Brevet FR2564154A1 — publié le 19851115

i Pompe rotative à excentricité variable et à palettes oscillantes Les pompes les plus connues se trouvant dans le commerce sont à pistons, à engrenages ou à palettes. Bien qu'ayant un excellent rendement volumétrique et permet- tant de grandes hauteurs d'élévation, les pompes à pistons ont des moyens très compliqués de variation de leur portée cy- clique. Les pompes à engrenage sont relativement coûteuses et ne per- mettent pas la variation de la portée cyclique. Les pompes à palettes radiales présentent un gros problème d'étanchéité; les pressions pouvant être atteintes et les rendements sont donc modestes. En outre, elles sont délicates, présentent une grande sensibi- lité à la pollution de l'huile de la part de particules mé- talliques et leur amorce d'aspiration demande un nombre élevé de tours. L'invention en question élimine les inconvénients susdits et apporte d'autres avantages importants, ainsi qu'il sera illus- tré plus loin. Dans les pompes rotatives à palettes, avec excentricité entre rotor et stator, la position des palettes par rapport au rotor doit présenter une variation cyclique afin que leur position optimale soit constamment maintenue, c'est-à-dire pour main- tenir leur extrémité, à tout moment, en contact ou à brève distance, de la superficie cylindrique interne du stator. Si l'on tient compte de l'excentricité entre rotor et stator, la proéminence de l'extrémité de la palette doit varier cycli- quement durant chaque tour par rapport à la superficie cylin- drique du rotor. Suivant la présente invention, ceci est obtenu par l'oscilla- tion de chaque palette, autour d'un arbre parallèle à l'ar- bre du rotor et supporté par celui-ci, au moyen d'un disposi- tif spécial de guide et de réaction aux pressions du fluide sur la palette même. Ce dispositif, dans un type préféré de réalisation,comprend un petit bras solidaire excentriquement de l'arbre de chaque palette et disposé de façon à ce que son axe géométrique se trouve à peu près en alignement avec l'extrémité de chaque palette. Ce bras est doté d'un moyen de glissement., tel que roule- ment à galets ou autre, sur une piste circulaire co-ax ale et solidaire du stator s'adaptant donc automatiquement à la variation éventuelle d'excentricité du stator par rapport au rotor, tout en maintenant la guide et le réglage de l'oscilla- tion des palettes. Le rotor est substantiellement formé de deux parties latérales cylindriques, réunies par un corps intermédiaire lui aussi cy- lindrique, de diamètre adéquatement moindre. Il est ainsi possible de loger, dans la cavité annulaire ré- sultant de la différence des diamètres, la partie oylindrique du stator faisant vis-à-vis à ce corps central du rotor. Une série d'orifices prévus sur le rotor, parallèles A son arbre, à égale distance de celui-ci et présentant une valeur d'angle constante, résultent, dans la zone cylindrique du rotor, ouverts en direction opposée à l'axe de ce dernier: et communiquant ainsi avec la zone annulaire créée entre stator et rotor. Les orifices cylindriques logent les arbres cylindriques oscil- lants des palettes obtenues par aplatissement de la zone cen- trale des arbres, à brève distance de leur axe géométrique, en coincidence de la zone nnuiaire existant entre rotor et stator. La partie aplatie des palettes constitue le front de réaction aux pressions du fluide, alors que l1ur partie convexe forme le dos oscillant à l'intérieur des logements sur le rotor. Une masse excentrique est solidaire de chaque arbre formant les palettes, dans une.position angulaire apte à créer une force centrifuge tendant à maintenir le coussinet du bras de guide et de réaction er. direction de la piste circulaire co- axiale et solidaire du stator et done maintenir l'extrémité des palettes vers la superficie interne du stator. Le stator peut effectuer un mouvement de translation par rap- port au rotor de manière à varier l'excentricité et donc la grandeur des chambres qui se forment cycliquement entre les palettes et les superficies cylindriques opposées du rotor et du stator, variant donc la portée cyclique de la pompe. La translation du stator détermine également celle de la piste circulaire co-axiale qui dirige les bras de guide et de réac- tion solidaires des palettes. La translation du stator est déterminée par la poussée donnée par un organe à vis auquel s'oppose un ressort de réaction, rendant ainsi possible un réglage précis et minutieux de l'ex- centricité. Dans une forme préférée de réalisation, le rotor est en une seule pièce tandis que le stator est construit en deux pièces pour permettre son logement dans l'espace existant entre les deux parties latérales cylindriques du rotor. L'étanchéité entre la partie dorsale de la palette et son siège semicylindrique sur le rotor,dans lequel elle peut osciller, est assurée par une garniture longitudinale insérée dans un logement de cette partie dorsale. Le contact entre la superficie cylindrique interne du stator et l'extrémité des palettes, se fait à travers le fluide, en l'espèce. huile, qui passe par cette extrémité; tout ceci avec un frottement minimum et une facilité et étanchéité ma- ximum. Les caractéristiques et les buts de cette invention seront rendus encore plus clairs par les exemples de réalisation qui suivent, accompagnés de figures schématiques. La figure 1 est une pompe en perspective; la figure 2 est une section transversale La pompe comprend une série de palettes radiales 21 obtenues en aplatissant dans leur zone centrale les arbres 10, subs- tantiellement constitués d'un cylindre et logés dans les ori- fices 51 du corps du rotor, solidaire de l'arbre 12 tournant sur les roulements 13-14 (fig. 1). A l'intérieur de la cavité centrale annulaire 15 présentée par le rotor, est logé le stator prévu en deux moitiés 16, 16', avec base plate 17 coulissant sur les galets 18 posés sur le fond de la carcasse 19, avec interposition de la cage 20. Les arbres formant ies palettes sont supportés des deux cô- tés par les roulements à galets 22 et 23, et présentent à une extrémité le pivot 25 de réaction avec coussinet 24 monté en projection et en position excentrique par rapport à l'axe géo- métrique de rotation de la palette 21, et la masse d'équili- brage 26. Le coussinet 24 parcourt en roulant la piste circulaire 27 avec bord annulaire 28 coaxiale au stator et rendue solidai- re de celui-ci par le corps cylindrique en godet 29. D'un côté, le stator 16 est en contact avec la vis 30 vissée sur le couvercle 31 solidaire de la carcasse 19. Du côté opposé à la vis 30, on a la réaction élastique contras- tante du ressort à hélice cylindrique 32, enfilé dans l'élé- ment 33 solidaire de la carcasse 19, par l'intermédiaire de l'embout 35 du godet 34 solidaire de la tige 34. La pression du ressort est réglée par le volant 36 vissé sur l'élément creux 33 pressant sur le ressort par l'intermédiai- re de la bague d'espacement 37. Sur la carcasse 29, est appliquée la tubulure 38 communiquant avec l'orifice 39 du stator par l'intermédiaire du tube élastique 40. Dans sa partie inférieure, le stator présente une série d'ori- fices 41, qui débouchent dans le conduit 42 communiquant avec la tubulure latérale -43 par le petit tuyau intermédiaire 44. L'extr8mité droite, telle 45-46, de deux palettes contigUes, fait tenue contre la superficie interne du stator, en créant, au fur et à mesure, des chambres telles que 47 (fig. 2)de vo- lume variable. La variation sera plus ou moins grande suivant l'excentricité de la position du rotor 11 par rapport au stator 16-16'. Les extrémités 45-46 de chacune des palettes se présentent plus ou moins en alignement avec l'axe 50 du pivot de réaction. Une garniture d'étanchéité 48 est prévue sur le dos convexe de chaque palette. Le fluide aspiré entre dans la tubulure 38 et, à travers l'ori- fice 39, parvient dans les chambres 47de. volume variable o, par effet de la rotation du rotor 11, il se trouve comprimé et envoyé dans le conduit 42 de refoulement. Le coussinet 24 du pivot 25 de chacune des palettes, coulis- sant sur la piste 27, s'oppose à la pression du fluide dans la palette. Les palettes, tout en oscillant cycliquement autour de l'axe de l'arbre 10, sur un angle déterminé de l'excentricité entre rotor et stator, maintiennent, par effet du pivot 25, leurs extrémités droites, telles que 45, 46, à peu près constam- ment en contact avec la superficie cylindrique interne du sta- tor ou de toute façon à peu de distance de celle-ci. Si l'on désire varier la portée cyclique de la pompe, on agit sur la vis 30, changeant, par rapport au rotor 11, la position et l'excentricité du stator 16-16' et par conséquent de la piste 27. Par effet de la force centrifuge, la masse d'équilibrage 26 collaborera avec le coussinet 24 pour maintenir constamment les palettes dans une stabilité optimale. Grande hauteur d'élévation et haut rendement volumétrique. Absence de vibrations Robustesse, grande fiabilité et durée Réglage rapide et facile du débit cyclique de la pression et de la puissance Régime étendu d'utilisation, a un nombre de tours bas ou élevé. Rapport élevé entre le volume des chambres, l'encombrement et le poids. Simplicité de construction et coût réduit de production. Etant donné que les applications de cette invention ont été décrites à titre d'exemple indicatif et non limitatifX il reste entendu que toute application équivalente des concepts d'invention exposés, et tout produit réalisé et/ou opérsant suivant les caractéristiques de il'invention, rentreront dans son. domaine de protection. $s 2564154 Revendications 1. Pompe rotative à palettes, à excentricité variable, caractérisée en ce que la variation cyclique de la proéminence des palettes 21 par rapport à la superficie cylindrique du rotor 11, pour maintenir leur extrémité droite 45-46 constam- ment en contact, ou en tous cas à brève distance de la super- ficie cylindrique interne du stator 16-16', est déterminée par l'oscillation cyclique de chacune des palettes 11, sur un arbre 10 parallèle à l'arbre 12 du rotor 11 et supporté par ce dernier, oscillation guidée et réglée par un disposi- tif 25-24 de guide et de réaction aux pressions du fluide. 2. Pompe rotative à palettes, à excentricité variable, sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif 25-24 de guide et de réaction est constitué d'un bras 25, excentriquement solidaire de l'arbre 10 de chaque palette et dont l'axe géométrique 50 se trouve à peu près aligné à l'extrémité droite 45-46 de celle-ci, doté d'un moyen 24 de glissement sur une piste 27 circulaire coaxiale et solidaire du stator 16-16', de façon que la guide et régulation de la proéminence formée par les palettes sur le rotor 11 s'adapte automatiquement à la varia- tion éventuelle d'excentricité du stator 16-16' par rapport au rotor 11. 3. Pompe rotatives à palettes, à excentricité variable, sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor 11 est substantiellement for- mé de deux parties latérales cylindriques, reliées par un corps cylindrique intermédiaire de dianmètre adéquatement inférieur avec une épaisseur permettant de loger le stator 16-16' dans la cavité annulaire 15 en résultant, le rotor 11 présentant, avec une valeur d'angle constante, une série d'orlfices cy- lindriques parallèles à l'arbre 12 du rotor et à distance égale de ce dernier, ces orifices se trouvant, en coïncidence du corps cylindrique intermédiaire, ouverts de la partie opposée à l'ar- 9- 2564154 bre 12 du rotor 11 de façon à communiquer avec le volume annu- laire 15 créé entre stator et rotor, ces orifices 51 consti- tuant le support des arbres 10 cylindriques, oscillants, des palettes 21 obtenues par aplatissement de la zone centrale des arbres 10 à brève distance de leur axe géométrique en coinciden- ce de la zone annulaire 15 entre rotor et stator. 4. Pompe rotante à palettes, à excentricité variable, suivant la revendication 3, - caractérisée en ce que chacune des palettes 21 présente une section transversale constante substantiellement en demi-cercle, la partie plate constituant l'avant qui réagit aux pressions du fluide et la partie convexe le dos oscillant dans son lo- gement sur le rotor. 5. Pompe rotative à palettes, à excentricité variable, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor 11 est en une seule pièce tan- dis que le stator est construit en deux pièces 16-16'. 6. Pompe rotative à palettes, à excentricité variable, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le stator 16-16' peut effectuer un mou- vement de translation par rapport au rotor 11, afin de varier l'excentricité relative. 7. Pompe rotative à palettes, à excentricité variable, suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la translation du stator 16-16' est dé- terminée par la poussée donnée par un organe à vis 36, auquel s'oppose un ressort de réaction 32. 8. Pompe rotative à palettes, à excentricité variable, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le fluide, en l'espèce huile, qui passe entre l'extrémité droite 45-46 des palettes 21 et la superficie cylindrique interne du stator 16-16', crée un contact palet- te-stator à travers le fluide, avec un minimum de frottement et une facilité maximum de glissement. 9. Pompe rotative à palettes, à excentricité variable, sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce que le fluide est aspiré radialement et expulsé tangentiellement. 10. Pompe rotative à palettes, à excentricité variable, sui- valt la revendication 1, caractérisée en ce que chaque arbre 10 formant les palettes 21 est solidaire d'une masse 26 excentrique,de dimensions adé- quates et positionnée de façon à déterminer une force centri- fuge dirigée de manière à pousser l'extrémité des palettes -46 vers la superficie cylindrique interne du stator 16-16' pour coopérer avec le dispositif de guide et réaction aux pres- sions du fluide.