Brevet FR2439884A1 — publié le 19800523

Domiaine technique. La présente invention concerne une nouvelle pompe rotative ou plus précisément, une pompe à pistons ou rotors tournant de manière continue dans un cylindre à révolution ou corps autour d'un axe parallèle à celui du cylindre où ils s'adaptent à la forme dudit cylindre ou corps avec des moyens d'étanchéité appropriés, un conduit d'admission et un conduit de refoulement débouchant en des orifices rapprochés sur la paroi dudit cylindre, lesdits pistons ou rotors délimitant avec les parois du cylindre au moins deux chambres dont les volumes s'agrandissent quand elles communiquent avec le conduit d'admission et se rapetissent quand elles communiquent avec le conduit de refoulement. Problème posé. I1 s'ait de réaliser une pompe volumétrique mue par un mouvement rotatif en sauve tardant l'étanchéité et les fuites. Etat de la technique antérieure et inconvénients. Dans ce domaine il existe les pompes à engrenages, les pompes à palettes bien connues ainsi que de nombreux autres dispositifs qui présentent chacun leurs avantages et leurs inconvénients. Cependant, les inconvénients essentiels de ces dispositifs sont le manque d'étanchéité, les frottements et les fuites. La présente invention apporte une nouvelle solution qui a l'avantage de présenter un piston avec de larges surfaces en frottement permettant de disposer facilement les dispositifs d'étanchéité néces aires. Bref exposé de l'invention. La pompe suivant l'invention est caractérisée principalement par le fait que les pistons ou rotors combinent les particularités suivantes a) leurs axes de rotation sont coaxiaux cl celui cu cylindre, b) chacun d'eux exécute un mouvement de rotation à vitesse accélérée dès qu'il dégage l'orifice d'admission, et ceci pendant un demi-tour environ, puis un mouvement de rotation ralenti avec vitesse réduite quand il aborde l'orifice de refoulement et tant qu'il n'a pas quitté l'orifice d'admission qui le suit, c) ils obturent complètement successivement les orifices de refoulement puis d'admission pendant en partie de leur rotation à vitesse réduite. En général, la pompe comporte deux pistons ou rotors montés l'un sur un arbre creux, l'autre à l'extrémité d'un arbre traversant la partie axiale de l'arbre creux, chacun des deux arbres aboutissant dans un boitier de commande où un dispositif mécanique leur applique le mouvement approprié. On peut prévoir différentes sortes de commande du mouvement des rotors ou pistons tel que cela vient d'être défini. Toutefois on a trouvé intéressant et simple de réaliser ce mouvement en faisant terminer les arbres dans le hoitier de commande par une manivelle portant, à leurs extrémités, des coulisseaux qui plissent sur une barre réalisant deux glissières symétriques, barres dont la partie centrale est solidaire d'un axe parallèle à ceux des arbres des pistons ou rotors mais décalés par rapport à ceux-ci d'une valeur inférieure au double de la longueur de chaque glissière, la longueur des manivelles, la distance entre les axes et les arbres supports des rotors et l'arbre de commande ainsi que l'épaisseur polaire des rotors ou pistons étant déterminées en fonction du taux de compression voulu.Une particularité de l'invention réside dans le fait que chaque piston est solidaire d'un flasque d'étanchéité, l'un intérieur, correspondant au rotor monte sur l'arbre creux, l'autre extérieur correspondant au rotor monte sur l'arbre traversant évidemment l'arbre creux, tandis que les orifices d'admission et de refoulement se trouvent sur la partie courbe du cylindre. Solution au problème et avantages. On remarque que la portée des pistons ou rotors à la périphérie du cylindre couvre un secteur de presque un quart de cercle, pratiquement 850. I1 est facile de disposer des moyens d'étanchéité sur un tel secteur. Brève description des figures. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après qui en donne un exemple non limitatif de réalisation pratique qui est illustré par les dessins joints dans lesquels la figure 1 est une coupe verticale d'un schéma de l'invention suivant I-I de la figure 7 les figures 2 à 8 > représentent les différentes phases de fonctionnement de la pompe, et notamment des rotors en des schémas simplifiés suivant une coupe II-II de la figure 1 les figures 9 à 15 représentent schématiquement ces différentes phases de fonctionnement du dispositif de commande des rotors en des schémas réalisés suivant une coupe III-III de la figure 1. Description d'un mode de réalisation de l'invention. La pompe se compose d'un cylindre 1 dans lequel tourne deux pistons ou rotors 2 et 3. Le piston 2 est calé sur un flasque 4 et un arbre central 5 reposant sur un palier d'extrémité 6 du cylindre 1 et se terminant par une manivelle 7 à l'intérieur du boitier de commande 8. Le piston 3 est calé sur un flasque 9 et un arbre creux 10 reposant sur un palier 11. L'arbre creux 10 se prolonge à l'intérieur du boitier de commande 8 pour être actionné par une manivelle 12. I1 est bien évident que l'arbre central 5 et l'arbre creux 10 sont coaxiaux au cylindre 1, Sur un côté de ce cylindre 1, perpendiculairement à son axe, arrive un conduit d'admission 26 débouchant par un orifice 13 dans le cylindre 1, et un conduit de refoulement 14 débouchant dans le cylindre 1 par un orifice 15. Les manivelles 7 et 12 portent à leurs extrémités > respectivement des coulisseaux 16, 17 qui glissent sur une barre 18 qui réalise deux glissières symétriques autour d'un moyeu 19 calé sur un axe d'entraÎnement 20 solidaire d'un moteur et tournant, de ce fait, suivant un mouvement circulaire uniforme. L'arbre 20 est parallèle aux arbres 5 et 10. I1 en est distant d'une valeur inférieure au double de la longueur de chaque glissière 21 et 22 de la barre 18. Certaines dimensions de la pompe doivent respecter les valeurs données. C'est le cas de l'épaisseur des pistons ou rotors 2 et 3, que l'on peut désigner par "épaisseur polaire" car les faces avant et arrière de chacun de ces pistons ou rotors sont dans des plans diamètraux du cylindre 1. Plus la distance entre l'axe 20 et l'axe des arbres 5 et 10 est grande, plus grande seront les variations de vitesse des pistons ou rotors 2 et 3 lorsque la barre 18 tourne à vitesse constante dans ces deux distances on est cependant limité par la longueur de manivelle 7, 12, car les coulisseaux 16, 17 doivent pouvoir coulisser tout au long des glissières 21, 22. Fonctionnement. La barre 18 est entraînée par un mouvement de rotation unlforme suivant la flèche 23 (figure 9 à 15). Par l'ln- termédiaire des coulisseaux 16 et 17, elle entraîne les manivelles 7 et 12 suivant un mouvement circulaire alternativement accéléré et retardé. Quand le coulisseau 16 ou 17 se trouve au-delà de l'axe 20, considéré par les arbres 5 et 10, le mouvement de ces derniers arbres est lent. Lorsque lesdits coulisseaux 17 et i6 se trouvent du meme côté que les arbres 5 et 10 par rapport à l'arbre 20 > les coulisseaux 17 et 16 se trouvent du même cô- té des arbres 5 et 10 par rapport à l'arbre 20, le mouvement est rapide. Tout cela est illustré dans les figures 9 à 15. Aux figures 9 et 10, la manivelle 12 ralenit tandis que la manivelle 7 s'accélère. Aux figures 11 à 13, la manivelle 12 accélére tandis que la manivelle 7 ralentit. Aux figures 14 et 15 la manivelle ralentit tandis que la manivelle 7 accélère. Ce mouvement de commande étant compris, en se reportant aux figures 2 à 8, on observe un mouvement correspondant, évidemment, des arbres 5 et 10 et des pistons ou rotors 2 et 3 correspondants. A la figure 2, le rotor 2 obture l'orifice de refoulement 15 tandis que le rotor 15 obture l'orifice d'admission 13 ; les deux rotors sont pratiquement l'un contre l'autre. Dans le stade suivant (figure 3), le rotor 3 accélère et dégage l'orifice d'admission 13 pour délimiter une chambre 24 dont le volume va grandissant (figure 4) Jusqu'à un maximum (figure 5) au moment où le rotor 2 obture à son tour l'orifice d'admission 13. Dans le stade des figures 6 et 7, le rotor 3 ralentit tandis que le rotor accélère pour réduire le volume de la chambre 24 afin de comprimer le fluide aspiré et le refouler, à travers l'orifice 15 > dans le conduit i4. La figure 8 représente un stade identique à celui de la figure 2. Pendant ce temps, une autre chambre 25 délimitée de l'autre côté des deux rotors 2 et 3 subit des variations géométriques en sens inverse adrrisior se faisant dans le stade représenté aux. figures C et 7 tandis que 12 compression se faisant dans les stades représentés aux forures 2, 3 et 4. Le frottement des rotors 2 et 3 est très limité sur les parois planes latérales du cylindre 1 puisque ce sont les flasques 4 et 9 qui tournent contre ces parois mais qui réalisent l'étanchéité entre elles et l'autre rotor. Les mouvements relatifs des flasques et des rotors est de faible amplitude et les problèmes d'étanchéité sont donc réduits à ce niveau. Les problèmes essentiels d'étanchéité sont à résoudre entre les surfaces courbes des rotors 2 et 3 et les parois internes courbes des cylindres correspondants. Comme ces surfaces courbes couvrent un secteur d'environ 850, il est facile, sur une telle surface, de prévoir les segments ou Joints d'étanchéité nécessaires. La pompe volumétrique de l'invention peut servir à pomper ou comprimer des gaz aussi bien que des liquides Dans le cas de gaz, on prévoit des dispositifs de refroidissement sur la paroi du cylindre 1 ; ceci n'est pas décrit car faisant partie de l'art habituel en la matière. REVENDICATIONS 10/ Pompe à pistons ou rotors tournant de manière continue dans un cylindre de révolution ou corps autour d'un axe parallèle à celui du cylindre où ils s'adaptent à la forme dudit cylindre ou corps avec des moyens d'étanchéité appropriés, un conduit d'admission et un conduit de refoulement débouchant en des orifices rapprochés sur la paroi dudit cylindre, lesdits pistons ou rotors délimitant avec les parois du cylindre au moins deux chambres dont les volumes s'agrandissent quand elles communiquent avec le conduit d'admission et se rapetissent quand elles communiquent avec le conduit de refoulement, c a r a c t é r i s é e par le fait que les pistons ou rotors combinent les particularités suivantes a) leurs axes de rotation sont coaxiaux à celui du cylindre, b) chacun d'eux exécute un mouvement de rotation à vitesse accélérée dès qu'il dégage l'orifice d'admission, et ceci pendant un demi tour environ, pulls un mouvement de rotation ralenti avec vitesse réduite quand il aborde l'orifice de refoulement et tant qu'il n'a pas quitté l'orifice d'admission qui le suit, c) ils obturent complètement successivement les orifices de refoulement puis d'amission pendant la partie de leur rotation à vitesse réduite. 20/ Pompe telle que définie dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é e par le fait qu'elle comporte deux pistons ou rotors montés l'uns sur un arbre creux, l'autre à ltextrémité d'un arbre traversant la partie axiale de l'arbre creux, chacun des deux arbres aboutissant dans un boitier de commande où un dispositif mécanique leur applique le mouvement approprié. 30/ Pompe, telle que définie dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é e par le fait que les arbres dans le boitier de commande se terminent par une manivelle portant, à leurs extrémités, des coulisseaux qui glissent sur une barre réalisant deux glissières symétriques, barre dont la partie centrale est solidaire d'un axe parallèle à ceux des arbres des pistons du rotor mais décalés par rapport à ceux-ci d'une valeur inférieure au double de la longueur de chaque glissière, la longueur des manivelles, la distance entre les axes et les arbres support des rotors et l'arbre de commande ainsi que l'épais- seur polaire des rotors ou pistons étant déterminées en fonction du taux de compression voulu. 40/ Pompe, telle que défini dans les revendications 2 et 3, prise isolément, c a r a c t é r i s é e par le fait que chaque rotor ou piston est solidaire d'un flasque d'étanchéité, l'un intérieur, correspondant au rotor monte sur l'arbre creux, l'autre extérieur correspondant au rotor monte sur l'arbre traversant évidemment l'arbre creux, tandis que les orifices d'admission et de refoulement se trouvent sur la partie courbe du cylindre.