BE1014769A3 - Arret et orifices de soupape anti-retour. - Google Patents
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Abstract
Un passage de retour de soupape (34) pour ramener rapidement une soupape en position fermée qui compend des passages de retour (34) pour faire communiquer un fluide de décharge sous pression avec une surface arrière d'une soupape flottante (32). L'utilisation des passages de retour (34) garandit que le gaz sous pression est mis en communication rapidement pour fermer la soupape (32) à l'arrêt. Cela réduit le bruit de fonctionnement du compresseur.
Description
<Desc/Clms Page number 1> Arrêt et orifices de soupape anti-retour. Arrière-plan de l'invention. L'invention concerne une amélioration apportée à la structure d'une soupape de décharge destinée à un compresseur à volutes, dans laquelle des passages de retour permettant de pousser une soupape en position de fermeture lors d'une rotation en sens inverse du compresseur à volutes sont optimisés. Les compresseurs à volutes sont largement utilisés dans des applications de compression de réfrigérant. Comme cela est connu, un compresseur à volutes comprend un premier élément à volute ayant une base et une enveloppe généralement spiralée s'étendant depuis la base. Un second élément à volute a une base et une enveloppe généralement spiralée s'étendant depuis sa base. Les deux enveloppes s'ajustent l'une dans l'autre pour définir des chambres de compression. Le second élément à volute se déplace en orbite par rapport au premier élément à volute. Lorsque le déplacement en orbite se produit, la taille de la chambre de compression diminue et le gaz est comprimé et refoulé vers une partie centrale des deux enveloppes. Un orifice de décharge s'étend à travers la base du premier élément à volute à un point central. Les compresseurs à volutes peuvent quelquefois subir une rotation inverse à l'arrêt. A l'arrêt, le fluide comprimé qui a été récemment comprimé par les éléments à volute peut quelquefois refluer à travers l'orifice de décharge dans les chambres de compression entre les deux enveloppes de volutes. Lorsque cela se produit, l'élément à volute déplacé en orbite peut être amené à se déplacer en orbite dans un sens inverse à <Desc/Clms Page number 2> celui qui convient normalement au fonctionnement du compresseur à volutes. Cette rotation dite inverse crée un bruit indésirable. Des tentatives ont été faites pour réduire l'apparition de cette rotation inverse à l'arrêt. Un essai spécifique implique l'utilisation d'une soupape anti-retour de décharge qui scelle l'orifice de décharge. A cette fin, on laisse la soupape anti-retour flotter dans une chambre de soupape. Du gaz est mis en communication avec des passages de décharge situés radialement vers l'extérieur de cette soupape. La soupape se loge contre le siège de soupape et est maintenue vers le haut contre le siège de soupape au cours d'un fonctionnement normal. Le fluide sous pression de décharge est mis en communication avec une face arrière de la soupape ; cependant, au cours d'un fonctionnement en avant, le flux de gaz comprimé maintient la soupape contre le siège de soupape. Cependant, lorsque le compresseur est arrêté, le gaz sous pression de décharge passe à travers les passages en direction de la face arrière de la soupape flottante. La soupape flottante est ensuite refoulée pour fermer l'orifice de décharge. Les passages de retour connus n'étaient pas aussi rapidement opérationnels qu'on le souhaitait. En général, les passages sont des passages droits qui sont parallèles à l'axe de l'élément à volute orbital. D'autres soupapes proposées ont utilisé les passages de décharge pour assurer la fonction de passages de retour. Cela a entraîné une certaine restriction du flux et, par suite, un retard dans le déplacement de la soupape vers la position de fermeture à l'arrêt. <Desc/Clms Page number 3> Dans d'autres structures, la soupape s'étend radialement vers l'extérieur au-delà de la surface de l'arrêt de soupape. Cela entraîne cependant des bruits de flottement de soupape indésirables au cours d'un fonctionnement normal. En général, la structure des passages de retour que l'on a utilisés dans la technique antérieure présente certaines caractéristiques peu souhaitables. L'invention apporte une amélioration à la structure des passages de retour. Résumé de l'invention. Dans une forme de réalisation décrite de l'invention, une soupape flottante s'appuie sélectivement sur un corps d'arrêt de soupape dans une chambre de la soupape de décharge d'un compresseur à volutes. La soupape flottante a un diamètre extérieur qui est de préférence inférieur ou égal à un diamètre extérieur d'un corps d'arrêt de soupape. Le corps d'arrêt de soupape est entouré par des passages de décharge qui s'étendent radialement vers l'extérieur du corps d'arrêt de soupape. Au cours d'un fonctionnement en avant du compresseur à volutes, le gaz de décharge passe à travers un orifice de décharge dans les passages de décharge. La soupape flottante est maintenue contre le corps d'arrêt de soupape par écoulement du gaz de décharge. Les passages à gaz de retour sont coudés non parallèlement par rapport à l'axe de déplacement en orbite de la volute. De cette manière, le gaz est mis en communication avec une face arrière de la soupape rapidement et sans restriction. Dans une forme de réalisation, les passages de retour sont également non perpendiculaires à l'axe. Dans d'autres formes de <Desc/Clms Page number 4> réalisation, les passages de retour sont perpendiculaires à l'axe. Par ailleurs, les passages coudés communiquent de préférence avec une chambre de retour centrale qui communique avec la face arrière de la soupape flottante. Les passages sont donc à même de tirer avantage d'une composante du flux de gaz de décharge de retour à l'arrêt. Lorsque le gaz de décharge commence à se re- déplacer vers le bas dans l'orifice de décharge, les passages accrochent ce gaz et le refoulent contre la surface arrière de la soupape flottante si bien que la soupape flottante est rapidement fermée. De même, au cours d'un fonctionnement normal, le gaz de décharge passe par les passages de retour et peut créer un effet Venturi maintenant la soupape contre l'arrêt. Ces caractéristiques et d'autres de l'invention peuvent être mieux comprises à la lumière de la spécification suivante et des dessins dont on donnera ci-dessous une brève description. Brève description des dessins. La Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un corps de soupape selon l'invention, la Fig. 2 est une vue de dessus représentant le corps de soupape de la Fig. 1, la Fig. 3 est une vue en coupe transversale représentant la soupape en position fermée, la Fig. 4 représente une autre forme de réalisation, la Fig. 5 représente une autre forme de réalisation encore, la Fig. 6 représente une autre forme de réalisation, et <Desc/Clms Page number 5> la Fig. 7 est une vue inférieure de la soupape de la Fig. 6. Description détaillée d'une forme de réalisation préférée. La Fig. 1 représente un compresseur à volutes 20 ayant un élément à volute 22 qui est amené à se déplacer en orbite par un arbre. L'élément à volute 22 a son enveloppe engagée sur une enveloppe d'une volute non orbitale 24. Un orifice de décharge 26 s'étend en travers d'une base de la volute non orbitale 24, comme cela est connu. Un certain nombre de passages de décharge 28 espacés sur la périphérie s'étendent vers l'extérieur à travers la volute non orbitale 24 pour communiquer avec un plénum de décharge 29. En général, les passages 28 s'étendent parallèlement à l'axe de l'arbre. Un corps d'arrêt de soupape 30 est positionné dans une chambre de soupape, et radialement vers l'intérieur des passages 28. Une soupape flottante 32 flotte en avant du corps 30 et entre le corps 30 et un orifice de décharge 26. Dans la position représentée à la Fig. 1, le gaz de décharge se déplace à travers l'orifice 26 et contre une face avant de la soupape flottante 32 en amenant celle-ci vers le haut contre son arrêt de soupape 30. Comme montré, le corps d'arrêt de soupape 30 a une périphérie externe 31 ayant un diamètre qui est supérieur ou égal au diamètre d'une périphérie externe 33 de la soupape flottante 32. Il n'y a donc pas de bruit de flottement de soupape au cours d'un fonctionnement normal. Les passages à gaz de retour 34 sont coudés par rapport à la périphérie externe 31 du corps d'arrêt <Desc/Clms Page number 6> de soupape 30 vers une chambre centrale 36. De préférence, il y a une pluralité de passages de retour 34 espacés sur la périphérie. La chambre centrale 36 communique avec une face arrière de la soupape flottante 32. Comme on le montrera à la Fig. 2, les passages 28 sont de préférence espacés sur la périphérie et des nervures structurelles 38 s'étendent depuis la volute non orbitale 24 pour venir en contact avec le corps d'arrêt de soupape 30. Bien que la soupape soit représentée incorporée à la base d'une volute non orbitale, il est bien entendu qu'un corps de soupape similaire pourra être monté dans une plaque séparatrice ou à un autre emplacement dans un compresseur à volutes. Comme montré à la Fig. 3, à l'arrêt, la soupape 32 se déplacera rapidement pour fermer l'orifice 26 et se déplacera dans sa position de fermeture 40. A l'arrêt, le gaz commence à retourner vers l'orifice 28, comme montré par les flèches R. Ce gaz de retour a une composante dans la direction des passages coudés 34. Ce gaz de retour se déplace donc à travers les passages 34 dans la chambre centrale 36. Ce gaz refoule alors la soupape 32 rapidement vers la position fermée, comme montré à la Fig. 3. L'utilisation des passages de retour coudés permet de déplacer rapidement la soupape flottante 32 dans sa position fermée, car on utilise la composante de flux du fluide dans cette direction. En outre, le calibrage particulier de la soupape permet d'obtenir une soupape relativement silencieuse en comparaison de la technique antérieure. La Fig. 4 représente une autre forme de réalisation 50 dans laquelle l'arrêt de soupape 52 <Desc/Clms Page number 7> présente des flasques 54 qui s'étendent vers le corps de volute fixe 56 et y sont vissés en 58. La Fig. 5 représente une autre forme de réalisation 60 dans laquelle le siège de soupape 62 est disposé radialement vers l'intérieur des passages de décharge 64. Les passages 66 s'étendent de manière générale perpendiculairement à une chambre centrale 68 débouchant vers une face arrière de la soupape 70. Les passages 66 sont perpendiculaires à l'axe de rotation de l'arbre qui entraîne la volute orbitale. Les passages 66 en combinaison avec la chambre 68 servent à déplacer rapidement le fluide contre la soupape 70, entraînant celle-ci vers le bas pour fermer l'orifice 72. La Fig. 6 représente encore une autre forme de réalisation 80 dans laquelle les passages de décharge 82 sont disposés à l'extérieur du siège de soupape 86. L'orifice 84 est à nouveau fermé par une soupape 87. Des passages de retour 88 sont formés dans une face d'extrémité du siège 86. Comme on peut le voir à la Fig. 7, les passages 88 s'étendent radialement vers l'intérieur en direction d'une chambre centrale 90, qui fait alors communiquer le fluide avec la face arrière de la soupape 87. Les formes de réalisation des Fig. 5-7 déplacent encore rapidement la soupape vers la position fermée et, par ailleurs, ne limitent pas l'écoulement. En utilisant des passages de retour séparés, qui sont distincts du passage de décharge, l'invention est à même de fermer rapidement la soupape lors d'un arrêt du compresseur. Bien qu'une forme de réalisation préférée ait été décrite, un expert ordinaire en la technique reconnaîtra que de nombreuses variantes pourraient <Desc/Clms Page number 8> apparaître dans le cadre de l'invention. C'est pourquoi les revendications suivantes seront étudiées afin de déterminer le véritable objet de l'invention.
Claims (9)
- REVENDICATIONS 1.- Compresseur à volutes (20) comprenant : un premier élément à volute (22) ayant une base et une enveloppe généralement spiralée s'étendant à partir de ladite base; un second élément à volute (24) ayant une base et une enveloppe généralement spiralée s'étendant depuis ladite base, lesdites enveloppes spiralées du premier et du second éléments à volute s'ajustant l'une dans l'autre pour définir des chambres de compression; un arbre pour amener ledit second élément à volute (24) à se déplacer en orbite par rapport audit premier élément à volute (22); un orifice de décharge (26) formé à travers lesdites bases dudit premier élément à volute (22) à un emplacement généralement central;un ensemble de soupape disposé au voisinage dudit orifice de décharge (26), ledit ensemble de soupape contenant un arrêt de soupape (30) et une soupape flottante (32) pour fermer sélectivement ledit orifice de décharge (26); ledit ensemble de soupape comprenant en outre des passages de décharge (28) pour communiquer avec ledit orifice de décharge (26) et faire communiquer un fluide comprimé avec un plénum de décharge (29) lorsque ledit second élément à volute (24) se déplace en orbite dans un premier sens, ladite plaque de soupape flottante (32) s'appuyant sur ledit arrêt de soupape (30), et lesdits passages de décharge (28) étant disposés radialement vers l'extérieur dudit corps d'arrêt de soupape (30);et <Desc/Clms Page number 10> des passages de retour (34) s'étendant à travers ledit arrêt de soupape (30) selon un angle qui n'est pas parallèle à l'axe central dudit arbre, lesdits passages de retour (34) faisant communiquer un fluide sous pression avec une face arrière de ladite plaque de soupape (32), de telle sorte que ladite plaque de soupape (32) se déplace rapidement pour fermer ledit orifice de décharge (26) lorsque ledit compresseur s'arrête de tourner dans ledit premier sens.
- 2.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, dans lequel ladite plaque de soupape (32) a un diamètre externe et ledit arrêt de soupape a un diamètre externe et ledit diamètre externe dudit arrêt de soupape (30) étant supérieur ou égal audit diamètre externe de ladite plaque de soupape (32).
- 3.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, dans lequel lesdits passages de retour (34) communiquent avec une chambre de retour centrale (36) s'étendant à travers une face d'extrémité dudit arrêt de soupape (30) pour faire communiquer le gaz sous pression provenant desdits passages de retour (34) avec une face arrière de ladite soupape flottante (32).
- 4.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, dans lequel lesdits passages de retour (34) ne sont pas perpendiculaires audit axe central.
- 5. - Compresseur à volutes (20) selon la revendication 4, dans lequel lesdits passages (34) s'étendent d'un diamètre externe dudit arrêt de soupape (30) vers lesdits éléments à volute (22,24) et vers ladite chambre de retour centrale (36).
- 6. - Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, dans lequel lesdits passages de retour <Desc/Clms Page number 11> (34) s'étendent selon un angle qui est perpendiculaire à un axe central de l'arbre.
- 7.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 6, dans lequel lesdits passages (34) sont formés dans une position comprise entre deux extrémités axialement extrêmes dudit siège de soupape (62).
- 8.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 6, dans lequel lesdits passages (34) sont formés par des rainures formées dans une face d'extrémité du siège de soupape (62).
- 9. - Compresseur à volutes (20) comprenant : un premier élément à volute (22) ayant une base et une enveloppe généralement spiralée s'étendant à partir de ladite base; un second élément à volute (24) ayant une base et une enveloppe généralement spiralée s'étendant depuis ladite base, les enveloppes spiralées du premier et du second éléments à volute s'ajustant l'une dans l'autre pour définir des chambres de compression; un arbre pour amener ledit second élément à volute (24) à se déplacer en orbite par rapport audit premier élément à volute (22); un orifice de décharge (26) formé à travers lesdites bases dudit premier élément à volute (22) à un emplacement généralement central;un ensemble de soupape disposé au voisinage dudit orifice de décharge (26), ledit ensemble de soupape contenant un arrêt de soupape (30) et une soupape flottante (32) pour fermer sélectivement ledit orifice de décharge (26); ledit ensemble de soupape comprenant en outre des passages de décharge (28) pour communiquer avec ledit orifice de décharge (26) et faire communiquer un <Desc/Clms Page number 12> fluide comprimé avec un plénum de décharge (29) lorsque ledit second élément à volute (24) se déplace en orbite dans un premier sens, ladite plaque de soupape flottante (32) s'appuyant sur ledit arrêt de soupape (30), et lesdits passages de décharge (28) étant disposés radialement vers l'extérieur dudit corps d'arrêt de soupape (30) ;et des passages de retour (34) s'étendant à travers ledit arrêt de soupape (30) selon un angle qui n'est pas parallèle à l'axe central dudit arbre, lesdits passages de retour (34) faisant communiquer un fluide sous pression avec une face arrière de ladite plaque de soupape (32), de telle sorte que ladite plaque de soupape (32) se déplace rapidement pour fermer ledit orifice de décharge (26) lorsque ledit compresseur s'arrête de tourner dans ledit premier sens, ladite plaque de soupape (32) ayant un diamètre externe, et ledit arrêt de soupape (30) ayant un diamètre externe, ledit diamètre externe dudit arrêt de soupape (30) étant supérieur ou égal audit diamètre externe de ladite plaque de soupape (32).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RE | Patent lapsed |
Effective date: 20110131 |