Brevet FR2602833A1 — publié le 19880219

POMPE A PALETTES La présente invention concerne un perfectionnement apporté à une pompe à palettes, qui est une pompe rotative utilisée pour équiper divers appareils, tels que les surcompresseurs, les compresseurs, et similaires. La pompe à palettes représentée schématiquement sur la Figure 4 est très connue Jusqu'à maintenant. Sur la Figure 4, le chiffre de référence 31 10 désigne un carter; 32, un rotor, introduit de façon excentrée dans l'espace périphérique interne du carter 31 et supporté en rotation par un arbre tournant 33; 35, 35k et ú, des palettes de type plaques, disposées radialement, avec possibilité de rétraction, dans des rainures de palette 15 34_, 34k et 34ç, régulièrement espacées l'une de l'autre a la périphérie, de façon à diviser la paroi latérale périphérique externe du rotor 32 en trois sections. Lorsque le rotor 32 est entraîné en rotation, dans la direction telle qu'indiquée par la flèche X, par l'arbre tournant 33, les palettes 35a, 35b et 35c sont éjectées selon la 20 direction diamétrale, vers l'extérieur, par la force centrifuge, et leurs bords d'-extrémité sont entrainés en rotation tout en étant en contact de glissement avec la surface périphérique interne du carter 31. Etant donné que le rotor 32 est excentré par rapport au carter 31, comme 25 cela a été mentionné ci- dessus, au fur et à mesure qu'une telle rotation se produit, les volumes des espaces de travail 36., 36k et 36Q, délimités par le carter 31, le rotor 32 et les palettes 35_, 35k et 35ç, sont, de façon répétée, agrandis et diminués. Sur la Figure, on peut voir que l'espace de travail 36a voit son volume s'agrandir progressivement au fur et à mesure que le rotor tourne, pour y aspirer un fluide par un conduit d'admission 3?, disposé parallèlement à la direction axiale; l'espace de travail 36f voit son volume diminuer progressivement au fur et à.35 mesure que le rotor tourne, pour refouler le fluide par un conduit de sortie 38, dispose parallèlement à la direction axiale. Il est connu que le conduit d'admission 37 et le conduit de sortie 38 sont agencés de telle sorte que les deux conduits s'étendent parallèlement & la direction axiale, à partir de la paroi d'extrémité du carter 31, tel que cela est représenté, ou bien qu'ils s'étendent vers l'extérieur, & partir de la paroi périphérique du carter 31. Cependant, dans l'exemple classique décrit cidessus, le fluide, ayant été aspiré parallèlement & la direction axiale par le conduit d'admission 3?, s'écoule de 10 façon rotative le long de la surface périphérique interne du carter 31, à l'intérieur de la pompe, et, & nouveau, change de direction d'écoulement pour s'écouler parallèlement à la direction axiale dans le conduit de sortie 38. Par conséquent, l'énergie cinétique, spécifiquement l'inertie impar Au fluide par la rotation des palettes 35_, 35b et 35Q, n'agit pas de façon efficace dans le sens du refoulement. Egalement, dans le cas o le conduit d'admission 37 et le conduit de sortie 38 s'étendent tous deux vers l'extérieur, à partir de la paroi périphérique du carter 31, la force 20 centrifuge agit de façon efficace pendant le stade de refoulement, tandis que la force centrifuge agit comme une résistance par laquelle la force d'aspiration est diminuée. En conséquence, il est difficile d'accélérer l'écoulement du fluide. Le taux de fuite de fluide de l'espace de travail 25 36_ à l'espace de travail 36Q, de 36b à 36&, et 'de 36c à 36k, entre les palettes 35, 35b et 35c et le carter 31, augmente, ce qui diminue de façon inévitable le rendement de la pompe. La présente invention a pour objectif de maîtriser 30 la perte hydrodynamique telle que décrite ci-dessus, afin d'améliorer le rendement de la pompe. Pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, la pompe à palettes, qui est proposée conformément à la présente invention, comprend un conduit d'admission, qui s'ouvre sur une partie dans laquelle le volume de l'espace de travail délimite entre les palettes s'agrandit au fur et à mesure que la rotation a lieu, ledit conduit d'admission s'étendant parallèlement à l'axe du carter, et un conduit de sortie, qui s'ouvre sur une partie dans laquelle le volume dudit espace de travail diminue au fur et à mesure que la 5 rotation a lieu, ledit conduit de sortie s'étendant vers l'extérieur, à partir de la paroi périphérique du carter. Conformément à la disposition proposée selon la présente invention, étant donné que le conduit de sortie s'étend, à partir de la paroi périphérique du carter, vers 10 l'extérieur, le mouvement d'inertie du fluide refoulé de façon forcée dans le conduit de sortie, par les palettes, a Dour effet d'augmenter la force de refoulement, et l'effet de cavitation qui en résulte favorise l'auto-aspiration au dos de la palette, alors que, étant donné que le conduit 15 d'admission s'étend parallèlement à l'axe du carter sur lequel la force centrifuge n'agit pas comme résistance pour empêcher l'aspiration, l'écoulement du fluide vers l'intérieur de la pompe est accéléré. Comme il ressort à l'évidence des explications 20 données ci-dessus, dans la pompe à palettes selon la présente invention, le conduit d'admission, qui s'ouvre sur la partie dans laquelle'le volume de l'espace de travail délimité entre les palettes s'agrandit au fur et à mesure que la rotation a lieu, s'étend parallèlement à l'axe du carter, 25 ce par quoi l'aspiration peut être effectuée sans à-coups, sans être soumise à la résistance résultant de la force centrifuge; et le conduit de sortie, qui débouche-dahs la partie dans laquelle le volume de l'espace de travail diminue au fur et à mesure que la rotation a lieu, s'étend à 30 partir de la paroi périphérique du carter, vers l'extérieur, ce par quoi l'inertie du fluide agit de façon à augmenter la force de refoulement, et l'autoaspiration est favorisée étant donné que la force de refoulement augmente de façon à accélérer l'écoulement du fluide. La présente invention 35 offre l'excellent effet suivant lequel le rendement volumique de la pompe augmente de 5 à 10%, par comparaison avec une pompe à palettes présentant une structure classique, suivant laquelle le conduit d'admission et le conduit de sortie s'étendent tous deux parallèlement & la direction axiale, ou suivant laquelle le conduit d'admission et le conduit de sortie s'étendent tous deux, & partir de la paroi périphérique du carter, vers l'extérieur. Alors que la présente invention a été présentée brièvement, les buts cidessus, ainsi que d'autres, et de nouvelles caractéristiques de la présente invention, 10 ressortiront à la lecture de la description détaillée suivante, faite avec référence au mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. On soulignera que le dessin est utilisé exclusivement pour illustrer un mode de réalisation destiné à mieux faire comprendre la présente invention et qu'il n'est pas destiné à limiter la portée de cette dernière. Sur ce dessin: - La Figure 1 est une vue en coupe d'une pompe à palettes conforme à un mode de réalisation de la présente 20 invention; - La Figure 2 est une vue latérale en coupe de cette pompe à palettes; - La Figure 3 est une vue latérale en élévation de cette pompe à palettes; et - La Figure 4 est une vue en coupe montrant un exemple d'une pompe à palettes classique. On décrira maintenant, en se référant aux Figures 1 à 3, le mode de réalisation de la pompe à palettes conforme à la présente invention. Sur les Figures 1 à 3, on peut voir qu'un carter avant 1 et un carter arrière 2, ces deux carters étant réalisés en un métal non ferreux, tel que l'aluminium, qui est de poids léger et qui présente un faible coefficient de dilatation thermique, sont rendus solidaires l'un de l'autre. Un rotor 3, réalisé en fer, introduit de façon excentrée dans l'espace périphérique interne 4 du carter, entouré & la fois par le carter avant 1 et le carter arrière 2, s'étend à travers les deux carters 1 et 2, par l'intermédiaire de roulements à billes 5& et 5k, et il est monté à rotation sur un arbre tournant ? auquel une force d'entraînement est transmise par une poulie 6. Des palettes 8, de type plaques, réalisées principalement en une matière carbonée présentant un excellent coefficient de glissement, sont disposées de façon à venir en saillie et à être rétractées (de façon coulissante), chacune dans une rainure 10 de palette 9, les rainures de palette 9 se présentant sous la forme de cavités qui sont régulièrement espacées l'une de l'autre à la périphérie du rotor 3, de façon à diviser la paroi latérale périphérique externe dudit rotor 3 en trois sections. Des broches 10 et 10, réalisées en acier, font 15 saillie sur les deux extrémités de chacune des palettes 8, et un palier douille 11, réalisé en une résine présentant un excellent coefficient de glissement et une excellente résistance à l'abrasion, est enfilé sur chacune des broches 10. Dans des cavités annulaires 12à et 121, formées dans 20 les surfaces internes 1' et 2', o le carter avant 1 et le carter arrière 2 sont opposés l'un à l'autre, coaxialement à l'espace périphérique interne 4 du carter (coaxialement à la surface périphérique interne 1" du carter avant 1), des bagues de retenue 13a et 13k, réalisées en un métal non ferreux, tel que l'aluminium, et possédant chacune une voie annulaire 14, sont ajustees de façon rotative, par l'intermediaire de roulements a billes respectivement 15_ et b. Les broches 10 et 10, en saillie sur les différentes palettes 8, sont en engagement de glissement à la 30 périphérie, dans les voies annulaires 14 et 14 par l'intermédiaire des paliers douilles 11 respectifs. Cet engagement définit le mouvement radial des palettes 8 durant la rotation, de façon à maintenir une position dans laquelle il est formé un léger jeu entre les bords d'extrémité 8' de 35 celles-ci et la surface périphérique interne 1" du carter avanz i. Un conduit d'admission 16 s'ouvre sur une partie dans laquelle le volume de l'espace de travail 18, délimité entre les palettes 8, s'agrandit au- fur et à mesure que la rotation a lieu, s'étend parallèlement à la direction axiale, à partir de la paroi d'extrémité du carter arrière 2, et un conduit de sortie 17, qui s'ouvre sur une partie dans laquelle le volume de l'espace de travail 18 diminue au fur et à mesure que la rotation a lieu, s'étend à partir de la paroi périphérique du carter avant 1, vers l'extérieur, de façon plus spécifique, s'étend approximativement selon la 10 direction tangentielle qui est la direction coïncidant approximativement avec la direction d'inertie dans laquelle le fluide est proJeté par les palettes 8. Lorsque l'arbre tournant 7 et le rotor 3 sont entrainés en rotation dans la direction telle qu'indiquée 15 par la flèche X, en vertu de la force d'entraînement transmise par la poulie 6, les palettes 8 tournent également, et les broches 10, en saillie sur chacune des palettes 8, et les paliers douilles 11 et 11, enfilés sur les broches 10 et 10, tournent le long des voies annulaires 20 14 et 14. Etant donné que la surface périphérique interne 1' du carter et la voie annulaire 14 sont coaxiales l'une par rapport à l'autre, et que la voie annulaire 14 et le rotor 3 sont excentrés l'un par rapport à l'autre, les palettes 8 se déplacent radialement avec glissement dans les 25 rainures de palette 9 du rotor 3, pour venir en saillie et être rétractées de façon répétée, avec le résultat que les volumes des espaces de travail 18, délimités entre les palettes 8, s'agrandissent etdiminuent de façon répétée, au fur et à mesure que la rotation a lieu. Le fluide est aspiré 30 par le conduit d'admission 16 dans l'espace de travail 18 correspondant, dans le processus suivant lequel le volume dudit espace s'agrandit au fur et à mesure que la rotation a lieu, et il permet au fluide d'être refoulé par le conduit de sortie 17 dans le processus suivant lequel le volume de *5 l'espace de travail correspondant diminue au fur et à mesure que la rotation a lieu. Comme cela a été mentionné précédemment, la direction du conduit de sortie 17 coïncide approximativement avec la direction d'inertie du fluide, et, par conséquent, la force de refoulement augmente pour procurer un refoulement totalement sans à-coups. Par ailleurs, le conduit d'admission 16 s'étend parallèlement & l'axe de la paroi d'extrémité du carter arrière 2, et, par conséquent, la force centrifuge résultant de la rotation du fluide à l'intérieur de l'espace périphérique interne 4 du carter, n'agira pas en tant que résistance à l'encontre de 10 l'aspiration, et l'action d'auto-aspiration au dos des palettes 8 est favorisée par la cavitation résultant de l'augmentation de la force de refoulement. En conséquence, la perte provoquée par la fuite peut être éliminée, et l'écoulement du fluide être accéléré. Comme cela a été décrit ci-dessus, conformément à la présente invention, la perte hydrodynamique est maîtrisée. En outre, étant donné qu'il est prévu que les palettes 8 tournent sans entrer en contact avec la surface périphérique interne 1" du carter 1, la perte provoquée par 20 le frottement mécanique est également extrêmement réduite, un rendement extrêmement élevé pouvant donc être obtenu. Il est bien entendu que le mode de réalisation cidessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables sans sortir pour cela 25 du cadre de l'invention. REVENDICATION 4Pompe à palettes, comprenant un rotor (3) supporté en rotation, de manière excentrée, dans l'espace périphérique interne (4) d'un carter (1, 2), et des palettes (8) dU type plaques, disposées pour être capables de venir en saillie et d'être rétractées dans une pluralité de rainures de palette (9) constituées par des cavités dudit rotor (3), caractérisée par le fait qu'elle comprend un conduit d'admission (16), qui débouche dans une partie dans laquelle 10 le volume de l'espace de travail (18), délimité entre les palettes (8), s'agranditau fur et & mesure que la rotation a lieu, ledit conduit d'admission (16> s'étendant parallèlement & l'axe du carter (1, 2), et un conduit de sortie (17>, q1 débouche dans une partie dans laquelle le volume de l'espace de travail (18) diminue au fur et à mesure que la rotation a lieu, ledit conduit de sortie (17) s'étendant vers l'extérieur à partir de la paroi périphérique du carter (1, 2).