Brevet FR2653829A1 — publié le 19910503

La présente invention concerne une machine rotative comportant un stator, un rotor et des palettes logées dans le stator, cette machine pouvant etre sèche ou lubrifiée. Cette machine est principalement utilisée comme pompe, mais elle peut aussi être utilisée comme compresseur. On connaît, par le document US 4507.067, une pompe comportant des palettes logées dans des fentes radiales du stator et des palettes logées dans le rotor. Pour éviter les chocs entre palettes du stator et palettes du rotor, un dispositif à cames commande la course des palettes du stator. Ce dispositif à cames impose l'utilisation de nombreuses pièces mécaniques, ce qui diminue la fiabilité et nécessite un réglage fréquent. De plus, les palettes, tournant avec le rotor, engendrent des efforts centrifuges importants et des chocs générateurs d'usure prématurée et de bruits. La présente invention a pour but de simplifier la réalisation mécanique d'une telle pompe, afin d'augmenter sa fiabilité, et ce but est atteint en supprimant les palettes du rotor, ce qui permet de supprimer le dispositif à cames. De plus toutes les palettes sont dans le stator, et elles ne font alors plus partie des masses tournantes. La maintenance de cette pompe est simplifiée car il n'y a plus obligation de démonter le rotor pour pouvoir changer ses palettes, toutes les palettes ainsi logées dans le stator, étant démontables de l'extérieur. La présente invention a pour objet une machine rotative comportant un stator, un rotor de forme elliptique et au moins deux palettes logées dans le stator, caractérisé en ce que la surface interne du stator est cylindrique, ce qui suffit à délimiter des chambres à volume variable. Selon un premier mode de réalisation, le stator comporte deux palettes diamétralement opposées, ces deux palettes delimitant deux chambres à volume variable. Selon un deuxième mode de réalisation, qui permet de doubler le nombre de chambres, le rotor est creux, de forme elliptique, et un cylindre fixe, muni de deux autres palettes, est logé dans ce rotor. Ces deux autres palettes délimitent deux autres chambres à volume variable. Le taux de compression de la pompe est augmenté si certaines chambres sont reliées en série, de manière appropriée, ou le débit aspiré est augmenté si certaines chambres sont reliées en parallèle, de manière appropriée. Il est décrit ci-après, à titre exemple et en référence aux dessins annexés, les deux modes de réalisation de la pompe selon 1 invention, Les figures 1 à 4 montrent le premier mode ae réalisation. - la figure 1 montre la pompe schématiquement selon une coupe transversale. - les figures 2A à 2H montrent huit phases de fonctionnement. - la figure 3 montre un exemple de réalisation pratique, en coupe schématique longitudinale. - la figure 4 montre une coupe schématique transversale. - Les figures 5 à 10 montrent le deuxième mode de réalisation. - la figure 5 montre la pompe schématiquement selon une coupe tranversale. - les figures 6A à 6L montrent douze phases de fonctionnement. - la figure 7 montre un exemple pratique de réalisation, en coupe longitudinaie selon VII de la figure 8 - la figure 8 est une coupe selon VIII de la figure 7 - les figures 9 et 10 sont des coupes selon respectivement IX et X de la figure 7 Dans la figure schématique 1 sont représentés les éléments essentiels de la pompe, c'est-à-dire un rotor 1 qui tourne dans un stator 2 muni de deux palettes 3 et 4. Le rotor 1 est de forme elliptique et il tourne dans le stator 2 dont l'alèsage est de forme cylindrique. L'axe de rotation du rotor est confondu avec l'axe de l'alèsage cylindrique du stator. Le stator comporte deux lumières situées de part et d'autre de la palette 4, une lumière d'aspiration A1 et une lumière de refoulement R2, et deux autres lumières situées de part et d'autre de la palette 3, une lumière d'aspiration A2 et une lumière de refoulement R1. La position et la forme des lumières A1, R A R doivent être telles qu'il ne puisse jamais y avoir de 2 2' 2 passage direct entre une lumière d'aspiration et une lumière de refoulement, quelle que soit la position du rotor. L'alèsage du stator, et les deux palettes 3 et 4 délimitent deux chambres à volume variable, une chambre C 4 et une chambre C B , chaque chambre renfermant deux volumes de fluide qui varient selon la position du rotor.Le volume maximal des chambres C&alpha; et Css est bien visible en fig 2D et 2H. Les figures 2A à 2H montrent huit phases de fonctionnement au cours desquelles l'evolution complète d'un volume & 2 traversant la chambre C&alpha; a été bien mise en évidence. Bien entendu, un volume équivalent fi 2 traverse la chambre Css. Ces figures montrent également un volume a précédent le volume 9 2 et un volume ot 3 suivant le volume &alpha;2, puis un volume fi l précédent le volume fi 2 et un volume fi3 suivant le volume fi 2 Dans la figure 2A, la lumière A1 est progressivement découverte grâce à la rotation du rotor 1, ce qui assure un nouveau remplissage de la chambre C&alpha; à la pression d'aspiration, par le volume 9 2 le volume au ayant été aspiré au demi-tour précédent. Dans la figure 2B, le remplissage se poursuit, le volume &alpha;2 continuant d'augmenter. Dans la figure 2C, le remplissage se poursuit mais la lumière A1 commence à être obturée par le rotor. Dans la figure 2D, la phase d'aspiration du volume&alpha;2 est terminée, le volume&alpha;2 étant alors égal au volume de la chambre CCC . Dans la figure 2E , c est le début de la phase de compression car ie volume d 2 diminue. La lumière R1 est découverte par le rotor et ceci permet le refoulement du fluide. Dans les figures 2F et 2G, la phase de refoulement se poursuit. Dans la figure 2H, la phase de refoulement est terminée, tout le volume i 2 ayant été refoulé dans la lumière R1. Après une légère rotation (position de la figure 2A) un nouveau volume &alpha;3 prendra naissance immédiatement. Il aura donc fallu un tour complet du rotor pour faire passer un volume 0( de la lumière 2 d'aspiration A1 à la lumière de refoulement R1. Pendant ce tour complet, le volume p 2 est également passé de la lumière A2 à la lumière R2. On a également refouler 0 La figure 3 montre une coupe schématique longitudinale de la pompe, dans laquelle sont représentés le conduit général 7A d'aspiration et le conduit général 8A de refoulement. Le conduit 7A débouche à l'intérieur du stator par les deux lumières Al et A2 et le conduit 8B reçoit le fluide provenant des lumières Rl et R2. Les deux lumières A1, A2 sont reliées entre elles par un conduit 16A, visible également en figure 4, et les lumières Rl, R2 sont reliées entre elles par un conduit l9A pratiqué dans le couvercle 9. La figure 4, qui est une coupe schématique transversale, montre les deux palettes 3,4 qui peuvent être maintenues contre le rotor par l'intermédiaire de deux ressorts respectivement 5 et 6. Dans la figure 5, montrant le deuxième mode de réalisation, l'intérieur du rotor 1 est creux et il renferme un cylindre fixe jouant le rôle d'un stator 10. Ce stator 10 comporte deux palettes 11, 12, diamètralement opposées et poussées contre le rotor au moyen d'un ressort 13. Deux lumières sont situées de part et d'autre de la palette 11, une lumière d'aspiration A3 et une lumière de refoulement R4. Deux autres lumières sont situées de part et d'autre de la palette 12, une lumière d'aspiration A4 et une de refoulement R3. La position et la forme des lumières A3, A4, R3, R4 doivent être telles qu'il ne puisse jamais y avoir de passage direct entre une lumière d'aspiration et une lumière de refoulement, quelle que soit la position du rotor. L'alèsage du rotor, et les deux palettes 11, 12 délimitent deux nouvelles chambres à volume variable C, C' , chaque chambre renfermant deux volumes de fluide qui varient selon la position du rotor. Le volume maximal des chambres C'&alpha; , C'ss est bien visible en fig. 6D, 6H et 6L. Les figures 6A à 6L montrent douze phases de fonctionnement au cours desquelles l'évolution complète d'un volume &alpha; 2 traversant la chambre CJpuis la chambre C'J, a bien été mise en évidence. Bien entendu, un volume équivalent fi 2 traverse la chambre C'&alpha;puis la chambre C' Ces figures montrent également un volume t 1 précédent le volume &alpha;2 un volume &alpha;3, suivant le volume &alpha;2, et un volume suivant le volume &alpha;;3, puis un volume fi précédent le volume ss2, un volume ss3 suivant le volume 2 et un volume ss4 suivant le volume ss3. Dans les figures 6A à 6D, le volume &alpha;2 évolue de la manière que dans les figures 2A à 2D du premier mode. Dans la figure 6E, le volume CL 2 passant de la lumière R1 à la lumière A3, commence à remplir la chambre C'&alpha; car le rotor découvre la lumière A Dans les figures 6F et 6G, le volume &alpha;2 continue d'être transféré de la chambre Co & la chambre C' . Dans la figure 6H, la lumière A3 est obturée et c'est la fin de l'admission dans la chambre C'&alpha;. Le volume &alpha;2 est alors égal au volume de la chambre C. Dans la figure 61, le refoulement commence dans cette chambre Cb(c car la lumière R3 est découverte par le rotor. Un nouveau volume &alpha; 4 est introduit dans la chambre C 0t, > à travers la lumière Al. I1 en est de même pour un volume 4 dans la chambre C Dans les figures 6J et 6K, le refoulement se poursuit. Dans la figure 6L, la lumière R3 est fermée, c' est la fin de la phase de refoulement. Dans la figure 7 sont représentés tous les éléments essentiels de la pompe, le rotor 1, le stator extérieur 2, le stator intérieur 10, le bâti 20, un flasque 21 relié au chassis 20 par l'intermédiaire du stator 2, le chassis et le flasque étant boulonnés sur le stator 2, au moyen de boulons 22. Le châssis comporte deux roulements 23, 24 supportant un arbre 25, le rotor 1 étant lié à cet arbre 25. Côté roulement 23, le bâti comporte un couvercle 26 muni d'un joint 27 assurant l'étanchéité de la traversée de l'arbre La figure 8 montre bien les palettes 3, 4 du stator externe 2, poussées en permanence sur le rotor par l'intermédiaire de ressorts, respectivement 5, 6, ainsi que les palettes 11, 12 du stator interne 10, poussées en permanence contre le rotor par l'intermédiaire d'un ressort 13. La figure 7 montre également l'orifice d'admission 7B de la pompe ainsi que l'orifice de refoulement 8B. L'orifice d'admission 7B est relié à la lumière A1 elle-même reliée à la lumière A2 par un passage interne 16B, comme cela est montré dans la figure 9. Les lumières de refoulement R1, R2 sont reliées aux lumières d'aspiration respectivement A3, A4, par l'intermédiaire de passages internes, respectivement 17, 18, comme cela est montré dans la figure 10. Dans ce cas les deux chambres C cl et C'sont montés en série, ainsi que les chambres C ss et La figure 10 montre aussi que les lumières de refoulement R3, R4 sont reliées entre elles par un passage interne l9B, la lumière R4 étant également reliée à l'orifice de refoulement 8B. Les passages internes 17, 18, 19B sont situés dans le flasque 21. Revendications 1/ Machine rotative comportant un stator (2), un rotor (1) de forme elliptique et au moins deux palettes (3,4) logées dans le stator (2), caractérisée en ce que la surface interne du stator est cylindrique. 2/ Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le stator comporte deux palettes (3,4) diamétralement opposées, les deux palettes délimitant deux chambres (cri, C) à volume variable. 3/ Machine selon la revendication 2 , caractérisée en ce que le rotor est creux, de forme elliptique, et en ce qu'il reçoit, en son centre, un stator interne (10) muni de palettes (11,12). 4/ Machine selon la revendication 3, caractérisée en que le stator interne comporte deux palettes (11, 12) diamètralement opposées et poussées par un ressort (13), les deux palettes délimitant deux chambres (C'Ot, t C' ) à volume variable. 5/ Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le stator comporte, au niveau de chaque palette, un couvercle (9) permettant d'enlever la palette de l'extérieur.