BE1014903A5 - Compresseur a volutes comprenant une soupape anti-retour situee pres de l'orifice de decharge. - Google Patents
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Abstract
Ce compresseur à volutes (20) comprend plusieurs agencements de soupape anti-retour de décharge, où la soupape anti-retour (48) est située près de l'orifice de décharge (36) et des chambres de compression. Cela réduit la quantité de reflux de pression de décharge et donc l'importance de la rotation inversée à l'arrêt. Dans un type d'agencement de soupape anti-retour, un obturateur (44) est installé dans une chambre (38) de soupape anti-retour pour arrêter la soupape anti-retour (48). L'obturateur (44) permet à la soupape anti-retour (48) de se loger contre son siège, le compresseur (20) permettant au gaz de s'écouler autour de la soupape anti-retour (48) dans un plénum de décharge. A l'arrêt, l'agencement de soupape anti-retour provoque la fermeture rapide de l'orifice de décharge (36). Dans d'autres agencements, on peut installer le montage de soupape anti-retour de décharge dans une plaque séparatrice (202) en tant qu'obturateur (44) de soupape séparé. Cette forme de réalisation est similaire à une forme de réalisation antérieure.
Description
<Desc/Clms Page number 1> Compresseur à volutes comprenant une soupape anti-retour située près de l'orifice de décharge. Arrière-plan de l'invention. La présente demande concerne un compresseur à volutes avec une soupape anti-retour de décharge qui est située à une variété d'emplacements relativement près de l'ouverture de décharge des chambres de compression. L'utilisation de compresseurs à volutes est largement répandue dans de nombreuses applications de compression de réfrigérant. Les compresseurs à volutes sont relativement efficaces et sont donc utilisés dans un nombre de plus en plus grand d'applications. Dans un compresseur à volutes typique, les chambres de compression sont définies par deux enveloppes généralement spiralées. Les enveloppes spiralées sont formées sur des éléments à volute individuels et s'étendent depuis une plaque de base. Les enveloppes spiralées s'emboîtent pour définir des chambres de compression. L'une des enveloppes spiralées est entraînée en orbite par rapport à l'autre et la taille des chambres de compression varie pour comprimer le réfrigérant piégé. Lorsque la chambre de compression s'approche de la fin de son cycle, le gaz piégé est exposé à un orifice de décharge. Le gaz piégé quitte l'orifice de décharge et passe à travers une soupape anti-retour vers un plénum de décharge. La soupape anti-retour de décharge est typiquement ouverte au cours du fonctionnement du compresseur à volutes. La soupape anti-retour ferme l'orifice de décharge et arrête de manière souhaitable le reflux une fois le compresseur arrêté. Dans les compresseurs à volutes, il se produit un phénomène connu sous le nom de rotation inversée. Cela se produit lorsque du gaz comprimé reflue à travers l'orifice de décharge dans la chambre de compression <Desc/Clms Page number 2> pour entraîner les enveloppes du compresseur à volutes l'une par rapport à l'autre dans un sens inverse lors de l'arrêt du compresseur. Cela n'est pas souhaitable et produit un bruit non souhaité et un éventuel endommagement des composants du compresseur. Un procédé permettant de minimiser l'importance de la rotation inversée consiste à minimiser le volume de gaz comprimé qui se déplacera entre les enveloppes des volutes lors de la fermeture. L'invention vise à optimiser l'emplacement de la soupape anti-retour pour minimiser le volume de gaz susceptible de refluer dans les chambres de compression. Résumé de l'invention. Dans une forme de réalisation décrite de l'invention, la base d'une enveloppe de compresseur à volutes est formée avec l'orifice de décharge et reçoit également la soupape anti-retour de décharge dans une chambre confinée. Un arrêt pour la soupape anti-retour est également formé de préférence dans la plaque de base. Dans une première forme de réalisation, le fluide de décharge passe à travers l'orifice de décharge dans une chambre de soupape anti-retour de décharge formée dans la plaque de base dans un premier sens. Le gaz qui se trouve dans la chambre de la soupape anti- retour de décharge communique ensuite avec un orifice de sortie dirigé radialement vers l'extérieur pour passer vers l'extérieur à travers la plaque de base dans un plénum de décharge. Une ouverture à l'extrémité opposée de la plaque de base par rapport à l'orifice de décharge est munie d'un arrêt qui forme un siège de soupape anti- retour. Le siège de la soupape anti-retour est muni d'un robinet qui communique avec une chambre de pression de décharge. A l'arrêt, la pression de décharge dans la chambre de pression de décharge presse rapidement la <Desc/Clms Page number 3> soupape anti-retour dans sa position fermée. Le montage de la soupape anti-retour dans la plaque de base garantit que la distance entre la soupape anti-retour et les chambres de compression du compresseur à volutes sera relativement petite. Cela minimise la quantité de reflux de fluide de décharge et par suite l'importance de la rotation inversée. Dans d'autres formes de réalisation, on utilise le même agencement de base. Cependant, les orifices de sortie sont formés à des emplacements espacés sur la périphérie autour d'un obturateur qui forme l'arrêt de la soupape anti-retour. Le fluide s'écoule donc dans la chambre de la soupape anti-retour à la base de l'élément à volute et ensuite radialement vers l'extérieur vers des orifices. Les orifices de sortie ont un premier orifice qui s'étend généralement perpendiculairement à l'orifice de décharge et une seconde partie qui s'étend parallèlement à l'orifice de décharge et qui communique avec la chambre de pression de décharge. Dans une autre forme de réalisation, on utilise un obturateur séparé qui s'étend dans l'orifice de décharge. L'obturateur est monté dans une plaque séparatrice espacée vers le haut de la plaque de base des enveloppes à volutes. L'obturateur est muni d'une chambre de soupape anti-retour et d'un arrêt à une extrémité opposée formée par un obturateur de fermeture. L'arrêt a une ouverture qui s'étend à travers une chambre à une pression de décharge telle que la soupape anti-retour se ferme rapidement. Ces particularités et d'autres particularités de l'invention seront mieux comprises en se référant à la spécification et aux dessins suivants, dont ce qui suit est une brève description. <Desc/Clms Page number 4> Brève description des dessins. La Fig. 1 représente une première forme de réalisation d'un compresseur à volutes selon l'invention. La Fig. 2 représente une seconde forme de réalisation d'un compresseur à volutes. La Fig. 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne 3-3 de la Fig. 2. La Fig. 4A est une vue en coupe transversale selon la ligne 4-4 de la Fig. 2. La Fig. 4B est une autre forme de réalisation. La Fig. 5 est une vue éclatée du dispositif représenté sur la Fig. 2. La Fig. 6 représente une autre forme de réalisation d'un compresseur à volutes. La Fig. 7 représente une autre forme de réalisation d'un compresseur à volutes. La Fig. 8 représente une autre partie de la forme de réalisation de la Fig. 7. Description détaillée d'une forme de réalisation préférée. La Fig. 1 représente un compresseur à volutes 20 comprenant un chapeau de boîtier extérieur 22 enserrant une unité de pompe 24. L'unité de pompe 24 comprend un premier élément à volute 26, qui contient une plaque de base 27 avec une enveloppe 28 s'étendant depuis la plaque de base. Un second élément à volute 30 contient une enveloppe 32 s'étendant depuis sa plaque de base. Un arbre 31 entraîne le second élément à volute 30 en orbite. Au fur et à mesure que les enveloppes de volutes 28 et 32 se déplacent en orbite l'une par rapport à l'autre, des chambres, telles que la chambre 34, sont réduites en taille pour comprimer et piéger un fluide. Par la suite, la chambre 34 est exposée à un orifice de décharge 36 qui s'étend à travers la plaque de base 27. Un orifice 36 communique <Desc/Clms Page number 5> avec une chambre de soupape anti-retour 38 formée dans la plaque de base 27. Une pluralité d'orifices de sortie s'étendant radialement 40 s'étendent vers l'extérieur à travers un dôme 41 formé également dans la plaque de base 27. Une ouverture supérieure 42 ménagée dans le dôme 41 reçoit un obturateur de fermeture 44 ou élément de retenue qui constitue une surface d'arrêt pour une soupape 48. Une chambre de pression de décharge 47 communique avec l'ouverture 46 et les orifices de sortie 40. Lorsque le compresseur fonctionne, l'arbre 31 entraîne l'élément à volute 30 dans le sens avant. Le gaz est comprimé dans les chambres 34 et se déplace vers l'extérieur à travers l'orifice de décharge 36 dans la chambre 38, puis vers l'extérieur à travers les orifices 40 pour gagner la chambre 47. Ce gaz de pression de décharge entraîne la soupape anti-retour 48 vers le haut contre l'obturateur 44. A l'arrêt, la pression dans les chambres 34 chute rapidement. Une pression élevée au niveau de l'orifice 36 n'entraîne donc plus la soupape anti-retour 48 vers le haut. En lieu et place, la pression dans la chambre 47 reste élevée et communique à travers l'ouverture 46 pour entraîner la soupape anti-retour 48 à nouveau vers le bas pour fermer l'orifice 36. De cette manière, la quantité de gaz qui s'échappe autour de la soupape anti- retour 48 et reflue dans les chambres de compression à travers l'orifice 36 est minimisée. On améliore également la simplicité du modèle et la proximité avec les chambres de compression. C'est une amélioration par rapport à la technique antérieure. En outre, du fait que la soupape anti-retour se trouve dans la plaque de base 27, elle est proche de l'orifice de décharge et réduit donc le volume de gaz entre la soupape anti- retour 48 et les chambres 34. Cela minimise une rotation <Desc/Clms Page number 6> dans le sens inverse non souhaité. La Fig. 2 représente une seconde forme de réalisation 50 qui a un dôme central 51 recevant un obturateur de fermeture 52. Comme illustré, des zones de guidage 54 du dôme 51 viennent en contact avec l'obturateur 52 à des emplacements espacés sur la périphérie pour permettre un ajustage serré simple. Des orifices de sortie 56 sont également espacés sur la périphérie sur les côtés opposés des zones de scellage 54. On peut également utiliser la forme de réalisation de la Fig. 2 avec un trou tel que le trou 46 de la forme de réalisation de la Fig. 1. On doit cependant admettre que la structure peut également fonctionner sans le trou. Comme on peut le voir sur la Fig. 3, la chambre 58 communique via l'orifice de décharge 61 avec une chambre de soupape anti-retour 60. Une soupape anti- retour 59 est représentée pressée vers le haut contre l'obturateur 52. Des âmes 62 définissent des ouvertures de sortie 63. Comme illustré sur la Fig. 4A, les ouvertures 63 s'étendent perpendiculairement à l'orifice 61 et communiquent avec les orifices de sortie 56. Les orifices 56 s'étendent parallèlement à l'orifice 61. Au cours d'un fonctionnement normal, le gaz comprimé peut donc s'écouler à travers l'orifice 61, dans la chambre 60, à travers l'ouverture 63 et dans les orifices 56. Cependant, à l'arrêt, la soupape 59 se fermera de nouveau rapidement. Comme illustré, une partie évidée 150 est ménagée dans l'obturateur 52. La partie évidée réduit la quantité de surface de contact entre l'obturateur 52 et le disque de soupape 59. Cela réduira la tendance du disque de soupape à "coller" et facilitera le déplacement du disque 59 vers le bas dans la position <Desc/Clms Page number 7> fermée. La Fig. 4B représente une autre forme de réalisation, qui est assez similaire à la forme de réalisation de la Fig. 4A. Dans la forme de réalisation 160 de la Fig. 4B, l'obturateur 152 a une structure similaire à celle de l'obturateur 52 dans la forme de réalisation de la Fig. 4A. Le disque de soupape 164 s'appuie contre l'obturateur 152 dans la position ouverte. Comme illustré, un évidement interne 166 est ménagé pour réduire la tendance à "coller" qui était due à la partie évidée 150 dans la forme de réalisation de la Fig. 4A. Dans la forme de réalisation de la Fig. 4B, une bague d'étanchéité 160 entoure l'orifice de décharge 162 pour assurer une étanchéité avec la soupape 164. La Fig. 5 illustre des détails de la structure 50, notamment la protubérance 51, la soupape 59 et l'obturateur 52. On peut voir également les zones de guidage 54 de la soupape et les orifices 56 espacés sur la périphérie autour de l'ouverture dans la protubérance 51. La Fig. 6 représente une autre forme de réalisation 68 qui est montée dans une plaque séparatrice 70. Un boîtier ou obturateur de soupape 72 est monté dans la plaque séparatrice 70 et a un prolongement 74 qui s'étend vers le bas dans la base 75 de l'élément à volute pour communiquer avec l'orifice de décharge 77. Comme illustré, le gaz peut passer à travers l'obturateur de soupape 72 dans une chambre de soupape anti-retour 79. La chambre 79 a des orifices 76 qui s'étendent radialement vers l'extérieur, comme dans la première forme de réalisation. Un obturateur de fermeture 78 renferme une extrémité de l'obturateur de soupape 72 et comprend une ouverture 80 qui communique avec une chambre de pression de décharge 81. La chambre 81 se trouve également à la pression de décharge. La <Desc/Clms Page number 8> soupape 82 est montée adjacente à l'orifice 77 et fonctionne de manière similaire à la soupape dans la forme de réalisation de la Fig. 1. Comme dans la première forme de réalisation, à l'arrêt, le gaz de la chambre 81 se déplace à travers l'ouverture 80 pour presser la soupape 82 en position fermée, comme illustré sur la Fig. 6. Une autre forme de réalisation 200 est représentée sur la Fig. 7 montée au-dessus d'une plaque séparatrice 202. Le disque de soupape 204 ferme sélectivement un orifice de décharge 206. Un élément de retenue ou obturateur 208 se trouve sur la plaque séparatrice 202. Une pluralité de jambes 210 sont fixées à la plaque séparatrice 202, par exemple, par des soudures. Une ouverture de prise de pression de décharge 212 s'étend à travers le sommet de l'obturateur 208. Des ouvertures 214 sont espacées entre les jambes 210. La surface inférieure de l'obturateur 208 peut être dérangée pour minimiser la surface de contact entre le disque de soupape et l'obturateur. A titre d'exemples, la surface sous- jacente peut être sphérique, bosselée, ébarbée ou formée sur un rayon. Comme l'illustre la Fig. 8, les jambes 210 sont espacées sur la périphérie et des espaces 214 y sont intercalés. La largeur des espaces 214 est insuffisante pour permettre au disque 204 de se déplacer vers l'extérieur entre les jambes 210. Cette forme de réalisation fonctionne de manière similaire aux formes de réalisation antérieures pour assurer une fermeture rapide de la soupape. Bien que l'on ait décrit des formes de réalisation préférées de l'invention, un homme de métier reconnaîtra que des variantes entrent dans le cadre de l'invention. C'est pourquoi les revendications suivantes seront étudiées pour déterminer la vraie portée et le <Desc/Clms Page number 9> vrai contenu de l'invention.
Claims (20)
- REVENDICATIONS 1.- Compresseur à volutes (20) comprenant : un premier élément à volute (26) ayant une base (27) et une enveloppe généralement spiralée (28) qui s'étend depuis ladite base (27); un second élément à volute (30) ayant une base et une enveloppe généralement spiralée (32) qui s'étend de ladite base, lesdites enveloppes généralement spiralées (28) desdits premier et second éléments à volutes (26,30) s'emboîtant pour définir des chambres de compression (34) et ledit second élément à volute (30) étant entraîné en orbite par rapport audit premier élément à volute (26);la base (27) dudit premier élément à volute (26) étant formée avec un orifice de décharge (36) pour faire communiquer au moins une desdites chambres de compression (34) avec une destination de sortie pour un gaz comprimé, et un montage de soupape anti-retour dans ladite plaque de base (27) dudit premier élément à volute (26), ledit montage de soupape anti-retour comprenant une chambre de soupape anti-retour (38) formée dans ladite plaque de base (27) et communiquant avec ledit orifice de décharge (36), une soupape anti-retour (48) installée dans ladite chambre de soupape anti-retour (38) et un obturateur (44) présentant une surface bloquant le flux de réfrigérant à travers ledit obturateur (44) et venant d'une extrémité éloignée dudit obturateur (44) par rapport audit orifice de décharge (36), ledit obturateur (44)étant monté sur un côté de ladite soupape anti-retour (48) opposé audit orifice de décharge (36), ledit obturateur (44) définissant un arrêt pour ladite soupape anti-retour (48), et ledit obturateur (44) présentant une partie en retrait s'étendant dans une surface adjacente audit <Desc/Clms Page number 11> orifice (36), et des orifices de sortie s'étendant radialement vers l'extérieur jusqu'à des passages de décharge espacés périphériquement, qui font communiquer ladite chambre de soupape anti-retour (38) avec une chambre de décharge.
- 2.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, dans lequel la partie en retrait ne communique pas avec la chambre de décharge quand la soupape anti-retour (48) est sur ledit arrêt.
- 3.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, dans lequel ledit obturateur (44) est un corps solide.
- 4. - Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, dans lequel ledit obturateur (44) comprend une ouverture centrale pour communiquer une pression de décharge à un côté opposé de ladite soupape anti-retour (48) par rapport audit orifice de décharge (36).
- 5. - Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, dans lequel lesdits orifices de sortie communiquent avec ladite chambre de soupape anti- retour (38) dans une direction généralement perpendiculaire à une direction d'écoulement via ledit orifice de décharge (36).
- 6.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 5, dans lequel lesdits conduits de sortie ont une première partie qui s'étend généralement perpendiculairement audit orifice de décharge (36) et une seconde partie qui s'étend généralement parallèlement audit orifice de décharge (36) pour se déplacer autour d'une périphérie extérieure dudit <Desc/Clms Page number 12> obturateur.
- 7. - Compresseur à volutes (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel ladite plaque de base (27) dudit premier élément à volute (26) comprend un obturateur (44) reçu dans une ouverture centrale, où se trouvent des orifices de sortie espacés sur la périphérie radialement à l'extérieur dudit obturateur (44) et des surfaces de contact de guidage entre ledit obturateur (44) et ladite plaque de base (27) et sur la périphérie entre lesdits orifices de sortie.
- 8. - Compresseur à volutes (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit obturateur (44) est reçu dans une protubérance élargie dans ladite plaque de base (27), ladite protubérance élargie s'étendant plus loin desdites chambres de compression que d'autres parties de ladite plaque de base (27) dudit premier élément à volute (26).
- 9. - Compresseur à volutes (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ledit obturateur (44) a une partie évidée pour réduire une surface de contact entre ladite soupape anti-retour (48) et ledit obturateur (44).
- 10.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 9, dans lequel ladite zone évidée se trouve sur la périphérie externe dudit obturateur (44).
- 11.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 9, dans lequel ladite zone évidée se trouve sur une face d'extrémité dudit obturateur (44).
- 12.- Compresseur à volutes (20) selon l'une <Desc/Clms Page number 13> quelconque des revendications précédentes, dans lequel une bague d'étanchéité est positionnée dans ladite base et fait face à ladite soupape anti-retour (48), ladite bague d'étanchéité entourant ledit orifice de décharge (36) .
- 13. - Compresseur à volutes (20) comprenant : un premier élément à volute (26) qui a une base (27) et une enveloppe généralement spiralée (28) qui s'étend depuis ladite base (27); un second élément à volute (30) qui a une base et une enveloppe généralement spiralée (32) qui s'étend depuis ladite base, lesdites enveloppes généralement spiralées (28) desdits premier et second éléments à volutes (26,30) s'emboîtant pour définir des chambres de compression (34) et ledit second élément à volute (30) étant entraîné en orbite par rapport audit premier élément à volute (26);la base (27) dudit premier élément à volute (26) étant formée avec un orifice de décharge (36) pour faire communiquer au moins une desdites chambres de compression (34) avec une destination de sortie pour un gaz comprimé, et un montage de soupape anti-retour (48) comprenant une chambre (38) pour recevoir une soupape anti-retour et une soupape anti-retour (48) reçue dans ladite chambre, ladite chambre communiquant avec ledit orifice de décharge (36) et un obturateur (44) fermant ladite chambre sur un côté de ladite soupape anti- retour (48) opposé audit orifice de décharge (36), des conduits de décharge mettant ladite chambre (38) en communication avec une chambre de pression de décharge, ladite chambre de pression de décharge communiquant via ledit obturateur (44) avec ledit côté opposé de ladite soupape anti-retour (48)pour provoquer le déplacement de la soupape anti-retour (48) afin de fermer ledit <Desc/Clms Page number 14> orifice de décharge (36) lors de l'arrêt dudit compresseur (20).
- 14. - Compresseur à volutes (20) selon la revendication 13, dans lequel ladite chambre de soupape anti-retour (38) est définie par un obturateur (44) installé sur une plaque séparatrice (202).
- 15.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 14, dans lequel ledit obturateur comprend une pluralité de jambes (210) espacées sur la périphérie et fixées à une surface supérieure de ladite plaque séparatrice (202).
- 16. - Compresseur à volutes (20) selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel ledit obturateur a une ouverture pour communiquer avec ledit orifice de décharge (36) et une chambre de soupape anti-retour (38) définie dans ledit obturateur (44), des conduits de décharge s'étendant radialement vers l'extérieur d'un axe central dudit obturateur (44) de ladite chambre de soupape anti-retour (38).
- 17. - Compresseur à volutes (20) selon l'une des revendications 13 à 16, dans lequel lesdits conduits de décharge s'étendent selon un angle perpendiculaire dudit orifice de décharge (36) de telle sorte que le fluide s'écoule dudit orifice de décharge (36) dans ladite chambre de soupape anti-retour (38), puis perpendiculairement et radialement vers l'extérieur vers ledit plénum de décharge.
- 18. - Compresseur à volutes (20) comprenant : un premier élément à volute (26) ayant une base (27) et une enveloppe généralement spiralée (28) qui s'étend depuis ladite base (27); <Desc/Clms Page number 15> un second élément à volute (30) qui a une base et une enveloppe généralement spiralée (32) qui s'étend depuis ladite base, lesdites enveloppes généralement spiralées (28) desdits premier et second éléments à volutes (26,30) s'emboîtant pour définir des chambres de compression et ledit second élément à volute (30) étant entraîné en orbite par rapport audit premier élément à volute (26);la base (27) dudit premier élément à volute (26) étant formée avec un orifice de décharge (36) pour faire communiquer au moins une desdites chambres de compression (34) avec une destination de sortie pour un gaz comprimé, et une plaque séparatrice (202) positionnée à l'extérieur de la base (27) dudit premier élément à volute (26), ladite plaque séparatrice (202) recevant un montage de soupape anti-retour, ledit montage de soupape anti-retour définissant une chambre pour recevoir une soupape anti-retour (48), et une soupape anti-retour (48) reçue dans ladite chambre, ladite chambre communiquant avec ledit orifice de décharge (36) et ledit montage de soupape anti-retour comprenant une partie fixée au-dessus de ladite plaque séparatrice (202) et de ladite soupape anti-retour (48) et empêchant ladite soupape anti-retour (48)de se déplacer vers l'extérieur de ladite chambre (38) de soupape anti-retour, ladite partie étant fixée séparément à ladite plaque séparatrice (202).
- 19. - Compresseur à volutes (20) selon la revendication 18, dans lequel ledit obturateur (44) s'étend dans ledit orifice de décharge (36) de ladite base (27) du premier élément à volute (26).
- 20. - Compresseur à volutes (20) selon les revendications 18 et 19, dans lequel ledit <Desc/Clms Page number 16> obturateur (44) comprend une pluralité de jambes (210) espacées sur la périphérie fixées à une surface supérieure de ladite plaque séparatrice (202).
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| RE | Patent lapsed |
Effective date: 20110831 |