Brevet FR2379716A1 — publié le 19780901

L'invention concerne une soupape de retenue pour pompe à gaz à anneau liquide, destinée à recouvrir et à libérer, en fonction de la pression, des ouvertures de sortie de pression d'un disque de distribution, qui sépare l'enceinte de travail de la pompe de la chambre d'aspiration et de la chambre de refoulement du corps. Une pompe à gaz à anneau liquide comporte une enceinte de travail partiellement remplie d'eau, qui est formée du corps et de disques de distribution et dans laquelle est disposé excentriquement un rotor muni d'aubages ou de pales. Par suite de la rotation du rotor, l'eau est projetée vers l'extérieur en formant un anneau entrainé en rotation, guidé par le corps et par les disques de distribution bilatéraux, qui obturent de façon étanche l'enceinte de travail de la pompe sur les faces frontales du rotor. Le gaz est aspiré à travers une fente en forme de croissant des disques de distribution et expulsé de nouveau de l'enceinte de travail de la pompe par une fente de refoulement plus petite, en forme de croissant, des disques de distribution. La fente de refoulement en forme de croissant est établie pour la pression d'aspiration la plus faible pouvant être atteinte économiquement, par exemple de 30 torrspour une pompe à vide.Etant donné qu'en service de la pompe, le rapport des pressions entre l'aspiration et le refoulement ne reste pas maximal, mais varie, par exemple au démarrage de la pompe, il est prévu, en amont de la fente de refoulement en croissant dans le sens de rotation du rotor à pales, dans le ou les disques de distribution, un certain nombre d'ouvertures de sortie de pression individuelles plus petites, qui sont ouvertes ou fermées en fonction du rapport local momentané des pressions entre l'alvéole du rotor et la chambre de refoulement du corps ou au moyen d'une soupape de-retenue. La soupape de retenue connue est formée de billes, suspendues librement à l'intérieur de cages et associées à diverses ouvertures de sortie de pression du disque de distribution. En raison de leur usure incontrolable, les billes ne garantissent cependant pas un fonctionnement sûr de la soupape. De plus, le nombre des ouvertures de sortie de pression pouvant etre pratiquées est limité par les barrettes de matériau devant etre conservées d'une bille à l'autre dans le disque de distribution ainsi que dans les cages, de sorte qu'il n'est pas possible d'assurer un équilibrage continu de la pression dans les alvéoles du rotor, ni un ajustement exact au rapport instantané des pressions entre chaque alvéole du rotor à pales et la chambre de refoulement du corps.La soupape de retenue connue est constituée par un plateau flexible unique, qui recouvre à la fois toutes les ouvertures de sortie de pression à l'exception de la fente de refoulement en croissant et peut s'éloigner librement de la surface du disque de distribution avec une course limitée (DT-AS 1 503 605). Toutefois, ce plateau de soupape flexible oblong ne permet pas d'ajuster exactement le nombre des ouvertures de sortie de pression nécessaires au rapport instantané des pressions entre alvéole du rotor à pales et chambre de refoulement du corps, du fait que, par exemple lors de l'ouverture ou de l'éloignement du plateau de soupape, le mouvement de levée exerce une influence se répercutant d'une ouverture de sortie de pression à l'autre, alors même que la différence de pression existant momentanément n'autoriserait pas encore une libération de l'ouverture de sortie de pression considérée. L'invention a donc pour but de perfectionner la soupape de retenue précitée pour pompe à gaz à anneau liquide, de façon qu'elle garantisse en permanence un ajustement optimal du nombre des ouvertures de sortie de pression utiles ou du commencement de l'expulsion du gaz au rapport instantané ou exigé des pression entre l'aspiration et le refoulement de la pompe. Ce but est atteint par l'invention avec une soupape de retenue du type spécifié au début, qui est caractérisée en ce qu'elle est formée de plusieurs languettes flexibles indépendantes l'une de l'autre dans leur mouvement, qui recouvrent chacune un nombre déterminé d'ouvertures de sortie de pression et dont chacune est réunie rigidement au disque de distribution à l'une de ses extrémité, tandis que son autre extrémité peut s'éloigner de façon limitée du disque de distribution. Grâce aux languettes individuelles de la soupape selon l'invention, le commencement de l'expulsion du gaz est ajusté exactement de manière optimale en fonction de la différence instantanée des pressions entre l'alvéole du rotor à pales et la chambre de refoulement du corps et est décalé vers l'avant ou vers l'arrière dans le sens de rotation du rotor à pales selon les variations de ce rapport des pressions. De ce fait, on évite des surpressions entrainant des pertes dans les alvéoles du rotor, ainsi qu'un reflux du gaz par suite d'une dépression, et l'on obtient un fonctionnement exempt de pertes dans son ensemble. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. - La figure 1 est une vue en élévation d'un disque de distribution d'une pompe à gaz à anneau liquide - la figure 2 représente à plus grande échelle une partie du disque de distribution de la figure 1, auquel sont fixées des languettes de soupape conformes à l'invention - la figure 3 est une coupe faite le long de la ligne III-III de la figure 2. Le disque de distribution 10 d'une pompe à gaz à anneau liquide sépare l-'enceinte de travail de la pompe, située derrière le disque, de la chambre d'aspiration 11 et de la chambre de refoulement 12 du corps de la pompe, situées devant le disque. A l'intérieur du corps de pompe est logé excentriquement un rotor à pales 13, se trouvant derrière le disque de distribution 10. Lors de la rotation du rotor 13 en direction de la flèche 14, il se forme des enceintes de travail, qui sont délimitées par le moyeu du rotor, l'anneau liquide non représenté tournant concentriquement dans la pompe et les pales du rotor, enceintes dont le volume augmente au cours de la rotation du point mort haut vers le point mort bas et diminue de nouveau après le franchissement du point mort bas. En raison de la répartition uniforme des enceintes de travail à la périphérie du rotor, le gaz est aspiré et expulsé de façon continue. Il est aspiré de la chambre d'aspiration ll du corps dans l'enceinte de travail de la pompe à travers une fente d'aspiration 15 en forme de croissant prévue dans le disque de distribution 10 et est expulsé de nouveau des alvéoles 13a du rotor dans la chambre de refoulement 12 du corps à travers une fente de refoulement plus petite 16 du disque 10. En amont de la fente de refoulement 16 dans le sens de rotation du rotor 13, sont disposées de petites ouvertures de sortie de pression individuelles 17, par exemple des trous circulaires. Les languettes de soupape associées selon l'invention à ces ouvertures ne sont pas représentées dans la figure 1. Les dimensions de la fente de refoulement 16 du disque de distribution 10 sont choisies pour la pression la plus faible pouvant être atteinte économiquement, par exemple pour un vide avec une pression d'aspiration de 30 torrs et une pression finale de 760 torrs.Ce grand rapport de pressions ne peut être obtenu normalement qu'avec une pompe à deux étages. Comme le montre la figure 2, il est prévu, en amont de la fente de refoulement 16 dans le sens de rotation du rotor 13, un nombre relativement grand de groupes 17a à 17e d'ouvertures de sortie de pression, qui peuvent être ouvertes et fermées individuellement et indépendamment l'une de l'autre par des languettes de soupape individuelles flexibles l8a à 18e. La languette flexible 18a recouvre le groupe 17a de trous du disque 10, la languette 18b le groupe 17b, et ainsi de suite. A l'une de ses extrémités, chaque languette 18a à 18e est réunie rigidement au disque de distribution 10, tandis que son autre extrémité peut s'éloigner de façon limitée du disque de distribution. Pour limiter leur course, les languettes flexibles 18a à 18e sont disposées entre le disque 10 et des plaques de butée rigides 19, 20, 21. Les languettes et les plaques de butée correspondantes sont avantageusement serrées sur le disque de distribution à un emplacement de fixation commun. A l'exemple de la plaque de butée 19, la figure 3 montre que celle-ci est serrée au moyen d'une vis 22 sur le disque 10, en même temps que les languettes de soupape 18a et 18b.On voit nettement que la plaque de butée 19, de même que les autres plaques de butée, est coudée d'un certain angle par rapport au disque de distribution, afin que les languettes flexibles 18 puissent s'écarter suffisamment des groupes de trous 17. I1 ressort également de la figure 3 que le disque de distribution 10 sépare l'enceinte de travail 23 de la pompe de la chambre de refoulement 12 du corps. Les vis de fixation des autres plaques de butée et languettes de soupape sont désignées par 22a I1 est avantageux d'associer une plaque de butée commune à plusieurs languettes de soupape. L'expulsion du gaz doit commencer d'autant plus tôt que le rapport des pressions entre l'aspiration et le refoulement est plus petit, en particulier au démarrage de la pompe, étant donné que le Volume de gaz, rapporté à la pression normale, est alors comparativement grand. Inversement, pour un rapport des pressions plus grand, le commencement de l'expul- sion du gaz doit avoir lieu plus tard dans le sens de rotation du rotor à pales, jusqu'à ce que, pour le rapport maximum, par exemple entre une pression d'aspiration de 30 torrs et une pression finale de 760 torrs,il ne reste plus, comme ouverture de passage entre ltenceinte de travail 23 de la pompe et la chambre de refoulement 12 du corps, que la fente de refoulement 16.L'invention remplit ces conditions de façon optimale, étant donné que, grace aux languettes flexibles indépendantes l'une de l'autre, qui ne s'influencent pas dans leur mouvement, le commencement de l'expulsion du gaz peut être modifié automatiquement, secteur par secteur, en conformité avec le rapport instantané des pressions entre les alvéoles 13a du rotor et la chambre de refoulement 12 du corps. Les languettes de soupape 18a à 18e font donc varier automatiquement le nombre des groupes utiles 17a à 17e d'ouvertures de sortie de pression dans le disque de distribution 10. Une surpression entralnant des pertes dans les alvéoles 13a du rotor est ainsi évitée, de même qu'un reflux du gaz dans les alvéoles par suite d'une dépression, ce qui conduit à un fonctionnement sans pertes de la pompe. Le grand rapport entre la pression d'aspiration de 30 torrset la pression finale de 760 torrs peut être atteint en un seul étage Les languettes de soupape 18a à 18e sont disposées approximativement de façon à recouvrir chacune un groupe l7a à 17e d'ouvertures de sortie de pression sous une pression sensiblement égale localement. Les ouvertures peuvent présenter en section une forme quelconque. Les languettes flexibles 18a à 18e peuvent être exécutées à partir d'une tôle métallique mince résistant à la corrosion, par exemple en acier inoxydable, ou d'une matière plastique insensible à l'encrassement, telle que le polytétrafluoréthylène, le vulcollan ou le vulcoferran mince. REVENDICATIONS 1 - Soupape de retenue pour pompe à gaz à anneau liquide, destinée à recouvrir et à libérer, en fonction de la pression, des ouvertures de sortie de pression d'un disque de distribution, qui sépare l'enceinte de travail de la pompe de la chambre d'aspiration et de la chambre de refoulement du corps, ladite soupape étant caractérisée en ce qu'elle est formée de plusieurs languettes (18a à 18e) flexibles et indépendantes l'une de l'autre dans leur mouvement, qui recouvrent chacune un nombre déterminé d'ouvertures de sortie de pression (17a à 17e) et dont chacune est réunie rigidement au disque de distribution (10) à l'une de ses extrémités, tandis que son autre extrémité peut s'écarter de façon limitée du disque de distribution. 2 - Soupape de retenue selon la revendication 1, caractérisée en ce que les languettes flexibles (18a à 18e) sont disposées entre le disque de distribution (10) et des plaques de butée rigides (19, 20, 21) qui limitent la course des languettes. 3 - Soupape de retenue selon la revendication 2, caractérisée en ce que les languettes (18) et les plaques de butée correspondantes (19, 20, 21) sont serrées sur le disque de distribution (10) à un emplacement de fixation commun (22, 22a). 4 - Soupape de retenue selon la revendication 3, caractérisée en ce que, à plusieurs languettes (18) est associée une plaque de butée commune (19, 20, 21). 5 - Soupape de retenue selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les languettes (18a à 18e) sont disposées de façon à recouvrir chacune un groupe d' ouvertures de sortie (17a à 17e) de pression sensiblement égale.