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EP1436509B1 - Pompe a palettes a cylindree variable - Google Patents

Pompe a palettes a cylindree variable Download PDF

Info

Publication number
EP1436509B1
EP1436509B1 EP02777077A EP02777077A EP1436509B1 EP 1436509 B1 EP1436509 B1 EP 1436509B1 EP 02777077 A EP02777077 A EP 02777077A EP 02777077 A EP02777077 A EP 02777077A EP 1436509 B1 EP1436509 B1 EP 1436509B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
zone
movable ring
ring
projection
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02777077A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1436509A1 (fr
Inventor
Clément Kiefer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pierburg Pump Technology France SARL
Original Assignee
Pierburg Pump Technology France SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pierburg Pump Technology France SARL filed Critical Pierburg Pump Technology France SARL
Publication of EP1436509A1 publication Critical patent/EP1436509A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1436509B1 publication Critical patent/EP1436509B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/18—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber
    • F04C14/22—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members
    • F04C14/223—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members using a movable cam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/3441—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation

Definitions

  • the present invention relates to a variable displacement vane pump according to the preamble of the main claim.
  • a stern is known from the document US-A-3 771921 .
  • Pallet pumps are commonly used to move various fluids, including water, oil or air for vacuum pumps. These pumps consist mainly of a pump body closed by a cover, forming the stator, and a rotor provided with radial slots in which can slide pallets. Two successive pallets, with the inner wall of the body and the outer wall of the rotor as well as the bottom of the pump body and the cover, form a cell. The suction and discharge of the fluid are through the lower and upper walls formed by the bottom of the pump body and the cover. Near the suction channel, the cells are still small. During rotation of the rotor, the cell grows and fills with fluid. When the cell has reached its maximum size, it is separated from the suction channel and comes into contact with the discharge channel. The volume of the cell begins to decrease to reach its minimum volume thus repressing the fluid it contained.
  • Variation in flow rate or outlet pressure can be achieved in different ways.
  • the cavity which is made in the pump body has a doubly eccentric internal section, the rotor rotating in the center of this section. With this embodiment, it is not possible to change the volume so that at a given speed the same pressure or flow rate is obtained.
  • Document is known US 3,771,921A a device that can be used as a pump or generator.
  • This device comprises a housing in which a movable ring can take three positions: a central position, corresponding to a neutral point, and two eccentric positions with respect to the axis of the rotor, on either side of the neutral point.
  • the means for moving the ring constituted on the one hand by a spring and on the other hand by a cavity in which one end of the mobile ring penetrates, make it possible to place the mobile ring in the desired position.
  • the cavity is connected to the compressed air line of an external pump.
  • the ring When the external pump is started, the ring is pushed into a first position eccentric by the compressed air contained in the cavity against the effect of the compression spring, and the compressed air passes through the pump which starts to rotate acting then as a generator. If the external pump is stopped, the movable ring is moved by the spring towards the central position where it is blocked if a bar stops the recoil movement of the ring, or to a second eccentric position, symmetrical to the first relative at the neutral point. The axis of the rotor is then coupled to a motor and the pump acts as a simple vane pump without it being possible to act on its displacement. The displacement of the ring makes it possible to modify the function of the device without affecting its displacement.
  • vane pumps designed in such a way that it is possible to regulate their displacement to allow an adjustment of the volume of the cells and thus a regulation of the flow and the pressure.
  • variable displacement pumps operate on the same principle, but a movable ring is interposed between the cavity and the rotor.
  • the movable ring can move in the cavity between a position where it is concentric to the axis of rotation of the rotor (neutral point) and an extreme eccentric position. The further the axes are, the larger the volume of the cells.
  • the ring is held in eccentric position by a return spring whose voltage is adjustable.
  • a piston is placed opposite the spring and tends to push the ring to the neutral position. The piston is fed with the fluid exiting the pump so that the higher the pressure, the more the piston pushes the ring to the neutral position. When the pressure drops, the return spring tends to push the ring towards its eccentric position.
  • Such pumps are known for example from EP 0 398 377 A .
  • the movement of the mobile ring in the housing is not guided, or is done by lateral surfaces located on the edges of the cavity, parallel to the plane of displacement of the mobile ring, on which slide corresponding surfaces of the ring.
  • the ring is sometimes unbalanced because of the lateral pressure exerted on it in the discharge zone, which can lead to premature wear of the various parts and to a malfunction of the system.
  • Document is known GB-A-661,596 a pump in which the oil enters through the inlet centered on the axis of rotation of the hub.
  • the outer face of the ring is therefore subject exclusively to the discharge pressure in the left side of the pump, which tends to unbalance the movable ring.
  • a pump is known in which the part of the outer surface of the ring subjected to the discharge pressure and the part subjected to the suction pressure are identical and particularly reduced.
  • the ring is unbalanced.
  • the object of the invention is to develop a variable displacement vane pump according to the preamble which allows a better balance of the ring.
  • the invention also aims to improve the sealing of the suction and discharge areas to ensure a better stability of the ring and achieve equilibrium of the ring.
  • control chamber formed by the recess and the projection communicates with the pressure zone of the pressure pump.
  • the same pressure prevails in the pressure zone of the pump and in the pilot chamber.
  • pilot pressure applied in the pilot chamber formed by the recess and the projection depends on the pressure prevailing in the area of use of the fluid pumped by the vane pump. This solution makes it possible to take account of the pressure drops between the delivery zone of the pump and the location of the engine where the pumped fluid is actually used.
  • This simple embodiment allows inexpensive industrial implementation. It is thus possible to give up the lateral guide surfaces made on the one hand in the walls of the cavity and on the lateral edges of the ring.
  • means are provided for connecting the chamber formed by the guide recess and the guide member with the suction zone or the pressure zone of the pump. In the latter case, it will be necessary to size the guide member so that the force exerted on it by the fluid under pressure is less than the force exerted by the piloting pressure on the projection.
  • the casing and the movable ring are dimensioned so that the component perpendicular to the displacement of the ring of the resultant forces acting on said mobile ring is the weakest possible, without necessarily being zero.
  • the different forces that are exerted on the ring are on the one hand the force of the pressure of the fluid inside the ring and the force of the pressure of the fluid on the outside of the ring and on the other hand the force of the piloting pressure in the pilot chamber and the force of the vanes on the ring as well as the force of the return spring.
  • This balance of the ring is achieved by moving more or less the portion of the projection located on the side of the discharge zone and the corresponding part of its recess and / or the guide wall located on the side of the discharge zone and the corresponding portion of the guide recess towards the discharge zone so that the section of the ring in contact with the discharge zone is more or less important.
  • the section of the ring which is in contact with the discharge zone can thus be more or less reduced depending on the nominal pressure of the pump.
  • the section of the mobile ring subjected to this pressure is lower than for pumps with lower nominal pressure. The mobile ring is thus better balanced and is subjected to less significant efforts.
  • the section of the outer surface of the movable ring that is subjected to the outlet pressure prevailing in the discharge zone is smaller than the section of the outer surface of the movable ring that is subjected to pressure. entering the suction zone.
  • the section of the outer surface of the movable ring located in the discharge zone between the side wall of the projection located in the discharge zone and the guide wall located in the discharge zone is less than the section of the outer surface of the movable ring located in the suction zone between the side wall of the projection located in the suction zone and the guide wall located in the suction zone.
  • means are provided to isolate the suction zone and the pressure zone. By isolating the suction and discharge areas, the equilibrium of the ring can be better achieved.
  • This sealing can be provided in particular by the projection and the guide member. By leaving the component perpendicular to the displacement of the ring of the resultant forces acting on the latter slightly greater than zero, it ensures a good seal by pressing the projection and one of the guide walls in their respective recess on the side from the suction or discharge zone. The clearance necessary for the smooth sliding of the protrusion and the guide walls in their respective recess is thus not a cause of leakage.
  • the sealing means may further comprise sealing washers placed between the upper and lower faces of the body cavity and the corresponding upper and lower faces of the hub.
  • the vane pump consists of a body (1) having a cavity (2) in which a movable ring (3) can move.
  • a hub (4) provided with vanes (5) which move in radial slots (6).
  • a lid (7) closes the cavity (2).
  • the volume defined by the inner wall of the movable ring (3) is a circular base cylinder in the examples presented to the figures 1 and 4 .
  • the base can also be elliptical for example.
  • This volume is characterized by its center (A). When the center of the ring (A) coincides with the axis of rotation (R) of the hub (4), the pump is in neutral.
  • a return spring (8) whose tension can be adjusted by usual adjusting means, tends to move the ring (3) eccentrically relative to the axis of rotation (R) of the hub (4).
  • a protrusion (9) is formed on the circumference of the ring (3) on the other side with respect to the return spring (8). This projection (9) penetrates into a corresponding recess (10) made in the wall of the cavity (2).
  • the suction channel (11) and the discharge channel (12) may be located either in the bottom of the cavity (2) of the body (1) or in the lid.
  • a supply duct connects the discharge zone (12) and the pilot chamber formed by the recess (10) and the projection (9) so that the same pressure prevails in this chamber as in the discharge zone. .
  • control chamber not with the discharge zone of the pump, but with the engine zone fed by the pump in which the pressure of the fluid to be controlled is prevailing.
  • the pressure drops between the pump outlet and the motor zone (or any other device powered by the pump) where the fluid must be present at a given pressure are taken into account.
  • the pressure exerted by the fluid in the control chamber and the force of the spring act against each other and define the position of the ring (3) with respect to the axis of rotation of the hub (4) in function the pressure in the discharge zone (12) or the fluid utilization zone.
  • the center of the ring (A) therefore moves in a plane parallel to the axis of rotation (R) of the hub (4).
  • a guide member is formed on the periphery of the ring (3) on the side of the return spring (8).
  • This guide member is formed mainly of two walls (14, 15) placed on the outer face of the ring (3). These walls are parallel to each other and parallel to the lateral edges of the projection (9), and therefore to the plane of movement of the center (A) of the movable ring (3).
  • These guide walls (14, 15) penetrate inside a corresponding guide recess (16) formed in the cavity (2) of the body (1).
  • the return spring (8) bears on the ring (3) preferably between these two walls (14, 15).
  • Adjusting the dimensions of the projection (9) and the pilot recess (10) on the one hand and the guide walls (14, 15) and the guide recess (16) on the other hand ensures a good seal between the suction zone and the discharge zone. In some cases, it may be necessary to complete this isolation by two sealing washers (not shown) placed between the upper face of the hub and the cover for one and between the bottom face of the hub and the bottom of the cavity ( 2) of the body (1) for the second.
  • one of the walls (14, 15), in the example of figures 1 and 3 the wall (14) has a communication opening between the guide chamber and either the suction zone or the discharge zone. It is also possible to provide a channel in the lid or in the bottom of the cavity, a solution retained in the example presented in the figure 4 .
  • the section (17) of the outer surface of the movable ring (3) which is subjected to the outlet pressure prevailing in the discharge zone is more or less important depending on the rated power of the pump.
  • the vane pump according to the invention is simpler to achieve than the pump of the state of the art. Moreover, it does not require a piston. It is therefore more economical. Its guide members allow easy movement of the ring. These sealing means make it possible to achieve the equilibrium of the ring. Thanks to the good balance of the mobile ring, the different elements wear out less quickly and the risk of malfunction is reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

  • La présente invention concerne une pompe à palettes à cylindrée variable selon le préambule de la revendication principale. Une telle poupe est connue du document US-A-3 771921 .
  • Les pompes à palettes sont couramment utilisées pour déplacer différents fluides, notamment de l'eau, de l'huile ou de l'air pour les pompes à vide. Ces pompes sont constituées principalement d'un corps de pompe fermé par un couvercle, formant le stator, et d'un rotor muni de fentes radiales dans lesquelles peuvent coulisser des palettes. Deux palettes successives, avec la paroi intérieure du corps et la paroi extérieure du rotor ainsi que le fond du corps de pompe et le couvercle, forment une cellule. L'aspiration et le refoulement du fluide se font par les parois inférieures et supérieures formées par le fond du corps de pompe et le couvercle. Près du canal d'aspiration, les cellules sont encore petites. Au cours de la rotation du rotor, la cellule grandit et se remplit de fluide. Lorsque la cellule a atteint sa taille maximale, elle est séparée du canal d'aspiration et entre en contact avec le canal de refoulement. Le volume de la cellule commence à diminuer pour atteindre son volume minimal refoulant ainsi le fluide qu'elle contenait.
  • La variation de débit ou de la pression de sortie peut être obtenue de différentes façons. Dans un premier mode de réalisation, la cavité qui est pratiquée dans le corps de pompe a une section interne doublement excentrique, le rotor tournant au centre de cette section. Avec ce mode de réalisation, il n'est pas possible de modifier le volume de sorte qu'à une vitesse donnée on obtient la même pression ou le même débit.
  • On connaît du document US 3,771,921 A un dispositif pouvant servir soit de pompe soit dé générateur. Ce dispositif comprend un boîtier dans lequel un anneau mobile peut prendre trois positions : une position centrale, correspondant à un point neutre, et deux positions excentrées par rapport à l'axe du rotor, de part et d'autre du point neutre. Des moyens de déplacement de l'anneau, constitués d'une part d'un ressort et d'autre part d'une cavité dans laquelle pénètre une extrémité de l'anneau mobile, permettent de placer l'anneau mobile dans la position souhaitée. La cavité est raccordée à la canalisation d'air comprimé d'une pompe externe. Lorsque la pompe externe est mise en marche, l'anneau est poussé dans une première position excentrée par l'air comprimé contenu dans la cavité contre l'effet du ressort de compression, et l'air comprimé traverse la pompe qui se met à tourner agissant alors comme un générateur. Si la pompe externe est arrêtée, l'anneau mobile est déplacé par le ressort vers la position centrale où il est bloqué si une barre arrête le mouvement de recul de l'anneau, ou vers une seconde position excentrée, symétrique à la première par rapport au point neutre. L'axe du rotor est alors accouplé à un moteur et la pompe agit comme pompe à palettes simple sans qu'il soit possible d'agir sur sa cylindrée. Le déplacement de l'anneau permet de modifier la fonction du dispositif sans pour autant agir sur sa cylindrée.
  • Il existe des pompes à palettes conçues de telle sorte qu'il est possible de régler leur cylindrée pour permettre un réglage du volume des cellules et donc un réglage du débit et de la pression.
  • Ces pompes à cylindrée variable fonctionnent selon le même principe, mais un anneau mobile est intercalé entre la cavité et le rotor. L'anneau mobile peut se déplacer dans la cavité entre une position où il est concentrique à l'axe de rotation du rotor (point neutre) et une position extrême excentrée. Plus les axes sont éloignés, plus le volume des cellules est grand. L'anneau est maintenu en position excentrée par un ressort de rappel dont la tension est réglable. Un piston est placé à l'opposé du ressort et tend à repousser l'anneau vers la position neutre. Le piston est alimenté par le fluide sortant de la pompe de sorte que plus la pression augmente, plus le piston repousse l'anneau vers la position neutre. Lorsque la pression baisse, le ressort de rappel tend à repousser l'anneau vers sa position excentrée.
  • De telles pompes sont connues par exemple de EP 0 398 377 A .
  • Ces pompes permettent donc une autorégulation du débit en fonction de la pression. Cependant, le système de piston représente un inconvénient majeur, car il nécessite un alésage correspondant, ce qui est coûteux.
  • Par ailleurs, le mouvement de l'anneau mobile dans le boîtier soit n'est pas guidé, soit se fait par des surfaces latérales situées sur les bords de la cavité, parallèles au plan de déplacement de l'anneau mobile, sur lesquelles glissent des surfaces correspondantes de l'anneau. Par ailleurs, l'anneau se trouve parfois déséquilibré en raison de la pression latérale qui s'exerce sur lui dans la zone de refoulement, ce qui peut conduire à une usure prématurée des différentes pièces et à un dysfonctionnement du système.
  • Enfin, les zones d'aspiration et de refoulement ne sont pas isolées, de sorte qu'il n'est pas possible d'atteindre l'équilibre de l'anneau.
  • On connaît du document GB-A-661 596 une pompe dans laquelle l'huile pénètre par l'arrivée centrée sur l'axe de rotation du moyeu. La face extérieure de l'anneau est donc soumise exclusivement à la pression de refoulement dans la partie gauche de la pompe, ce qui tend à déséquilibrer l'anneau mobile.
  • Du document FR-A-2 764 336 , on connaît une pompe dans laquelle la partie de la surface extérieure de l'anneau soumise à la pression de refoulement et celle soumise à la pression d'aspiration sont identiques et particulièrement réduite. Ici aussi, l'anneau est donc déséquilibré.
  • L'objectif de l'invention est de développer une pompe à palettes à cylindrée variable selon le préambule qui permette un meilleur équilibre de l'anneau. De plus, l'invention a également pour objectif d'améliorer l'étanchéité des zones d'aspiration et de refoulement pour assurer une meilleure stabilité de l'anneau et permettre d'atteindre l'équilibre de l'anneau.
  • La pompe à palettes conforme à l'invention est definie dans la revendication 1. de
  • Dans un mode privilégié de réalisation de l'invention, la chambre de pilotage formée par l'évidement et la saillie communique avec la zone de pression de la pompe pression. Ainsi, il règne la même pression dans la zone de pression de la pompe et dans la chambre de pilotage.
  • Il est également possible que la pression de pilotage appliquée dans la chambre de pilotage formée par l'évidement et la saillie dépende de la pression régnant dans la zone d'utilisation du fluide pompé par la pompe à palettes. Cette solution permet de tenir compte des pertes de charge entre la zone de refoulement de la pompe et l'endroit du moteur où le fluide pompé est effectivement utilisé.
  • Ce mode de réalisation simple permet une mise en oeuvre industrielle peu coûteuse. Il est ainsi possible de renoncer aux surfaces latérales de guidage pratiquées d'une part dans les parois de la cavité et sur les bords latéraux de l'anneau.
  • Dans un mode de réalisation préférentiel, des moyens sont prévus pour relier la chambre formée par l'évidement de guidage et l'organe de guidage avec la zone d'aspiration ou la zone de pression de la pompe. Dans ce dernier cas, il faudra dimensionner l'organe de guidage de telle sorte que la force exercée sur lui par le fluide sous pression soit inférieure à la force exercée par la pression de pilotage sur la saillie.
  • Afin d'assurer un meilleur équilibre de l'anneau mobile dans la cavité, le boîtier et l'anneau mobile sont dimensionné-s de telle sorte que la composante perpendiculaire au déplacement de l'anneau de la résultante des forces s'exerçant sur ledit anneau mobile est la plus faible possible, sans être nécessairement nulle. Les différentes forces qui s'exercent sur l'anneau sont d'une part l'effort de la pression du fluide à l'intérieur de l'anneau et l'effort de la pression du fluide sur l'extérieur de l'anneau et d'autre part l'effort de la pression de pilotage dans la chambre de pilotage et l'effort des palettes sur l'anneau ainsi que l'effort du ressort de rappel. Cet équilibre de l'anneau est réalisé en déplaçant plus ou moins la partie de la saillie située du côté de la zone de refoulement et la partie correspondante de son évidement et / ou la paroi de guidage située du côté de la zone de refoulement et la partie correspondante de l'évidement de guidage vers la zone de refoulement afin que la section de l'anneau en contact avec la zone de refoulement soit plus ou moins importante. La section de l'anneau qui est en contact avec la zone de refoulement peut être ainsi plus au moins diminuée en fonction de la pression nominale de la pompe. Ainsi, pour les pompes à pression nominale élevée dans lesquelles la pression susceptible de régner dans la zone de refoulement est très importante, la section de l'anneau mobile soumise à cette pression est plus faible que pour les pompes à pression nominale plus faible. L'anneau mobile est ainsi mieux équilibré et il est soumis à des efforts moins importants.
  • Il est préférable que la section de la surface externe de l'anneau mobile qui est soumise à la pression de sortie régnant dans la zone de refoulement soit moins importante que la section de la surface externe de l'anneau mobile qui est soumise à la pression d'entrée régnant dans la zone d'aspiration. Concrètement, il est préférable que la section de la surface externe de l'anneau mobile située dans la zone de refoulement entre la paroi latérale de la saillie située dans la zone de refoulement et la paroi de guidage située dans la zone de refoulement est inférieure à la section de la surface externe de l'anneau mobile située dans la zone d'aspiration entre la paroi latérale de la saillie située dans la zone d'aspiration et la paroi de guidage située dans la zone d'aspiration.
  • Dans une variante de l'invention, des moyens sont prévus pour isoler la zone d'aspiration et la zone de pression. En isolant les zones d'aspiration et de refoulement on peut mieux atteindre l'équilibre de l'anneau. Cette étanchéité peut être assurée notamment par la saillie et l'organe de guidage. En laissant la composante perpendiculaire au déplacement de l'anneau de la résultante des forces s'exerçant sur ce dernier légèrement supérieure à zéro, on assure une bonne étanchéité en plaquant la saillie et l'une des parois de guidage dans leur évidement respectif du côté de la zone d'aspiration ou de refoulement. Le jeu nécessaire au bon coulissement de la saillie et des parois de guidage dans leur évidement respectif n'est ainsi pas une cause de fuite. Les moyens d'étanchéité peuvent comprendre en outre des rondelles d'étanchéité placées entre les faces supérieure et inférieure de la cavité du corps et les faces supérieure et inférieure correspondantes du moyeu.
  • L'invention sera décrite plus en détail ci-dessous à l'aide des figures suivantes :
    • Figure 1 :
    Vue en coupe de dessus du corps d'une pompe à palettes selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
    Figure 2 :
    Coupe transversale selon V-V de la pompe à palettes de la figure 1 ;
    Figure 3 :
    Vue en perspective d'un anneau mobile selon le premier mode de réalisation ;
    Figure 4 :
    Vue de dessus du corps d'une pompe à palettes selon un second mode de réalisation de l'invention.
  • Les deux exemples de réalisation présentés ci-dessous présentent les mêmes éléments qui sont donc numérotés de la même manière.
  • La pompe à palettes est constituée d'un corps (1) présentant une cavité (2) dans laquelle peut se déplacer un anneau mobile (3). Au centre de la cavité (2) et à l'intérieur de l'anneau mobile (3) se trouve un moyeu (4) muni de palettes (5) qui se déplacent dans des fentes radiales (6). Un couvercle (7) ferme la cavité (2).
  • Le volume défini par la paroi intérieure de l'anneau mobile (3) est un cylindre de base circulaire dans les exemples présentés aux figures 1 et 4. Cependant, la base peut être également elliptique par exemple. Ce volume est caractérisé par son centre (A). Lorsque le centre de l'anneau (A) est confondu avec l'axe de rotation (R) du moyeu (4), la pompe se trouve au point mort.
  • Un ressort de rappel (8), dont la tension peut être réglée par des moyens de réglage habituels, tend à déplacer l'anneau (3) en position excentrée par rapport à l'axe de rotation (R) du moyeu (4). Une saillie (9) est formée sur la circonférence de l'anneau (3) de l'autre côté par rapport au ressort de rappel (8). Cette saillie (9) pénètre dans un évidement (10) correspondant réalisé dans la paroi de la cavité (2).
  • Le canal d'aspiration (11) et le canal de refoulement (12) peuvent être situés soit dans le fond de la cavité (2) du corps (1) soit dans le couvercle. Un canal d'alimentation relie la zone de refoulement (12) et la chambre de pilotage formée par l'évidement (10) et la saillie (9) de sorte qu'il règne dans cette chambre la même pression que dans la zone de refoulement.
  • Il est également possible de relier la chambre de pilotage non pas avec la zone de refoulement de la pompe, mais avec la zone du moteur alimentée par la pompe dans laquelle règne la pression du fluide qui doit être pilotée. Ainsi, on tient compte des pertes de charge entre la sortie de la pompe et la zone du moteur (ou de tout autre dispositif alimenté par la pompe) où le fluide doit être présent à une pression donnée.
  • La pression exercée par le fluide dans la chambre de pilotage et la force du ressort agissent l'une contre l'autre et définissent la position de l'anneau (3) par rapport à l'axe de rotation du moyeu (4) en fonction de la pression régnant dans la zone de refoulement (12) ou de la zone d'utilisation du fluide. Le centre de l'anneau (A) se déplace donc selon un plan parallèle à l'axe de rotation (R) du moyeu (4).
  • La solution ainsi retenue ne nécessite pas d'alésage ni de piston correspondant, ce qui rend ce mode de réalisation beaucoup plus économique.
  • Par ailleurs, un organe de guidage est réalisé sur la périphérie de l'anneau (3) du côté du ressort de rappel (8). Cet organe de guidage est formé principalement de deux parois (14, 15) placées sur la face externe de l'anneau (3). Ces parois sont parallèles entre elles et parallèles aux bords latéraux de la saillie (9), et par conséquent au plan de déplacement du centre (A) de l'anneau mobile (3). Ces parois de guidage (14, 15) pénètrent à l'intérieur d'un évidement de guidage correspondant (16) pratiqué dans la cavité (2) du corps (1). Le ressort de rappel (8) prend appui sur l'anneau (3) de préférence entre ces deux parois (14, 15).
  • Ces parois de guidage (14, 15), en coopération avec l'évidement de guidage (16) dans lequel elles peuvent coulisser, et la saillie de pilotage (9), en coopération avec l'évidement de pilotage (10), constituent des organes de guidage qui assurent un bon déplacement de l'anneau lors de l'utilisation
  • L'ajustement des dimensions de la saillie (9) et de l'évidement de pilotage (10) d'une part et des parois (14, 15) de guidage et de l'évidement de guidage (16) d'autre part assure une bonne étanchéité entre la zone d'aspiration et la zone de refoulement. Dans certains cas, il peut être nécessaire de compléter cette isolation par deux rondelles d'étanchéité (non représentées) placées entre la face supérieure du moyeu et le couvercle pour l'une et entre la face inférieure du moyeu et le fond de la cavité (2) du corps (1) pour la seconde.
  • Pour assurer un équilibre des pressions dans la chambre de guidage formée par les parois (14, 15), la périphérie de l'anneau (3) et l'évidement (16), l'une des parois (14, 15), dans l'exemple des figures 1 et 3 la paroi (14), présente une ouverture de communication entre la chambre de guidage et soit la zone d'aspiration soit la zone de refoulement. Il est également possible de prévoir un canal dans le couvercle ou dans le fond de la cavité, solution retenue dans l'exemple présenté à la figure 4.
  • Il est possible de creuser un évidement dans la saillie (9) formée sur la circonférence de l'anneau (3) pour permettre un gain de poids et de matière dans l'anneau, comme le montre la figure 1.
  • Afin d'équilibrer l'anneau mobile (3) et d'éviter qu'il ne soit soumis à des efforts trop importants, il est préférable que la section (17) de la surface externe de l'anneau mobile (3) qui est soumise à la pression de sortie régnant dans la zone de refoulement soit plus ou moins importante en fonction de la puissance nominale de la pompe.
  • Pour cela, il est possible par exemple, comme le montre la figure 4, de décaler plus ou moins la partie de la saillie (9) située du côté de la zone de refoulement et la partie correspondante de son évidement (10) et / ou la paroi de guidage (15) située du côté de la zone de refoulement et la partie correspondante de l'évidement de guidage (16) vers la zone de refoulement. Le point d'appui du ressort (8) sur l'anneau mobile (3) peut être également décalé vers la zone de refoulement. Le décalage vers la zone de refoulement de la saillie (9) / évidement (10) d'une parte et / ou de la paroi de guidage (15) / de l'évidement (16) est calculé de telle sorte que la composante perpendiculaire au déplacement de l'anneau de la résultante des forces s'exerçant sur ce dernier soit aussi faible que possible. Il est possible de laisser cette composante non nulle, afin d'assurer une bonne étanchéité entre la zone d'aspiration et la zone de refoulement. Ainsi équilibré, l'anneau subit moins d'efforts et risque moins de s'user ou de se déformer au cours de l'utilisation au risque de voir apparaître des fuites entre les deux zones d'aspiration et de refoulement ou de voir l'anneau se coincer.
  • La pompe à palettes conforme à l'invention est plus simple à réaliser que la pompe de l'état de la technique. Par ailleurs, elle ne nécessite pas de piston. Elle est donc plus économique. Ses organes de guidage permettent un déplacement aisé de l'anneau. Ces moyens d'étanchéité permettent d'atteindre l'équilibre de l'anneau. Grâce au bon équilibre de l'anneau mobile, les différents éléments s'usent moins vite et le risque de dysfonctionnement est diminué.
    • Liste des références :
    • 1.
    corps de pompe
    2.
    cavité
    3.
    anneau
    4.
    moyeu
    5.
    palettes
    6.
    fentes radiales
    7.
    couvercle
    8.
    ressort de rappel
    9.
    saillie
    10.
    évidement de pilotage
    11.
    zone d'aspiration
    12.
    zone de refoulement
    14.
    paroi de guidage
    15.
    paroi de guidage
    16.
    évidement de guidage
    17.
    section de la surface extérieure de l'anneau mobile en contact avec la zone de refoulement
    A
    centre de l'anneau
    R
    axe de rotation du moyeu

Claims (9)

  1. Pompe à palettes à cylindrée variable comprenant
    • un corps (1) présentant une cavité (2) dans laquelle peut se déplacer
    • un anneau mobile (3) à l'intérieur duquel se trouve
    • un moyeu (4) pouvant tourner autour d'un axe fixe (R) et muni de palettes (5) qui lors de la rotation prennent appui contre la face interne de l'anneau mobile (3),
    • des moyens de déplacement pour déplacer l'anneau mobile (3), en fonction d'une pression de pilotage, entre une position centrée sur l'axe de rotation du moyeu (4) et une position extrême prédéfinie excentrée par rapport à l'axe de rotation du moyeu (4), lesquels moyens de déplacement de l'anneau mobile (3) comprennent un évidement (10) pratiqué dans la paroi de la cavité (2) du corps (1), et une saillie (9) formée sur la face externe de l'anneau mobile (3) et destinée à coulisser dans l'évidement (10) de la cavité (2) du corps (1) de sorte à former une chambre de pilotage dans laquelle est appliquée la pression de pilotage,
    • un ressort de rappel (8) tendant à déplacer l'anneau mobile (3) dans sa position extrême excentrée, ledit ressort de rappel (8) étant de préférence placé de l'autre côté par rapport à l'évidement (10) et la saillie (9),
    • un organe de guidage (14, 15, 16) pour guider l'anneau mobile (3) dans la cavité (2) du corps (1),
    caractérisée en ce que l'organe de guidage est formé de deux parois (14, 15) placées sur la surface extérieure de l'anneau mobile (3) de l'autre côté par rapport à la saillie (9), parallèles entre elles et parallèles aux bords latéraux de la saillie (9), ces parois (14, 15) étant destinées à coulisser dans un évidement (16) correspondant pratiqué dans la paroi de la cavité (2) du corps (1) et en ce que le boîtier (1) et l'anneau mobile (3) sont dimensionnés de telle sorte que la composante perpendiculaire au déplacement de l'anneau (3) de la résultante des forces s'exerçant sur ledit anneau mobile (3) est la plus faible possible, sans être nécessairement nulle, l'équilibre des forces étant réalisé en déplaçant plus ou moins la partie de la saillie (9) située du côté de la zone de refoulement et la partie correspondante de son évidement (10) et / ou la paroi de guidage (15) située du côté de la zone de refoulement et la partie correspondante de l'évidement de guidage (16) vers la zone de refoulement, afin que la section (17) de l'anneau en contact avec la zone de refoulement soit plus ou moins importante..
  2. Pompe à palettes selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section (17) de la surface externe de l'anneau mobile (3) qui est soumise à la pression de sortie régnant dans la zone de refoulement est moins importante que la section de la surface externe de l'anneau mobile (3) qui est soumise à la pression d'entrée régnant dans la zone d'aspiration.
  3. Pompe à palettes selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la section (17) de la surface externe de l'anneau mobile (3) située dans la zone de refoulement (12) entre la paroi latérale de la saillie (9) située dans la zone de refoulement et la paroi de guidage (15) située dans la zone de refoulement est inférieure à la section de la surface externe de l'anneau mobile (3) située dans la zone d'aspiration (11) entre la paroi latérale de la saillie (9) située dans la zone d'aspiration et la paroi de guidage (14) située dans la zone d'aspiration.
  4. Pompe à palettes selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre de pilotage formée par l'évidement (10) et la saillie (9) communique avec la zone de pression de la pompe.
  5. Pompe à palettes selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la pression de pilotage appliquée dans la chambre de pilotage formée par l'évidement (10) et la saillie (9) dépend de la pression régnant dans la zone d'utilisation du fluide pompé par la pompe à palettes.
  6. Pompe à palettes selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour relier la chambre formée par l'évidement (16) de guidage et l'organe de guidage (14, 15) avec la zone d'aspiration ou la zone de pression de la pompe.
  7. Pompe à palettes selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour isoler la zone d'aspiration et la zone de pression.
  8. Pompe à palettes selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens d'étanchéité comprennent la saillie (9) et l'organe de guidage (14, 15).
  9. Pompe à palettes selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que les moyens d'étanchéité comprennent des rondelles d'étanchéité placées entre les faces supérieure et inférieure de la cavité (2) du corps (1) et les faces supérieure et inférieure correspondantes du moyeu (4).
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