Procédé et appareil pour élever la pression de fluides visqueux. Il est bien connu que, pendant la marche d'un tourillon ordinaire dans un palier à lubrification suffisante, il se produit une pres sion relativement élevée à certains endroits de la pellicule d'huile lubrifiante formée entre les surfaces de portée stationnaire et mobile par suite de l'écoulement visqueux de l'huile et de son adhérence auxdites surfaces de portée.
La présente invention repose sur cette observation. Le procédé, qui fait partie de cette invention, présente la particularité: qu'on utilise, dans une boîte, au moins une paire de surfaces de portée ayant entre elles un mouvement relatif, très rapprochées et légère ment inclinées l'une par rapport à l'autre en sens contraire du mouvement, pour la forma tion, entre elles, d'une pellicule de fluide visqueux sous pression, en forme de coin, par suite de l'adhérence du fluide à ces sur faces et de sa mise sous pression entre elles lors dudit mouvement relatif, en vue de porter la pression du fluide entre ces sur faces d'une valeur initiale à une valeur maximum en un point situé en arrière du centre des surfaces,
dans le sens du mouve- ment, le fluide visqueux ainsi mis sous pres sion étant amené à s'échapper en ce point de pression maximum.
L'appareil pour la réalisation de ce pro cédé comporte une boîte fixe renfermant au moins un entraîneur de fluide visqueux, ro tatif, avec au moins une patte à sut-face de portée légèrement inclinée sur la surface in térieure de la boîte en sens contraire du mouvement de l'entraîneur rotatif, et établie pour la formation, entre ces surfaces, d'une pellicule de fluide visqueux sous pression, en forme de coin, un conduit étant prévu pour permettre l'évacuation du fluide d'entre lesdites surfaces à l'endroit de pression maximum.
Le dessin ci-joint, donné à titre d'exemple, sert à l'explication de la présente invention. La fil. 1 est une coupe verticale axiale d'une première forme d'exécution de l'ap pareil faisant partie de l'invention ; La fil. 2 est une coupe transversale sui vant la ligne #V-I de la fil. 1; La fig. 3 est une coupe verticale longi tudinale d'une autre forme d'exécution de l'appareil; La fig.4 est une coupe transversale sui vant la ligne Y-Y de la fig. 3;
La fig. 5 est une coupe schématique à échelle exagérée, montrant la position relative de deux surfaces de portée coopérantes avec une pellicule d'huile en forme de coin placée entre elles; La fig. 6 est une vue de dessous d'une des surfaces de portée représentées sur la fig. 5, les courbes qui y sont tracées repré sentant des lignes d'égale pression.
L'appareil représenté sur les fig. 1 et 2 du dessin comporte une boîte ou corps de pompage c, dont le diamètre intérieur va en diminuant légèrement de gauche à droite. Dans ce corps de pompage est logée une pièce rotative composée d'un arbre a sur lequel est formé un entraîneur d'huile com portant plusieurs pattes à surfaces de porte a'. D'après la fig. ,\3, l'entraîneur comporte trois pattes à surfaces de portée a' et il tourne dans le sens de la flèche e. Les pattes a' sont disposées de manière à ce que leur sur face de portée fasse un petit angle avec la paroi intérieure du corps de pompage c.
Ceci est obtenu en établissant une partie des pattes a' sous forme de languette ou lèvre susceptible de céder sous l'action d'une pel licule d'huile en coin s'établissant entre elle et la paroi intérieure du corps de pompage.
Le fonctionnement de l'appareil sera mieux compris en se reportant air schéma des fig. 5 et 6. Dans ces figures,<I>A B</I> désigne un bloc fixe sous lequel se déplace de droite à gauche une très longue plaque dont une portion est désignée par<I>C D.</I> Comme on le voit, les deux surfaces du bloc et de la plaque faisant face l'une à l'autre forment entre elles un petit angle et leur écartement est très faible, soit 0,025 mm. Si l'on suppose une arrivée constante d'huile sur la partie de surface de <I>C D</I> qui se trouve à droite de la face<I>B,</I> cette huile s'attachera à la surface de C D et sera entraînée avec elle sous le bloc A B.
Comme l'écartement entre les deux surfaces opposées diminue de droite à gauche, en ré trécissant ainsi la section de passage, l'excé dent d'huile sera chassé en partie sur le, côtés du bloc et en partie à l'extérieur ir l'endroit du bord B.
Le mot chassé implique une pression et, en effet, il se développe une pression au sein de la pellicule d'huile qui se trouve entre les surfaces de d B et<I>C D</I> qui se font face. Il est évident que la pression augmentera en raison directe de la vitesse à laquelle l'huile sera entraînée par la surface de<I>C D</I> et qu'elle augmentera aussi en raison directe de la viscosité de l'huile, puisqu'il sera évident- ment plus difficile de chasser le fluide en excès si l'huile a la consistance de mélasse que si elle est limpide comme de l'eau.
C'est un fait bien connu que, dans ces conditions, la pression dans la pellicule d'huile n'est pas uniforme, mais qu'elle augmente à partir du point zéro situé sur les bords du bloc A B jusqu'à atteindre un maximum en un point situé en arrière du centre du bloc dans la direction du mouvement de<I>C D.</I>
La fig. 6 est une vue de dessous du bloc A. B sur laquelle les courbes fermées indiquent les lignes d*égale pression dans la pellicule d'huile, depuis le point zéro situé sur- les bords du bloc jusqu'au point de pression maximum situé en d. La pression en ce dernier point est à peu près double de la pression moyenne prie sur l'ensemble de la surface du bloc.
C'est cette variation de pression dans une pellicule d'huile qui est utilisée ici pour amener des quantités modérées d'huile à des pressions élevées. En effet, on comprend maintenant que si la pièce rotative cri fig. 1 et 2 tourne à une vitesse assez élevée dans le sens de la flèche e sous l'action d'une force motrice extérieure et que la chambre du corps de pompage c soit remplie d'huile admise par l'orifice g, l'huile pourra pénétrer entre les surfaces de portée des pattes a' et de la paroi intérieure du corps c, en raison du petit angle prévu entre elles, et il se formera,
d'une manière analogue à ce qui a été dit à propos des fig. 5 et 6, des pellicule d'huile en pression sous les trois pattes a' de l'entraîneur. L'huile eu pression s'échap pera des trois points de pression maxima situés dans la partie arrière des pattes de l'entraîneur à travers des conduits rayonnants i et titi canal axial i' de l'entraîneur et arri vera par le conduit percé dans la pièce de sortie<I>f</I> au tuyau de refoulement<I>h.</I>
La conicité intérieure du corps c a pour but de régler l'épaisseur des pellicules d'huile. La position de la pièce rotative dans le corps c peut être réglée au moyen de rondelles libres d qu'on interpose entre le fond ci du corps c et titi collet a= ménagé sur l'arbre a., et de rondelles d' interposées entre l'extrémité de l'arbre et la pièce de sortie f. Pour éviter les fuites, un cuir embouti servant de garni ture d'étanchéité est placé entre la pièce f et le fond correspondant du corps c.
Dans la forme d'exécution des fig. 3 et 4, le corps ou boîte. c renferme six entraîneurs d'huile montés sur l'arbre a et présentant chacun trois pattes à surfaces de portée a' faisant titi certain angle avec la surface in térieure du corps c. Bien qu'on ait représenté ici ce nombre de six entraîneurs, il va sans dire qu'il peut y eu avoir tout autre nombre convenable. Ils forment deux séries de trois placées dans les deux moitiés du corps c et qui agissent en opposition de manière à éviter des poussées en bout sur l'arbre.
Les deux moitiés du corps communiquent ensemble par titi conduit c2. Les entraîneurs d'huile com portent, en outre, des disques ou têtes cir culaires as avec des bagues de garniture a-' divisant l'intérieur du corps en plusieurs chambres bi b2 b3 bi b5 V b' dans chacune desquelles tournent les pattes a' de l'en traîneur correspondant.
La position de la pièce rotative dans le corps c est déterminée ici par un collet de butée a5 sur l'arbre a, disposé entre des portées<I>in</I> tut et par une garniture n.
Lorsque la pièce rotative de l'appareil représenté sur les fig. 3 et 4 est actionnée à une vitesse relativement grande et que les chambres<I>b' b2 . .. . b'</I> sont pleines d'huile admise par l'orifice k, il se forme des pelli- cules d'huile sous pression sous les trois pattes de, portée des entraîneurs qui coin- posent les séries d'entraîneurs de droite et de gauche.
L'huile se trouvant aux trois points de pression maxima des pattes des entraîneurs dans les chambres bi et b' s'échappe par les conduits é dans les chambres V- et<I>b'',</I> oit elle sert à la formation de pelli cules d'huile sous pression par les entraîneurs logés dans ces chambres pour subir une nou velle élévation de pression, et ainsi de suite, jusqu'à ce due finalement une pression de plus en plus élevée soit atteinte dans la chambre commune b@, avec laquelle com munique le tuyau d'échappement 1, l'élévation de la pression d'huile se faisant ainsi par étapes.
La fuite de l'huile d'une chambre à pres sion élevée dans une chambre à pression moins grande est réduite par l'emploi des disques ou têtes a' à bagues de garniture a4.
A method and apparatus for increasing the pressure of viscous fluids. It is well known that, during operation of an ordinary journal in a sufficiently lubricated bearing, a relatively high pressure occurs at some points of the lubricating oil film formed between the stationary and consequently movable bearing surfaces. the viscous flow of oil and its adhesion to said bearing surfaces.
The present invention is based on this observation. The method, which forms part of this invention, has the particularity: that one uses, in a box, at least one pair of bearing surfaces having relative movement between them, very close together and slightly inclined with respect to one another. the other in the opposite direction of the movement, for the formation, between them, of a film of viscous fluid under pressure, in the form of a wedge, as a result of the adhesion of the fluid to these surfaces and of its pressurization between them during said relative movement, in order to bring the pressure of the fluid between these surfaces from an initial value to a maximum value at a point located behind the center of the surfaces,
in the direction of movement, the viscous fluid thus put under pressure being caused to escape at this point of maximum pressure.
The apparatus for carrying out this process comprises a fixed box containing at least one rotating viscous fluid entrainer, with at least one sut-face lug bearing slightly inclined on the interior surface of the box in the opposite direction. of the movement of the rotary driver, and established for the formation, between these surfaces, of a film of viscous fluid under pressure, in the form of a wedge, a duct being provided to allow the evacuation of the fluid between said surfaces to the place of maximum pressure.
The accompanying drawing, given by way of example, serves to explain the present invention. The thread. 1 is an axial vertical section of a first embodiment of the apparatus forming part of the invention; The thread. 2 is a cross section along line # V-I of the wire. 1; Fig. 3 is a longitudinal vertical section of another embodiment of the apparatus; Fig. 4 is a cross section along the line Y-Y of fig. 3;
Fig. 5 is a schematic section on an exaggerated scale, showing the relative position of two contact surfaces cooperating with a wedge-shaped film of oil placed between them; Fig. 6 is a bottom view of one of the bearing surfaces shown in FIG. 5, the curves which are drawn there represent lines of equal pressure.
The apparatus shown in FIGS. 1 and 2 of the drawing comprises a pumping box or body c, the internal diameter of which decreases slightly from left to right. In this pumping body is housed a rotating part composed of a shaft a on which is formed an oil entrainer comprising several lugs with door surfaces a '. According to fig. , \ 3, the trainer has three legs with bearing surfaces a 'and it rotates in the direction of arrow e. The legs a 'are arranged so that their bearing surface forms a small angle with the inner wall of the pumping body c.
This is achieved by establishing part of the legs a 'in the form of a tongue or lip capable of yielding under the action of a wedge of oil film establishing itself between it and the inner wall of the pumping body.
The operation of the device will be better understood by referring to the diagram in fig. 5 and 6. In these figures, <I> AB </I> designates a fixed block under which moves from right to left a very long plate, a portion of which is designated by <I> C D. </I> As we As can be seen, the two surfaces of the block and of the plate facing each other form a small angle between them and their spacing is very small, ie 0.025 mm. Assuming a constant arrival of oil on the surface part of <I> CD </I> which is to the right of the face <I> B, </I> this oil will attach to the surface of CD and will be drawn with it under block A B.
As the distance between the two opposite surfaces decreases from right to left, thus narrowing the passage section, the excess oil will be driven partly on the sides of the block and partly on the outside. 'edge location B.
The word chased implies pressure and, indeed, it develops pressure within the film of oil that lies between the surfaces of d B and <I> C D </I> facing each other. It is obvious that the pressure will increase as a direct result of the speed at which the oil will be carried along the surface of <I> CD </I> and that it will also increase as a direct result of the viscosity of the oil, since It will obviously be more difficult to drive off the excess fluid if the oil has the consistency of molasses than if it is clear as water.
It is a well-known fact that under these conditions the pressure in the oil film is not uniform, but increases from the zero point on the edges of the AB block until it reaches a maximum. at a point behind the center of the block in the direction of movement of <I> C D. </I>
Fig. 6 is a bottom view of block A. B in which the closed curves indicate lines of equal pressure in the oil film, from the zero point on the edges of the block to the point of maximum pressure located at d. The pressure at this last point is about double the average pressure prie over the entire surface of the block.
It is this pressure variation in an oil film that is used here to bring moderate amounts of oil to high pressures. Indeed, we now understand that if the rotating part cry fig. 1 and 2 rotates at a high enough speed in the direction of arrow e under the action of an external driving force and that the chamber of the pumping body c is filled with oil admitted through port g, the oil will be able to penetrate between the bearing surfaces of the legs a 'and of the internal wall of the body c, due to the small angle provided between them, and it will form,
in a manner analogous to what has been said in connection with figs. 5 and 6, films of oil under pressure under the three legs a 'of the trainer. The pressurized oil will escape from the three maximum pressure points located in the rear part of the legs of the trainer through radiating ducts i and titi axial channel i 'of the trainer and will arrive via the duct pierced in the outlet <I> f </I> to the delivery pipe <I> h. </I>
The purpose of the internal taper of the body c is to regulate the thickness of the oil films. The position of the rotating part in the body c can be adjusted by means of free washers d which are interposed between the bottom ci of the body c and titi collar a = provided on the shaft a., And washers interposed between shaft end and output piece f. To prevent leaks, a crimped leather serving as a sealant is placed between part f and the corresponding bottom of the body c.
In the embodiment of FIGS. 3 and 4, the body or box. c contains six oil carriers mounted on the shaft a and each having three lugs with bearing surfaces a 'forming a certain angle with the interior surface of the body c. Although this number of six coaches has been represented here, it goes without saying that there may be any other suitable number. They form two series of three placed in the two halves of the body c and which act in opposition so as to avoid end thrusts on the shaft.
The two halves of the body communicate with each other by titi conduit c2. The oil coaches include, moreover, discs or circular heads as with packing rings a- 'dividing the interior of the body into several chambers bi b2 b3 bi b5 V b' in each of which the legs turn a 'of the corresponding trainer.
The position of the rotating part in the body c is determined here by a stop collar a5 on the shaft a, arranged between the bearing surfaces <I> in </I> tut and by a gasket n.
When the rotating part of the apparatus shown in Figs. 3 and 4 is operated at a relatively high speed and that the chambers <I> b 'b2. ... b '</I> are full of oil admitted through orifice k, films of pressurized oil form under the three lugs of, bearing of the coaches which wedge the series of coaches on the right and left.
The oil located at the three points of maximum pressure of the legs of the coaches in the chambers bi and b 'escapes through the ducts é in the chambers V- and <I> b' ', </I> where it is used for the formation of oil pellets under pressure by the coaches housed in these chambers to undergo a further pressure rise, and so on, until finally an increasingly higher pressure is reached in the common chamber b @, with which the exhaust pipe 1 communicates, increasing the oil pressure in stages.
Oil leakage from a high pressure chamber to a lower pressure chamber is reduced by the use of discs or heads a 'with packing rings a4.