~Z~4~
La presente invention concerne une machine,volume-tri~ue a pistons rotatifs pour comprimer. ou detendre un fluide gazeux, comprenant au moins deu~.broches helico;dales qui en-grènent ensemble et montees sur deux arbres parallèles, la section transversale de la rainure helico;dale allant en dimi-nuant ou en augmentant, lesdites broches etant disposees dans un carter muni d'au moins une admission et d'au moins une sor-tie.
On trouve sur le marche,des compresseurs a vis. Ces derniers comprennent deux corps cylindriques a pas de vis op-poses, de pas et de section`transversale constants. ~ chaque .
tour, un volume determine d'air est enferme aux points de con-tact des deux broches et convoye de l'admission vers la sor-tie.
Avec de grandes differences de pression entre l'ad-mission et la sortie, l'air qui entre vient subitement en con-tact avec l'air a haute pression de la sortie, de sorte que ces ~ompresseurs,ont un faible rer~dement et sont bruyants.
Dans le brevet allemand 1'553'214, il est fait men-tion du brevet britannique 890'507 qui concerne une pompe à
broche hélicoïdale, dont le debit est rëglable à nombre de tou.rs constant. Ce probleme a ete resolu en faisant varier en continu la largeur des rainures helicoidales des broches et en les recouvrant d'une enveloppe mobile munie d'un pas de vis .
Cette pompe,peut eyalement comprendre deux broches hélicoldales jumelees et le carter peut presenter une unique -admission et deu~ sorties ou deux admissions et une sortie unique.
30En faisant varier de maniare continue la section transversale de la rainllre helicoïdale, les volumes d'air en-fermes entre les spires varient constamment, de sorte que le ~ Z ~ 4 ~
The present invention relates to a machine, volume-tri ~ eu rotary pistons to compress. or relax a fluid gaseous, comprising at least two ~. helico pins; dales which en-lead together and mounted on two parallel trees, the cross section of the helical groove; dale going in dimi-obscuring or increasing, said pins being arranged in a housing provided with at least one inlet and at least one outlet tie.
There are screw compressors on the market. These the latter include two cylindrical bodies with threads op-constant poses, steps and cross section. ~ each.
turn, a determined volume of air is enclosed at the points of tact of the two spindles and conveyor from the intake to the outlet tie.
With large pressure differences between the ad-mission and exit, the air that comes in suddenly comes into con-tact with high pressure air from the outlet, so that these ~ compressors, have a low efficiency and are noisy.
In German patent 1,553,214, it is made men-tion of the British patent 890'507 which relates to a pump helical spindle, the flow rate of which is adjustable to a number of always constant. This problem was solved by varying in continuous the width of the helical grooves of the pins and by covering them with a movable envelope provided with a pitch of screw.
This pump, can also include two pins twin helicoidals and the casing may have a single -admission and two exits or two admissions and one exit unique.
30By varying the section continuously transverse of the helical groove, the air volumes in farms between the turns constantly vary, so the
- 2 -~Z~4~' fluide est comprimé ou détendu a la valeur fina~Le désiree. Ce-pendant, il est très difficile et coûteux d'usiner de telles broches, afin de leur donner la précision nécessaire. De pe-tites imprécisions font que llétanchéité est compromise.
ha présente invention a pour but de fournir une machine ~olumétrique à pistons rotatifs, dont la section trans-versal~ de la rainure helico~dale varie sur toute la longueur de la broche, mais qui ne'requiert pas une haute precision d'usinage comme indiqué ci-dessus.
Conformément a ce but, il est revendiqué une machine volumétrique à pistons rotatifs pour comp~imer ou détendre un fluide gazeux, comprenant au moins deux broches hélico;dales qui engrènent ensemble et montées sur deux arbres parallèles, la section transversale de la rainure hélicoldale allant en dimi-nuant ou en augmentant, lesd1tes broches étant disposees dans un carter muni d'au moins une admission et d'au moins une sortie, caracterisee par le fait que les broches presentent au moins une rainure hélicoldale qui forme, vue selon l'hélice, des surfaces étagées qui s'étendent à angle droit par rapport aux axes des broches et qui forment des decoupures qui se suivent, une nervure helicoldale de la contre-broche s'engageant dans ladite rainure, dans le plan determiné par les axes des deux broches, pour enfermer un volume déterminé de fluide gazeux, pour que, lors de la rotation des broches, la nervure hélico~dale déplace le fluide de l'admission vers la sortie en faisant varier son volume et en produisant la différence de pression requise, et par le fait que Ies broches ont, en sec-tion -transversale, la form~ d'une surface circulaixe presentant au moins une decou-pure en forme d'omega.
Les dessins annexés illustrent, à titre d'exempler une forme de réalisation conforme à llinvention.
~' .
, ~ a fig. 1 est une coupe dans un plan passant par les axes des broches d'une machine volum~txique ~ pistons Xo-~ratifs, la fig. 2 est une coupe suivant 1~ ligne II-II de la fig. 1, la fig. 3 est une coupe transversale des broches ., de la fig. 2~ a plus grande échelle, et ~ la fig~ 4 est une coupe suîvant la ligne IV-IV de la fig. 1.
La machine volumetrique ~ pistons rotatifs suivant la fig. 1 peut être utilieée comme compresseur pour comprimer un fluide gazeux ou comme moteur pour détendre ledit ~luide.
Elle comprend deux broches jumelées la, lb; 2a, 2b disposées suivant des axes parallales, bxoches qui sont munies de pas de vis et qui tournent en engrenant mutuellement. Les deux broches jumelées la, lb; 2a, 2b se terminent, à une de leurs extrémités, par des tourillons 3 et, ~ leurs autres extrémi.tés, par des arbres d'entralnement 4. Les tourillons 3 ~t les arbres d'entralnement 4 tournent dans de.s roulements à billes 5 montés dans les flasques 6 d'un carter 7. Les deux arbres d'entra~nement 4 sont munis de roues dentées droites 8 qui en .~ ~
.. _ . _ _ _ _ . . . .. . .. ~ .
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grènent entre elles. Chaque demi-broche jumelée la, lb; 2a, 2b présente, dans sa circonférence, une rainure h~lico'idale 9 qui, à partir de l'ex-trémité extérieure de la broche, diminue en largeur et en profondeur vers le centre.
Une nervure hélicoïdale 10, de forme complémentaire, s'engage dans la rainure hélico'idale 9 de la contre-broche, de sorte que le volume de fluide gazeux qui remplit chaque pas de vis des deux moitiés aes broches jumelées la, lb; 2a, 2b est enfermé, dans le plan déterminé par les axes des bxoches, en-tre la face interne du carter 7 et la nervure 10 de la contre-broche au point de contact.
Le diamatre extérieur des broches jumelées lab, 2ab décroit en forme de cône vers le centre de la machine, tandis que le diamatre du noyau augmente coniquement vers le centre.
C'est la raison pour laquelle le carter 7 est fait en deux parties et est muni de brides longitudinales 11.
5i les deux broches jumelées lab, 2ab de la fig. 1 se meuvent, vues de dessus, l'une vers l'autre, la machine fonctionne comme compresseur. Le fluide gazeux arrive par des canaux 12 prévus dans les flasques 6, est chassé dans les rainures hélico~dales 9 des broches jumelées lab, 2ab jusque dans une rainure médiane 13 et parvlent, grâce à un évidement 14 pratiqué dans le carter 7, dans des canaux 15, d'où il s'échappe vers l'extérieur. Etant donné que la section trans-versale de la rainure hélico~dale 9 des broches jumelées lab, 2ab diminue vers le centre, les volumes de fluide gazeux en-fermés entre les spires diminuent, de sorte que la pression et la densite du fluide augmentent. Pour empêcher un retour du fluide dans la section transversale qui varie, la première spire ~ l'admission et la derniere spire à la sortie ont des sections transversales constantes. Les forces axiales engen-drées sur les broches par la différence de pression entre _ a~ --l'admission et la sortie du fluide sont compensées par les broches jumelées lab, 2ab, de sorte que les roulements à bil-les 5 ne sont sollicités que radialement. La machine décri-te peut être utilisée comme pompe à vide lorsqu'on la fait tour-ner ~ans le meme sens pour produire une dépression dans les canaux 12. Le fluide raréfié est comprimé jusqu'à la pression atmosphérique et quitte la machine par les canaux 15.
Si un fluide gazeux est envoyé sous pression par les canaux 15, ce dernier peut se détendre dans les rainures hé-licoidales 9 vers les canaux 12, de sorte que la machine fonc-tionne comme moteurO Les broches jumelees lab, 2ab tournent alors, vues de dessus, dans des sens opposés.
; La rainure hélico'idale 9 est limitée, dans sa lar-geur, par des surfaces planes 16, perpendiculaires a l'axe de la broche, surfaces qui, vues les unes après les autres selon l'hélice, sont coupées par des gradins 17. De ce fait, la rai-nure 9 se présente sous forme de ressauts parallèles, décales latéralement.
; I,a section transversale des broches la, lb; 2a, 2b est une surface circulaire présentant au moins une découpure 1~ ayant la forme d'un oméga (fig. 2 et 3). ~vec une vis a pas simple (fig. l, 2 et 3), la surface circulaire ne présente qu'une unique découpure 18 qui s'étend vers l'extérieur sur la demi-circonférence de la surface circulaire et est limitée ra-dialement vers L'intérieur par un demi-arc de cercle concen-trique 19. Les extrémités de l'arc l9 sont reliées aux extré-mités de l'arc extérieur du disque 21 et constituent des coins 22 avec ce dernier. Si la broche présente, par exemple, une vis ~ trois pas, les trois découpures 1~ en forme d'omega sont reparties regulierement sur la circonférence de la surface du cercle, chaque découpure s'étendant sur un sixiame de la cir~
conference de la surface du cercleO
~L~.Z~
La machine volumétrique de la fig. 2 a une forme circulaire en coupe transversale. Pour economiser de la ma~
tiare et en re~uire le poids, on a prevu des trous circulai-res 23 et les deux flasques 6 sont fixés sur le carter 7 par des tirants qui passent dans des percages 24.
La machine peut avoir des broches jumelees lab, 2ab, dont les diamètres extérieurs augmentent coniquement vers le centre de la machine et dont les diametres du noyau diminuent vers ledit centre.
De pref~rence, les broches jumelees presentent un diametre exterieur ~onstant, ce qui permet de construire le carter 7 d'une piece et de l'usiner avec des alesages cylin-driques.
Les broches la, lb; 2a, 2b peuvent être montees sur des arbres distincts sur lesquels sont eniles des disques presses les uns contre les autres, lesdits disques etant mu-nis de decoupures 18 en ~orme d'omega. Ces disques sont deca-les les uns par rapport aux autres de manière que leurs de-coupures 18 forment ensemble la rainure hélico~dale 9. Ces disques sont visibles dans la partie droite des broches jume-lees la, 2a de la ~i~. 1.
Dans la ig. 3, les courbes 20 des deux broches ju-melees lab, 2ab limitent une aire 25. Un coin 22 de chaque broche la, lb prend appui~ par une de ses extremites, sur le demi-arc de cercle 19 de l'autre broche 2a, 2b. Si les coins 22 se déplacent de l'arête superieure 26 du carter vers l'are-te inferieure 27 dudit carter, ils se meuvent sur les courbes 20, d'abord de l'exterieur vers l'interieur, vers les extremi-tes des demi-arcs de cercle 19. De ce fait, l'aire 25 se forme et lorsque les coins se deplacent vers l'exterieur à partir des extremites du demi-arc de cercle 19, l'aire 25 disparait.
Cette aire 25 est relativement petite et reste, durant sa for-mation et sa diminution, ouverte vexs la rainure 9. Les coins22 de la surface transversale des broches (fig. 3) correspon-dent aux arêtes des gradins 17 (fig. 1) et forment une double arête ~tanche.
La machine décrite est de construction simple et ne comprend que des pièces fixes et mobiles de petits diamètres, de sorte que son nombre de tours peut être très élevé~ Grâc~
à un jeu tres étroit, on obtient une excellente étanchéité, sans frottements. - 2 -~ Z ~ 4 ~ ' fluid is compressed or relaxed to the value fina ~ The desired. This-during, it is very difficult and expensive to machine such pins, to give them the necessary precision. Of pe-such inaccuracies mean that the seal is compromised.
ha present invention aims to provide a machine ~ olumetric with rotary pistons, whose cross-section versal ~ of the helical groove ~ dale varies over the entire length of the spindle, but which does not require high precision machining as indicated above.
In accordance with this aim, a machine is claimed volumetric rotary piston to comp ~ imer or relax a gaseous fluid, comprising at least two helical pins; blades which mesh together and mounted on two parallel shafts, the cross section of the helical groove going in dimi-obscuring or increasing, the said pins being arranged in a casing provided with at least one inlet and at least one outlet, characterized by the fact that the pins have at least a helical groove which forms, seen from the helix, stepped surfaces which extend at right angles to the axes of the pins and which form successive cutouts, a helical rib of the counter spindle engaging in said groove, in the plane determined by the axes of the two pins, to enclose a determined volume of gaseous fluid, so that, during the rotation of the pins, the helical rib ~ dale moves the fluid from inlet to outlet by varying its volume and producing the required pressure difference, and by the fact that the pins have, in cross-section, the form ~ of a circulating surface having at least one discovery pure in the shape of an omega.
The accompanying drawings illustrate, by way of example an embodiment according to the invention.
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, ~ a fig. 1 is a section through a plane passing through the axes of the spindles of a machine volum ~ txique ~ pistons Xo-~ ratives, fig. 2 is a section along 1 ~ line II-II of fig. 1, fig. 3 is a cross section of the pins ., of fig. 2 ~ on a larger scale, and ~ fig ~ 4 is a section along line IV-IV of fig. 1.
The volumetric machine ~ following rotary pistons fig. 1 can be used as a compressor to compress a gaseous fluid or as an engine to relax said ~ luide.
It includes two twin pins 1a, 1b; 2a, 2b arranged along parallel axes, bxoches which are provided with pitch screw and which rotate by meshing each other. The two pins la, lb; 2a, 2b end at one of their ends, by pins 3 and, ~ their other extremi.tés, by trees 4. The pins 3 ~ t the trees 4 rotate in ball bearings 5 mounted in flanges 6 of a casing 7. The two drive shafts 4 are provided with straight toothed wheels 8 which.
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grumble between them. Each paired semi-spindle la, lb; 2a, 2b has, in its circumference, a groove h ~ lico'idale 9 which, from the outer end of the spindle, decreases in width and depth towards the center.
A helical rib 10, of complementary shape, engages in the helical groove 9 of the counter spindle, so that the volume of gaseous fluid that fills each step with screws of the two halves of the twin pins 1a, 1b; 2a, 2b is enclosed in the plane determined by the axes of the bxoches, be the internal face of the casing 7 and the rib 10 of the counter pin at the point of contact.
The outer diameter of the twin pins lab, 2ab tapers towards the center of the machine while that the diameter of the nucleus increases conically towards the center.
This is why the casing 7 is made in two parts and is provided with longitudinal flanges 11.
5i the two paired pins lab, 2ab in fig. 1 move, seen from above, towards each other, the machine works as a compressor. The gaseous fluid arrives through channels 12 provided in the flanges 6, is driven into the helical grooves ~ dales 9 of the twin pins lab, 2ab up to in a middle groove 13 and pass, thanks to a recess 14 practiced in the casing 7, in channels 15, from where it escapes to the outside. Since the trans-versale of the helical groove ~ dale 9 of the twin pins lab, 2ab decreases towards the center, the volumes of gaseous fluid in closed between the turns decrease, so that the pressure and the density of the fluid increases. To prevent a return of the fluid in the varying cross section, the first turn ~ admission and the last turn on exit have constant cross sections. The axial forces generate feed on the pins by the pressure difference between _ a ~ -the inlet and outlet of the fluid are compensated by the twin pins lab, 2ab, so that the ball bearings the 5 are only applied radially. The machine describes can be used as a vacuum pump when running ner ~ in the same sense to produce depression in the channels 12. The rarefied fluid is compressed to the pressure atmospheric and leaves the machine through channels 15.
If a gaseous fluid is sent under pressure by the channels 15, the latter can relax in the grooves licoidales 9 towards the channels 12, so that the machine works operates as motor O Twin pins lab, 2ab rotate then, seen from above, in opposite directions.
; The helical groove 9 is limited, in its width geur, by plane surfaces 16, perpendicular to the axis of the spindle, surfaces which, seen one after the other according to the propeller, are cut by steps 17. Therefore, the rai-nure 9 is in the form of parallel projections, shifts laterally.
; I, a cross section of the pins la, lb; 2a, 2b is a circular surface with at least one cutout 1 ~ having the shape of an omega (fig. 2 and 3). ~ with a pitch screw simple (fig. l, 2 and 3), the circular surface does a single cutout 18 which extends outwards on the half circumference of the circular surface and is limited ra-inwardly dialing by a semicircle of concentric circle trique 19. The ends of the arc l9 are connected to the ends mites of the outer arc of the disc 21 and constitute corners 22 with the latter. If the pin has, for example, a screw ~ three steps, the three cutouts 1 ~ in the shape of an omega are distributed regularly around the circumference of the surface of the circle, each cutout extending over a sixth of the cir ~
circle area conferenceO
~ L ~ .Z ~
The volumetric machine of fig. 2 has a shape circular in cross section. To save money ~
tiara and re ~ uire the weight, we provided holes circulai-res 23 and the two flanges 6 are fixed to the casing 7 by tie rods which pass through holes 24.
The machine can have twin lab, 2ab, whose outside diameters conically increase towards the center of the machine and whose core diameters decrease towards said center.
Preferably, the twin pins have a outside diameter ~ instant, which allows to build the casing 7 in one piece and machine it with cylindrical bores bricks.
Pins la, lb; 2a, 2b can be mounted on separate trees with discs on them presses against each other, said discs being mutually nis of cutouts 18 in ~ omega elm. These discs are deca-relative to each other so that their de-cuts 18 together form the helical groove ~ dale 9. These discs are visible on the right side of the jume pins lees la, 2a de la ~ i ~. 1.
In ig. 3, the curves 20 of the two pins melees lab, 2ab limit an area 25. A corner 22 of each pin la, lb is supported ~ by one of its ends, on the semi-circular arc 19 of the other pin 2a, 2b. If the corners 22 move from the upper edge 26 of the casing towards the area you lower 27 of said housing, they move on the curves 20, first from the outside towards the inside, towards the extremi-your semi-arcs of circle 19. As a result, area 25 is formed and when the corners move outwards from from the ends of the semicircle 19, the area 25 disappears.
This area 25 is relatively small and remains, during its formation mation and its decrease, open against groove 9. The corners22 of the transverse surface of the pins (fig. 3) correspond tooth at the edges of the steps 17 (fig. 1) and form a double edge ~ tight.
The machine described is of simple construction and does not understands that fixed and moving parts of small diameters, so its number of turns can be very high ~ Grâc ~
at a very narrow clearance, an excellent seal is obtained, without friction.