WO2021078555A1 - Displacement pump - Google Patents

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WO2021078555A1
WO2021078555A1 PCT/EP2020/078556 EP2020078556W WO2021078555A1 WO 2021078555 A1 WO2021078555 A1 WO 2021078555A1 EP 2020078556 W EP2020078556 W EP 2020078556W WO 2021078555 A1 WO2021078555 A1 WO 2021078555A1
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WO
WIPO (PCT)
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pump
rotor
axis
vanes
movement
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/078556
Other languages
French (fr)
Inventor
Mathieu Pierre CHENOUX
Original Assignee
Safran Aero Boosters
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.)
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Publication date
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Priority claimed from BE20195725A external-priority patent/BE1027697B1/en
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Publication of WO2021078555A1 publication Critical patent/WO2021078555A1/en

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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
    • F04C2/3448—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 with axially movable vanes
    • 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
    • F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
    • F04C11/008—Enclosed motor pump units
    • 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
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/06—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • 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
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/40—Electric motor

Definitions

  • the present invention relates to a positive displacement pump, preferably for use in the field of aeronautics.
  • One of the aims of the invention is to provide a particularly axially short positive displacement pump.
  • the invention provides a positive displacement pump for aircraft turbomachine equipment, and comprising:
  • a rotor located in the stator capable of rotating about an axis, comprising a plurality of notches passing through it axially, and delimiting in the stator an upper zone and a lower zone;
  • a plurality of paddles for dividing said upper and lower zones into a plurality of cavities said paddles being able to: o rotate about said axis, o slide in the notches with a movement having at least one axial component, and o slide along the guide, the guide radially surrounding said axis and having a shape such that it is able to impose said movement having at least one axial component on said pallets as they rotate around the axis.
  • the vanes of the pump according to the invention move with a movement having a component parallel to the axis of rotation of the rotor.
  • the movement of said pallets is achieved mechanically using the guide whose height, that is to say its axial extent, varies circumferentially along a rotational path of the pallets. This variation in height imposes the back and forth movement of the pallet through the notch and varies the volume of the cavities as they rotate.
  • the sliding along the guide is a movement having a circumferential component created by the rotation of the rotor which drives the paddles.
  • the radial sealing element allows the vanes to be locked radially in the notches while improving the sealing of the cavities.
  • the movement of the vanes is only radial, and is therefore particularly influenced by the centrifugal force. Since the centrifugal force depends on the distance from the axis, the friction of the vanes of a known vane pump increases as the radius of the pump increases. Therefore, in order to increase the flow rate, it is preferable to increase the length, measured axially, of the known vane pump. In the pump according to the invention, since the movement of the vanes has an axial component, the centrifugal force has less influence, and to increase the flow rate, it is possible to increase the radius of the pump. Thus, the pump according to the invention can be shorter, and therefore less bulky, than the known pump. In addition, the shape of the pallets can be particularly simple.
  • a “pumping function” can here be understood as a “pumping action” between an inlet and an outlet of a pump cavity.
  • the pump is arranged to allow the assembly formed by the rotor and the vanes to form a tight barrier during the movement of the vanes.
  • the cavities are delimited in particular by two neighboring vanes, the stator and the rotor, and are preferably sealed with respect to one another.
  • the rotor delimiting a lower zone and an upper zone (which are distinct and preferably fluidly disconnected) in the pump, there are therefore twice as many cavities as there are vanes.
  • two vanes in fact delimit two cavities facing each other: an upper cavity in the upper zone of the pump and a lower cavity in the lower zone of the pump.
  • the guide is configured so that the volume of each cavity oscillates during the rotation of the rotor.
  • the configuration of the pump is such that the cavities can be fluidly connected with an inlet or an outlet of the pump, in this case the cavities are said to be open. When the cavities are not fluidly connected to an inlet or an outlet, they are said to be closed.
  • the variation in the height of the guide is such that, when a cavity is open and connected to an inlet of the pump, its volume increases, thus generating a phenomenon of suction of the fluid in the pump. Conversely, when a cavity is open and connected to an outlet of the pump, its volume decreases, thus generating a phenomenon of backflow of the fluid contained in the cavity towards the outside of the pump. Between an inlet and an outlet, the cavity is closed and displaces the fluid in the pump.
  • a fluid is sucked into a cavity of the pump, moved in the pump by rotation of the rotor then forced outside the pump.
  • the depression and the overpressure respectively caused by the increase and decrease in the volume of the cavities are such that they make it possible to move a fluid from a low pressure zone to a high pressure zone.
  • the oscillating nature of the volume of the cavities makes it possible to repeat this operation indefinitely over time.
  • the volume of a closed cavity is maximum immediately after filling and minimum immediately after emptying. This is to avoid any countercurrent flow of inputs and outputs.
  • the pump inlets and outlets can be axial or radial.
  • the shape of the guide influences the rate of change in volume of the cavities. It is therefore possible to modify the shape of the guide in order to control this variation in volume and therefore the flow rate of the pump.
  • a pump can include 2K vanes, or 4K cavities and therefore up to N inlets and N outlets (N31, K3N), corresponding to an alternation of open and closed cavities.
  • N31, K3N N inlets and N outlets
  • a single axial vane pump can replace a plurality of radial vane pumps, thereby reducing the mass and size of the pumping system.
  • the stator comprises an upper flange and a lower flange, parallel to the rotor and arranged on either side of the rotor.
  • a flange is a flat mechanical part, here, preferably circular.
  • the pump comprises a radial sealing element arranged to block the vanes radially outwardly, the radial sealing element being formed:
  • the upper flange is formed integrally with the first axial extension and the lower flange is formed integrally with the second axial extension, and / or the rotor is formed integrally with the upper axial extension and the lower axial extension.
  • the guide comprises a first track mechanically coupled to the upper flange and a second track mechanically coupled to the lower flange, each track radially surrounding, and at least partially, said axis and having a shape adequate to impose said movement having at least one axial component to said pallets over at least part of their rotation about the axis.
  • the two tracks are two separate elements arranged so as to cooperate by means of the pallets. Indeed, the two tracks are separated by a distance equal to the axial extension of the pallets, thus each pallet is permanently in contact with the first track by its upper side and with the second track by its lower side.
  • the tracks are directed towards the rotor.
  • Each track describes on its flange a preferably circular periphery, along the perimeter of a circle.
  • the height of each of the tracks varies continuously and preferably in a correlated manner with the height of the other track. For example, as the height of one track increases, the height of the other track decreases similarly and vice versa, thus allowing the paddles to slide into the notches.
  • the tracks can take turns to force the movement of the paddles: for example, the first track can force the movement downwards and the second track can force the movement upwards.
  • the tracks have an axial extension which varies continuously periodically, for example sinusoidally, as a function of a circumferential angle.
  • the variation in the height of the tracks along the periphery is, for example, sinusoidal or close to a sinusoid.
  • this form of the guide is not limiting.
  • Another continuous oscillating shape might be suitable.
  • a perimeter preferably comprises an integer number of period (s).
  • the pump comprises as many inputs and as many outputs as there are periods of the sinusoid of the sinusoidal axial extension.
  • the tracks are perpendicular to the axis.
  • each of the upper and lower flanges comprises an inlet basin and an outlet basin of the pump.
  • the basins correspond, circumferentially, to the parts of the guide whose height increases or decreases circumferentially, and the limits between the basins correspond, circumferentially, to the circumferential maxima and minima of the height of the guide. So, when a cavity increases or decreases its volume, it opens. A cavity is therefore closed only when its volume is maximum or minimum, making it possible to minimize the dead times during which the fluid is neither sucked in nor discharged, improving the pump efficiency.
  • each of the upper and lower flanges comprises four basins.
  • the pump can be assigned up to four different functions.
  • the number of basins per flange is not limited to four, however their number must be even to include as many inlets as outlets.
  • the number of basins is equal to the number of pallets.
  • the pallets are flat.
  • the movement of the pallets in the notches is a translation in a direction parallel to the axis.
  • the sliding of the pallets is then only axial.
  • the height of the track then varies only circumferentially and the track is, radially, perpendicular to the axis.
  • the inner and outer ends of the notches are parallel to the axis.
  • the pallets are radially blocked so that their movement is parallel to the axis.
  • the sliding of the pallets during the rotation includes an inclination with respect to the axis.
  • the height of the track then varies circumferentially and radially.
  • each vane is symmetrical with respect to a plane of symmetry, the planes of symmetry of the vanes intersecting at a point of intersection located on the axis, the pump being arranged so that said point intersection moves along the axis when the pallets are rotated.
  • the pallets potentially have a convex outer side in the form of an arc of a circle.
  • the invention further provides a pump motor comprising a pump according to any one of the embodiments of the invention, coils mechanically coupled to the stator and magnets attached to the rotor, the pump motor being arranged to that the coils are able to induce a rotation of the rotor by a magnetic coupling with the magnets.
  • the coils form electromagnets.
  • a current in these can induce a magnetic field which will induce a force on the magnets attached to the rotor, and which creates a rotation of the rotor and operates the pump.
  • the invention further provides an aircraft turbomachine and an aircraft comprising a pump according to any of its embodiments.
  • FIG. 1 shows part of a pump according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows part of a pump according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3a to 3e show the evolution over time of a pump according to one embodiment of the invention, during a suction / discharge cycle
  • FIG. 4 shows part of a pump, in particular a rotor and vanes, according to one embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows part of a pump, in particular vanes and a shaft, according to one embodiment of the invention
  • FIG. 7 is a side sectional view of part of a pump, in particular a vane and flanges, according to one embodiment of the invention
  • FIG. 8 shows a pump according to one embodiment of the invention, more particularly the way in which the inlets and outlets are coupled;
  • FIG. 9 is a sectional view of a pump motor according to one embodiment of the invention.
  • Figure 1 shows a part of a positive displacement pump 1 according to an embodiment of the invention and which is opened from above in order to observe the interior of the pump 1.
  • the positive displacement pump 1 comprises a stator 10, a rotor 20 and a plurality of vanes 22.
  • the stator 10 comprises an upper flange 12 and a lower flange 13 (visible in FIG. 2).
  • the rotor 20 is located, axially, between the flanges 12, 13.
  • a sealed casing of the pump 1 comprises in particular the flanges 12, 13.
  • a fluid for example water, air, fuel or gas.
  • the oil can enter the pump through an inlet 2 and exit through an outlet 3 (visible in figure 2).
  • These can for example take the form of basins 2,3 when they are located in the flanges 12,13 or take the form of radial openings when they are located in a side casing 55 (visible in Figure 6a for example) .
  • the rotor 20 is designed to rotate about an axis of rotation A when using the pump 1.
  • the rotor 20 comprises an essentially flat and circular part capable of rotating without unbalance around its axis. rotation A.
  • the rotor 20 separates the pump 1 into two zones: an upper zone 51 situated between the upper flange 12 and the rotor 20 and a lower zone 52 situated between the rotor 20 and the lower flange 13 (references 51 and 52 appear in figure 2).
  • the rotor 20 is in one piece with a shaft 50 parallel to and passing through the axis of rotation A.
  • the shaft 50 passes through the flanges 12,13 of the stator 10.
  • the rotor 10 comprises notches 21 which cross it axially.
  • each notch 21 is identical and extends radially. In the example shown in Figure 1, the notches 21 are rectangular.
  • the vanes 22 are provided to fit and slide in the notches 21 of the rotor 20 so that the rotor and the vanes form a tight barrier between the lower 52 and upper 51 zones.
  • FIG. 2 shows the pump 1 with the two flanges 12, 13.
  • the stator 10 comprises a guide 11.
  • the guide 11 comprises a first track 61 on the upper flange 12 and a second track 62 on the lower flange 13.
  • the tracks 61, 62 of the flanges 12, 13 are directed towards the rotor 20, that is to say down for the first track 61, and up for the second track 62.
  • These tracks 61, 62 can be formed by a variation in the height of the flange 12, 13 (which was manufactured as such) or correspond to a part attached mechanical mechanically coupled to the flange 12, 13.
  • each pallet 22 is in contact by its upper side 23 with the first track 61 and by its lower side 24 with the second track 62.
  • the outer sides 25 of the vanes 22 slide along the radial closure element so that the upper 51 and lower 52 areas of the pump 1 are not in fluid contact.
  • the height of the upper flange 12 varies, the height of the lower flange 13 varies in an opposite manner.
  • the two flanges 12,13 are identical and face each other, one being rotated by 90 ° with respect to the other in a rotation along the axis A.
  • the two flanges 12,13 are complementary, that is that is, they complement each other if they are nested within each other.
  • the height of the flanges 12, 13, measured axially varies periodically as a function of the circumferential angle. The total circumference, that is to say the 360 for the circumferential angle, corresponds to an integer number of period (s) of the height of the flanges.
  • a cavity 4 is delimited in particular by two successive vanes 22, the rotor 20, and one of the flanges 12,13.
  • Each zone 51, 52 is connected to the outside of the pump by at least one input 2 and one output 3. If a zone 51, 52 is connected outside the pump by several inputs 2 and outputs 3, each input 2 is located between two outlets 3.
  • each cavity is in fluid contact alternately, during rotation, with an inlet 2 and then an outlet 3, so as to be alternately filled and more empty.
  • the guide 11 allows that, during the rotation of the rotor 20, the volume of each cavity 4 oscillates: when this volume increases, the cavity 4 can suck a fluid, and when this volume decreases, the cavity 4 can discharge a fluid .
  • Figures 3a to 3e illustrate a suction and discharge cycle for an upper cavity 41 and a lower cavity 42.
  • the upper cavity 41 (respectively lower 42) is delimited by two vanes 221 and 222, the rotor 20 and the upper flange 12 (respectively lower 13).
  • the rotor 20 rotates counterclockwise.
  • the pallets 22 perform a translational movement in an axial direction coupled with a rotational movement around the A axis.
  • the upper cavity 41 is closed, its volume, filled with fluid, is maximum.
  • the lower cavity 42 is closed and its volume is minimum.
  • the upper cavity 41 is open (connected to an outlet 3) and its volume decreases, the fluid in the cavity 41 is therefore returned to the outlet 3.
  • the lower cavity 42 is open (connected to an inlet 2) and its volume increases, the fluid is therefore sucked from the inlet 2 towards the cavity 42.
  • Figure 3d shows the pump from a different angle from Figures 3a to 3c.
  • the upper cavity 41 is closed and its volume is minimal: the discharge phase has ended.
  • the lower cavity 42 is closed and its volume is maximum: the suction phase is over.
  • Figure 3e shows the pump from a different angle from Figure 3d.
  • the upper cavity 41 opens (on an inlet 2) and its volume increases, a phase of suction of the fluid in the cavity 41 begins. This phase is identical to that described with reference to Figure 3b for the cavity 42.
  • the lower cavity 42 opens (on an outlet 3) and its volume decreases, a phase of delivery of the fluid into the cavity 42 begins. This phase is identical to that described with reference to FIG. 3b for the cavity 41.
  • Figures 4 and 5 show an embodiment of the invention in which the movement of the pallets 22 in the notches 21 comprises an inclination with respect to the axis A.
  • the vanes 22 are each symmetrical with respect to a plane of symmetry 102. Two opposite vanes 22 may have the same plane of symmetry.
  • the planes of symmetry 102 of the pallets 22 preferably intersect at a point of intersection 53 situated on the axis A.
  • the pump 1 is arranged so that the point of intersection 53 is fixed during the rotation of the vanes 22.
  • the angle between the plane of symmetry 102 and the radial plane 1001 may for example have a sinusoidal variation during the rotation of the rotor 20.
  • the pump 1 is arranged so that the point of intersection 53 moves on the axis A during the rotation of the pallets 22.
  • their outer side 25 is preferably convex, in order to tilt on the closure element. It may for example have the shape of an arc of a circle according to a circle with a plane parallel to the axis A and centered on the point of intersection 53.
  • Figures 6a and 6b show two variants of the invention with regard to the outer radial locking of the vanes 22 by a radial closure element. This radial sealing element also enables the cavities to be closed radially outwards. In these two figures, dotted lines indicate the position of part of the rotor 20. In these two variants, the pump 1 can include a side casing 55.
  • the upper flange 12 comprises a first axial extension 120 and the lower flange 13 comprises a second axial extension 130.
  • the first 120 and second 130 axial extensions form the radial closure element . They are complementary and arranged to block the pallets 22 radially outwards.
  • the notches 21 open radially outwards.
  • the rotor 20 comprises, along its outer perimeter, an upper axial extension 210 and a lower axial extension 220 arranged to block the pallets 22 radially outwardly.
  • the radial closure element is formed of the upper 210 and lower 220 axial extensions of the rotor 20.
  • the rotor 20 thus has the shape of a T lying on its side (as illustrated in FIG. 9), or of an H if we consider that half of the shaft 50 is part of the rotor.
  • the notches 21 do not open out towards the outside of the rotor 20.
  • Figure 7 corresponds to Figure 6a adapted to an embodiment of the invention in which the movement of the pallets 22 in the notches 21 comprises an inclination relative to the axis A.
  • FIG. 8 illustrates different functions 101, 102, 103, 104 that can be performed at the same time by the pump 1.
  • the pump 1 comprises eight vanes 22 which form sixteen cavities 4.
  • the pump 1 has four inlets 2 and four outlets 3.
  • up to four functions 101, 102, 103 , 104 can be assigned to the pump.
  • Each of the functions 101, 102, 103, 104 comprises an adjacent input 2 and an output 3.
  • the outlet 3 associated with an inlet 2 corresponds to the next basin in the direction of rotation of the rotor.
  • the pump 1 may belong to an assembly of pumps 1 aligned axially.
  • the pumps 1 may each have a hollow shaft 50, and preferably integral with the rotor 20.
  • the pump assembly 1 preferably comprises a central shaft having an axial tongue engaged in an axial groove of the hollow shafts 50, so as to be able to train them simultaneously.
  • the output of one of the functions of one of the pumps is connected to the input of one of the functions of the next pump, so as to achieve successive pumping stages.
  • FIG. 9 is a sectional view of a pump motor 5 according to one embodiment of the invention.
  • the motor-pump 5 comprises coils 82 fixed to the stator 10 and magnets 81 fixed to the rotor 20.
  • an electric current in the coils 82 induces a magnetic field which turns the rotor 20 via its action on magnets 81.
  • the side jacket 54 is located between the coils 82 and the cavities 4.
  • the invention relates to a positive displacement pump 1, the principle of which comprises sliding vanes 22 in notches 21 of a rotor 20 according to a movement having an axial component.
  • These pallets 22 follow a guide 11, which can for example be tracks on flanges 12, 13.
  • Two successive pallets 22 form a cavity whose volume varies periodically during the rotation of the rotor 20 thanks to the sliding of the vanes 22, cyclically inducing a suction of the fluid in the pump 1 then a discharge.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

A displacement pump (1), the principle of which involves sliding vanes (22) into the slots (21) of a rotor (20) in a movement with an axial component. These vanes (22) follow a guide (11), which can be, for example, tracks on flanges (12, 13). Two successive vanes (22) form a cavity, the volume of which varies periodically during the rotation of the rotor (20) by virtue of the sliding of the vanes (22), cyclically causing the fluid to be sucked into, then discharged from, the pump (1).

Description

Pompe volumétrique Positive displacement pump
Domaine technique Technical area
[0001] La présente invention concerne une pompe volumétrique, de préférence pour utilisation dans le domaine de l’aéronautique. Art antérieur The present invention relates to a positive displacement pump, preferably for use in the field of aeronautics. Prior art
[0002] Dans différentes applications, il est nécessaire d’utiliser des pompes, par exemple pour lubrifier les différents composants d’une turbomachine d’un aéronef. A cet effet, il existe des pompes dites gerotors telles que décrites par exemple dans EP1396639A1 et EP0736691 B1 . [0003] Un autre type de pompes est constitué par la famille des pompes à palettes. Ces pompes comprennent un rotor muni de lames (ou palettes) qui peuvent coulisser radialement, entraînant des variations de volumes des cavités délimitées notamment par lesdites palettes, ce qui produit des phases d’aspiration et de refoulement. [0004] Les pompes à palettes connues présentent l’inconvénient d’être encombrantes. [0002] In various applications, it is necessary to use pumps, for example to lubricate the various components of a turbomachine of an aircraft. For this purpose, there are so-called gerotor pumps as described for example in EP1396639A1 and EP0736691 B1. Another type of pump consists of the family of vane pumps. These pumps include a rotor fitted with blades (or vanes) which can slide radially, causing variations in the volumes of the cavities delimited in particular by said vanes, which produces suction and discharge phases. [0004] Known vane pumps have the disadvantage of being bulky.
Résumé de l’invention Summary of the invention
[0005] Un des buts de l’invention est de fournir une pompe volumétrique particulièrement courte axialement. A cet effet, l’invention propose une pompe volumétrique pour équipement de turbomachine d’aéronef, et comprenant : [0005] One of the aims of the invention is to provide a particularly axially short positive displacement pump. To this end, the invention provides a positive displacement pump for aircraft turbomachine equipment, and comprising:
• un stator comprenant un guide; • a stator comprising a guide;
• un rotor situé dans le stator, apte à tourner autour d’un axe, comprenant une pluralité d’encoches le traversant axialement, et délimitant dans le stator une zone supérieure et une zone inférieure; · une pluralité de palettes pour fractionner lesdites zones supérieure et inférieure en une pluralité de cavités, lesdites palettes étant aptes à: o tourner autour dudit axe, o coulisser dans les encoches avec un mouvement ayant au moins une composante axiale, et o glisser le long du guide, le guide entourant radialement ledit axe et ayant une forme telle qu’il est apte à imposer ledit mouvement ayant au moins une composante axiale auxdites palettes lors de leur rotation autour de l’axe. • a rotor located in the stator, capable of rotating about an axis, comprising a plurality of notches passing through it axially, and delimiting in the stator an upper zone and a lower zone; A plurality of paddles for dividing said upper and lower zones into a plurality of cavities, said paddles being able to: o rotate about said axis, o slide in the notches with a movement having at least one axial component, and o slide along the guide, the guide radially surrounding said axis and having a shape such that it is able to impose said movement having at least one axial component on said pallets as they rotate around the axis.
[0006] Contrairement à une pompe à palettes radiales, les palettes de la pompe selon l’invention se déplacent avec un mouvement ayant une composante parallèle à l’axe de rotation du rotor. Le déplacement desdites palettes est réalisé mécaniquement à l’aide du guide dont la hauteur, c’est-à-dire son étendue axiale, varie circonférentiellement le long d’un parcours de rotation des palettes. Cette variation de hauteur impose le mouvement de va-et-vient de la palette au travers de l’encoche et fait varier le volume des cavités lors de leur rotation. Le glissement le long du guide est un mouvement ayant une composante circonférentielle créée par la rotation du rotor qui entraîne les palettes. [0006] Unlike a radial vane pump, the vanes of the pump according to the invention move with a movement having a component parallel to the axis of rotation of the rotor. The movement of said pallets is achieved mechanically using the guide whose height, that is to say its axial extent, varies circumferentially along a rotational path of the pallets. This variation in height imposes the back and forth movement of the pallet through the notch and varies the volume of the cavities as they rotate. The sliding along the guide is a movement having a circumferential component created by the rotation of the rotor which drives the paddles.
[0007] L’élément d’obturation radial permet de bloquer les palettes radialement dans les encoches tout en améliorant l’étanchéité des cavités. [0007] The radial sealing element allows the vanes to be locked radially in the notches while improving the sealing of the cavities.
[0008] Dans une pompe à palettes connue, le mouvement des palettes est uniquement radial, et est donc particulièrement influencé par la force centrifuge. Comme la force centrifuge dépend de la distance à l’axe, le frottement des palettes d’une pompe à palettes connue augmente si le rayon de la pompe augmente. Par conséquent, pour augmenter le débit, il est préférable d’augmenter la longueur, mesurée axialement, de la pompe à palettes connue. Dans la pompe selon l’invention, comme le mouvement des palettes a une composante axiale, la force centrifuge a une influence moindre, et pour augmenter le débit, il est possible d’augmenter le rayon de la pompe. Ainsi, la pompe selon l’invention peut être moins longue, et donc moins encombrante, que la pompe connue. De plus, la forme des palettes peut être particulièrement simple. [0009] Si une seule fonction de pompage est réalisée, la pompe est équilibrée axialement. Si plusieurs fonctions de pompage sont réalisées simultanément, la charge axiale est particulièrement faible. En outre, la charge radiale de la pompe est particulièrement faible, et elle permet d’atteindre des débits particulièrement élevés. Une « fonction de pompage » peut ici s’entendre comme une « action de pompage » entre une entrée et une sortie d’une cavité de la pompe. In a known vane pump, the movement of the vanes is only radial, and is therefore particularly influenced by the centrifugal force. Since the centrifugal force depends on the distance from the axis, the friction of the vanes of a known vane pump increases as the radius of the pump increases. Therefore, in order to increase the flow rate, it is preferable to increase the length, measured axially, of the known vane pump. In the pump according to the invention, since the movement of the vanes has an axial component, the centrifugal force has less influence, and to increase the flow rate, it is possible to increase the radius of the pump. Thus, the pump according to the invention can be shorter, and therefore less bulky, than the known pump. In addition, the shape of the pallets can be particularly simple. If only one pumping function is performed, the pump is axially balanced. If several pumping functions are performed simultaneously, the axial load is particularly low. In addition, the radial load of the pump is particularly low, and it makes it possible to achieve particularly high flow rates. A “pumping function” can here be understood as a “pumping action” between an inlet and an outlet of a pump cavity.
[0010] La pompe est agencée pour permettre que l’ensemble formé par le rotor et les palettes forme une barrière étanche durant le déplacement des palettes. Les cavités sont délimitées notamment par deux palettes voisines, le stator et le rotor et sont préférentiellement étanches les unes par rapport aux autres. Le rotor délimitant une zone inférieure et une zone supérieure (qui sont distinctes et préférentiellement déconnectées fluidiquement) dans la pompe, il y a donc deux fois plus de cavités que de palettes. Ainsi, deux palettes délimitent en fait deux cavités en vis-à-vis : une cavité supérieure dans la zone supérieure de la pompe et une cavité inférieure dans la zone inférieure de la pompe. Lorsque les palettes se déplacent vers la zone supérieure, le volume de la cavité supérieure augmente pendant que le volume de la cavité inférieure diminue. Le guide est configuré de manière à ce que le volume de chaque cavité oscille au cours de la rotation du rotor. [0010] The pump is arranged to allow the assembly formed by the rotor and the vanes to form a tight barrier during the movement of the vanes. The cavities are delimited in particular by two neighboring vanes, the stator and the rotor, and are preferably sealed with respect to one another. The rotor delimiting a lower zone and an upper zone (which are distinct and preferably fluidly disconnected) in the pump, there are therefore twice as many cavities as there are vanes. Thus, two vanes in fact delimit two cavities facing each other: an upper cavity in the upper zone of the pump and a lower cavity in the lower zone of the pump. As the paddles move to the upper area, the volume of the upper cavity increases while the volume of the lower cavity decreases. The guide is configured so that the volume of each cavity oscillates during the rotation of the rotor.
[0011] La configuration de la pompe est telle que les cavités peuvent être connectées fluidiquement avec une entrée ou une sortie de la pompe, dans ce cas les cavités sont dites ouvertes. Lorsque les cavités ne sont pas connectées fluidiquement à une entrée ou une sortie, elles sont dites fermées. La variation de la hauteur du guide est telle que, lorsqu’une cavité est ouverte et connectée à une entrée de la pompe, son volume augmente, générant ainsi un phénomène d’aspiration du fluide dans la pompe. A contrario, lorsque une cavité est ouverte et connectée à une sortie de la pompe, son volume diminue, générant ainsi un phénomène de refoulement du fluide contenu dans la cavité vers l’extérieur de la pompe. Entre une entrée et une sortie, la cavité est fermée et déplace le fluide dans la pompe. Autrement dit, un fluide est aspiré dans une cavité de la pompe, déplacé dans la pompe par rotation du rotor puis refoulé à l’extérieur de la pompe. La dépression et la surpression respectivement provoquées par l’augmentation et la diminution du volume des cavités sont telles qu’elles permettent de déplacer un fluide d’une zone basse pression vers une zone haute pression. Le caractère oscillant du volume des cavités permet de répéter cette opération indéfiniment au cours du temps. Le volume d’une cavité fermée est maximal juste après le remplissage et minimal juste après le vidage. Cela permet d’éviter tout flux à contrecourant des entrées et des sorties. Les entrées et les sorties de la pompe peuvent être axiales ou radiales. La forme du guide influence le taux de variation de volume des cavités. Il est donc possible de modifier la forme du guide afin de contrôler cette variation de volume et donc le débit de la pompe. The configuration of the pump is such that the cavities can be fluidly connected with an inlet or an outlet of the pump, in this case the cavities are said to be open. When the cavities are not fluidly connected to an inlet or an outlet, they are said to be closed. The variation in the height of the guide is such that, when a cavity is open and connected to an inlet of the pump, its volume increases, thus generating a phenomenon of suction of the fluid in the pump. Conversely, when a cavity is open and connected to an outlet of the pump, its volume decreases, thus generating a phenomenon of backflow of the fluid contained in the cavity towards the outside of the pump. Between an inlet and an outlet, the cavity is closed and displaces the fluid in the pump. In other words, a fluid is sucked into a cavity of the pump, moved in the pump by rotation of the rotor then forced outside the pump. The depression and the overpressure respectively caused by the increase and decrease in the volume of the cavities are such that they make it possible to move a fluid from a low pressure zone to a high pressure zone. The oscillating nature of the volume of the cavities makes it possible to repeat this operation indefinitely over time. The volume of a closed cavity is maximum immediately after filling and minimum immediately after emptying. This is to avoid any countercurrent flow of inputs and outputs. The pump inlets and outlets can be axial or radial. The shape of the guide influences the rate of change in volume of the cavities. It is therefore possible to modify the shape of the guide in order to control this variation in volume and therefore the flow rate of the pump.
[0012] La configuration de l’invention telle que décrite permet d’avoir un nombre de cycles dépression/compression par tour supérieur à deux. En effet, une pompe peut comprendre 2K palettes, soit 4K cavités et donc jusqu’à N entrées et N sorties (N³1 , K³N), correspondant à une alternance de cavités ouvertes et fermées. Afin d’éviter qu’une même cavité ne soit simultanément connectée à une entrée et une sortie, il est préférable qu’il y ait une cavité tampon entre une entrée et une sortie, ce qui signifie quatre entrées et quatre sorties pour huit palettes. De manière générale, plus il y a de palettes, plus nombreuses sont les fonctions que la pompe peut réaliser. Ainsi une seule pompe à palettes axiales peut remplacer une pluralité de pompes à palettes radiales ce qui permet de réduire la masse et l’encombrement du système de pompage. The configuration of the invention as described makes it possible to have a number of depression / compression cycles per revolution greater than two. Indeed, a pump can include 2K vanes, or 4K cavities and therefore up to N inlets and N outlets (N³1, K³N), corresponding to an alternation of open and closed cavities. In order to prevent the same cavity from being simultaneously connected to an inlet and an outlet, it is preferable that there is a buffer cavity between an inlet and an outlet, which means four inlets and four outlets for eight pallets. In general, the more paddles there are, the more functions the pump can perform. Thus a single axial vane pump can replace a plurality of radial vane pumps, thereby reducing the mass and size of the pumping system.
[0013] Avantageusement, augmenter le cycle dépression/compression par tour de rotor permet d’augmenter la fréquence d’aspiration/refoulement et réduit les effets de pulsation. Advantageously, increasing the vacuum / compression cycle per revolution of the rotor makes it possible to increase the suction / discharge frequency and reduces the effects of pulsation.
[0014] Dans le cadre du présent document, il doit être entendu que lorsque des éléments sont décrits et/ou représentés comme en contact, ou en contact « mécanique », il peut exister un jeu entre ces éléments. [0015] Dans le cadre du présent document, deux éléments « couplés mécaniquement » peuvent par exemple former une seule pièce monobloc, ou être des pièces fixées l’une à l’autre. In the context of this document, it should be understood that when elements are described and / or shown as in contact, or in "mechanical" contact, there may be a clearance between these elements. In the context of this document, two “mechanically coupled” elements can for example form a single integral part, or be parts fixed to one another.
[0016] Dans le cadre du présent document, les adjectifs « intérieur » et « extérieur » doivent se comprendre par rapport à l’axe de rotation du rotor. [0017] Le stator comprend un flasque supérieur et un flasque inférieur, parallèles au rotor et disposés de part et d’autre du rotor. Un flasque est une pièce mécanique plate, ici, préférentiellement circulaire. [0016] In the context of this document, the adjectives "inside" and "outside" should be understood in relation to the axis of rotation of the rotor. [0017] The stator comprises an upper flange and a lower flange, parallel to the rotor and arranged on either side of the rotor. A flange is a flat mechanical part, here, preferably circular.
[0018] La pompe comprend un élément d’obturation radial agencé pour bloquer les palettes radialement vers l’extérieur, l’élément d’obturation radial étant formé:[0018] The pump comprises a radial sealing element arranged to block the vanes radially outwardly, the radial sealing element being formed:
- d’une première extension axiale du flasque supérieur et d’une deuxième extension axiale du flasque inférieur, lesdites première et deuxième extensions axiales étant complémentaires, ou - a first axial extension of the upper flange and a second axial extension of the lower flange, said first and second axial extensions being complementary, or
- d’une extension axiale supérieure et d’une extension axiale inférieure du rotor situées le long du périmètre extérieur du rotor. - an upper axial extension and a lower axial extension of the rotor located along the outer perimeter of the rotor.
[0019] Le flasque supérieur est formé d’une pièce avec la première extension axiale et le flasque inférieur est formé d’une pièce avec la deuxième extension axiale, et/ou le rotor est formé d’une pièce avec l’extension axiale supérieure et l’extension axiale inférieure. The upper flange is formed integrally with the first axial extension and the lower flange is formed integrally with the second axial extension, and / or the rotor is formed integrally with the upper axial extension and the lower axial extension.
[0020] Dans un mode de réalisation de l’invention, le guide comprend une première piste mécaniquement couplée au flasque supérieur et une deuxième piste mécaniquement couplée au flasque inférieur, chaque piste entourant radialement, et au moins partiellement, ledit axe et ayant une forme adéquate pour imposer ledit mouvement ayant au moins une composante axiale auxdites palettes sur au moins une partie de leur rotation autour de l’axe. In one embodiment of the invention, the guide comprises a first track mechanically coupled to the upper flange and a second track mechanically coupled to the lower flange, each track radially surrounding, and at least partially, said axis and having a shape adequate to impose said movement having at least one axial component to said pallets over at least part of their rotation about the axis.
[0021] Les deux pistes sont deux éléments distincts agencées de manières à coopérer par l’intermédiaire des palettes. En effet, les deux pistes sont séparées d’une distance égale à l’extension axiale des palettes, ainsi chaque palette est en permanence en contact avec la première piste par son côté supérieur et avec la deuxième piste par son côté inférieur. [0022] Les pistes sont dirigées vers le rotor. Chaque piste décrit sur son flasque un pourtour préférentiellement circulaire, le long du périmètre d’un cercle. Le long de leurs pourtours, la hauteur de chacune des pistes varie continûment et préférentiellement de manière corrélée avec la hauteur de l’autre piste. Par exemple, lorsque la hauteur d’une piste augmente, la hauteur de l’autre piste diminue de la même manière et vice versa, permettant ainsi le coulissement des palettes dans les encoches. Les pistes peuvent se relayer pour imposer le mouvement des palettes : par exemple, la première piste peut imposer le mouvement vers le bas et la deuxième piste peut imposer le mouvement vers le haut. The two tracks are two separate elements arranged so as to cooperate by means of the pallets. Indeed, the two tracks are separated by a distance equal to the axial extension of the pallets, thus each pallet is permanently in contact with the first track by its upper side and with the second track by its lower side. The tracks are directed towards the rotor. Each track describes on its flange a preferably circular periphery, along the perimeter of a circle. Along their peripheries, the height of each of the tracks varies continuously and preferably in a correlated manner with the height of the other track. For example, as the height of one track increases, the height of the other track decreases similarly and vice versa, thus allowing the paddles to slide into the notches. The tracks can take turns to force the movement of the paddles: for example, the first track can force the movement downwards and the second track can force the movement upwards.
[0023] Dans un mode de réalisation de l’invention, les pistes ont une extension axiale qui varie de façon périodique continue, par exemple de façon sinusoïdale, en fonction d’un angle circonférentiel. Ainsi, la variation de la hauteur des pistes le long du pourtour est par exemple sinusoïdale ou proche d’une sinusoïde. Cependant cette forme du guide n’est pas limitative. Une autre forme oscillante continue pourrait convenir. Afin d’éviter la discontinuité du guide, un pourtour comprend préférentiellement un nombre entier de période(s). Préférentiellement, la pompe comprend autant d’entrées et autant de sorties que de périodes de la sinusoïde de l’extension axiale sinusoïdale. [0023] In one embodiment of the invention, the tracks have an axial extension which varies continuously periodically, for example sinusoidally, as a function of a circumferential angle. Thus, the variation in the height of the tracks along the periphery is, for example, sinusoidal or close to a sinusoid. However, this form of the guide is not limiting. Another continuous oscillating shape might be suitable. In order to avoid the discontinuity of the guide, a perimeter preferably comprises an integer number of period (s). Preferably, the pump comprises as many inputs and as many outputs as there are periods of the sinusoid of the sinusoidal axial extension.
[0024] Dans un mode de réalisation de l’invention, les pistes sont perpendiculaires à l’axe. [0024] In one embodiment of the invention, the tracks are perpendicular to the axis.
[0025] Dans un mode de réalisation de l’invention, chacun des flasques supérieur et inférieur comprend un bassin d’entrée et un bassin de sortie de la pompe. Préférentiellement, les bassins correspondent, circonférentiellement, aux parties du guide dont la hauteur croît ou décroît circonférentiellement, et les limites entre les bassins correspondent, circonférentiellement, aux maximas et minimas circonférentiels de la hauteur du guide. Ainsi, quand une cavité augmente ou diminue son volume, elle s’ouvre. Une cavité n’est donc fermée que lorsque son volume est maximal ou minimal, permettant de minimiser les temps morts durant lesquels le fluide n’est ni aspiré, ni refoulé, améliorant le rendement de la pompe. Dans cette configuration, la surface effective par laquelle le fluide est aspiré (respectivement refoulé) varie : elle augmente, atteint un pic puis diminue rendant le volume de fluide aspiré (respectivement refoulé) inconstant au cours du temps (effet de pulsation). Cependant, il est possible d’optimiser la géométrie des bassins dans le but de diminuer cet effet de pulsation. Il est également possible de modifier la géométrie des bassins dans le but, par exemple, d’améliorer encore le rendement ou de réduire la cavitation. [0026] Dans un mode de réalisation de l’invention, chacun des flasques supérieur et inférieur comprend quatre bassins. Dans cette configuration, la pompe peut être affectée jusqu’à quatre fonctions différentes. Le nombre de bassins par flasque n’est pas limité à quatre, cependant leur nombre doit être pair pour comprendre autant d’entrées que de sorties. Préférentiellement, le nombre de bassin est égal au nombre de palettes. In one embodiment of the invention, each of the upper and lower flanges comprises an inlet basin and an outlet basin of the pump. Preferably, the basins correspond, circumferentially, to the parts of the guide whose height increases or decreases circumferentially, and the limits between the basins correspond, circumferentially, to the circumferential maxima and minima of the height of the guide. So, when a cavity increases or decreases its volume, it opens. A cavity is therefore closed only when its volume is maximum or minimum, making it possible to minimize the dead times during which the fluid is neither sucked in nor discharged, improving the pump efficiency. In this configuration, the effective surface through which the fluid is sucked (respectively discharged) varies: it increases, reaches a peak and then decreases, making the volume of fluid sucked (respectively discharged) inconstant over time (pulsation effect). However, it is possible to optimize the geometry of the basins in order to reduce this pulsation effect. It is also possible to modify the geometry of the basins in order, for example, to further improve the efficiency or to reduce cavitation. In one embodiment of the invention, each of the upper and lower flanges comprises four basins. In this configuration, the pump can be assigned up to four different functions. The number of basins per flange is not limited to four, however their number must be even to include as many inlets as outlets. Preferably, the number of basins is equal to the number of pallets.
[0027] Dans un mode de réalisation de l’invention, les palettes sont planes. [0027] In one embodiment of the invention, the pallets are flat.
[0028] Dans un mode de réalisation de l’invention, le mouvement des palettes dans les encoches est une translation selon une direction parallèle à l’axe. Le coulissement des palettes est alors uniquement axial. Préférentiellement, la hauteur de la piste varie alors uniquement circonférentiellement et la piste est, radialement, perpendiculaire à l’axe. Préférentiellement, les extrémités intérieure et extérieure des encoches sont parallèles à l’axe. Ainsi, les palettes sont bloquées radialement de façon à ce que leur mouvement soit parallèle à l’axe. [0028] In one embodiment of the invention, the movement of the pallets in the notches is a translation in a direction parallel to the axis. The sliding of the pallets is then only axial. Preferably, the height of the track then varies only circumferentially and the track is, radially, perpendicular to the axis. Preferably, the inner and outer ends of the notches are parallel to the axis. Thus, the pallets are radially blocked so that their movement is parallel to the axis.
[0029] Dans un autre mode de réalisation de l’invention, le coulissement des palettes durant la rotation comprend une inclinaison par rapport à l’axe. Préférentiellement, la hauteur de la piste varie alors circonférentiellement et radialement. [0029] In another embodiment of the invention, the sliding of the pallets during the rotation includes an inclination with respect to the axis. Preferably, the height of the track then varies circumferentially and radially.
[0030] Par exemple, il est possible que chaque palette soit symétrique par rapport à un plan de symétrie, les plans de symétrie des palettes se croisant en un point d’intersection situé sur l’axe, la pompe étant agencée pour que ledit point d’intersection se déplace sur l’axe lors de la rotation des palettes. [0031] Les palettes ont potentiellement un côté extérieur convexe en forme d’arc de cercle. For example, it is possible that each vane is symmetrical with respect to a plane of symmetry, the planes of symmetry of the vanes intersecting at a point of intersection located on the axis, the pump being arranged so that said point intersection moves along the axis when the pallets are rotated. The pallets potentially have a convex outer side in the form of an arc of a circle.
[0032] L’invention propose en outre un moteur-pompe comprenant une pompe selon l’un quelconque de modes de réalisation de l’invention, des bobines couplées mécaniquement au stator et des aimants fixés au rotor, le moteur- pompe étant agencé pour que les bobines soient aptes à induire une rotation du rotor par un couplage magnétique avec les aimants. The invention further provides a pump motor comprising a pump according to any one of the embodiments of the invention, coils mechanically coupled to the stator and magnets attached to the rotor, the pump motor being arranged to that the coils are able to induce a rotation of the rotor by a magnetic coupling with the magnets.
[0033] Les bobines forment des électro-aimants. Un courant dans ceux-ci peut induire un champ magnétique qui va induire une force sur les aimant fixés au rotor, et ce qui crée une rotation du rotor et actionne la pompe. The coils form electromagnets. A current in these can induce a magnetic field which will induce a force on the magnets attached to the rotor, and which creates a rotation of the rotor and operates the pump.
[0034] L’invention propose en outre une turbomachine d’aéronef et un aéronef comprenant une pompe selon l’un quelconque de ses modes de réalisation. [0034] The invention further provides an aircraft turbomachine and an aircraft comprising a pump according to any of its embodiments.
Brève description des figures Brief description of the figures
[0035] Afin d’illustrer l’invention et la description détaillée qui suit, on se reportera aux figures où : In order to illustrate the invention and the detailed description which follows, reference is made to the figures where:
- la figure 1 montre une partie d’une pompe selon un mode de réalisation de l’invention ; - Figure 1 shows part of a pump according to one embodiment of the invention;
- la figure 2 montre une partie d’une pompe selon un mode de réalisation de l’invention; - Figure 2 shows part of a pump according to one embodiment of the invention;
- les figures 3a à 3e montrent l’évolution temporelle d’une pompe selon un mode de réalisation de l’invention, lors d’un cycle aspiration/refoulement ;- Figures 3a to 3e show the evolution over time of a pump according to one embodiment of the invention, during a suction / discharge cycle;
- la figure 4 montre une partie d’une pompe, notamment un rotor et des palettes, selon un mode de réalisation de l’invention ; - Figure 4 shows part of a pump, in particular a rotor and vanes, according to one embodiment of the invention;
- la figure 5 montre une partie d’une pompe, notamment des palettes et un arbre, selon un mode de réalisation de l’invention ; - Figure 5 shows part of a pump, in particular vanes and a shaft, according to one embodiment of the invention;
- les figures 6a, 6b montrent deux variantes de l’invention en ce qui concerne le blocage radial des palettes ; - Figures 6a, 6b show two variants of the invention with regard to the radial locking of the pallets;
- la figure 7 est une vue en coupe latérale d’une partie d’une pompe, notamment une palette et des flasques, selon un mode de réalisation de l’invention ; - le figure 8 montre un pompe selon un mode de réalisation de l’invention, plus particulièrement la manière avec laquelle les entrées et les sorties sont couplées ; et - Figure 7 is a side sectional view of part of a pump, in particular a vane and flanges, according to one embodiment of the invention; FIG. 8 shows a pump according to one embodiment of the invention, more particularly the way in which the inlets and outlets are coupled; and
- la figure 9 est une vue en coupe d’un moteur-pompe selon un mode de réalisation de l’invention. - Figure 9 is a sectional view of a pump motor according to one embodiment of the invention.
Description détaillée de modes de réalisation particuliers de l’inventionDetailed description of particular embodiments of the invention
[0036] La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l’invention n’est pas limitée par celles-ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitants. [0037] Dans le contexte du présent document, les termes « premier » et « deuxième » servent uniquement à différencier les différents éléments et n'impliquent pas d'ordre entre ces éléments. The present invention is described with particular embodiments and references to figures but the invention is not limited by them. The drawings or figures described are only schematic and are not limiting. In the context of this document, the terms "first" and "second" serve only to differentiate the different elements and do not imply order between these elements.
[0038] Sur les figures, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références. In the figures, identical or similar elements may bear the same references.
[0039] La figure 1 montre une partie d’une pompe 1 volumétrique selon un mode de réalisation de l’invention et qui est ouverte par le haut dans le but d’observer l’intérieur de la pompe 1 . La pompe 1 volumétrique comprend un stator 10, un rotor 20 et une pluralité de palettes 22. [0039] Figure 1 shows a part of a positive displacement pump 1 according to an embodiment of the invention and which is opened from above in order to observe the interior of the pump 1. The positive displacement pump 1 comprises a stator 10, a rotor 20 and a plurality of vanes 22.
[0040] Préférentiellement, le stator 10 comprend un flasque supérieur 12 et un flasque inférieur 13 (visibles figure 2). Le rotor 20 est situé, axialement, entre les flasques 12, 13. Une enveloppe étanche de la pompe 1 comprend notamment les flasques 12, 13. Un fluide, par exemple de l’eau, de l’air, du carburant ou de l’huile, peut entrer dans la pompe par une entrée 2 et en sortir par une sortie 3 (visibles figure 2). Celles-ci peuvent par exemple prendre la forme de bassins 2,3 lorsqu’elles se situent dans les flasques 12,13 ou prendre la forme d’ouvertures radiales lorsqu’elles se situent dans un carter latéral 55 (visible figure 6a par exemple). Preferably, the stator 10 comprises an upper flange 12 and a lower flange 13 (visible in FIG. 2). The rotor 20 is located, axially, between the flanges 12, 13. A sealed casing of the pump 1 comprises in particular the flanges 12, 13. A fluid, for example water, air, fuel or gas. The oil can enter the pump through an inlet 2 and exit through an outlet 3 (visible in figure 2). These can for example take the form of basins 2,3 when they are located in the flanges 12,13 or take the form of radial openings when they are located in a side casing 55 (visible in Figure 6a for example) .
[0041] Le rotor 20 est prévu pour tourner autour d’un axe de rotation A lors de l’utilisation de la pompe 1 . Préférentiellement, le rotor 20 comprend une partie essentiellement plate et circulaire apte à tourner sans balourd autour de son axe de rotation A. Le rotor 20 sépare la pompe 1 en deux zones : une zone supérieure 51 située entre le flasque supérieur 12 et le rotor 20 et une zone inférieure 52 située entre le rotor 20 et le flasque inférieur 13 (les références 51 et 52 apparaissent à la figure 2). The rotor 20 is designed to rotate about an axis of rotation A when using the pump 1. Preferably, the rotor 20 comprises an essentially flat and circular part capable of rotating without unbalance around its axis. rotation A. The rotor 20 separates the pump 1 into two zones: an upper zone 51 situated between the upper flange 12 and the rotor 20 and a lower zone 52 situated between the rotor 20 and the lower flange 13 (references 51 and 52 appear in figure 2).
[0042] Préférentiellement, le rotor 20 est d’une seule pièce avec un arbre 50 parallèle à et passant par l’axe de rotation A. L’arbre 50 traverse les flasques 12,13 du stator 10. Le rotor 10 comprend des encoches 21 qui le traversent axialement. Préférentiellement, chaque encoche 21 est identique et s’étend radialement. Dans l’exemple montré à la figure 1 , les encoches 21 sont rectangulaires. Preferably, the rotor 20 is in one piece with a shaft 50 parallel to and passing through the axis of rotation A. The shaft 50 passes through the flanges 12,13 of the stator 10. The rotor 10 comprises notches 21 which cross it axially. Preferably, each notch 21 is identical and extends radially. In the example shown in Figure 1, the notches 21 are rectangular.
[0043] Les palettes 22 sont prévues pour s’insérer et coulisser dans les encoches 21 du rotor 20 de façon à ce que le rotor et les palettes forment une barrière étanche entre les zones inférieure 52 et supérieure 51 . The vanes 22 are provided to fit and slide in the notches 21 of the rotor 20 so that the rotor and the vanes form a tight barrier between the lower 52 and upper 51 zones.
[0044] La figure 2 montre la pompe 1 avec les deux flasques 12, 13. Le stator 10 comprend un guide 11 . Préférentiellement, le guide 11 comprend une première piste 61 sur le flasque supérieur 12 et une deuxième piste 62 sur le flasque inférieur 13. Les pistes 61 , 62 des flasques 12,13 sont dirigées vers le rotor 20, c’est-à-dire vers le bas pour la première piste 61 , et vers le haut pour la deuxième piste 62. Ces pistes 61 , 62 peuvent être formées par une variation de hauteur du flasque 12, 13 (qui a été fabriqué comme tel) ou correspondre à une pièce mécanique rapportée couplée mécaniquement au flasque 12, 13. De préférence, chaque palette 22 est en contact par son côté supérieur 23 avec la première piste 61 et par son côté inférieur 24 avec la deuxième piste 62. De préférence, lors de la rotation, les côtés extérieurs 25 des palettes 22 glissent le long de l’élément d’obturation radial de manière à ce que les zones supérieure 51 et inférieure 52 de la pompe 1 ne soient pas en contact fluidique. Figure 2 shows the pump 1 with the two flanges 12, 13. The stator 10 comprises a guide 11. Preferably, the guide 11 comprises a first track 61 on the upper flange 12 and a second track 62 on the lower flange 13. The tracks 61, 62 of the flanges 12, 13 are directed towards the rotor 20, that is to say down for the first track 61, and up for the second track 62. These tracks 61, 62 can be formed by a variation in the height of the flange 12, 13 (which was manufactured as such) or correspond to a part attached mechanical mechanically coupled to the flange 12, 13. Preferably, each pallet 22 is in contact by its upper side 23 with the first track 61 and by its lower side 24 with the second track 62. Preferably, during rotation, the outer sides 25 of the vanes 22 slide along the radial closure element so that the upper 51 and lower 52 areas of the pump 1 are not in fluid contact.
[0045] De préférence, à tout moment de la rotation, au moins une des pistes 61 , 62 pousse les palettes 22, ce qui entraîne le coulissement des palettes 22 dans les encoches 21 . Préférentiellement, lorsque la hauteur du flasque supérieur 12 varie, la hauteur du flasque inférieur 13 varie de manière opposée. Par exemple, les deux flasques 12,13 sont identiques et se font face, l’un étant tourné de 90° par rapport à l’autre dans une rotation selon l’axe A. Idéalement, les deux flasques 12,13 sont complémentaires, c’est-à-dire qu’ils se complètent si ils sont emboîtés l’un dans l’autre. Préférentiellement, la hauteur des flasques 12,13, mesurée axialement, varie de façon périodique en fonction de l’angle circonférentiel. Le pourtour total, c’est-à-dire les 360 pour l’angle circonférentiel, correspond à un nombre entier de période(s) de la hauteur des flasques. Preferably, at any time of the rotation, at least one of the tracks 61, 62 pushes the paddles 22, which causes the paddles 22 to slide in the notches 21. Preferably, when the height of the upper flange 12 varies, the height of the lower flange 13 varies in an opposite manner. For example, the two flanges 12,13 are identical and face each other, one being rotated by 90 ° with respect to the other in a rotation along the axis A. Ideally, the two flanges 12,13 are complementary, that is that is, they complement each other if they are nested within each other. Preferably, the height of the flanges 12, 13, measured axially, varies periodically as a function of the circumferential angle. The total circumference, that is to say the 360 for the circumferential angle, corresponds to an integer number of period (s) of the height of the flanges.
[0046] Une cavité 4 est délimitée notamment par deux palettes 22 successives, le rotor 20, et un des flasques 12,13. Chaque zone 51 , 52 est connectée à l’extérieur de la pompe par au moins une entrée 2 et une sortie 3. Si une zone 51 , 52 est connectée à l’extérieur de la pompe par plusieurs entrées 2 et sorties 3, chaque entrée 2 est situées entre deux sorties 3. Ainsi, chaque cavité est en contact fluidique alternativement, lors de la rotation, avec une entrée 2 puis une sortie 3, de façon à être alternativement remplie plus vidée. A cavity 4 is delimited in particular by two successive vanes 22, the rotor 20, and one of the flanges 12,13. Each zone 51, 52 is connected to the outside of the pump by at least one input 2 and one output 3. If a zone 51, 52 is connected outside the pump by several inputs 2 and outputs 3, each input 2 is located between two outlets 3. Thus, each cavity is in fluid contact alternately, during rotation, with an inlet 2 and then an outlet 3, so as to be alternately filled and more empty.
[0047] Le guide 11 permet que, durant la rotation du rotor 20, le volume de chaque cavité 4 oscille : quand ce volume augmente, la cavité 4 peut aspirer un fluide, et lorsque ce volume diminue, la cavité 4 peut refouler un fluide. The guide 11 allows that, during the rotation of the rotor 20, the volume of each cavity 4 oscillates: when this volume increases, the cavity 4 can suck a fluid, and when this volume decreases, the cavity 4 can discharge a fluid .
[0048] Les figures 3a à 3e illustrent un cycle d’aspiration et de refoulement pour une cavité supérieure 41 et une cavité inférieure 42. La cavité supérieure 41 (respectivement inférieure 42) est délimitée par deux palettes 221 et 222, le rotor 20 et le flasque supérieur 12 (respectivement inférieur 13). Sur les figures 3a à 3e, il est supposé que le rotor 20 tourne dans le sens trigonométrique. Dans cet exemple, les palettes 22 effectuent un mouvement de translation selon une direction axiale couplé à un mouvement de rotation autour de l’axe A. Figures 3a to 3e illustrate a suction and discharge cycle for an upper cavity 41 and a lower cavity 42. The upper cavity 41 (respectively lower 42) is delimited by two vanes 221 and 222, the rotor 20 and the upper flange 12 (respectively lower 13). In Figures 3a to 3e, it is assumed that the rotor 20 rotates counterclockwise. In this example, the pallets 22 perform a translational movement in an axial direction coupled with a rotational movement around the A axis.
[0049] Sur la figure 3a, la cavité supérieure 41 est fermée, son volume, rempli de fluide, est maximal. La cavité inférieure 42 est fermée et son volume est minimum. In Figure 3a, the upper cavity 41 is closed, its volume, filled with fluid, is maximum. The lower cavity 42 is closed and its volume is minimum.
[0050] Sur la figure 3b, la cavité supérieure 41 est ouverte (connectée à une sortie 3) et son volume diminue, le fluide dans la cavité 41 est donc refoulé vers la sortie 3. La cavité inférieure 42 est ouverte (connectée à une entrée 2) et son volume augmente, le fluide est donc aspiré de l’entrée 2 vers la cavité 42. In Figure 3b, the upper cavity 41 is open (connected to an outlet 3) and its volume decreases, the fluid in the cavity 41 is therefore returned to the outlet 3. The lower cavity 42 is open (connected to an inlet 2) and its volume increases, the fluid is therefore sucked from the inlet 2 towards the cavity 42.
[0051] Sur la figure 3c, l’ouverture fluidique entre le bassin de sortie 3 et la cavité 41 est maximale. A ce stade, le volume de la cavité 41 continue de diminuer et le fluide est toujours poussé vers la sortie 3. L’ouverture fluidique entre le bassin d’entrée 2 et la cavité 42 est maximale. A ce stade, le volume de la cavité 42 continue d’augmenter et le fluide est toujours aspiré. In Figure 3c, the fluidic opening between the outlet basin 3 and the cavity 41 is maximum. At this stage, the volume of the cavity 41 continues to decrease and the fluid is still pushed towards the outlet 3. The fluidic opening between the inlet basin 2 and the cavity 42 is maximum. At this point, the volume of cavity 42 continues to increase and fluid is still aspirated.
[0052] Afin de mieux visualiser les cavités 41 , 42 considérées, la figure 3d montre la pompe sous un angle différent des figures 3a à 3c. Sur la figure 3d, la cavité supérieure 41 est fermée et son volume est minimal : la phase de refoulement est terminée. La cavité inférieure 42 est fermée et son volume est maximal : la phase d’aspiration est terminée. In order to better visualize the cavities 41, 42 considered, Figure 3d shows the pump from a different angle from Figures 3a to 3c. In FIG. 3d, the upper cavity 41 is closed and its volume is minimal: the discharge phase has ended. The lower cavity 42 is closed and its volume is maximum: the suction phase is over.
[0053] Afin de mieux visualiser les cavités 41 , 42 considérées, la figure 3e montre la pompe sous un angle différent de la figure 3d. Sur la figure 3e, la cavité supérieure 41 s’ouvre (sur une entrée 2) et son volume augmente, une phase d’aspiration du fluide dans la cavité 41 commence. Cette phase est identique à celle décrite en référence à la figure 3b pour la cavité 42. La cavité inférieure 42 s’ouvre (sur une sortie 3) et son volume diminue, une phase de refoulement du fluide dans la cavité 42 commence. Cette phase est identique à celle décrite en référence à la figure 3b pour la cavité 41 . In order to better visualize the cavities 41, 42 considered, Figure 3e shows the pump from a different angle from Figure 3d. In Figure 3e, the upper cavity 41 opens (on an inlet 2) and its volume increases, a phase of suction of the fluid in the cavity 41 begins. This phase is identical to that described with reference to Figure 3b for the cavity 42. The lower cavity 42 opens (on an outlet 3) and its volume decreases, a phase of delivery of the fluid into the cavity 42 begins. This phase is identical to that described with reference to FIG. 3b for the cavity 41.
[0054] Les figures 4 et 5 montrent un mode de réalisation de l’invention dans lequel le mouvement des palettes 22 dans les encoches 21 comprend une inclinaison par rapport à l’axe A. [0054] Figures 4 and 5 show an embodiment of the invention in which the movement of the pallets 22 in the notches 21 comprises an inclination with respect to the axis A.
[0055] Dans un mode de réalisation de l’invention, les palettes 22 sont chacune symétriques par rapport à un plan de symétrie 102. Deux palettes 22 opposées peuvent avoir un même plan de symétrie. Les plans de symétrie 102 des palettes 22 se croisent préférentiellement en un point d’intersection 53 située sur l’axe A. Lorsque la palette 22 s’incline, l’angle 100 entre son plan de symétrie 102 et l’axe A varie. [0056] Dans un mode de réalisation de l’invention, la pompe 1 est agencée pour que le point d’intersection 53 soit fixe lors de la rotation des palettes 22. L’angle entre le plan de symétrie 102 et le plan radial 1001 peut par exemple avoir une variation sinusoïdale pendant la rotation du rotor 20. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, la pompe 1 est agencée pour que le point d’intersection 53 se déplace sur l’axe A lors de la rotation des palettes 22. In one embodiment of the invention, the vanes 22 are each symmetrical with respect to a plane of symmetry 102. Two opposite vanes 22 may have the same plane of symmetry. The planes of symmetry 102 of the pallets 22 preferably intersect at a point of intersection 53 situated on the axis A. When the pallet 22 tilts, the angle 100 between its plane of symmetry 102 and the axis A varies. In one embodiment of the invention, the pump 1 is arranged so that the point of intersection 53 is fixed during the rotation of the vanes 22. The angle between the plane of symmetry 102 and the radial plane 1001 may for example have a sinusoidal variation during the rotation of the rotor 20. In another embodiment of the invention, the pump 1 is arranged so that the point of intersection 53 moves on the axis A during the rotation of the pallets 22.
[0057] Lorsque la pompe 1 est prévue pour que les palettes s’inclinent, leur côté extérieur 25 est préférentiellement convexe, afin de s’incliner sur l’élément d’obturation. Il peut par exemple avoir une forme d’arc de cercle selon un cercle de plan parallèle à l’axe A et centré sur le point d’intersection 53. When the pump 1 is intended for the vanes to tilt, their outer side 25 is preferably convex, in order to tilt on the closure element. It may for example have the shape of an arc of a circle according to a circle with a plane parallel to the axis A and centered on the point of intersection 53.
[0058] Les figures 6a et 6b montrent deux variantes de l’invention en ce qui concerne le blocage radial extérieur des palettes 22 par un élément d’obturation radiale. Cet élément d’obturation radiale permet aussi de fermer les cavités radialement vers l’extérieur. Sur ces deux figures, des lignes pointillées indiquent la position d’une partie du rotor 20. Dans ces deux variantes, la pompe 1 peut comprendre un carter latéral 55. [0058] Figures 6a and 6b show two variants of the invention with regard to the outer radial locking of the vanes 22 by a radial closure element. This radial sealing element also enables the cavities to be closed radially outwards. In these two figures, dotted lines indicate the position of part of the rotor 20. In these two variants, the pump 1 can include a side casing 55.
[0059] Dans la première variante (figure 6a), le flasque supérieur 12 comprend une première extension axiale 120 et le flasque inférieur 13 comprend une deuxième extension axiale 130. Les première 120 et deuxième 130 extensions axiales forment l’élément d’obturation radiale. Elles sont complémentaires et agencées pour bloquer les palettes 22 radialement vers l’extérieur. Les encoches 21 sont débouchantes radialement vers l’extérieur . In the first variant (Figure 6a), the upper flange 12 comprises a first axial extension 120 and the lower flange 13 comprises a second axial extension 130. The first 120 and second 130 axial extensions form the radial closure element . They are complementary and arranged to block the pallets 22 radially outwards. The notches 21 open radially outwards.
[0060] Dans la deuxième variante (figure 6b), le rotor 20 comprend, le long de son périmètre extérieur, une extension axiale supérieure 210 et une extension axiale inférieure 220 agencées pour bloquer les palettes 22 radialement vers l’extérieur. L’élément d’obturation radiale est formé des extensions axiales supérieure 210 et inférieure 220 du rotor 20. Le rotor 20 présente ainsi la forme d’un T couché le côté (comme illustré figure 9), ou d’un H si on considère qu’une moitié de l’arbre 50 fait partie du rotor. Dans la troisième variante, les encoches 21 ne sont pas débouchantes vers l’extérieur du rotor 20. [0061] La figure 7 correspond à la figure 6a adaptée à un mode de réalisation de l’invention dans lequel le mouvement des palettes 22 dans les encoches 21 comprend une inclinaison par rapport à l’axe A. In the second variant (Figure 6b), the rotor 20 comprises, along its outer perimeter, an upper axial extension 210 and a lower axial extension 220 arranged to block the pallets 22 radially outwardly. The radial closure element is formed of the upper 210 and lower 220 axial extensions of the rotor 20. The rotor 20 thus has the shape of a T lying on its side (as illustrated in FIG. 9), or of an H if we consider that half of the shaft 50 is part of the rotor. In the third variant, the notches 21 do not open out towards the outside of the rotor 20. Figure 7 corresponds to Figure 6a adapted to an embodiment of the invention in which the movement of the pallets 22 in the notches 21 comprises an inclination relative to the axis A.
[0062] La figure 8 illustre différentes fonctions 101 , 102, 103, 104 pouvant être réalisées en même temps par la pompe 1 . Dans l’exemple de la figure 8, la pompe 1 comporte huit palettes 22 qui forment seize cavités 4. Dans cette configuration, la pompe 1 comporte quatre entrées 2 et quatre sorties 3. Ainsi, jusqu’à quatre fonctions 101 , 102, 103, 104 peuvent être affectées à la pompe. Chacune des fonctions 101 , 102, 103, 104 comprend une entrée 2 et une sortie 3 adjacentes. La sortie 3 associée à une entrée 2 correspond au bassin suivant dans le sens de rotation du rotor. FIG. 8 illustrates different functions 101, 102, 103, 104 that can be performed at the same time by the pump 1. In the example of FIG. 8, the pump 1 comprises eight vanes 22 which form sixteen cavities 4. In this configuration, the pump 1 has four inlets 2 and four outlets 3. Thus, up to four functions 101, 102, 103 , 104 can be assigned to the pump. Each of the functions 101, 102, 103, 104 comprises an adjacent input 2 and an output 3. The outlet 3 associated with an inlet 2 corresponds to the next basin in the direction of rotation of the rotor.
[0063] Optionnellement, la pompe 1 peut appartenir à un assemblage de pompes 1 alignées axialement. Les pompes 1 peuvent avoir chacune un arbre 50 creux, et de préférence monobloc avec le rotor 20. L’assemblage de pompes 1 comprend de préférence un arbre central ayant une languette axiale engagée dans une rainure axiale des arbres 50 creux, de façon à pouvoir les entraîner simultanément. La sortie d’une des fonctions d’une des pompes est reliée à l’entrée d’une des fonctions de la pompe suivante, de façon à réaliser des étages de pompage successifs. Optionally, the pump 1 may belong to an assembly of pumps 1 aligned axially. The pumps 1 may each have a hollow shaft 50, and preferably integral with the rotor 20. The pump assembly 1 preferably comprises a central shaft having an axial tongue engaged in an axial groove of the hollow shafts 50, so as to be able to train them simultaneously. The output of one of the functions of one of the pumps is connected to the input of one of the functions of the next pump, so as to achieve successive pumping stages.
[0064] La figure 9 est une vue en coupe d’un moteur-pompe 5 selon un mode de réalisation de l’invention. Outre la pompe 1 , le moteur-pompe 5 comprend des bobines 82 fixées au stator 10 et des aimants 81 fixés au rotor 20. Ainsi, un courant électrique dans les bobines 82 induit un champ magnétique qui fait tourner le rotor 20 via son action sur les aimants 81 . Préférentiellement, la chemise latérale 54 est située entre les bobines 82 et les cavités 4. [0064] Figure 9 is a sectional view of a pump motor 5 according to one embodiment of the invention. In addition to the pump 1, the motor-pump 5 comprises coils 82 fixed to the stator 10 and magnets 81 fixed to the rotor 20. Thus, an electric current in the coils 82 induces a magnetic field which turns the rotor 20 via its action on magnets 81. Preferably, the side jacket 54 is located between the coils 82 and the cavities 4.
[0065] En d'autres termes, l'invention se rapporte à une pompe volumétrique 1 dont le principe comprend de faire coulisser des palettes 22 dans des encoches 21 d’un rotor 20 selon un mouvement ayant une composante axiale. Ces palettes 22 suivent un guide 11 , qui peut par exemple être des pistes sur des flasques 12, 13. Deux palettes 22 successives forment une cavité dont le volume varie périodiquement au cours de la rotation du rotor 20 grâce au coulissement des palettes 22, induisant de manière cyclique une aspiration du fluide dans la pompe 1 puis un refoulement. In other words, the invention relates to a positive displacement pump 1, the principle of which comprises sliding vanes 22 in notches 21 of a rotor 20 according to a movement having an axial component. These pallets 22 follow a guide 11, which can for example be tracks on flanges 12, 13. Two successive pallets 22 form a cavity whose volume varies periodically during the rotation of the rotor 20 thanks to the sliding of the vanes 22, cyclically inducing a suction of the fluid in the pump 1 then a discharge.
[0066] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L’usage des verbes « comprendre », « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. L’usage de l’article indéfini « un », « une », ou de l’article défini « le », « la » ou « G », pour introduire un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments. Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée. The present invention has been described in relation to specific embodiments, which have a purely illustrative value and should not be considered as limiting. In general, the present invention is not limited to the examples illustrated and / or described above. The use of the verbs "to understand", "to include", "to include", or any other variant, as well as their conjugations, can in no way exclude the presence of elements other than those mentioned. The use of the indefinite article "a", "a", or of the definite article "the", "the" or "G", to introduce an element does not exclude the presence of a plurality of these elements. Reference numbers in the claims do not limit their scope.

Claims

Revendications Claims
1 . Pompe (1) volumétrique pour équipement de turbomachine d’aéronef, et comprenant : 1. Volumetric pump (1) for aircraft turbomachine equipment, and comprising:
• un stator (10) comprenant un guide (11); • a stator (10) comprising a guide (11);
• un rotor (20) situé dans le stator (10), apte à tourner autour d’un axe (A), comprenant une pluralité d’encoches (21 ) le traversant axialement, et délimitant dans le stator (10) une zone supérieure (51 ) et une zone inférieure (52); • a rotor (20) located in the stator (10), capable of rotating about an axis (A), comprising a plurality of notches (21) passing axially through it, and delimiting in the stator (10) an upper zone (51) and a lower zone (52);
• une pluralité de palettes (22) pour fractionner lesdites zones supérieure (51) et inférieure (52) en une pluralité de cavités (4), lesdites palettes (22) étant aptes à: o tourner autour dudit axe (A), o coulisser dans les encoches (21) avec un mouvement ayant au moins une composante axiale, et o glisser le long du guide (11 ), le guide (11 ) entourant ledit axe (A) radialement et ayant une forme telle qu’il est apte à imposer ledit mouvement ayant au moins une composante axiale auxdites palettes (22) lors de leur rotation autour de l’axe (A) ; le stator (10) comprenant un flasque supérieur (12) et un flasque inférieur (13), parallèles au rotor (20) et disposés de part et d’autre du rotor (20) ; la pompe (1 ) comprenant un élément d’obturation radial agencé pour bloquer les palettes (22) radialement vers l’extérieur, l’élément d’obturation radial étant formé : • a plurality of paddles (22) for dividing said upper (51) and lower (52) zones into a plurality of cavities (4), said paddles (22) being able to: o rotate about said axis (A), o slide in the notches (21) with a movement having at least one axial component, and o sliding along the guide (11), the guide (11) surrounding said axis (A) radially and having a shape such that it is suitable for imposing said movement having at least one axial component to said pallets (22) during their rotation about the axis (A); the stator (10) comprising an upper flange (12) and a lower flange (13), parallel to the rotor (20) and arranged on either side of the rotor (20); the pump (1) comprising a radial sealing element arranged to block the vanes (22) radially outwardly, the radial sealing element being formed:
- d’une première extension axiale (120) du flasque supérieur (12) et d’une deuxième extension axiale (130) du flasque inférieur (13), lesdites première (120) et deuxième (130) extensions axiales étant complémentaires, ou- a first axial extension (120) of the upper flange (12) and a second axial extension (130) of the lower flange (13), said first (120) and second (130) axial extensions being complementary, or
- d’une extension axiale supérieure (210) et d’une extension axiale inférieure (220) du rotor (20) situées le long du périmètre extérieur du rotor (20). - an upper axial extension (210) and a lower axial extension (220) of the rotor (20) located along the outer perimeter of the rotor (20).
2. Pompe selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le guide (11 ) comprend une première piste (61 ) mécaniquement couplée au flasque supérieur (12) et une deuxième piste (62) mécaniquement couplée au flasque inférieur (13), chaque piste (61 , 62) entourant radialement, et au moins partiellement, ledit axe (A) et ayant une forme adéquate pour imposer ledit mouvement ayant au moins une composante axiale auxdites palettes (22) sur au moins une partie de leur rotation autour de l’axe (A). 2. Pump according to claim 1, characterized in that the guide (11) comprises a first track (61) mechanically coupled to the upper flange (12) and a second track (62) mechanically coupled to the lower flange (13), each track (61, 62) radially surrounding, and at least partially, said axis (A) and having an adequate shape to impose said movement having at least one axial component to said vanes (22) on at least part of their rotation about the axis (A).
3. Pompe selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les pistes (61 , 62) ont une extension axiale qui varie de façon périodique continue, par exemple de façon sinusoïdale, en fonction d’un angle circonférentiel. 3. Pump according to the preceding claim, characterized in that the tracks (61, 62) have an axial extension which varies continuously periodically, for example sinusoidally, as a function of a circumferential angle.
4. Pompe selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend autant d’entrées (2) et autant de sorties (3) que de périodes de l’extension axiale sinusoïdale. 4. Pump according to the preceding claim, characterized in that it comprises as many inputs (2) and as many outputs (3) as there are periods of the sinusoidal axial extension.
5. Pompe selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les pistes (61 , 62) sont perpendiculaires à l’axe (A). 5. Pump according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the tracks (61, 62) are perpendicular to the axis (A).
6. Pompe selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacun des flasques supérieur (12) et inférieur (13) comprend un bassin d’entrée (2) et un bassin de sortie (3) de la pompe (1 ). 6. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the upper (12) and lower (13) flanges comprises an inlet basin (2) and an outlet basin (3) of the pump (1). ).
7. Pompe selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les palettes (22) sont planes. 7. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the vanes (22) are flat.
8. Pompe selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mouvement des palettes (22) dans les encoches (21) est une translation selon une direction parallèle à l’axe (A). 8. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the movement of the vanes (22) in the notches (21) is a translation in a direction parallel to the axis (A).
9. Pompe selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le mouvement des palettes (22) dans les encoches (21) comprend une inclinaison par rapport à l’axe (A). 9. Pump according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the movement of the vanes (22) in the notches (21) comprises an inclination relative to the axis (A).
10. Pompe selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque palette (22) est symétrique par rapport à un plan de symétrie (102), les plans de symétrie (102) des palettes (22) se croisant en un point d’intersection (53) situé sur l’axe (A), la pompe (1 ) étant agencée pour que ledit point d’intersection (53) se déplace sur l’axe (A) lors de la rotation des palettes (22). 10. Pump according to the preceding claim, characterized in that each vane (22) is symmetrical with respect to a plane of symmetry (102), the planes of symmetry (102) of the vanes (22) intersecting at a point of intersection (53) located on the axis (A), the pump (1) being arranged so that said point of intersection (53) moves on the axis (A) during the rotation of the vanes (22).
11 . Pompe selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que les palettes (22) ont un côté extérieur (25) convexe en forme d’arc de cercle. 11. Pump according to Claim 9 or 10, characterized in that the vanes (22) have a convex outer side (25) in the form of an arc of a circle.
12. Moteur-pompe (5) comprenant une pompe (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 , des bobines (82) couplées mécaniquement au stator (10) et des aimants (81 ) fixés au rotor (20), le moteur-pompe (5) étant agencé pour que les bobines (82) puissent induire une rotation du rotor (20) par un couplage magnétique avec les aimants (81). 12. Motor-pump (5) comprising a pump (1) according to any one of claims 1 to 11, coils (82) mechanically coupled to the stator (10) and magnets (81) fixed to the rotor (20), the motor-pump (5) being arranged so that the coils (82) can induce a rotation of the rotor (20) by a magnetic coupling with the magnets (81).
13. Turbomachine d’aéronef comprenant une pompe (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 ou un moteur-pompe (5) selon la revendication 12. 13. Aircraft turbomachine comprising a pump (1) according to any one of claims 1 to 11 or a pump motor (5) according to claim 12.
14. Aéronef comprenant une turbomachine selon la revendication précédente. 14. Aircraft comprising a turbomachine according to the preceding claim.
15. Utilisation d’une pompe (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 , dans laquelle le rotor (20) tourne autour de l’axe (A), entraînant les palettes (22) dans un parcours de rotation durant lequel les palettes (22) glissent le long du guide (11 ), le guide (11) poussant le palettes (22) dans un mouvement ayant une composante axiale. 15. Use of a pump (1) according to any one of claims 1 to 11, wherein the rotor (20) rotates around the axis (A), driving the vanes (22) in a rotational path during wherein the paddles (22) slide along the guide (11), the guide (11) urging the paddles (22) in a movement having an axial component.
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