Brevet FR2209904A1 — publié le 19740705

La présente invention concerne une soupape automatique pour pompes à vide rotatives qui peut être utilisée notamment pour l'arrivée d'huile mais peut également servir de soupape de commande pour le ballast de gaz. Pour assurer la lubrification et l'étanchéité, les pompes à vide. mécaniques reçoivent l'huile de service depuis le réservoir d'nuile par l'intermédiaire d'orifices appropriés . Si, lorsque la pompe est arretEe, ces orifices se trouve sous vide en liaison avec le réservoir d 'huile, l'huile de service est refoulée sous l'effet de la pression atmosphérique et pénètre dano l'appareillage relié à la pompe en passant par la chambre de pompage. Une fois le réservoir vide, de l'airasse par ces ouvertures jusqu'à ce que l'appareillage raccordé à la pompe ait atteint la pression atmosphérique. Il en résulte que l'appareillage est sali et rempli d'air et que le groupe de pompage tombe en panne. Il est connu de recueillir les remontées d'huile dans des récipients et par conséquent d'empêcher cette huile de pénétrer dans l'appareillage. On sait de plus, au moyen d'une soupape de protection montée en amont sur la tubulure d'aspiration de la pompe , obturer due façon hermétique l'appareil raccordé à la pompe et assurer la ventilation de la pompe à vide. On a déjà proposé, au moyen de pompes auxiliaires de concep tionsdifférentes et accouplées à la pompe à vide, de pomper de l'huile dans un petit réservoir et d'y aspirer l'huile de travail nécessaire au fonctionneirent de la pompe. La faible quantité d'huile aspire dans le réservoir lorsque la pompe s'arrête se répartit à l'intérieur de la pompe. L'air qui arrive ensuite ventile l'appareil. On a en outre proposé d'équiper ces petits réservoirs de joints d'étanchéité de conception différente de telle sorte que, lorsque la pompe à vide fonctionne, la pression d'huile de la pompe auxiliaire ouvre le joint d'étanchéité et libère les canaux d'alimentation en huile. En cas d'arrêt de la pompe les canas sont fermés de sorte qu'il n'y a pas d'arrivée d'huile dans la pompe que celle-ci est étanche au vide. Il a en outre été proposé d'utiliser en cours de fonctionnement la force centrifuge d'éléments montés sur l'arbre du rotor pour ouvrir les canaux d'arrivée d'huile. Lorsque la pompe s'arrête les soupapes sont avantageusement fermées pour la pression de ressorts. Une autre proposition connue fait appel au contact mécanique de deux disques de commande pouvant tourner l'un par rapport à l'autre pour régler l'arrivée d'huile. On sait aussi empêcher la pénétration ballast e gaz lorsque la pompe est arrêtée en montant une vanne magnétique commandée électriquement dans la conduite deballast de gaz. Les inconvénients de tous ces dispositifs résident dans le fait qu'ils nécessitent des élémentspartieIi'emnsupplénanes -tels que pompes à huile ou réservoirs augmentant le volume d'encombrement et le poids de la pompe ainsi que son prix, de sorte que ces dispositifs en partie très complexes augmentent encore le prix de revient de la pompe n'empêchent pas pour autant l'arrivée d'air dans l'installation. Le but de l'invention est d'empêcher tout affaiblissement du vide dans le corps de pompe et dans l'installation raccordée à la pompe par suite d'une pénétration de l'huile de travail pendant l'arrêt de la pompe, ce résultat devant être atteint gracie à des moyens simples et sans éléments auxiliaires supplément aires. Le problème à résoudre consiste donc à créer une soupape pour pompes à vide rotatives qui ferme automatiquement l'arrivée d'huile dans le corps de pompe lors de l'arrêt de la pompe et la libère à nouveau lorsque la pompe se -remet en marche. La solution proposée doit également être appropriée sous forme de soupape,ssns huile, à la commande du--ballast de gaz dans des pompes à vide rotatives. Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait que le canal qui amène au corps de pompe l'huile nécessaire au graissage et à l'étanchéité débouche à proximité de l'arbre de rotor et.que, à cet endroit, l'arbre de rotor est évidé et comporte un siège de soupape. De plus, l'arbre de rotor est entouré à cet endroit par une chambre annulaire, disposée dans le flasque de palier, et qui est en liaison avec l'huile de travail Dans l'évidement de l'arbre de rotor,un clapet de soupape muni d'une rondelle d'étanchéité est montée rotatif de telle sorte que l'axe du clapet de soupape est placée de préférence .parallèlement à l'axe de l'arbre de rotor, que le clapetdescxipap;e re rigideaeat;; à une palette de manoeuvre faisant saillie à l'intérieur de la chambre annulaire pleine d'huile et que le mouvement d'ouverture de la palette de manoeuvre est limité par une butée prévue sur l'arbre de rotor. lorsque l'arbre de rotor tourne, la palette de manoeuvre est poussée et appliquée contre la butée sous l'effet de l'inertie de masse et du frottement de l'huile se trouvant dans la chambre annulaire, le clapet de soupape est soulevé et l'orifice d'entrée du canal d'huile est ouvert. Lorsque l'arbre de rotor est.nniné, la palette de manoeuvre est écartée de la butée par l'huile en circulation dans la chambre annulaire, jusqu'à fermeture du clapet de soupape. Suivant un développement avantageux de l'invention, la soupape automatique est réalisée sous une forme telle qu'à l'emplacement de l'évidement l'arbre de rotor est entouré par une bague calée en rotation qui comporte une ouverture au-dessus de l'évidement de rotor et est munie de paliers pour supporter l'axe du clapet de soupape et de la palette de manoeuvre, La butée prévue pour la palette de manoeuvre est avantageux sement sortie par mort-aisage de la matière de la bague. La masse de la palette de manoeuvre peut aller en augmentant depuis l'axe vers l'extrémité opposée à l'axe. Cette disposition permet d'augmenter l'inertie de masse de la palette de manoeuvre et la sûreté de fonctionnement. A ltextrémité de la palette de manoeuvre opposée à l'axe peuvent etre prévus un ou plusieurs galets qui, lorsque la soupape est ouverte, sont au contact de la paroi cylindrique de la chambre annulaire. Il est alors avantageux de faire déboucher et dans l'évidement de l'arbre de rotor et à la place du canal d'huile, l'alésage pour le ballast de gaz de la pompe à vide et de fermer cet alésage par le clapet de soupape, dans ce cas la chambre annulaire n 'étant alors pas relié à huile de travail mais à la soupape de ballast de gaz. Lorsque l'arbre de rotor tourne, le frottement entre les galets disposés à l'extrémité de la palette de manoeuvre, et la paroi cylindrique de la chambre annulaire maintient la soupape en position ouverte. Au cours du freinage de l'arbre de rotor la soupape est fermée sous effet de l'inertie de masse de la palette de manoeuvre. A l'extrémité opposée à l'axe de la palette de manoeuvre ou sur le clapet de soupape peut etre monté un ressort qui facilite -la fermeture du clapet de soupape. L'invention empeche la remontée d'huile et la pénétration d'air dans la pompe à vide et dans l'appareillage qui lui est raccordé grâce à des moyens simples, sans faire appel à des pompes auxiliaires supplémentaires ni à es récipients spéciaux pour recueillir l'huile ou à d'autres éléments de construction compliquées. Les caractéristiques etazantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés - La fig. 1 représente en coupe longitudinale une pompe à vide à vanne rotative - La fig. 2 est une coupe à plus grande-échelle effectuée suivant la ligne A - A de la fig. 1, la pompe étant en position de fonctionnement - La fig. 3 représente en élévation et à plus grande échelle l'arbre de rotor avec soupape, la pompe étant en position de fonctionnement.. Dans le carter à huile 1 se trouve, entouré par l'huile de travail 2, l'étage de pompage comportant le corps de pompe intérieur 3 dans lequel est monté excentriquement le rot or 7 avec deux vannes rotatives 8 L'arbre de rotor 6 est monté dans le flasque avant 4 et dans le flasque arrière 5. Dans le flasque avant 4 se trouve une chambre annulaire 10 qui est reliée par un canal 23 à l'huile de travail 2. L'arbre de rotor 6 comporte un évidement ll dans lequel le canal d'huile 9 qui alimente la pompe en huile de travail par l'intermédiaire de l'arbre de rotor 6 et du.flasque avant4 débouche dans un siège de soupape 12. A.l'emplacement de l'évidement 11, l'arbre de rotor 6 est entouré d'une bague 18 qui est calée en rotation. Cette bague 1Q comporte au dessus de l'évidement ll une-ouverture et est munie de paliers 13 pour supporter l'axe 16. Autour de cet axe est montée rotative jusqu'à la butée 19 l'équerre 17 qui est constituée par le clapet de soupape 14 et la palette de manoeuvre 15. Le clapet de soupape 14 est muni d'une rondelle d'étanchéité 22 ayant pour rôle d'0bturerl'orifice d'entrée du canal d'huile 9. Lorsque l'arbre de rotor 6 tourne, la palette de manoeuvre 15 est poussée contre la butée 19 en tournant autour -de l'axe 16 sous l'action de l'inertie de masse et du frottement de l'huile de travail 2 sur la paroi cylindrique 21. De ce fait, le clapet de soupape 14 avec la rondelle d'étanchéité 22 est soulevé et l'orifice d'entrée du canal d'huile 9 est ouvert. Lorsque l'arbre de rotor 6 est freiné, l'huile de travail 2 fait pivoter la palette de manoeuvre 15 autourde l'axe 16 depuis la butée 19 jusqu'à ce que l'orifice d'entrée du canal d'huile 9 soit fermé par le clapet de soupape 14 au moyen de la rondelle d'étanchéité 22. REVE NDICAIIIONS 1 - Soupape automatique, de préférence pour l'arrivée d'huile dans les pompes à vide rotatives, comportant un canal d'huile reliant le réservoir d'huile avec le corps de pompe, constitué de plusieurs tronçons dans un des deux flasques d'appui et dans l'arbre de rotor, ainsi qu'une chambre annulaire disposée dans le flasque autour de l'aire de rotor et reliée avec l'huile de travail, caractérisée en ce que, à l'intérieur de la chambre annulaire 10, l'arbre de rotor 6 est évidé à l'emplacement où débouche le canal d'huile 9 et comporte un siège de soupape 12 et en-ce que, dans l'évidement Il est disposé rctatif un clapet de soupape 14 avec une rondelle d'étanchéité 22, l'axe 16 dudit clapet de soupape 14 étant de préférence parallèle à l'axe de l'arbre de rotor 6 ; en ce que le clapet de soupape 14 est relié de façon rigide à une palette de manoeuvre 15 faisant saillie à l'intérieur de la chambre annulaire 10 pleine d'huile, et en ce que le mouvement d'ouverture de la palette de manoeuvre 15 est limité par une butée 19 prévue sur l'arbre de rotor 6. 2 - Soupape automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que, à l'emplacement de l'évidement 11, l'arbre de rotor 6 est entouré d'une bague 18 calée en r3tation qui comporte une ouverture au dessus de l'évidement Il et est munie de paliers 13 destinés à supporter l'axe 16 du clapet de soupape 14 et dela palette de manoeuvre 15. 3 - Soupape automatique selon l'lune des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la butée 19est dégagée par mortaisage de la matière de la bague 18. 4 - Soupape automatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la masse de la palette de manoeuvre 15 va en augmentant depuis l'axe 16 jusqu'à l'extrémité opposée 20 à l'axe. 5 - Soupape automatique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'il est prévu un ou plusieurs galets à l'extrémité 20 de la palette de manoeuvre 15 opposée à l'axe, qui, lorsque la soupape est ouverte, sont en contact avec la parti cylindrique 21 de la chambre annulaire 10. 6 - Soupape automatique selon l'une des revendications 1 et 5, caractérisée e ce que au lieu du canal d'huile 9, débouche dans l'évidement 71 l'alésage 23 pour le ballast de gaz de la pompe à vide rotative, cet alésage 23 étant fermé par le clapet de soupape 14 et la chambre annulaire 10 étant reliée non pas avec l'huile de travail 2 mais avec la soupape de ballast de gaz. 7 - Soupape automatique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'un ressort est monté à l'extrémité 20 de la palette de manoeuvre 15 opposée à l'axe ou sur le clapet de soupape 14.