étant forcée par les borde de srêt@ des filets du rotor femelle,
les pointes circulaires ayant
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leur centre de courbure placé, 0 naibi(wmt-/iWrX <\io;#wllV'î-.>>i, primitif du rotor mâle f: à mi-chemin/etplea''.cotés ;des.0.vv'¯ ..'filets, profil ##dei"isreux'ôir:g*gW ;T'.i'?l constituant ij¯envelOjp|#. '.pouRiV- jWf !'4jf3f|iS..'J!wêt maie lorsque ces filets, pendant la rotation des rotors, /#;' ';/!;.; pénètrent dans ledit rotor femelle et en sortes creux de 0* rotor femelle ayant un profil o1rou1 " ',:J$);j}s plot t l'extr<ait< haute pression de la maoh1J1.. #."###'<:' L'invention sera mieux' compris* 'lâid<t'-'d<! la description détaillé qui suit faite av't0 :t' !t6reno.: aux dessins annexés représentant, à titre d'exemple non liffiita*,; ';
tif, la machine à rotors à vin selon l'invention appliquée #-#:-# aux compresseurs! sur ces dessins ' #/ .' '#'' '#.#'.'"# #T/VflpS #'# ..'#".- '#;'"' '"#:' '; ;" # /ïff ?'#' Fige 1 est une vue en co''pe longitudinal :H<' d'un premier exemple de réalisation d'un oomprese.w,"c18 ,', "Y":! type & vin suivant l'invention prise le long des axes des '! rotors, suivant la ligne AOA de la figure 2. ' '"' ' ': : -v "' ;.t$0?-: :; pis. 2 est une vue en coupe 2.ona:l. W4:1.WI ,';{t{; , ##y*i:f$'. prise le long de l'axe du rotor mâle suivant la ligne !5-1 -;:.- de la figure 1 et perpendiculairement au plan de cette 0''%fyf
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figure , représentant les orifices basse et haute pression du compresseur.
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Pig# 3 est une vue en perspective 4t,un',',:';6:\:t\1 paire de rotors suivant l'invention représentant, en ptr*1-*' #'.' '* ticulier, les extrémités haute pression des rotors.. ' M; : :r:1S. 4 est une vue latérale partielle d'une dO '*:#'"#&* paire de rotors $.**/. y*t\%\or* en prise suivant l' inv.n,toA,: : c> ;
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montrant Comment est réalisé le joint d'étanchéité au- 1
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d'intersection des alésages ménagés dans l'enveloppe* ff'?"
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><-'#' *" partielle Fit. 9 est uaa vue/en peropooti" et ta bout d'une paire de rotors réalisés de façon classique, <a r ? prise, Montrant lot formation d'une poche d'étanehéité à l'extrémité haute pro*4ion# ainsi que la paroi t traînait constituant le joint d'etanonéité de la poche non repréotc- tée ;
- Fig. 6 est une vue latérale partielle d'une
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paire de rotors en prise, à ±îlots olreulalrea sur toute . leur longueur, réprésentant de owertues ou trtjett de fuites à l'intersaation des alésagea de l'enveloppe* - Fig. 7 est une vue partielle es bout, en perspective, d'une paire de rotors à fileté eireultiree, pratiquement en prise totale, montrant l'absence de pochée d'étanchéité à l'extrémité haute pression La paroi d'extré-
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mité normale - non représentée - n' est pas eueeeptible d'obturer cee poches.
Fige 8 à 15, sont des coupes tranavoraa- f* les, des contours de rotors on prise, représentant la dit- férence d'action des filets engendrés et des fileté circulai- res à l'extrémité haute pression des rotors, les figures 8 - 11 représentant respectivement une paire de rotors de
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géïjration dans différentes positions, de la position do prise totale jusqu'à environ 10 avec cette prise, les tige 12-15 représentant respectivement une paire de rotors à filets circulaires dans différentes positions., depuis
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environ 300 avant la prise totale jusqu'à cette prise totale* - Fig.
16 - 21 sont des représentations sohé- matiques de sections de rotors constituant une sorte de feuille de nomenclatures, dont les noms et numéros de vête- renée des différents éléments des rotors sont ceux utilisés dans la présente description; les figures 16, 18 et 20
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étant dos vues en coupe suivant les 11sn.-' ';"J .-' D 4e" t; d 'M1-'. '".. '.:-"..-;.'.':''-..?.-;' "".-.'./' la figure 22 et une vue de 3, aéi,â; haue=.ssiom-j s;r'-: w;,.7$ '''. '.':.'-:'...-'.-'- ..''t'.. . v'r±;;iU,Vf' respectivement, du rotor femelle seuleantj lti figurtt , , :;".
,,y >, ;# # V- .-..;-#'' -.'jv*'.; .;';-±tr 17, z et 21 étant des vues o,o:r1',.pon4ut.., '., lit. 00" 1 't;:,,;;;<: 1?t étant des vueri 4a
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de l'extrémité haute pression du rotor
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- ;#;#.... # 'V; ; ;. #!'%$$>%>'# , 22 ont une coupe partielle 3.0ng1.W4t..,;}:;,' nale des rotor$ représentés à la figure 231 priée 8ul.an'b ''\;',';i;}:' la ligne P-P de cette dernière figure,' rotor# IS## . " t': ;' ;;'".
' *1 Ïf1 ,!..,J,l"I.-<t "''1 représentés déroulée pour plue de olartét 'r- ':''#-,!#,:!> '#:". î-:l,*ïk'0ê±- ' 4rlo:A.i''':,' ''-;<''..'<!<.' - is. 23 est une vue ezi' bou.t,'4.):.toraap.t'., - ,.7.t' va,' ray6.08 rotors de la figure 22, leu lignes en pointillés 1ndi. ;'';;;' , . " ::. ,; /, /','''.'."'''.'"'7\'.' quant les tomes des rotors suivant la 1sn',,;r.. 3,a " " M- : ,:.¯:., J', :$ !;;(;: , figure 22 :"'<':".A figure 22. ,,"':' ,,',':(::' , , ,>'::'t;.:\1 "## pis. 24 est une coupe pa:t'tiel1e' lons w;. l';'i;,;:A ,r dinale prise à travers une paire de rotor.. en'priée ) '4ans,';;'f({;" laquelle la transition des'filets inclinée ou engendrés , ,;4 t>;;4i' aux filets circulaires s'effectue en une seule phase*, au, ,:;),::,?;,>,;" lieu de s'effectuer graduellement oomcte 4 la figure 22f;
7' "..'' ' . '-'' .1...:A,:'t\:.', les rotors étant représentés développés pour plus de oY;'':.:'.t:.=' 1 tl. ! :, # i, # #; #,#;///,>'.',;;' Pis. 25 est une vie en b141!p#Ybx,e" ,;,':v;'<;,;.,;, '#- d'un jeu de rotors suivant un autre made .da réalisation./"-;;;;, ' Ces rotors sont identiques à ceux de la figure 23 8xcaept' ", ,::t:':;};, , 1 - ,,." , , . ',' ,. , '''.,'.''<"'"'t' que les bords générateurs des -filets du rotor feaelle #: //'M&Uw '* # . ##'# ".-###'#.# , ,\ ;'J ,"i',;1\'t::. disposés légèrement vers l'intérieur & partir de leurs ...7., , N ..f y''!5i-%vi4,d ..pf. pointus périmétriques et que le rotor mile' n'est. pas', on- . , ' . ,; . ' 1 ' ,:,," ::'t1jfi;;f' ':',;" gendre complètement jusqu'à .. base.. '' . ::yïy:, . ¯.: °'' a; .;z: ,' :
"d.,:;:};;' ')I..:-! r:, :.:;i!}:;":?i,\'k' l ,..J, ",'. >.';" , 5;,.. ' (" '1 'r. ""'''}\1''111\':''- . '/ -'---...'' ,. a ..,va 'av'T". nigg 26 est une vue en OO"'P' ,lo.ng1::"-f,;i:;;: nale partielle des rotors de la figure' 2:5j'.Prisè .8Uiii'<,?lrf: 1,' .1':,. ". '..:\.'.i,.< ':."I' \'":"1\,:li' la ligne R-R de cette dernière figuroi les r d#aa#' ¯ ii;<'''y" ':-';'-. ':'.'.:.,>',i :. :."..,,'t.:f: . -:; :.;.. 'jdffjf\2"::{.,:'
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représentés déroulée, pour plue de clarté; cette vue cet identique à celle de la figure 22, excepta que le moyeu du rotor mêle est plus petit et que le diamètre extérieur du rotor femelle est plue grand.
Fige 27 est un vue en bout partielle d' un rotor mâle dont les surfaces ciroulaires constituant Ion pointes des filots ont leur oestre do courbure pla- eé à l'intérieur du cercle primitif, le' rotor étant repré- lent' défoule pour plus de clarté.
- Fig. 28 cet une vue en bout partielle d'un rotor femelle, complément aire du rotor mâle de la figure 27.
- Fig. 29 est une vue en bout partielle d'un rotor mâle dont les plate sur les pointe$ des fileté inclinée ou engendrés se prolongent à travers les parties circulaires ou les sections haute pression des fileté et jusqu'à l'extrémité haute pression extrême du rotor, le rotor étant représenté déroula pour plue de clarté - Fig.
30 est une vue en bout partielle d'un rotor mâle dont les sections circulaires ou à haute pression ne sont pas effilées sur leur diamètre extérieur! Bons un tel modo de réalisation) les fileté du rotor sont plue épais sur la section circulaire. Le rotor est repré- tenté déroulé pour plus de clarté$ - Pige 31 est une vue en bout partielle d'un rotor femelle, complémentaire du rotor mâle de la fige 30, le rotor étant représenté déroulé pour plus de clarté.
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- Fig. 32 à 41 sont des vues 4* contour, en coupe, et partielle un ce qui concerne le rotor m@le, de , rotors suivant un mode de réalisation préféré dans les* /;( quelles le rotor mâle est un rotor obtenu par génération jusqu'à la base de son filet? par les borda de crêt* du rotor femelle,qui est complémentaire du premier* Les fig.
32, 34, 36, 38 et 40 sont, respectivement une VU$ pati@- le de l'extrémité haute pression du rotor mâle et des vue* en coupe transversale partielle* de celui-ci, suivant les lignes C-C, D-D, E-E, et F-F de la figure 22,les figurée
33,35,37, 39 et 41 étant des vues Correspondantes du ro- tor femelle complémentaire, - Fig.
42-51 sont des vies identiques à cel- les des figures 31 -41, d'une variante de réalisation des rotors, le rotor mâle étant obtenu par génération mensi- blement jusu'à la base de ses filets par les borde, aux intersections de surface sur le rotor femelle, de petites surfaces plates formant partie des surfaces des fileté à la base dudit rotor mâle, le rotor femelle étant complémentai- re.
- Fig, 52é est une vue en coupe, de contour d'une variante de réalisation des =tore de la figure 26, Prise suivant la ligne J-J de cette dernière figure, le filet du roter femelle étant complètement en priée avec le creux du rotor mâle.
?le* 53 est une vue identique à celle de la figure 52, excepté que les rotors de la figure 53 sont représentés dans une position dans laquelle le filet du
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rotor tcale Il trouve en priée avec le oreux 4'* '01 # ' ' femelle* ,'.-7/ #. , ?ils# $4- est wie vu* identique à selle do la figure 52# excepté que les rotor do la figure 54 sont représentés dans une position où le filet du rotor mils vient dôme le erewc du rotor touellet On voit 4gft logent sur cette figure une partie du 1 1014<111' ou onvolopo pe à des alésages du rotor.
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rît. 99 .et une vue de oontou ea coupe d'un mode de réalisation différent du rotor mal$ au teweat ou il est fora< par un outil 818\&1.'.
les borde dointero section du rotor femelle. L'outil est représenté ayant terminé de découper à mi-chemin environ le cote d'un filet' du rotor mâle'* - Fige 56 est une vue partielle identique
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A celle de la figure 55# excepte que l'outil est reprd- enté dans la position où il commence à découper à partir, de la pointe du filet du rotor mues - Fig.57 est une vue partielle identique
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à celle de la figure 55,
excepte que tout le o$t$ du filet du rotor mils a été obtenu par génération l'outil venant
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d'atteindre le plat sur le cet* du fileta à la base de celui- CI$ la découpe génératrice étant achevée - Fig. 58 est une vue partielle identique à celle de la figure 55excepté que la formation du @ôté
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du filet du rotor mais est achevée, l'outil roulaat aur le plat à la bout du rotor mâle, en formant un intervalle pour les copeaux comme indiquée
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91gt 59 est uno vue pMitHw à plu" grande échelle, de Ileâctr4mitd bus# rosoloi 'dr' ,a p.
obtonuo par génération des rotors des figurée 4% , représentant loe fileta des rotors dans la position de xtt , talion où. il forment un joint d'étanchéité si avec précision entre les petites surfaces places. #-#''''###' ?le. 6'0 est une vu pMtitUe de ;ectr2,, cité haute pression du rotor mal*# représenté sur la fichez- 59t déroulé pour plus de clarté >><\?t*ï ton Pis@ 61 et 62 sont des vues partielle , /\''' respeotivomeut latéralo et PUN 464&UOI du rilot4, de potop / . représenté aux figurée 99 et 609 déroulé pour plus de olù4o, té. ' y '".4 il y a lieu de noter que-les dessins sont des représentations précises à l' échelle dos rotors suivant , ' l'invention ot notajamont en ee qui Concerne les formes :#- de profil -en coffl -des fileté 9a 9ofàfo+<f'?-7i-?¯±-> '-"' ' i "ti" ';
'' Des engrenages do régulation ou de dia tribu-..
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tien sont utilisée pour synchroniser Ion rotors et les
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maintenir réglés dace le toups l'un par rapport .' u!, ' l'espacement entre los fileté du rotor doit $tM supérieur à l1 espacement entre les dents des engrenages si l'on veut
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éviter un contact entre les fileté des rotors pondant le
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fonotionneaent. Le jeu entre les dents d'engrenage peut tire / do l'ordre de 0,05 à 0,10 mat 1 alors que 10 Jeu entre les filets des rotors peut être de l'ordre de 0 à '1, ni,* vant les dimensions du dispositifs De cette aanière, les fileté des rotors no peuvent venir en contact, les filets
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étant maintenue écartée par louait engrenages de distribu* tion.
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La section de travail des rotors est la par- tie où s'effectue la compression (ou la détente s'il s'agit d'un moteur) et se trouve entre les lignes et L, aux fige
2, 61 et 62, cette section commence en K, ou à 1'extrémité basse pression dos rotors et se prolonge jusqu'au bord de 1'orifice haute pression, sur la ligne L. Après l'alignement des pointes des filets du rotor avec le bord do l'orifice haute pression, aucune compression interne n'a plus lieu, le fluide pouvant librement pénétrer dans la décharge.
Etant donné que, dans cette section, les rotors sont entièrement obtenus par génération, elle est désignée pourcetteraison, "section de génération ou en développante?
La section haute pression est disposée entre les lignes L et M, sur les figures 2, 61 et 62. En common- çant à la ligne L où les rotors sont obtenus entièrement par génération, la section haute pression s'étend jusqu'aux extrémités des rotors en M, où les rotors ont leurs pointes de forme entièrement circulaire. Cette transition de la ' forme entièrement inclinée à la forme circulaire s'effectue graduellement de L à M, et dans cette section, los flancs des filets des rotors mâles sont obtenus par génération et les pointes sont circulaires.
C'est par conséquent, la rai- son pour laquelle on ne saurait désigner cette section haute pression par "section circulaire", étant donné que les filets dans cette section sont partiellement engendrés ou inclinés et partiellement circulaires.
Comme le montrent les figures 1 et 2, illustrant l'application do la présente invention à titre d'exemple, à un compresseur de type à vis, la bottier ou
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, :rr. ; ,: !::1('t',,,,,. 1 ;1<,': :". ::'.-;.." "' I:t:: enveloppe 10 du dispositif présente 4m'jase. cfliD41tt,. ' .', ,::;J"}\,' J. ..:.: ques parallèles 12 et 14 di8j?O0#.0ô1ffl[,i4'.Oo.i!;,e 'Parallèle fusionnant l'un avec l'autre pour former,l'espace de tra-
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vail commun dont la section présente sensiblement la 'torml"\ "::. '-'' " ... ''' i 'j" 1{,iil.f.4. illustrée à la tige 8.
L'une des extrémités du logement . comporte une paroi terminale 16 d'une seule pièce avec lui, et qui forme la paroi terminale des alésages 12 et 14, L'autre extrémité du logement est formée par une cloison terminale amovible permettant l'insertion d'une paire de ro- tors coopérants 34 - 38, à filets de vis hélicoïdaux, des- tinée à opérer respectivement dans les alésages 12 et 14
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,. \ .. , ':,.''''?1 de l'enveloppe.
Le rotor 34 constitue le rotor mâle et 00."; \ porte des filets de vis à gauche, le rotor te étant le ' ';.',\.::i:: (\ rotor femelle, dont les filets de vis sont oomp16ment"ro.":.,g: de ceux du rotor mâle, c'est à dire de droite*
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' ' ; .rr'
La cloison terminale amovible du logement est en deux parties , sous la forme de têtes rentrantes,
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centrage automatique.
La tête rentrante 18 pour 1 t fJ..a....,: A:j'Yj². go du rotor femelle 14 a un diamètre externe continuellement circulaire et s'adapte, sans jeu, dans l'alésage.La tête
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.., * .t..,,...,fiA rentrante 20 de l'alésage 12 du rotor mâle a également u ' 4'v: diamètre externe circulaire, mais présente en même temps des 'une niche concave formée dans un/cotés pour permettre son.
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montage dans le logement à côté de la 'tête rentrante du bzz rotor femelle. Les têtes 18 et 20 sont maintenues l'une par.,% rapport à 1'autre dans 1'enveloppe par la plaque frontale
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22.
La paroi terminale '16 comporte doux alésages cl1indr:l.:"':'¯:!; quos de palie-s-supports24 et 26 concentriques avec l'aie'- / , 1',y,i sage 12 et l'alésage 14, respectivement. De même , les têtes rentrantes 18 et 20 comportent des alésages de paliers-
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supports concentriques 30 et 28, respectivement, disposés au centre dans loua tête$ rentrantes respectives
Ohacun des alésages despaliers-supporte cylin- driques 24, 26,
28 et 30 comprend un manchen do palier 32 qui peut être identique pour tous les supporte* Le rotor male 34 est fixé à un arbre 36 et logé au contre dans l'aié- sage 12 du rotor par l'intermédiaire du manchon 32, dans le$ alésages des paliers-support. 24 et 28.
Le roter femelle 38 est, de même, fixé à un arbre 40 et logé au centre eau l'alésage 14 correspondant par l'intermédiaire du manchon 32 dans les alésages des paliers -supports 26 et 30,
Un engrenage de régulation 42 est fixé sur l'arbre 36 du rotor mâle et un moyeu 44 est fixé sur l'arbre ..
40 du rotor femelle, un engrenage à rotor femelle 46 étant monté de lagon réglable sur ledit moyeu : cette dispo- sition de réglage permet ainsi de régler dans le temps l'espacement des filets des rotors entre eux.
Un orifice latéral haute pression 48 est ménagé à l'extrémité de l'engrenage de l'enveloppe et, diagonalement opposé à cet orifice, so trouve un autre orifice latéral basse pression 50, sur le coté de commande de l'enveloppe. Les formes exactes de ces orifices seront décrites ci-après.
Los alésages 12 et 14 des rotors et les têtes rentrantes 18 et 20 ont des diamètres légèrement supérieurs à ceux des rotor. 34 et 38 de telle sorte que les rotors se trouvent ainsi logés au contre de façon @@ffioaos et peu- vent donc fonctionner avec un jeu minimal, Los manchons des
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paliera-aupports >2 oourante tel qu$ r#pïéi atéi sont donnés en vuo de simplifier les dessins,
Nais il est bien évident que d'autres supporte ou paliers appropdès peuvent être
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prévue pour supporter les oharces à 1$ toit radiale et de poussée sc développant dans un tel dispositif*
Comme cela est représenté le rotor aile 34 comprend trois filets hélicoïdaux 52 disposés périphérique- ment et uniformément espacée, ayant un contour identique,
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et dont la forme exacte est décrite oi.ap '8 Le rotor te- melle 38 comprend, de la manière représentés quatre fileta ,
hélicoïdaux identiques 54, également décrits ci -après L'objet principal de l'invention consiste à prévoir un
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joint d'étanchéité théoriquement parfait ' dans la. section .. j\'.T 1 do travail K à L et à supprimer les poches d'étanohéité
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qui 80 formant à l'extrémité haute pression 408 rotors j 'ç, aussi, on oommenoera par décrire les rotors en se basant sur les figures correspondantes 4 - 7.
Dans les rotors engendrés de la figure 4, notamment, lea borde de crête 56 du rotor femelle consti-
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tuent, de la manière roprésentiol un joint d'étanchéité . ininterrompu depuis la base ou la racine 68 du filet du rotor mâle 34 jusqu'à son bord de or8te 58* De 8a.., les bords do crote 58 du rotor mâle constituent an joint 4"t chéité interrompu à travers le creux 62 du rotor femelle. au point Il n'y a donc pan d'ouverture entre les filets du rotor/où les bords de orSte 56 ot 58 des rotors so rencontrent pour former l'intersection 72 (Figures 1, 4 9).
Ensemble avec
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l'intersection z des alésages de l'enveloppe (J1s. 9), les filets dos rotors et les alésages de l'enveloppe oon.t1.. . tuent, théoriquement, un joint parfait et le fluide pompé .! est obturé et no peut fuir entre la chambre de travail batte.
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et pression avant/la chambre de travail basse pression arrière.
Dans les rotors perfectionnés décrits con- formes à l'invention, les joints 72 ot 74 (figures 9) .on' établis sur toute la section de travail 61 (Figure 2). Ce type de joint est particulièrement appréciable dans la soc- tien de travail, et los avantage! qu'il présenta.' cons- titdent uno des caractéristiques essentielles do l'invention*
Ce joint d'étanchéité se forme à l'extrémité basse pression des rotors et avance avec les chambres vers la section natte # pression 63 à mesure de/rotation dos rotors.
Etant donné qu'il n'y a pas d'ouvertures entre la chambre antérieure haute pression ot la chambre basse pression, on obtient une compression adiabatique vraie.
La figure 6 représente des rotors à filets circulaires sur toute leur longueur, tels qu'ils sont dé- crits, par exemple,dans le brevet des USA N 2.622.787 précité. Ces rotors ont l'inco@énient de créer une 'ouverture do fuite 80 au point 76 (Figure 6) d'intersection des filet$$ Cotte ouverture (Figurai 6 et 12) ne pouvant être obturé@ par l'intersection 74 des alésages do l'enveloppe,il se forme un parcours de fuite entre les extrémités haute et basse pression des rotors.
Cotte ouver- ture fait l'objet d'une description empiète dans le brevet dos USA N 2.622.787 ci-dessus, mentionne. co typo de machi- ne ne peut donc donner liou à une compression ontièroment adiabatique, et une partie de l'énergie est perdue par des pressions de retour et des recompressions,
La figure 9 représente une pairo de rotors entiètemont obtenus par générationet dont la feras engendres se continue sur toute la longueur de l'extrémité haute près-'
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lion.
Avec la paroi terminale nécessaire (non représenta , il se forme une poche fermée ou d'étanohéité 78 à mesure de la rotation des rotors, cette poche étant gênante Au fait qu'elle donne lieu à des conditions excessives de pression, température, bruit et chages de palier, tout en diminuant la capacité et la vitesse de fonctionnement, On a triques- mont essa@é d'éliminer de telles poches en prévoyant dit* férontes gorgée ou cannelures dansle rotor ou sur la paroi terminale, mais de telle sorties ne donnent pas satisfac- tion, on raison de leur faible capacité;
en outre, elles peuvent généralement donner lieu à d'autres trajets de fuite ou transmettre le fluide haute pression vers le côtébasse pression,
La figure 7 représente l'extrémité des rotors circulaires de la figure 6 (sans la paroi terminale nécessaire)
L'ouverture 80, ménagée à travers la section haute pression seulement, constitue un point tria avantageux étant donné qu'elle permet d'éliminer la formation d'une poche d'étanohé- ité, Conformément à la présente invention, on utilise un rotor obtenu par génération dans la section de travail,
où une étanchéité parfaite constitue un avantage, alors que, dans la section hatte pression, la forme engendrée ou incli- nés passe graduellement. la forme circulaire pour supprimer la poche d'étanohéité l'extrémité basse pression Du fait que le travail demandé au rotors est différent Aux extrémités,
basse et haute pression$ on obtient un perfectionnement substantiel en choisissant différentes formes de rotors pour les extrémités basse ot haute pression et en mélangeant
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ces deux formes de faqon à en associer les avantages pour les deux extrémités et en éliminer les Inconvénients, La tran- aiglon de la forme générée ou inclinée à la force circulaire:
!. doit intervenir entièrement dans les limites de la zone de l'orifice haute pression, afin d'empêcher toute possibilité de reflux vers une chambre arrière, comme cela a été décrit précédemment.
Les figures 8 à 11 représentent un mode de réalisation préfère des filets de rotor engendrés dans la section de travail 61, entre les lignes K et L de la fleure 2 et les figures 12 - 15, un mode de réalisation préféré de formes des rotors circulaires à l'extrémité de la section haute pression 63.
La figure 8 représente un filet de rotor mâle totalement en prise avec un creux ou une cavité du rotor femelle.On remarquera, que la surface du filet du rotor mile ne couvre pas le creux du rotor femelle, en raison de la forme de génération. La poche d'étanohéité est à bout de coures, maie toujours fermée,
La figure 9 représente le filet d'un rotor mâle au moment où il pénètre dans le creux du rotor femelle, les rotors étant 4 environ 30) avant d'atteindre leur position de prise totale* La poche vient juste de se fermer et tout fluide enfermé dans celle-ci ne peut être évacué que par une extrémité de la poche, laquelle est généralement fermée par une paroi terminale.
Les fileta de rotor sur la Figure 10 sont on- *or* plus proches de la prise totale dont Ils ne sont séparés que par un angle d'environ 20 , la poche est sur le point de disparaître, mais se trouve toujours obturée par les fileta et la paroi terminale.
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Sur la figure 11, les filets sont déjà presque entièrement ongenés, mais la poche continue à Être obturée,
La figure 12 montre l'extrémité haute près* 8 ion des rotors, ainsi que l'intersection 74 des alésages de l'enveloppe, pour rendre plus claire l'ouverture des filets des rotors.
Sur cette figure les filets août sur le point da s'engrener* les rotors so trouvant à environ 30 avant la position de prise totale, comme sur la figure 9, main il n'y a pas de poche formée lorsque la paroi te-minale ne- cessaire est ajoutée* la figure 13, les filets des rotors sont davantage en prise comme sur la figure 10, mais il n'y a toujours pas de poche fermée, 1 %,ouverture- se trouvant.du côté des filets.
A la figure 14, les rotors sont presque en prise totale, comme sur la figure 11, mais encore sans qu'il y ait de poche fermée, une Ouverture étant toujours présente sur le côté des filets.. ,
A la figure 15 afin les filets sont entiè- rament en prise et la poche a complètement disparu. Le filet , du rotor mâle est adapté au creux du rotor femelle. En com- parant la figure 15 avec la figure 8 on voit la différen- ce entre les filets obtenus par génération et les filets ciroulairos.
En continuant leur rotation ; les rotors de la figure 15 transmettront le joint vers la gauche du filet du rotor mâle, ou à l'inverse des figures 14, 13 et 12.
En résumant, on peut décrire les rotors comme étant engedrés le long de la section de travail 61(K à L,Fig.2)
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où il$ ont une section transversale identique à colle des rotors décrits dans le brevet des USA N 2.287.716 du cependant qu'une transition apparaît à travers la section haute pression 63 (L à M, Fig.
2)'grâce à lequel** le los rotors passent graduellement d'une torme de généra , tion à une forme circulaire à l'extrémité Les parties de transition ou sections haute pression des rotors préférés sont représentéesaux figures 22, 23 et 32 à 41,
Comme le montre la figure 32, la pointe 51 du filet du rotor mâle peut fltre effectivement circulaire/ bien que de logeras déviations à partir d'un arc parfait na gêneront nullement le fonctionnement. Pour simplifier la description qui suit, on désigne comme "circulaires" les pointes des filets, ainsi que les surfaces complémentaires des creux du rotor femelle.
A la figure 32, la pointe cir- culaire 51 a son centre do courbure placé sensiblement sur le cercle primitif 82, les flancs 59 étant engendrés par les bords de crête 56 dos filets du rotor femelle (Fig. 33).
Aux figures 34, 36 et 38 , la pointe circulaire porte tou- jours la -référence 51 ot son contre de courbure se trouve placé sensiblement sur le cercle primitif. Toutefois, la longueur du rayon constituant la pointe 51 change do les* guour entre l'extrémité haute pression du rotor ot la sec- tion do travail, et est la plus courte à l'extrémité extrê- me du rotor, produisant ainsi une conicité ou diminution de hauteur du filet dans la section haute pression.
De même la largeur de la pointe circulaire 51 change de largeur entre l'extrémité haute pression du rotor et son intersection avec la pointe 53 dans la section do travail, sa plus grande lar- gueur étant atteinte à l'extrémité du rotor. Osai est plus
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clairement représenté sur les figures 61,:' et:"&e, t':11 ï,"' ':,' sort également, de façon évidente/que la diainution dans ' la haubeordu filet est inférieure moitié dt:' 0.11. ,.4u: i<:\h' filet dans la section travail' .'"..'.'....\':i-.,..:".'.. ";';> :?*& Aux figures 33t 35 0 37 et.3 racine 49 de la cavité ou du creux dt rotor t'lIu,le ,..1J..i':":'Îi;;;;fi;
également circulaire et complémentaire de la '. poinH', 'p,u.YS,;1 culaire 51 du rotor cAle. la profondeur de ce oreux"'.tt1.':} ' #'## ' -r? Af*4f lant ou diminuant le long do la seotion haute pression tome que décrolt la hautourdu filet du rotor mâle, les ..îfvV flancs j,Do11n'.. 57 des filets du rotor fetaellt ,opl'..nt" :'.',,''/;:;,1:
aux figurai 35, 37 et 39 80nt:t'J par les flano-8 de gé , :% nération 70 des filets du rotor mâle représentés sur les figez sur os' 34 z et 38. #.' ±6$'''
La figure 24 est une variante de réalisation des rotors, suivant laquelle le passage d'une section engen-
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drée ou 1nolinÓ en totalité à une section circulaire a lieu d'un seul coup, au lieu de/faire graduellement. Des filets du rotor auront ainsi dos formes identiques à celles des
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118. 32 ot 33 dans toute la section haute pression 65H, at :v| auront les formes représentées aux figuras 40't..4t:
-idaas'\É> toute la section do travail 61"., La. vari8.11t,q de r 6 al 10 At représentée à la figure 24 est, moins avantageuse et %.on lisation dépendra notamment des facilités de fabrication.
La figure 27 représente l'extrémité circu- laire d'un filet de rotor mâle où le centre de courbure de
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l'arc se trouve à l'intérieur par rapport au cercle prisi.. "i-)k4 tif 82 Un tel arc ne peut être conforme au creux du rotor femelle, étant donné que ion coins générateurs 70 ne roule
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Mat pas hors dit creux du *oto# ,...11t et os dernier se* réalité comas indiqué à la t4ue si. h note# le 4entre, de oourburo peut "1" placé 4ouiblestat hors Au gerale pri8itll, car autrement tout le dispositif devient 1AO," rant.
Sur la figue 199 le méplat $4 B<a<<4 à la pointe du tl., 4 rotor atle dam la section de travail, et proloftl' dan toute la atetlea haute pettatotil où il pout être toit plut largeµ soit plut étroit que le méplat ménagé dans la section de travail* En tout cas, une tell*
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plage ou méplat continu présente l1 avantage de réaliser une étanchéit4 de largeur .ub.taftt1el1.
ayio louveloppe et est également facile à maintenir à la dinontion oxaotot
La figure 30 représente un filet de rotor , mâle où la section hauto pression n'est pas rendue conique
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sur le diamètre extérieur. <M| extrémité o1roula1r. augmente de hauteur pour atteindre celle de la section de travail$ et augmente également d'épaisseur, dépassant celle do la partie engendrée inclinée du filet* Un filet de rotor fe- melle, complémentaire au rotor mâle représenté sur la figura 30, est représenté sur la figure 31.
Les fileta des figures 30 et 31 seraient difficiles à usiner et no aéraient avanta*. geux que si l'on pouvait prévoir un alésage droit dans la chambre principale du rotor*
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les figures 259 26, 92, 99, 94, 42 à 51 ot 59 à 62, représentent une paire de rotor. obtenus par gêné* ration, suivant une variante de réalisation de l'invention,
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et dans lesquelles les éléments correspondant à ceux du mode de réalisation préféré sont désignes par les $11808
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numéros /de référence.
mais suivît du signe at) '''-'.\ ces rotors peuvent être utilité* avoo eu .au pointe dw, ; filet circulaires dans la section terminât haute pression, ' , maie ci ''on les utilise .sall. lit 4onneron' lieu"b une . , poche formée i Comme la montre la figure 32t le orUx 6a.. du rotor femelle 301 présenta un profil identique à celui du oraux ou cavité 62 dos figure* 16 et 41 f et est engendré , par les borde do croie 5st du rotor mâle 3416 Kort dé la sono de la oauité du rotor t..,110, lotborts de cette . sont interrompue pour constituer des plats au ohmirdiu 1 if, ,< 86 qui peuvent et trouver partiellement eu totalotiont ¯'..## - en dohors du cercle primitif. 000 parties aplatie$ Mutim ' tuent de nouveaux borda de génération 84 qui deviennent \\' les nouveaux borde 40 t 'tanoh6i t4 au liou des borde de 01'." ,':;
56 utilisés dans le mode de réalisation préfère. Il se forme égal amont des surfaces correspondantes 88 aux bancs
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ou racines des fileta du rotor mftlo qui deviennent confor- mes aux plats 86 du rotor femelle , comme représenté sur
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la figure 59, à mesure que les fileta viennent en prise. 'tV.y-J Bien que le mode do réalisation modifié des rotors possède une capacité 14,è1'.mont supérieure à celle de la forme >% ' , ' préférée, l'avantage principal de cotte variante réside dans la facilité d'usinage, ce que l'on peut voir or examinant les Figures 55 à 58.
La base ou racine 64, et les surfaces 88 du rotor mille sont finies en premier lieu, avant de commencer l'opération de génération. On utilise
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un outil de coupe 92 (figurée ?-93) que l'on fait .oU1'lt,':l' en synchronisme avec le rotor.
La coupe s'effectue depuis la pointe du filet jusqu'à sa base, comme indiqua par les flèches. Due engrenages appropriée permettent , réglage
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convenable de la rotation de l'outil et du rotor, Le tail- lant 94 de l'outil découpe à la surface 88 et rouit en tra-
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vers la base 68' de la cavité 60', un jeu étant ménagé sa 90 entre la taillant 94 et lo rotor (Fige S8) peu 1'évacua"- Cette évacuation des copeaux Vtion dos copoauxwé une grande importance,
le taillant ri<" quant d'être brisé en roulant sur la base du rotor mâle en présence de copeaux logés entre eux.
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Les figures 42 à 51 sont .d .âttt,'u11l aux 71 è 52 à 41, sauf les rotors qui sont modifias comtao rap8tatti,,r .
Dans ces sections do rotors modifiés la section haute pres-
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sion et la sootion de travail sont sensiblement les mon*# que dans le mode de réalisation préférée toutefois dans cette variante,le rotor femelle est plus grand que son cer- cle primitif et on a prévu une petite surface plate 8@ 4yf entre le bord générateur 84 et le diamètre extérieur. Bur mâlo le rotor/le diamètre de Moyeu est plus petit que son carcle
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primitif, les côtes des filets sont engendres 4ondblononb suivant le cercle primitif,
une petite surface chanfreiaee ' 88 étant prévus entre chaque surface engendrée et la surface xyz de base
Les boîtiers ou enveloppes des dispositifs décrits sont bien connus et il est tnutile d'en donne? une
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description plus détaillée.
L'orifioo haute pression 48', ; p ' ' (elge 2) est disposé à l'extrémité conique dos rotors et '' ' n la forme générale d'un triangle, l'un dos cotés étant tO%10' mé par la paroi d'extrémité 16 et les deux autres côtés
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suivent les pointes des filets des rotors mâles et feaellts lorsqu'ils sont disposés do façon que la eompressioa duo les chambres de travail sc déplaçant élève la pression à la valeur désirée d'évacuation, pour venir se rencontrer
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mutuellement sur. la. ' 'Xié';d'iAt0rfj&ï Les bor4a dtit'issanp'. f oric,;7$8',..?i $ion sont également de forme triaiulaipa. l'un des cÔtés'K étant formé par les t@tea rentrariiôs'38 et SOV't*' **f--:''*W-l deux autres eôtéè "su&icônt -les <-poïnté t*>-:ti3.:#.t ?:
dëf ftfev çSNff "fflâl$s et .femèllesV--l0î?saue-,Bditf'':ti|%tl.:ri;J4 bzz.., la position où lié 'forment la ohaabro de diaonsiona ;.: axi-.'r; #. # '.'## - '### ' r. ## #### ;'' '# ' -'# 'KW- malos. A la figure 1, où, le ono de rotation est indiqué 'I41 par des flèohoot l'orifice basse preoeion *<r't JWï 41 "iv< #-## # # ### '#'# :'-. ,#.##'# '.''.'.'.'',"".';% alors sur lu côté avant ou BuPÓX'1.:.: Vextifêwiiê vgaùe&t'/ ''#.#' '-''.'.. ##'###'.#/###'#-'#'& ot l'orifice haute prossion, 'tant ds'oa1emnt"opo"",;,:$ ao trouverait a la partie arrière. ou iarieiMe à 1 ! tsetï1!*! 80 trouverait A la partie , i, ..#.:;' .>.î: V . y i' ; ..#-?.'±± #.:;iYr>""É'}S