Machine volumétrique. L'invention a pour objet unie machine volumétrique qui pourrait être par exemple une pompe à liquide ou une pompe à gaz, comprenant une paire de rotors munis cha cun d'une nervure hélicoïdale formant une gorge, disposés dans une enveloppe, munie à ses extrémités d'un canal d'entrée et d'un ca nal de sortie respectivement,
de façon que leurs nervures soient en prise, et reliés par un mécanisme de manière à tourner les deux à la, même vitesse. Cette machine est caracté- risée en ce que la nervure hélicoïdale de cha que rotor présente un flanc concave et un flanc convexe,
ces rotors étant disposés de manière que le flanc concave de la nervure de l'un fasse face au flanc concave de la nervure de l'autre, l'enveloppe étant pourvue à l'une de ses extrémités d'une cloison en contact avec les extrémités correspondantes des rotors et munie d'une ouverture,
communiquant avec le canal correspondant et se trouvant à l'inté rieur de la projection axiale sur cette cloison de l'un des rotors, lequel présente le flanc con cave de sa, nervure du côté de ladite extrémité, ladite cloison formant, à la même extrémité de l'autre rotor,
un barrage destiné à empêcher une communication directe entre la gorge de cet autre<I>rotor</I> et le canal correspondant de cette extrémité de l'enveloppe.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine selon l'invention, et une variante.
La fig. 1 représente une vue en plan par tiellement en coupe horizontale suivant I-I de la fig. 2 de cette forme d'exécution, consti, tuée par une pompe à gaz.
La fig. 2 est une vue en coupe verticale suivant II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe transver- sale suivant III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue analogue à celle de la fig. 3 relative à une variante.
La; fig. 5 est une vue en coupe transversale suivant V-V de la fig. 2.
La machine représentée, qui est une, pompe à gaz, présente une enveloppe 10 ouverte à ses extrémités opposées et qui présente, .à une extrémité, un canal 11 pour l'entrée du gaz et, à l'autre extrémité, un canal 12 pour la sortie du gaz.
La paroi latérale de cette enve loppe est constituée par deux parties de paroi cylindriques circulaires 13 et 14 qui sont su- perposées et dont les axes sont parallèles de façon à former une chambre dont la. section est en forme de huit.
L'enveloppe est fermée à ses extrémités par des couvercles .15 et 16 fixés, de manière à pouvoir être démontés, par des boulons 17 aux extrémités munies de brides de l'enveloppe.
Deux rotors d'axes pa rallèles sont portés pax des paliers 18 conte nus dans les couvercles 15, 16 et prévus pour supporter des réactions radiales et axiales combinées.
Ces rotors sont destinés ù faire passer le gaz du canal d'entrée 11 -au canal de sortie 12, en lui faisant traverser l'enve- loppe.
L'un des rotors, le rotor 19, est calé ,sur un arbre 20 qui se prolonge à l'une de ses extrémités, à l'extérieur du couvercle 16, et qui est prévu pour être accouplé à. un mo teur.
L'autre rotor 21, est calé sur un arbre 22 qui est relié à l'arbre 20 au moyen clé roues dentées 23 de même diamètre contenues dans <B>le,</B> couvercle 16 de manière. que la transmis- sion du mouvement se fasse dans le rapport 1:1.
Le rotor 19 est muni d'une nervure héli coïdale 26 formant une gorge 40 et il bute à son extrémité d'entrée,- ,de manière à être empêché de se -déplacer vers la droite des fi@g. 1 et 2 contre un épaulement d'arrêt 25 formé sur l'arbre 20. La nervure fait plus d'un tour et est en contact avec la partie de paroi 13 de l'enveloppe<B>10.</B>
Le rotor 21 est muni d'une nervure héli coïdale 29 formant une gorge 41 et il bute à son extrémité d'entrée contre un épaulement d'arrêt 28 fixé à l'arbre 22. Le rotor 21 est de même longueur que le rotor 19 et sa ner vure- est en contact avec la partie de paroi 14. Les deux rotors ont même diamètre et même hauteur .de nervure, et leurs nervures sont constamment en prise.
Une cloison formée de deux pièces mou lées creuses 30 et 31, à travers lesquelles pas sent respectivement les arbres 20 et 22, est disposée dans l'enveloppe 10 à son extrémité de sortie. Cette _ cloison appuie contre le cou vercle 15 et est en contact avec. les extrémités de sortie des rotors 19. et 21.
Les pièces moulées coopèrent pour former im canal 32 qui communique avec le canal. de sortie 12. Les. parois intérieures 33 des pièces 30 et 31 forment barrage pour toute l'extré- mité.de gauche :du rotor 21 .et au moins polir une partie de l'extrémité de gauche du rotor 19.
La cloison formée par les pièces 30 et 31 est pourvue, dans sa face en contact avec les rotors,- d'une inique ouverture de sortie 34, qui se trouve à l'intérieur du contour de la projection axiale du rotor 19 sur la cloison et qui communique -par le- canal 32 avec le canal de sortie 12.
" - - - - La longueur d'arc de l'ouverture 34 et, par conséquent, la surface de cette ouverture, ainsi que le rapport de cette surface à celle de la section transversale au rotor de la gorge 40, commandent de degré de compression que la pompe est destinée à imposer au gaz qui la traverse.
Si l'on se propose d'employer la pompe simplement pour transporter un gaz sans avoir l'intention de créer une compres- sion interne quelconque dans ce gaz, l'ouver ture présente alors la surface maxima, comme le montre la fig. 3.
Cette ouverture s'étend jusqu'à la paroi latérale de l'enveloppe 10 et son contour comprend un are de cercle extérieur centré sur l'axe du rotor 19 et qui commence au point a, où les alésages des cylindres se cou pent et s'étend sur 220 degrés au maximum, jusqu'au point b. Du point b au point c, le contour de l'ouverture est formé par im tron çon de courbe latéral concave.
Du point c au point d le contour est formé par un arc de cercle de même centre que l'arc ab et de même rayon que le moyeu 24 du rotor 19. Cet arc s'étend sur environ 320 degrés du point d au point c. Enfin, le contour de l'ouverture se termine par un tronçon .de courbe latéral con vexe allant du point<I>d</I> au point a..
Le tronçon de courbe latéral convexe<I>da</I>, coïncide avec le contour de la projection axiale sur la cloison 30, 31 de la périphérie du rotor 21. La largeur .de 'l'ouverture de sor tie de la gorge 40 s'étend, à la périphérie du rotor 19, sur une longueur d'arc de 200 de grés. Dans une variante, la longueur de l'are ab pourrait être inférieure à 220 degrés, de façon que la surface de l'ouverture 34 soit inférieure à celle de la section transversale au rotor 19 de la gorge 40.
Dans la variante à laquelle se rapporte la fig. 4 et qui est destinée à créer une compres sion du gaz dans la pompe, la longueur angu laire de l'ouverture de sortie de la cloison 30, 31, est réduite en avancant le tronçon latéral concave du contour de cette ouverture en sens inverse deus aiguilles d'une montre, pour l'ame ner dans la position c-c' représentée sur la fig. 4.
Ainsi, dans la variante- de la fig. 4, qui, pour le- reste -est identique à la pompe des fig. 1 à 3. et 5, le contour de l'ouverture de sortie 35 de la cloison 30, 31, est un triangle curviligne dont la base est un arc de cercle centré sur l'axe du rotor et de même rayon que le moyeu 2j de ce dernier.
En outre, dans cette variante, la surface de l'ouverture 35 est inférieure à celle de la section transversale au rotor 19 de la gorge 40.
Le flanc de gauche 36, de la nervure 26 du rotor 19 est concave, tandis que son flanc de droite 37 est convexe.
Le flanc de gauche 36 de la nervure 29 du rotor 21. est convexe, tandis que son flanc opposé 39 est concave.
Les rotors sont disposés de telle sorte que le flanc concave .de la nervure d'un des rotors fasse face au flanc concave de la nervure de l'autre rotor et,de façon que le flanc concave 36 -de la nervure 26 du rotor 19 se trouve du côté de l'extrémité de sortie de l'enveloppe.
La nervure 26 du rotor 19 est relativement mince, en coupe axiale, la gorge 40 entre les spires étant relativement large. La, nervure 29 du rotor 22 est relativement épaisse en coupe axiale, la gorge 41 entre ses spires étant relativement étroite.
Grâce à cette disposition, le rotor 19 ab sorbe un pourcentage plus grand de la puis sance fournie à la pompe que le rotor 21, de sorte que la puissance transmise par l'engre nage 23 est très inférieure à celle qui serait transmise si les nervures étaient de même lar geur.
La disposition décrite a., en outra, pour résultat d'augmenter la surface utile de l'ori fice de sortie 34; .elle réduit la quantité de gaz qu'il est nécessaire de transporter d'un rotor à l'autre et elle réduit le déséquilibre dynamique qui existe dans la rotation des rotors.
Entre les extrémités de droite des rotors et le couvercle 16, se trouve un espace for mant chambre d'entrée 42 d'une capacité rela- tivement grande. Cette chambre d'entrée 42 commruiique directement avec le canal d'en trée 11. La chambre 42,est largement ouverte aux extrémités d'entrée des deux rotors.
Dans la pompe des fig. 1 à 3 -et 5, ainsi que dans la variante de la fig. 4, la section 46 transversale au rotor du flanc convexe 37 de l<B>a</B> nervure 26 du rotor 19 a la forme d'une spirale d 'Archimède, et les rayons passant par ses extrémités forment -entre eux un angle de 80 à 95 degrés.
Dans rune position du rotor 19, cette section 46 coïncide avec le tronçon de courbe concave c-b (ou c;--c' dans le cas de la variante de la fig. 4) du contour de l'ouverture de sortie 34 (35).
La pompe des fig. 1. à, 3 et 5 fonctionne comme suint. Le rotor 19-tourne dans le sens inverse des aiguilles .d'une montre, et le rotor 21 dans le sens des aiguilles d'une montre, comme l'indiquent les flèches de la fig. 5.
Dans ces conditions, le gaz est pris à la cham bre d'entrée 42, et il est déplacé axiaaement par les rotors, de la droite vers la gauche des fig. 1 et 2, puis vers l'ouverture -de sortie 34.
La partie de gaz qui est captée par le rotor 21 est transportée le long du passage formé par les flancs convexes des nervures en prise et la partie de paroi 14, puis passée transver salement au rotor 19 qui, à son tour, la fait sortir de la pompe à travers l'ouverture de sortie 34, et les canaux 32 et 12.
La variante de la fig. 4 fonctionne comme suit: Les rotors tournent dans les mêmes sens que précédemment. Le gaz qui circule à tra vers la pompe et qui est pris dans la chambre 1.2 sous une compression nulle, sort à une pression .déterminée par l'extension angulaire et la position de l'ouverture de sortie 35. Il.
y a compression dans le dernier tour de la nervure 26. La sortie du gaz :est douce, sans choc ni laminage.
Dans une autre variante, la pompe dé crite pourrait comprendre une deuxième paire de rotors disposés dans le prolongement des rotors 19 et 21, ou bien deux ou plus de deux rotors coopérant chacun avec une ouverture de sortie et en prise chacun avec un même ro tor centras correspondant au tour 21.
Il est clair que l'agencement des machines décrites est tel qu'elles -puissent fonctionner en fournissant de la puissance mécanique à l'arbre lorsqïi'on relie leur canal 12 à une source de fluide soins pression.