BE889888A - Pompe a engrenages possedant une possibilite de desaeration de fluide - Google Patents

Description

  La présente invention concerne une pompe à engrenages et

  
plus particulièrement une pompe engrenages équipée d'une paire d'engrenages s'engrenait réciproquement dans un logement et con-struite pour décharger un fluide dont la quantité d'air entraînée

  
est réduite.

  
Lorsqu'une pompe à déplacement positif dotée d'une paire d'engrenages droits s'engrenant réciproquement est utilisée pour

  
des buts d'épuration dans un véhicule se déplaçant sur des terrains inégaux, une quantité excessive d'air entraîné est souvent

  
 <EMI ID=1.1> 

  
sible, parce que le tube d'admission aboutissant à la pompe peut

  
ne plus être en pleine communication avec le fluide du réservoir

  
ou de la cuve auxiliaire, si bien que de l'air est absorbé. Par

  
ailleurs, le fluide qui se trouve dans le réservoir auxiliaire,

  
peut contenir une quantité excessivement grande d'air entraîné et

  
dissous, cas dans lequel la pompe fait passer le fluide aéré d'une manière non désirée à la cuve d'approvisionnement principale

  
du système d'approvisionnement correspondant. Dès que le fluide

  
aéré se trouve dans le système d'approvisionnement correspondant,

  
le Fonctionnement des éléments constitutifs et des contrôles associés peut être influencé défavorablement. Dès lors, il est nécessaire de disposer d'une pompe d'épuration ou d'accumulation

  
qui peut recevoir le fluide fortement aéré, qui peut séparer

  
une grande partie de l'air pour un retour à la cuve auxiliaire et

  
qui peut subséquemment acheminer le fluide, dont le niveau d'air

  
entraîné est acceptable, vers la cuve d'approvisionnement principale.

  
En outre, cette pompe améliorée doit être construite

  
simplement pour des raisons économiques, doit être compacte pour

  
que soit fait le meilleur usage de l'espace disponible et doit

  
avoir un fonctionnement efficace.

  
Le brevet n[deg.] 3.526.470 des Etats-Unis d'Amérique, publié

  
le 1 septembre 1970 est d'un intérêt général pour ces problèmes

  
et décrit une pompe à petite vitesse conçue pour faire circuler un produit alimentaire sous la forme d'un liquide visqueux et permettre aux gaz emprisonnés de s'échapper du produit. Comme, dans cette construction de pompe, le gaz ne peut sortir que dans une zone angulaire très étroite à partir des espaces non remplis des poches du rotor, la pompe est relativement inefficace pour la manipulation d'huile. Si de l'huile est pompée, des pertes de pression et de fluide non désirables se produisent et des hausses de pression intermittentes apparaissent à l'orifice de décharge.

  
De plus, on ne mentionne ni ne suggère l'utilisation des forces

  
 <EMI ID=2.1> 

  
viduelles des engrenages.

  
Le brevet n[deg.] 2.541.010 des Etats-Unis d'Amérique, publié le 6 février 1951, se rapporte davantage à la pompe à engrenages. Dans ce brevet, on décrit une pompe à engrenages présentant des orifices d'équilibrage d'aspiration et de pression raccordés

  
 <EMI ID=3.1> 

  
rer les bulles d'air de l'huile, en recueillant le fluide fortement entraîné par l'air et en communiquant ensuite ce fluide à l'extérieur de la pompe et loin des orifices d'entrée ou de sortie. Elle est simplement le type d'un grand nombre de pompes présentant des orifices d'équilibrage de pression ou des évidements

  
 <EMI ID=4.1> 

  
des buts de désaération.

  
La présente invention permet de résoudre un ou plusieurs des problèmes exposés ci-dessus.

  
Selon un aspect de la présente invention, on a prévu une pompe à engrenages équipée d'une paire d'engrenages s'engrenant réciproquement dans un logement. Avantageusement, un orifice d'écoulement séparé et une voie de passage de chargement sont formés dans le logement. D'une part, l'orifice d'écoulement éloigne l'air  <EMI ID=5.1> 

  
et de sortie de la pompe. D'autre part, la voie de passage de  chargement fait communiquer le fluide sous pression, à l'orifice  de sortie de la pompe, avec les dents en vue de faciliter le mou-  vement de l'air entraîné radialement et intérieurement ou d'une  manière centripète vers l'orifice d'écoulement. 

  
Plus spécifiquement, le logement de la pompe à engrena-  ges de la présente invention comprend une paire de fentes d'écou-  lement arquées et une paire ae fentes de chargement arquées, con-  çues et formées de façon à réduire substantiellement la quantité  d'air entraîné qui est délivrée à l'orifice de sortie de la pom-  pe. Par exemple, si l'admission de fluide par la pompe présente  un niveau d'air entraîné d'environ 20% en volume dans des condi-  tions de pression et de température en substance normales, on peut s'attendre à ce que la pompe de la présente invention élimine 45% ou plus de cet air entraîné en un seul passage.

  
Aux dessins ci-annexés :
la figure 1 est une vue en plan schématique d'une pompe à engrenages dont un élément final est supprimé et dont une par-  tie du corps central et un engrenage sont brisés et ouverts pour faire mieux apparaître certains de leurs détails; et la figure 2 est une vue en coupe partielle et schématique de la pompe à engrenages, établie le long de la ligne II-II de la figure 1.

  
 <EMI ID=6.1> 

  
engrenages 10 comprimant un logement en trois pièces, désigné en  général par la référence numérique 12 et comportant un premier et un deuxième couvercle ou élément finals 14 et 16, ainsi qu'un corps central 18 disposé entre ces éléments finals. A la figure 1 , le

  
 <EMI ID=7.1> 

  
bles les détails de construction de la pompe. 

  
 <EMI ID=8.1> 

  
grenages 10 est dotée d'un engrenage droit commandant 2û dans la  partie supérieure de cette figure et d'un engrenage droit comman-  dé 22 dans la partie inférieure. L'engrenage droit commandant est  entraîné pour exécuter une rotation dans le sens des aiguilles  d'une montre sur un premier axe 24 par tout moyen classique et  l'engrenage commandé est en prise par engrènement avec celui-ci et tourne ainsi en sens inverse des aiguilles d'une montre sur un deuxième axe 26. Chacun des engrenages a de préférence un arbre solidaire 28 qui est logé dans un manchon cylindrique 30 à la manière habituelle.

  
Chacun des engrenages droits 20 et 22 comprend plusieurs  dents 32 définissant plusieurs crêtes 34 et racines 36 correspondantes de dents. Comme le montre distinctement la figure 1 , la distance entre les axes respectifs 24, 26 et l'une des crêtes

  
 <EMI ID=9.1> 

  
 <EMI ID=10.1> 

  
Le corps central 18 de la pompe à engrenages 10 est muni d'une première et d'une deuxième cavité 38, 40 qui s'intersectent et qui sont définies dans ledit corps 18 pour recevoir d'une ma-  nière relativement étroite les engrenages commandant et commandé
20, 22 respectivement. Ainsi, il appert que les engrenages s'en-  grènent à une position de zéro degré se situant sur un plan passant par les axes 24 et 26 et les dents 32 se déplacent vers la gauche, en observant le dessin à partir de celle-ci, pour séparer

  
 <EMI ID=11.1> 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
de pression accrue à l'orifice de sortie 44 formé dans l'élément final 16.

  
 <EMI ID=13.1>   <EMI ID=14.1> 

  
 <EMI ID=15.1>  figure 1. Au surplus, chaque dent d'engrenage quitte les parois des cavités respectives et assure ainsi une augmentation du jeu du diamètre extérieur de la dent au-delà du minimum établi à cet endroit, dans la position de 2900 environ de la rotation de la dent, comme indiqué par les points de séparation désignés par la <EMI ID=16.1> 

  
Un orifice d'écoulement 48 est formé dans le logement 12 pour éloigner l'air entraîné, recueilli dans le fluide aux racines 36 des dents des engrenages, de -la pompe à engrenages 12 et, en particulier, des orifices d'entrée et de sortie 42, 44. De préférence, cet orifice d'écoulement comprend une paire de fentes

  
 <EMI ID=17.1> 

  
la paroi interne du premier ou du deuxième élément finals 14, 16 et disposées dans la zone angulaire présélectionnée "A" de chacune des cavités 38, 40, tel que ceci est représenté notamment à la figure 1. Dans l'exemple de réalisation considéré, chaque zone <EMI ID=18.1> 

  
et s'aligne radialement en général sur lé point de séparation res-

  
 <EMI ID=19.1> 

  
avec la surface 52 de la paroi interne, un bord extérieur 54 dont le rayon présélectionné est Re. Le rayon Re est plus grand que le

  
 <EMI ID=20.1> 

  
lectionné de recouvrement de fente, comme indiqué par la lettre

  
 <EMI ID=21.1>   <EMI ID=22.1> 

  
la partie de fluide fortement aérée de la pompe vers le réservoir, 

  
 <EMI ID=23.1> 

  
l'orifice d'admission 42.

  
Les voies de passage de chargement 60 sont aussi formées avantageusement dans le logement 12 pour faire communiquer le fluide sous pression à l'orifice de sortie 44 avec les dents 32 des engrenages et faciliter le mouvement de l'air entraîné radia-

  
 <EMI ID=24.1> 

  
ce d'écoulement 48. Spécifiquement, ces voies de passage de char- 

  
 <EMI ID=25.1> 

  
 <EMI ID=26.1> 

  
mier ou du deuxième élément final 14, 16, ces fentes étant situées radialement et extérieurement aux zones angulaires présélectionnées "A". Préférablement, les fentes de chargement 62 s'étendent autour de la périphérie des engrenages 20, 22 en créant une communication directe avec l'orifice de sortie 44 et en passant par le point de
1800 relativement à la position de contact d'engrènement réciproque de zéro degré des engrenages. Dans le présent exemple, les

  
 <EMI ID=27.1> 

  
rifice de sortie 44 et s'étendent à la manière d'un arc sur 1800 environ vers l'orifice d'entrée 42 ou jusqu'au point de 1150 approximativement. Pareillement, chacune des Pentes de chargement définit, avec la surface 52 de la paroi interne, un bord inté-

  
 <EMI ID=28.1>  6,3 mm pour assurer le débit correct du fluide aéré. Pareillement, les fentes de chargement 62 ont de préférence des côtés droits,

  
 <EMI ID=29.1> 

  
 <EMI ID=30.1> 

  
La pompe à engrenages 10 est particulièrement utile pour

  
 <EMI ID=31.1> 

  
sard disposé à distance à un réservoir principal. L'entraînement de l'air dans l'huile peut être un problème très désappointant, puisqu'il peut réduire le rendement hydraulique et la sensibilité du système de commande hydraulique associé. Par exemple, par suite de la disponibilité spatiale limitée, de nombreux réservoirs d'huile auxiliaires ont une capacité plus basse que celle désirée et pour assurer qu'ils ne sont pas trop remplis pendant l'utilisation, l'huile est évacuée de ceux-ci à une vitesse plus grande que celle à laquelle elle s'y introduit. Ainsi, une partie du temps peut être consacrée à l'évacuation de l'air. Par conséquent, il est souhaitable de séparer l'air entraîné de l'huile sur une base continue.

  
Au cours du fonctionnement, les engrenages commandant et commandé 20, 22 à douze dents tournent à environ 1800 tours par minute et de l'huile contenant environ 20% en volume d'air entrené est introduite par l'orifice d'entrée 42. A mesure que l'huile relativement mousseuse est contrainte par les dents 32 de l'engrenage dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens inverse de celles-ci par les engrenages respectifs, la force centrifuge agit comme un séparateur pour forcer l'huile plus lourde vers l'extérieur et l'air plus léger vers les racines 36 des dents. Comme les fentes de chargement 62 fournissent un fluide sous pression à la périphérie des dents, les bulles d'air tendent à se comprimer et sont davantage incitées à se mouvoir radialement, intérieurement ou d'une manière centripète à partir du point de 1150  environ vers l'avant. 

  
 <EMI ID=32.1> 

  
 <EMI ID=33.1> 

  
et une certaine quantité de fluide passent par les fentes d'écou- 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
pour parvenir au puisard auxiliaire. Le reste du fluide, dont la  ter.eur en air est considérablement réduite, est dirigé vers l'ori-  fice de sortie 44 à une pression d'environ 700 kPa. On a constaté  que la présence de deux fentes d'écoulement 50 et de deux fentes de  chargement 62 dans l'élément final 16, comme le montre la figure  1, réduit le débit de la pompe à engrenages 10 d'environ 10% par  rapport à une pompe standard ne comprenant pas ces fentes. On en  a conclu cependant que la pompe à engrenages 10 élimine au moins 
45% environ de l'air entraîné et effectue ceci efficacement sur

  
une large gamme de vitesses et en un seul passage. Dans l'exemple précisément décrit, l'élément final opposé 14 ne comprend pas l'une quelconque des fentes 50 ou 62 formées dans cet élément. Même

  
si la performance de la pompe à engrenages 10 est quelque peu dégradée lorsque les deux éléments finals 14 et 16 présentent ces fentes à la façon en substance d'une image séculaire, on considère que quatre fentes d'écoulement 50 et quatre fentes de chargement 62 peuvent encore être très désirables et peuvent être préférées dans certaines applications.

  
Les emplacements angulaires optimaux des fentes d'écoulement 50 et des fentes de chargement 62 sont fonction fondament alement du gradient de pression qui varie avec la vitesse des engrenages, la chute de pression, le jeu des crêtes des dents des engrenages et le pas des dents des engrenages. Etant donné qu'il

  
existe typiquement une zone de transition angulaire de 30[deg.] environ juste avant le point de 1800 ou à proximité de

  
celui-ci, par exemple lorsque la pression statique passe du négatif au positif, il est préférable que les fentes d'écoulement 50

Claims (1)

1. ne s'étendent pas jusqu'à cette zone pour empêcher tout reflux d'air entraîné.

   Ainsi, il apport que la pompe à engrenages 10 du type basse pression possède taie capacité de désaération très désirable, avec seulement une perte minimale de débit. Sa construction est simple et économique et elle peut encore accentuer le fonctionnement du système de commande hydraulique auquel elle est associée.

   D'autres aspects, objectifs et avantages de l'invention peuvent être mis en évidence en étudiant les dessins, la description et les revendications qui suivent.

   REVENDICATIONS

   1. Perfectionnement apporté et/ou relatif à une pompe à engrenages (10) comprenant un logement (12) définissant une première et une deuxième cavité (38, 40) qui s'intersectent et des orifices d'entrée et de sortie (42, 44), un premier et un deuxième engrenage (20, 22) s'engrenant réciproquement, présentant plu- <EMI ID=35.1>

   (20, 22) étant mis en place respectivement dans l'une des premiè-

   re et deuxième cavité (38, 40), caractérisé en ce qu'on a prévu un orifice d'écoulement (48) pour éloigner l'air entraîné, recueilli dans le fluide aux racines (36) des dents des engrenages par sui-

   te de la force centrifuge, des orifices d'entrée et de sortie

   (42, 44), l'orifice d'écoulement (48) étant formé dans le logement

   (12) et communiquant directement avec las racines (36) des dents

   des engrenages dans une zone angulaire présélectionnée de chacune des cavités (38, 40); et une voie de passage de chargement (60)

   pour faire communiquer le fluide sous pression, à l'orifice de sortie (44), avec les dents (32) et faciliter le mouvement de

   l'air entraîné radialement et intérieurement vers l'orifice d'écoulement (48), la voie de passage de chargement (60) étant for-

   <EMI ID=36.1> ment à l'orifice d'écoulement (48).

   2. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 1, ca-

   <EMI ID=37.1>

   eux, la voie de passage de chargement (60) se composant d'une paire de fentes de chargement (62) formées dans l'un des éléments finals (14, 16).

   3. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 2, ca-

   <EMI ID=38.1>

   par le point de 180[deg.], relativement à uns position de contact d'engrènement de zéro degré desdits engrenages (20, 22).

   4. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que les fentes de chargement (62) s'étendent périphériquement jusqu'au point de 115[deg.] environ.

   5. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le logement (12) comprend un premier et un deuxième élément finals (14, 16) et en ce que l'orifice d'écoulement (48) comprend une paire de fentes d'écoulement arquées (50) formées dans l'un des éléments finals (14, 16).

   <EMI ID=39.1>

   ractérisée en ce que chacune des fentes d'écoulement (50) s'étend à travers une zone angulaire présélectionnée d'environ 50[deg.].

   7. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'orifice d'écoulement (48) s'étend à travers une zone angulaire présélectionnée d'environ 50[deg.] dans chacune des cavités (38, 40).

   8. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 7, caractérisée en ce que la voie de passage de chargement (60) renferme une zone angulaire présélectionnée d'environ 180[deg.] dans chacune des cavités (38, 40).

   9. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 1, ca- paire de en ce que l'orifice d'écoulement (48) comprend une paire de fentes d'écoulement (50) s'étendant à la manière d'un arc de 250 à 3000 environ par rapport à la position de contact d'engrènement de zéro degré desdits engrenages (20, 22).

   10. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la voie de passage de chargement (60) comprend une paire de fentes de chargement (62) s'étendant à la manière d'un arc de 1150 à 2900 environ par rapport à la position de contact d'engrènement de zéro degré desdits engrenages (20,

   22).

   11. Pompe à engrenages (10), caractérisée en ce qu'elle comprend un corps central (18) définissant une première et une deuxième cavité (38, 40) qui s'intersectent; un premier élément final (14) raccordé au corps (18); un deuxième élément final (16) présentant une surface (52) de paroi interne et une paire de fentes d'écoulement (50), ainsi qu'une paire de fentes de chargement

   (62) s'ouvrant vers la surface (52) de la paroi interne, le deuxième élément final (16) étant raccordé au corps (18); et un pre-

   <EMI ID=40.1>

   présentant individuellement plusieurs dents (32) et plusieurs racines (36) de dent, chacun des engrenages (20, 22) définissant un point de séparation (46) avec la cavité respective (38, 40), les-

   <EMI ID=41.1>

   <EMI ID=42.1>

   <EMI ID=43.1> <EMI ID=44.1>

   (56) reliée à chacune des fentes d'écoulement (50) pour éloigner le fluide et l'air des orifices d'entrée et de sortie (42, 44).

   13. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 12, caractérisée en ce que la zone angulaire présélectionnée est d'en-

   <EMI ID=45.1>

   14. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 12, caractérisée en ce que les fentes de chargement (62) sont raccor-

   <EMI ID=46.1>

   angulaire d'environ 180[deg.].

   15. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 11, caractérisée en ce que chacune des fentes d'écoulement (50) a un bord extérieur (54) recouvrant radialement les racines (36) des dents sur une distance radiale présélectionnée (B).

   16. Pompe à engrenages (10) selon la revendication 11, caractérisée en ce que chacune des fentes de chargement (62) a un bord intérieur (64) et en ce que les dents (32) définissent plusieurs crêtes (34) qui recouvrent radialement lesdites fentes de chargement (62) sur une distance radiale présélectionnée (C).

   17. Perfectionnait apporté et/ou relatif à une pompe

   <EMI ID=47.1>

   ces d'entrée et de sortie (42, 44), un premier et un deuxième en- grenage (20, 22) N'engrenant réciproquement, présentant plusieurs dents (32) et plusieurs racines (36) de dent, chaque engrenage (20, 22) étant mis en place respectivement dans l'une des premiè-

   <EMI ID=48.1>

   <EMI ID=49.1>

   à 3000 environ par rapport à la position de contact d'engrènement de zéro degré desdits engrenages (20, 22); et une voie de passage de chargement (60) pour communiquer le fluide sous pression, à l'orifice de sortie (44), aux dents (32) et faciliter le mouvement de l'air entraîné radialement et intérieurement vers l'orifice d'écoulement (48), la voie de passage de chargement (60) étant formée dans le logement (12) et s'étendant à partir de l'orifice de sortie (44) en passant par le point de 1800 environ relativement à la position de zéro degré.