<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif pour comprimer, aspirer ou débiter des gaz ou liqui- des.
Il existe déjà des dispositifs pour comprimer des gaz en employant un diaphragme oscillant serré dans un boîtier dont la forme et les dimensions correspondent aux oscillations du diaphragme et dont un côté se remplit et se= vide périodiquement de fluide moteur sous l'action d'une pompe. Le diaphragme ainsi amené à osciller fait varier périodiquement le volume de l'autre côté du boîtier de zéro à un maximum et vice versa, et de cette façon le gaz à comprimer, dont l'entr.ée et la sortie sont commandées par des organes de distribution, subit un effet de pompage. Ces compresseurs
<Desc/Clms Page number 2>
ou pompes à diaphragme sont avantageux quand on ne veut pas que le liquide moteur se mélange au fluide à débiter.
Vu que pour des raisons constructives la surface du diaphragme est limitée, et que l'amplitude d'oscillation du diaphragme ne peut être que très petite, la cylindrée d'un tel compresseur est relativement petite, et par conséquent, pour réaliser une puissance même modérément importante, il faut augmenter autant que possible la fréquence des oscillations du diaphragme. Cependant, toute augmentation de la fréquence diminue la durée d'existence du compresseur, de sorte qu'un pareil compresseur n'offre que des possibilités relativement limitées.
Suivant la présente invention, on obvie à cet inconvénient en employant pour un compresseur ou une pompe de ce genre deux ou plusieurs bottiers, contenant chacun un diaphragme, qui sont reliés entre eux en série ou en parallèle d'une part par leurs chambres à fluide moteur et d'autre part par leurs chambres à fluide débité.
On peut varier de diverses manières la disposition en parallèle et/ou en série des chambres de même nature, car il importe seulement que, par l'emploi simultané dun certain nombre de bottiers à diaphragme, la surface totale des diaphragmes soit augmentée, et ce dans une mesure dépassant largement celle qu'offrent les possibilités constructives quand on n'augmente qu'un seul diaphragme. On peut donc monter en parallèle ou en série tant les chambres à fluide moteur que les chambres à fluide débité, ou monter en parallèle les chambres à fluide moteur et en série les chambres à fluide débité ou vice versa, ou encore on peut monter chacun des groupes de chambres partie en parallèle et partie en série.
Avec des amplitudes d'oscillation relativement
<Desc/Clms Page number 3>
petites et un nombre de courses par minute relativement réduit on peut donc produire au total une cylindrée relativement grande qui devient d'autant plus grande qu'on choisit plus grand le nombre de bottier à diaphragme réunis. Comme il suffit ainsi d'avoir de petites amplitudes d'oscillation et un petit nombre de courses par minute, étant donné qu'une augmentation du nombre de diaphragmes permet de réaliser dans de larges limites toute cylindrée voulue, on peut élever très notablement la durée d'existence d'un tel compresseur comparativement à un diaphragme ne comportant qu'un seul diaphragme.
La grande puissance et la grande résistance mécanique d'un compresseur ou d'une pompe'suivant l'invention permettent diverses applications. Un domaine d'applications important est par exemple celui des machines frigorifiques à compression où, comme on le sait, le compresseur a pour tâche de comprimer le fluide réfrigérant évaporé après quoi colui-ci est condensé, puis évapora pour subir une nouvelle compression, et ainsi de suite.
La Fig, 1 du dessin annexé montre un exemple d'exécution 'du compresseur conforme à la présente invention, comportant des compartiments à fluide moteur et fluide débité montés en parallèle, ce compresseur étant employé pour une machine frigorifique.
Le compresseur est constitué par quatre bottiers lenticulaires 1 superposés en colonne, dont chacun contient un diaphragme 2 dont le bord est serré à son pourtour entre les deux coquilles 3, 4 constituant chaque bottier. La coquille supérieure 4 de chaque boîtier est percée d'un grand nombre de trous. Chaque coquille inférieure 3 comporte en son point situé au niveau le plus bas une ouverture à laquelle
<Desc/Clms Page number 4>
est raccordé un tuyau 5, et tous ces tuyaux 5 vont à un tuyau collecteur 6 qui descend vers une chambre 7 contenant une soupape de refoulement 8 et une soupape d'aspiration 9.
La colonne de bottiers à diaphragme est montée dans un récipient 10, résistant à la pression, qui comporte en un endroit de sa paroi une ouverture 11 à laquelle est raccordé le cylindre 12. Le piston 14 actionné au moyen d'une commande à manivelle 13 agit comme une pompe sur le fluide moteur, remplissant entièrement le récipient 10, qui peut aussi pénétrer par les trous des coquilles 4 des boîtiers à diaphragme dans l'espace situé au-dessus des diaphragmes, et les conditions sont choisies de manière que pendant la course de refoulement descendante du piston 14 les diaphragmes 2 de tous les boîtiers 1 se bombent jusqu'aux coquilles inférieures 3. Pendant la course de refoulement du piston 14 le volume situé en-dessous des diaphragmes est donc amené à zéro dans chaque boîtier à diaphragme.
La vapeur du fluide réfrigérant, située en-dessous des diaphragmes est ainsi refoulée par les tuyaux 5 dans le tuyau collecteur 6, puis par la soupape de refoulement 8 dans le serpentin 15 qui fait partie d'un condenseur dans lequel le fluide réfrigérant se refroidit et se condense. Du condenseur le fluide réfrigérant passe par le tuyau 16, à travers une soupape à flotteur 17, dans l'évaporateur 18. Celui-ci est monté dans la chambre à refroidir 19, le fluido réfrigérant s'y évapore en absorbant de la chaleur et la vapeur froide s'écoule par un tuyau 20 dans une enveloppe 21 et, par delà celle-ci, à la soupape d'aspiration 9.
Pendant la course montante du piston 14 la pression du fluide moteur diminue dans le récipient 10 et les
<Desc/Clms Page number 5>
diaphragmes 2 sont .attirés vers le haut jusqu'à ce qu'ils viennent porter étroitement contre les coquilles 4. De ce fait l'espace situé en-dessous des diaphragmes augmente, de sorte qu'une aspiration agit sur le tuyau collecteur 6, ce qui a pour effet que la vapeur froide est aspirée de l'enveloppe 21 dans le tuyau 6 par la soupape d'aspiration 9 et par les tuyaux 5 dans l'espace situé en-dessous des diaphragmes 2. Le circuit de circulation du fluide réfrigérant est ainsi fermé. Pendant la course descendante suivante du piston 14 la vapeur située en-dessous des diaphragmes est de nouveau comprimée et est chassée par le tuyau 6 dans le serpentin 15 du condensateur, et ainsi de suite.
Même quand la course du piston 14 est choisie de manière à correspondre au volume total engendré par le déplacement des diaphragmes dans leurs boîtiers, il faut avoir en vue que par suite d'un défaut d'étanchéité du piston ou par d'autres voies, il y a des pertes de fluide moteur qu'on doit companses A est effet un petit, cylindre auxiliaire 22 est logé dans une ouverture du fond du piston 14 et dans ce cylindre coulisse un piston 23 actionné par une tringle 24 dont la commande dérive de la bielle 13 du piston principal 14. Ce cylindre auxiliaire 22 communique par une soupape de refoulement 25 avec l'intérieur du récipient 10 et le piston auxiliaire 23 contient lui-même une soupape d'aspiration 26.
Pendant la course montante du piston auxiliaire 23, du fluide moteur peut passer du creux ouvert du piston principal 14 dans le cylindre auxiliaire 22 sous le piston:23, et pendant la course montante du piston auxiliaire 23 cette quantité du fluide moteur est refoulée dans la chambre 11 par la soupape de refoulement 25.
Etant donné que pendant une révolution
<Desc/Clms Page number 6>
de la manivelle le piston auxiliaire 23 est levé et abaissé, le piston auxiliaire 23 débite toujours, à chaque course d'aller et de retour de piston principal 14, une certaine quantité supplémentaire de fluide moteur'dans le récipient 10, de sorte qu'il se produit d'abord une compensation des pertes de fluide moteur du récipient 10, tandis que l'excédent est chassé par une soupape 27 dans un tuyau 28 qui débouche librement au-dessus de l'extrémité supérieure ouverte du cylindre 12 et qui ramène l'excédent de liquide moteur dans le cylindre 12 et dans le creux du piston 14. Ce dispositif assure donc qu'à chaque course de refoulement du piston 14 le diaphragme 2 vienne s'appliquer étroitement contre la coquille inférieure des bottiers 1.
De préférence ces compresseurs ont une vitesse d'environ 20 à 30 courses par minute. Avec cette vitesse réduite il se produit des phénomènes qu'on n'observe pas du tout dans les compresseurs frigorifiques ordinaires, lesquels font 200 courses par minute et davantage.
Par suite de la faible vitesse du piston, la compression du gaz réfrigérant a pratiquement une allure isothermique, ce qui, en outre, présente encore.de l'intérêt parce que la compression demande un travail minimum. En raison de cette compression isothermique il ne se produit aucune élévation sensible de la température de la vapeur réfrigérante pendant la course de refoulement. Etant donné que l'échauffement du fluide moteur (huile) est également faible par suite des vitesses réduites, et que par contre la surface de refroidissement est comparativement très grande, le compresseur ne s'échauffe presque pas sensiblement au-delà de la température do l'nir. libre.
Pondant la course de refoulement du compres-
<Desc/Clms Page number 7>
seur, par suite des résistances peu importantes mais inévitables de la soupape de refoulement et des conduites de gaz, la vapeur de fluide réfrigérant aspirée doit être amenée à une pression un peu plus forte que celle correspondant à la température des parois du compresseur. Par conséquent, une partie de la vapeur de fluide réfrigérant se condense sur les parois froides du compresseur (ce qui est encore favorisé par la vitesse réduite du piston) pour s'évaporer de nouveau avec absorption de chaleur pendant la course d'aspiration suivante. Il se produit donc dans le compresseur lui-même une condensation très nuisible qui diminue la puissance de l'installation et qui-peutmême la rendre entièrement problématique.
Ce phénomène ne se produit pas du tout dans les compresseurs réfrigérants ordinaires étant donné que, comme on le sait, la compression y est adiabatique ou polytropique, c'est-à-dire qu'elle se produit avec un échauffement de la vapeur qui a pour effet d'assurer une plus grande puissance.
Cet échauffement est souvent si important qu'il faut prévoir un ,refroidissement supplémentaire du compresseur au moyen d'air (ailettes do refroidissement, ventilateur) ou au moyen d'un liquide. Par suite il ne peut se produire de condensation de la vapeur de fluide réfrigérant dans le compresseur; au contraire, la vapeur de fluide réfrigérant est généralement asséchée et même surchauffée pendant la compression.
Pour assurer avec les compresseurs à marche lente conformes à l'invention un fonctionnement sûr et un bon rendement, on prend des mesures spéciales qu'on décrira ciaprès. En isolant en la' le récipient 10 et le cylindre 12, on peut entretenir dans le récipient une accumulation de chaleur qui réduit le risque d'une condensation du fluide
<Desc/Clms Page number 8>
réfrigérant dans les bottiers à diaphragme. Mais on peut aussi empêcher que les vapeurs de fluide réfrigérant aspirées entrent à des températures trop basses dans les chambres de compression où par suite du refroidissement des parois elles favoriseraient la condensation. A cet effet on conduit le fluide réfrigérant, aspiré de l'évaporateur 18, dans l'enveloppe 21 qui est traversée par le tuyau 15 parcouru par les gaz comprimés.
Il s'y produit ainsi un échange thermique entre les vapeurs froides et celles échauffées par la compression, de sorte que d'une part les vapeurs allant au compresseur s'échauffent et, d'autre part, les vapeurs comprimées allant au condenseur se refroidissent. Grâce au préchauffage des vapeurs aspirées par le compresseur on empêche un refroidissement des parois des boitiers à diaphragme et, partant, une condensation dans ces bottiers; grâce au prérefroidissement des vapeurs comprimées il devient possible de diminuer la surface de refroidissement-du condenseur. Quand ce dispositif d'échange thermique est employé conjointement avec un isolement du récipient 10, on arrive à empêcher avec une sûreté absolue toute condensation du fluide réfrigérant dans le compresseur.
Il est vrai qu'âpres un assez long arrêt de service le compresseur peut être refroidi à tel point que lors d'une nouvelle mise en marche il peut se produire une condensation dans le compresseur. Pour rendre cette condensation inoffensive il est recommandable de conformer l'installation de maniére que le condensat formé dans les boîtiers à diaphragme s'en aille de lui-même par les tuyaux 5 et 6, et à cet effet il faut créer une différence de niveau entre le compresseur et le condenseur; aussi le compresseur doit-il être situé à un niveau plus élevé que le condenseur. Peu de temps après
<Desc/Clms Page number 9>
la remise en marche de l'installation la condensation dans le compresseur cesse alors de toute façon par suite de l'échauffement des parois des boîtiers à diaphragme.
Les boîtiers à diaphragme représentés sur la Fig. 1 sont faits, par exemple, en tôles d'acier bombées relativement minces. Les diaphragmes peuvent aussi être'faites en tôle d'acier très mince et leur bord peut être soudé aux rebords plans des coquilles 3, 4. Du fait que les boîtiers à diaphragme sont montés à l'intérieur du récipient 10 rempli entièrement de liquide moteur, les parois des boîtiers à diaphragme ne subissent aucune charge pendant le fonctionnement. Pendant la course de refoulement il ne peut s'établir à l'intérieur du liquide moteur que la pression correspondant à la contrepression de la vapeur du fluide réfrigérant.
Aussitôt que les diaphragmes viennent porter étroitement contre les coquilles 3, il se produit par suite de l'arrivée du supplément de liquide moteur une brusque augmentation de pression qu'on limite cependant en chargeant de manière appropriée la soupape 27. Toutefois cette augmentation de pression ne peut agir nuisiblement sur les boîtiers à diaphragme parce qu'elle s'exerce de toutes parts sur les parois. Pendant les arrêts de service, quand par exemple la soupape de refoulement 8 est peu étanche, la pression de condensation peut se propager jusque dans les boîtiers à diaphragme. Par suite, les boîtiers à diaphragme doivent être dimensionnés de manière à résister à la pression de condensation maximum sans subir des déformations inadmissibles.
La construction des boîtiers à diaphragme représentée sur la Fig. 1 convient donc notamment pour des fluides réfrigérants qui se condensent à des pressions relativement faibles.
Quand il faut envisager des pressions plus fortes, il est recommandable d'adopter pour les boîtiers à diaphragme
<Desc/Clms Page number 10>
une construction qui assure une plus grande résistance. Il en est ainsi, par exemple, pour la forme (inexécution représen- tée sur les Figs. 2 et 3 qui montre deux coupes verticales perpendiculaires l'une à l'autre.
Dans cet exemple d'exécution la colonne de boîtiers à diaphragme est constituée par un certain nombre de plaques superposées d'épaisseur appropriée comportant dans leur par- tie centrale, sur chaque face, une concavité conique ou en forme de calotte. Les concavités de deux plaques adjacentes délimitent alors les creux ou alvéoles dans lesquels sont serrés les diaphragmes 29, 30, 31, 32, 33, 34 et 35. Les pla- ques 36 et 37, disposées aux extrémités supérieure et infé- rieure de la colonne, ne comportent une telle concavité qu'à leur face intérieure, tandis que, comme on l'a déjà mentionné, les plaques intermédiaires comportent de telles concavités sur les deux faces. Pour augmenter la rigidité, les plaques d'extrémité 36 et 37 peuvent être pourvues de nervures 44.
Les plaques 36, 38, 39, 40, 41, 42, 43 et 37 sont fermement serrées les unes contre les autres par des organes appropriés, par exemple au moyen de boulons de serrage 45, les bords des diaphragmes étant serrés de manière étanche entre les plaques.
Les plaques contiennent aussi les conduits qui assurent la communication en parallèle ou en série pour le fluide moteur d'une part et pour le fluide débité, d'autre part. Dans l'exem- ple d'exécution représenté, l'espace 46, situé en-dessous du piston 47 coulissant dans le cylindre 48, comporte un embran- chement constitué par un conduit 49 qui se prolonge à travers les plaques 36, 38 à 43 et 37 et qui est constitué par des trous superposés de ces plaques. Ce conduit comporte des embranchements 50, 51, 52 et 53 qui sont creusés dans les plaques 38, 40, 42 et 37 et d'où partent des conduits 54, 55,
<Desc/Clms Page number 11>
56 et 57.
Le conduit 54 débouche dans les deux concavités de la plaque 38, le conduit 55 dans les deux concavités de la plaque 40, le conduit 56 dans les deux concavités de la plaque 42 et le conduit 57 dans les deux concavités de la plaque 37.
Les plaques sont en outre percées de trous superposés qui forment ensemble un conduit 58 d'où dérivent des conduits 59, 60, 61 et 62 creusés dans les plaques 36, 39, 41 et 43 et communiquant avec des conduits 63, 64, 65 et 66.
Le conduit 63 débouche dans la concavité inférieure de la plaque 36, le conduit 64 dans les deux concavités de la plaque 39, le conduit 65 dans les deux concavités de la plaque 41 et le conduit 66 dans les deux concavités de la plaque 43.
Aux deux extrémités des conduits 58 sont disposées les deux soupapes 67 et 68 dont la première fonctionne comme soupape d'aspiration et la seconde comme soupape de refoulement. La soupape de refoulement 68 est raccordée à un tuyau 69 qui va au condenseur (non représenté). Ce tuyau est entouré d'une enveloppe 70 qui correspond à l'enveloppe 21 de l'exemple d'exécution de la Fig. 1 et d'où- part un tuyau 71 allant à la soupape d'aspiration 67. Le condenseur raccordé au tuyau 69, l'évaporateur, etc.., peuvent être exécutés de la même manière que ceux décrits avec référence à la Fig.l.
Le piston 47 est relié à une bielle 72 qui est actionnée par un arbre à manivelle 73. Cet arbre à manivelle porte une roue à vis 74 engrenant avec une vis sans fin 75 dont l'arbre porte à l'extérieur du cylindre 48 une poulie 77 entraînée par un moteur. La roue à vis 74 est entraînée par la vis sans fin à une vitesse relativement réduite, de manière que le piston exécute par exemple 20 à 30 courses par minute.
L'espace 46 situé en-dessous du piston 47, et les
<Desc/Clms Page number 12>
conduits 49 à 57, sont remplis d'un liquide moteur, par exemple d'huile, qui pendant la course descendante du piston 47 est mis sous pression, de sorte que les diaphragmes 29, 31, 33 et 35 sont poussés vers le haut et que les diaphragmes 30, 32 et 34 sont poussés vers le bas. De ce fait la vapeur réfrigérante située au-dessus des diaphragmes 29, 31, 33 et 35 et en-dessous des diaphragmes 30, 32 et 34 est refoulée par les conduits 59, 60, 61 et 62 dans le conduit 58 d'où elle passe à travers la soupape de refoulement 68 dans le tuyau 69 et, par delà celui-ci, dans le condenseur.
Pendant la course montante du piston 47, l'huile est mise sous dépression, les diaphragmes oscillent en sens inverse et aspirent la vapeur réfrigérente de l'enveloppe 70 dans les éléments du compresseur par le tuyau 71 et la soupape d'aspiration 67. Le fonctionnement est donc le même que dans l'exemple d'exécution de la Fig. 1.
Il faut encore noter ce qui suit: Il existe des fluides réfrigérants à divers points d'ébullition et de ce fait le cycle de travail des différents fluides réfrigérants s'effectue soit partie au-dessus et partie en-dessous de la pression atmosphérique, comme par exemple pour le chlorure d'éthyle C2h5Cl, soit seulement au-dessus de la pression atmosphérique, comme par exemple pour le chlorure de méthyle CH3Cl, l'acide sulfureux SO2 ou l'ammoniaqueNH3, soit encore entièrement en-dessous de la pression atmosphérique, comme par exemple pour le méthylformiate H.COOCH3 et le dichlorméthane CH2Cl2.
Or, lorsqu'on emploie un fluide réfrigérant dont le cycle de travail normal s'effectue partie au-dessus et partie en-dessous de la pression atmosphérique, on observe
<Desc/Clms Page number 13>
dans les compresseurs à marche très lente, par exemple ceux des Figs..2 et 3, le phénomène suivant : Quand le piston descend, l'huile située sous lui, et avec elle la vapeur réfrigérante, sont mises sous pression. Au début de la course montante du piston la vapeur réfrigérante comprimée, contenue dans les espaces nuisibles inévitables des éléments du compresseur, se détend, et par suite de cette détente . l'huile subit par l'entremise des diaphragmes une pression qui se propage jusqu'au piston 47 et pousse celui-ci vers le haut.
Par.conséquent, il y a une tendance à entraîner le piston de bas en haut à une vitesse plus élevée que celle qui correspond au mouvement de la manivelle, et il en résulte que lors du renversement du mouvement à la fin de course inférieure la roue à vis montée sur l'arbre à manivelle a tendance à entraîner la vis sans fin 75, alors que pendant la course descendante la roue à vis était entraînée par la vis sans fin.
Or, étant donné qu'il existe entre la vis sans fin et la roue à vis un certain jeu qui ,augmente par suite de l'usure des dents et des filets de vis, il se produit un à-coup aux points de contact entre la roue à vis et la vis sans fin pendant le renversement du mouvement du piston. Un pareil à-coup se produit aussi à la fin de course supérieure quand le piston commence à descendre. Pendant sa course montante le piston a créé dans le cylindre un vide qui au début du mouvement descendant tend à tirer le piston de haut en bas et à accélérer son mouvement, de sorte qu'à ces moments la roue à vis a de-nouveau tendance à entraîner la vis sans fin. Ces à-coups produisent des bruits gênants et en outre ils contribuent à une usure rapide de la roue à vis et de la vis sans fin.
Dans les compresseurs à marche rapide, qui exécutent par exemple
<Desc/Clms Page number 14>
200 à 400 courses par minute, ces à-coups ne peuvent avoir lieu parce que l'inertie du piston est suffisante pour empêcher le changement d'entraînement précité entre la vis sans fin et la roue à vis.. Cependant, comme on l'a déjà spécifié ci-dessus, le nombre de courses par minute du compresseur suivant l'invention doit être le plus petit possible pour prolonger la durée des diaphragmes, et avec le nombre de courses préféré de 20 à 30 courses par minute les à-coups mentionnés ci-dessus se produiraient si l'on ne prenait pas des mesures pour l'empêcher.
Ces mesures sont les suivantes:
Le cylindre 48 comporte à sa partie inférieure un conduit de trop-plein 78 qui est disposé de manière que pendant la course descendante, le bord supérieur 79 du piston 47 ouvre ce conduit 78 un peu avant que la fin de course inférieure soit atteinte. Par suite, à la fin de course inférieure, une petite quantité d'huile peut passer de l'espace 46 dans l'espace situé dans le cylindre 48 au-dessus du piston 47, de sorte que la pression de détente de la vapeur réfrigérante agissant sur l'huile diminue sans que le piston 47 luimême en subisse l'effet. Toutefois ce passage d'huile de bas en haut cesse aussit8t que, pendant la course montante, le bord 79 du piston 47 masque de nouveau le conduit 78.
En un autre endroit du cylindre 48 est creusé un autre conduit de trop-plein 80 qui entre en jeu un peu avant la fin de course supérieure du piston, quand le bord inférieur du piston arrive un peu au-dessus de l'extrémité inférieure de ce conduit de trop-plein 80. Par suite de la dépression, l'huile située au-dessus du piston est aspirée dans l'espace situé en-dessous du piston, ce qui compense l'effet du vide créé dans les éléments du compresseur. En prévoyant les deux
<Desc/Clms Page number 15>
conduits 78 et 80 on arrive donc à empêcher les à-coups précités entre la roue à vis 74 et la vis sans fin 75.
On donne à la face du piston une forme en dos d'âne, comme le montre la Fig. 3, pour faciliter le départ de bulles d'air vers le haut de la chambre à huile.
Un autre avantage des conduits de trop-plein 78 et 80 réside en ce que les soupapes, qu'il est très difficile de maintenir étanches dans les compresseurs à marche lente, sont fermement serrées sur leur siège lors de l'ouverture des conduits de trop-plein, par suite de la variation brusque de la pression, de sorte qu'elles se ferment de manière étanche.
Vu que la partie du mouvement de la vapeur réfrigérante, qui a lieu avant que sa pression devienne égale à la pression atmosphérique, se produit sans le concours du piston, on peut diminuer à l'avenant la course du piston. On peut aussi omettre le piston auxiliaire 23 de la forme d'exécution représen- tée sur la Fig. 1.
Aussitôt que le conduit 80 s'ouvre pendant la course d'aspiration du piston 47, il passe sous le piston la quantité d'huile correspondant à la diminution de volume de la quantité de fluide réfrigérant qui se trouve dans' les éléments à diaphragme et dans les espaces nuisibles pendant que cette quantité de fuide rûfrigérant est comprimée de la pression d'aspiration à la pression atmosphérique. Quand l'aspiration devient très intense le volume d'huile passant sous le piston à la fin de la course d'aspiration peut devenir très important. Pendant la course de refoulement suivante, il suffit que le piston amène à la tension du condenseur le fluide réfrigérant déjà comprimé à la pression atmosphérique, ce qui n'exige qu'une partie de la course disponible.
<Desc/Clms Page number 16>
Pendant le restant de la course de refoulement le fluide moteur (huile) devrait s'écouler par la soupape de sûreté 83, ce qui entraînerait une consommation inutile de puissance.
Pour éviter .cette consommation nuisible de puissance on peut employer une soupape de sûreté comme celle représentée sur la Fig. 6.
Le fluide moteur (huile) en excès, expulsé de l'espace 46 (Fig. 3) coule par le tuyau 95 (Fig. 6) sous la soupape de sûreté 96 serrée par un ressort 97 contre son siège 98. La soupape 96 est guidée par l'intermédiaire de sa tige 99 dans un alésage d'une seconde soupape, plus grande, 100 qui à son tour comporte un guidage à tige.coulissante 101 dans le couvercle 102 de la botte de soupape 103. Le couvercle 102 et la boîte de soupape 103 sont assemblés entre eux par des boulons 104. La soupape 100 est serrée contre son siège 106 par un ressort 105 qui prend appui sur des nervures 107 du couvercle 102.
Dès que le fluide moteur soulève la soupape de sû reté 96 et s'écoule dans l'espace 108, la soupape 100 est aussi soulevée de son siège 106. Vu qu'il existe entre la périphérie cylindrique de la soupape 100 et la boîte de soupape 103 un étranglement très étroit 109, la soupape 100 est contrainte de monter assez haut avant que le fluide moteur arrivant ensuite puisse s'écouler de bas en haut dans le tuyau 110. La soupape 100 comporte une saillie creuse 111, orientée vers le bas, qui est percée d'une boutonnière verticale 112 dans laquelle est engagé un goujon 113 de la soupape 96, et quand la soupape 100 a dépassé un certain niveau, elle entraîne la soupape 96.
Etant donné que le ressort 105 de la soupape 100 n'est qu'un peu plus puissant
<Desc/Clms Page number 17>
que le ressort 97 de la soupape 96, tandis que la surface de la soupape 100 est beaucoup plus grande que celle de la soupape 96, il est clair qu'il suffit de surmonter une faible résistance pour assurer le passage du fluide moteur du tuyau 95 au tuyau 110.
Quand on emploie des fluides réfrigérants dont le cycle de travail s'effectue toujours au-dessus de la pression atmosphérique, on peut omettre le conduit de trop-plein 80, de manière qu'il ne reste que le conduit de trop-plein 78, comme le montre la Fig. 4. Lorsque le conduit de trop-plein 78 s'ouvre, ce qui se produit un peu avant que le piston ait atteint la fin de course inférieure, le fluide réfrigérant soumis à une pression supérieure à la pression atmosphérique passe de l'évaporateur dans les éléments à diaphragme par la soupape d'aspiration 67 et chasse une quantité d'huile correspondante dans l'espace situé au-dessus du piston. Pendant la montée du piston, une soupape 81, s'ouvrant vers l'intérieur, qui est montée dans le piston 47, laisse retourner toute cette quantité d'huile dans l'espace situé en-dessous du piston.
Quand on emploie des fluides réfrigérants dont le cycle de travail s'effectue entièrement en-dessous de la pression atmosphérique, le cylindre peut être conformé de la façon indiquée sur la Fig. 5 où seul le conduit de tropplein 80 existe, tandis que le conduit de'trop-plein 78 est omis. Dans ce cas, le piston contient une soupape 82 qui s'ouvre vers le haut, de sorte que l'huile, qui à la fin de course supérieure a passé sous le piston, peut retourner pendant la course descendante dans l'espace situé au-dessus du piston.
Comme le montre la Fig. 2, l'espace situé en-dessous
<Desc/Clms Page number 18>
du piston peut être relié à une soupape de sûreté 83. L'excé- dent d'huile sortant par cette soupape de sûreté peut s'écou- ler par un tube 84 sur un plateau 85 d'où elle est amenée par de petits tubes 86, 87 aux paliers 88 et 89 de l'arbre à manivelle 73 et aux paliers 90 et 91 de l'arbre de la vis sans fin 75. Autour de la vis sans fin 75 est disposée une auge 92 remplie d'huile. Tous les paliers contiennent des mèches 93 trempées d'huile qui assurent que même après un long arrêt de la machine les paliers soient bien lubrifiés lors du démarrage. L'huile en excès retourne des paliers au cylindre 48 par des conduits 94.
La colonne de .diaphragmes suivant l'invention peut être utilisée comme compresseur de gaz ou vapeurs pour les fins les plus diverses, comme pompe à vide et, enfin, pour le débit de liquides.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for compressing, sucking or delivering gases or liquids.
There are already devices for compressing gases by employing an oscillating diaphragm clamped in a housing whose shape and dimensions correspond to the oscillations of the diaphragm and one side of which periodically fills and empties of working fluid under the action of a pump. The diaphragm thus caused to oscillate periodically varies the volume on the other side of the housing from zero to a maximum and vice versa, and in this way the gas to be compressed, the entry and exit of which are controlled by organs distribution, undergoes a pumping effect. These compressors
<Desc / Clms Page number 2>
or diaphragm pumps are advantageous when you do not want the motor liquid to mix with the fluid to be delivered.
Considering that for constructive reasons the surface of the diaphragm is limited, and that the amplitude of oscillation of the diaphragm can only be very small, the displacement of such a compressor is relatively small, and therefore, to achieve a power even moderately important, the frequency of diaphragm oscillations should be increased as much as possible. However, any increase in frequency decreases the life of the compressor, so that such a compressor offers only relatively limited possibilities.
According to the present invention, this drawback is overcome by employing for a compressor or a pump of this type two or more casings, each containing a diaphragm, which are connected together in series or in parallel on the one hand by their fluid chambers. motor and on the other hand by their flow rooms.
The parallel and / or series arrangement of chambers of the same nature can be varied in various ways, because it is only important that, by the simultaneous use of a certain number of diaphragm casings, the total surface of the diaphragms is increased, and this to an extent greatly exceeding that offered by the constructive possibilities when only one diaphragm is increased. Both the working fluid chambers and the flowed fluid chambers can therefore be connected in parallel or in series, or the working fluid chambers and the flowed fluid chambers in series or vice versa can be connected in parallel, or else each of the devices can be mounted. groups of chambers part in parallel and part in series.
With relatively amplitudes of oscillation
<Desc / Clms Page number 3>
small and a relatively small number of strokes per minute it is therefore possible to produce in total a relatively large displacement which becomes all the greater as the greater the number of diaphragm shells combined is chosen. As it is thus sufficient to have small amplitudes of oscillation and a small number of strokes per minute, given that an increase in the number of diaphragms makes it possible to achieve any desired displacement within wide limits, the duration can be considerably increased. existence of such a compressor compared to a diaphragm having only one diaphragm.
The great power and the great mechanical resistance of a compressor or of a pump according to the invention allow various applications. An important field of applications is for example that of compression refrigeration machines where, as we know, the compressor has the task of compressing the evaporated refrigerant fluid after which it is condensed, then evaporated to undergo a new compression, and and so on.
FIG. 1 of the appended drawing shows an exemplary embodiment of the compressor according to the present invention, comprising working fluid and delivered fluid compartments connected in parallel, this compressor being used for a refrigeration machine.
The compressor consists of four lenticular shells 1 superimposed in a column, each of which contains a diaphragm 2, the edge of which is clamped around its periphery between the two shells 3, 4 constituting each shells. The upper shell 4 of each housing is pierced with a large number of holes. Each lower shell 3 has at its point located at the lowest level an opening at which
<Desc / Clms Page number 4>
A pipe 5 is connected, and all these pipes 5 go to a collecting pipe 6 which descends to a chamber 7 containing a discharge valve 8 and a suction valve 9.
The diaphragm casing column is mounted in a pressure-resistant container 10 which has at one point on its wall an opening 11 to which the cylinder 12 is connected. The piston 14 actuated by means of a crank control 13 acts as a pump on the working fluid, completely filling the container 10, which can also enter through the holes of the shells 4 of the diaphragm housings into the space above the diaphragms, and the conditions are chosen so that during the downward delivery stroke of piston 14 diaphragms 2 of all housings 1 bulge up to the lower shells 3. During the delivery stroke of piston 14 the volume below the diaphragms is therefore brought to zero in each diaphragm housing .
The vapor of the refrigerant fluid, located below the diaphragms is thus discharged through the pipes 5 into the collecting pipe 6, then by the discharge valve 8 into the coil 15 which is part of a condenser in which the refrigerant is cooled. and condenses. From the condenser, the refrigerant fluid passes through the pipe 16, through a float valve 17, into the evaporator 18. This is mounted in the chamber to be cooled 19, the refrigerant fluid evaporates there, absorbing heat and the cold vapor flows through a pipe 20 into a casing 21 and, beyond the latter, to the suction valve 9.
During the upstroke of the piston 14 the pressure of the working fluid decreases in the receptacle 10 and the
<Desc / Clms Page number 5>
diaphragms 2 are drawn upwards until they come to bear tightly against the shells 4. As a result the space located below the diaphragms increases, so that a suction acts on the collecting pipe 6, which has the effect that the cold vapor is sucked from the casing 21 into the pipe 6 by the suction valve 9 and by the pipes 5 in the space located below the diaphragms 2. The fluid circulation circuit refrigerant is thus closed. During the next downward stroke of piston 14 the vapor below the diaphragms is compressed again and is forced out through pipe 6 into coil 15 of the condenser, and so on.
Even when the stroke of the piston 14 is chosen so as to correspond to the total volume generated by the displacement of the diaphragms in their housings, it must be borne in mind that as a result of a lack of sealing of the piston or by other means, There are losses of motor fluid that must be companses A is effect a small, auxiliary cylinder 22 is housed in an opening in the bottom of the piston 14 and in this cylinder slides a piston 23 actuated by a rod 24 whose control derives from the connecting rod 13 of the main piston 14. This auxiliary cylinder 22 communicates by a discharge valve 25 with the interior of the container 10 and the auxiliary piston 23 itself contains a suction valve 26.
During the upstroke of the auxiliary piston 23, working fluid can pass from the open hollow of the main piston 14 into the auxiliary cylinder 22 under the piston: 23, and during the upstroke of the auxiliary piston 23 this quantity of the working fluid is discharged into the chamber 11 via the discharge valve 25.
Since during a revolution
<Desc / Clms Page number 6>
of the crank the auxiliary piston 23 is raised and lowered, the auxiliary piston 23 always delivers, at each outward and return stroke of the main piston 14, a certain additional quantity of working fluid in the container 10, so that there is first a compensation for the losses of working fluid from the container 10, while the excess is expelled by a valve 27 in a pipe 28 which opens freely above the open upper end of the cylinder 12 and which returns the excess motor liquid in the cylinder 12 and in the hollow of the piston 14. This device therefore ensures that each delivery stroke of the piston 14 the diaphragm 2 comes to rest closely against the lower shell of the casings 1.
Preferably these compressors have a speed of about 20 to 30 strokes per minute. With this reduced speed, phenomena occur which are not observed at all in ordinary refrigeration compressors, which perform 200 strokes per minute and more.
As a result of the low piston speed, the compression of the refrigerant gas has practically an isothermal appearance, which, moreover, is of further interest because the compression requires minimum work. Due to this isothermal compression no appreciable rise in the temperature of the refrigerant vapor occurs during the discharge stroke. Since the heating of the motor fluid (oil) is also low as a result of the reduced speeds, and the cooling surface on the other hand is comparatively very large, the compressor hardly heats up significantly above the temperature of the ir. free.
Weighting the discharge stroke of the compressor
<Desc / Clms Page number 7>
Otherwise, owing to the low but inevitable resistance of the delivery valve and the gas pipes, the refrigerant vapor sucked in must be brought to a pressure a little higher than that corresponding to the temperature of the walls of the compressor. Consequently, part of the refrigerant vapor condenses on the cold walls of the compressor (which is further favored by the reduced piston speed) to evaporate again with absorption of heat during the next suction stroke. Very harmful condensation therefore occurs in the compressor itself, which reduces the power of the installation and which may even make it entirely problematic.
This phenomenon does not occur at all in ordinary refrigerant compressors since, as is known, the compression there is adiabatic or polytropic, that is, it occurs with heating of the vapor which has the effect of ensuring greater power.
This heating is often so great that it is necessary to provide additional cooling of the compressor by means of air (cooling fins, fan) or by means of a liquid. Consequently, there can be no condensation of the refrigerant vapor in the compressor; on the contrary, the refrigerant vapor is generally dried up and even superheated during compression.
To ensure safe operation and good efficiency with the slow-running compressors according to the invention, special measures are taken which will be described below. By insulating the vessel 10 and cylinder 12 in the vessel, a build-up of heat can be maintained in the vessel which reduces the risk of fluid condensation.
<Desc / Clms Page number 8>
refrigerant in diaphragm casings. But it is also possible to prevent the refrigerant vapors sucked from entering at too low temperatures in the compression chambers where, as a result of the cooling of the walls, they would promote condensation. For this purpose, the refrigerant, sucked from the evaporator 18, is led into the casing 21 which passes through the pipe 15 through which the compressed gases pass.
There is thus a thermal exchange between the cold vapors and those heated by the compression, so that on the one hand the vapors going to the compressor are heated and, on the other hand, the compressed vapors going to the condenser are cooled. . Thanks to the preheating of the vapors sucked in by the compressor, cooling of the walls of the diaphragm boxes and, consequently, condensation in these boxes, is prevented; thanks to the pre-cooling of the compressed vapors it becomes possible to reduce the cooling surface of the condenser. When this heat exchange device is used in conjunction with an insulation of the container 10, it is possible to completely prevent condensation of the refrigerant fluid in the compressor.
It is true that after a long enough stop in service the compressor can be cooled to such an extent that when it is started again, condensation can occur in the compressor. To make this condensation harmless, it is advisable to shape the installation in such a way that the condensate formed in the diaphragm boxes goes out by itself through pipes 5 and 6, and for this purpose a level difference must be created. between the compressor and the condenser; therefore the compressor must be located at a higher level than the condenser. Shortly after
<Desc / Clms Page number 9>
when the installation is restarted, the condensation in the compressor then ceases anyway as a result of the heating of the walls of the diaphragm boxes.
The diaphragm housings shown in FIG. 1 are made, for example, of relatively thin curved steel sheets. The diaphragms can also be made of very thin sheet steel and their edge can be welded to the flat edges of the shells 3, 4. Because the diaphragm housings are mounted inside the vessel 10 filled entirely with motor liquid. , the walls of the diaphragm housings are not subjected to any load during operation. During the discharge stroke, only the pressure corresponding to the back pressure of the refrigerant vapor can be established inside the motor liquid.
As soon as the diaphragms come to bear tightly against the shells 3, as a result of the arrival of the additional motor liquid there occurs a sudden increase in pressure which, however, is limited by appropriately charging the valve 27. However, this pressure increase cannot act deleteriously on diaphragm housings because it is exerted on all sides on the walls. During service shutdowns, when for example the discharge valve 8 is leaky, the condensing pressure can propagate into the diaphragm housings. Therefore, diaphragm housings must be sized to withstand the maximum condensing pressure without undergoing inadmissible deformations.
The construction of the diaphragm housings shown in FIG. 1 is therefore particularly suitable for refrigerant fluids which condense at relatively low pressures.
When it is necessary to consider stronger pressures, it is advisable to adopt for diaphragm housings
<Desc / Clms Page number 10>
a construction that ensures greater resistance. This is the case, for example, for the shape (non-execution shown in Figs. 2 and 3 which shows two vertical sections perpendicular to each other.
In this exemplary embodiment, the column of diaphragm cases consists of a certain number of superimposed plates of suitable thickness comprising in their central part, on each face, a conical or cap-shaped concavity. The concavities of two adjacent plates then define the hollows or cells in which the diaphragms 29, 30, 31, 32, 33, 34 and 35 are clamped. The plates 36 and 37, arranged at the upper and lower ends of the column, only have such a concavity on their inner face, while, as has already been mentioned, the intermediate plates have such concavities on both faces. To increase the rigidity, the end plates 36 and 37 can be provided with ribs 44.
The plates 36, 38, 39, 40, 41, 42, 43 and 37 are firmly clamped against each other by suitable members, for example by means of clamping bolts 45, the edges of the diaphragms being tightly clamped between the plaques.
The plates also contain the conduits which ensure the communication in parallel or in series for the working fluid on the one hand and for the delivered fluid, on the other hand. In the exemplary embodiment shown, the space 46, located below the piston 47 sliding in the cylinder 48, comprises a branch formed by a duct 49 which extends through the plates 36, 38 to 43 and 37 and which is formed by superimposed holes of these plates. This duct comprises branches 50, 51, 52 and 53 which are hollowed out in the plates 38, 40, 42 and 37 and from which ducts 54, 55 start.
<Desc / Clms Page number 11>
56 and 57.
The conduit 54 opens into the two concavities of the plate 38, the conduit 55 into the two concavities of the plate 40, the conduit 56 into the two concavities of the plate 42 and the conduit 57 into the two concavities of the plate 37.
The plates are further pierced with superimposed holes which together form a conduit 58 from which derive conduits 59, 60, 61 and 62 hollowed out in the plates 36, 39, 41 and 43 and communicating with conduits 63, 64, 65 and 66.
The conduit 63 opens into the lower concavity of the plate 36, the conduit 64 into the two concavities of the plate 39, the conduit 65 into the two concavities of the plate 41 and the conduit 66 into the two concavities of the plate 43.
At the two ends of the conduits 58 are arranged the two valves 67 and 68, the first of which functions as a suction valve and the second as a discharge valve. The discharge valve 68 is connected to a pipe 69 which goes to the condenser (not shown). This pipe is surrounded by a casing 70 which corresponds to the casing 21 of the exemplary embodiment of FIG. 1 and from which starts a pipe 71 going to the suction valve 67. The condenser connected to the pipe 69, the evaporator, etc., can be executed in the same way as those described with reference to FIG. l.
The piston 47 is connected to a connecting rod 72 which is actuated by a crank shaft 73. This crank shaft carries a worm wheel 74 meshing with a worm 75 whose shaft carries a pulley outside the cylinder 48. 77 driven by a motor. The worm wheel 74 is driven by the worm at a relatively low speed, so that the piston performs for example 20 to 30 strokes per minute.
The space 46 located below the piston 47, and the
<Desc / Clms Page number 12>
conduits 49 to 57, are filled with a motor liquid, for example oil, which during the downward stroke of the piston 47 is pressurized, so that the diaphragms 29, 31, 33 and 35 are pushed upwards and that the diaphragms 30, 32 and 34 are pushed down. As a result, the refrigerant vapor situated above the diaphragms 29, 31, 33 and 35 and below the diaphragms 30, 32 and 34 is discharged through the conduits 59, 60, 61 and 62 into the conduit 58 from where it passes through the discharge valve 68 into the pipe 69 and, beyond the latter, into the condenser.
During the upstroke of the piston 47, the oil is put under vacuum, the diaphragms oscillate in the opposite direction and suck the refrigerant vapor from the casing 70 into the compressor elements through the pipe 71 and the suction valve 67. The operation is therefore the same as in the exemplary embodiment of FIG. 1.
The following should also be noted: There are refrigerant fluids at various boiling points and therefore the work cycle of the various refrigerant fluids is carried out either partly above and partly below atmospheric pressure, as for example for ethyl chloride C2h5Cl, either only above atmospheric pressure, as for example for methyl chloride CH3Cl, sulfurous acid SO2 or ammonia NH3, or still entirely below atmospheric pressure , as for example for methylformate H.COOCH3 and dichlormethane CH2Cl2.
However, when a refrigerant fluid is used, the normal working cycle of which is carried out partly above and partly below atmospheric pressure, we observe
<Desc / Clms Page number 13>
in the very slow running compressors, for example those of Figs..2 and 3, the following phenomenon: When the piston goes down, the oil located under it, and with it the refrigerating vapor, are put under pressure. At the start of the upward stroke of the piston, the compressed refrigerating vapor, contained in the inevitable harmful spaces of the compressor elements, expands, and as a result of this expansion. the oil undergoes through the diaphragms a pressure which propagates to the piston 47 and pushes the latter upwards.
Therefore, there is a tendency to drive the piston up and down at a higher speed than that which corresponds to the movement of the crank, and as a result, when reversing the movement at the lower end of stroke the wheel screw mounted on the crank shaft tends to drive the worm 75, while during the downstroke the worm wheel was driven by the worm.
Now, given that there is a certain clearance between the worm and the worm wheel which increases as a result of the wear of the teeth and the screw threads, there is a jerk at the points of contact between the worm wheel and the worm during the reversal of the piston movement. A similar jerk also occurs at the upper end of stroke when the piston begins to descend. During its upstroke the piston has created a vacuum in the cylinder which at the start of the downward movement tends to pull the piston up and down and accelerate its movement, so that at these times the worm wheel tends again to drive the worm. These jerks produce annoying noises and in addition they contribute to rapid wear of the worm wheel and the worm.
In fast-running compressors, which for example run
<Desc / Clms Page number 14>
200 to 400 strokes per minute, these jerks cannot take place because the inertia of the piston is sufficient to prevent the aforementioned change of drive between the worm and the worm wheel. However, as is the case has already specified above, the number of strokes per minute of the compressor according to the invention must be as small as possible to extend the duration of the diaphragms, and with the preferred number of strokes from 20 to 30 strokes per minute the jerks mentioned above would occur if steps were not taken to prevent it.
These measures are as follows:
The cylinder 48 has at its lower part an overflow duct 78 which is arranged so that during the downstroke, the upper edge 79 of the piston 47 opens this duct 78 a little before the lower end of stroke is reached. As a result, at the lower end of stroke, a small amount of oil can pass from the space 46 into the space in the cylinder 48 above the piston 47, so that the expansion pressure of the refrigerant vapor acting on the oil decreases without the piston 47 itself undergoing the effect. However, this passage of oil from bottom to top ceases as soon as, during the upstroke, the edge 79 of the piston 47 again masks the conduit 78.
At another place in the cylinder 48 is hollowed out another overflow duct 80 which comes into play a little before the upper end of the piston stroke, when the lower edge of the piston reaches a little above the lower end of the piston. this overflow pipe 80. As a result of the vacuum, the oil above the piston is sucked into the space below the piston, which compensates for the effect of the vacuum created in the elements of the compressor . By providing for both
<Desc / Clms Page number 15>
conduits 78 and 80 it is therefore possible to prevent the aforementioned jerks between the worm wheel 74 and the worm 75.
The face of the piston is given a donkey shape, as shown in Fig. 3, to facilitate the departure of air bubbles towards the top of the oil chamber.
Another advantage of the overflow pipes 78 and 80 is that the valves, which are very difficult to keep tight in slow-running compressors, are firmly seated in their seats when opening the overflow pipes. -full, as a result of the sudden change in pressure, so that they close tightly.
Considering that the part of the movement of the refrigerating vapor, which takes place before its pressure becomes equal to atmospheric pressure, takes place without the assistance of the piston, the piston stroke can be reduced accordingly. It is also possible to omit the auxiliary piston 23 of the embodiment shown in FIG. 1.
As soon as the duct 80 opens during the suction stroke of the piston 47, it passes under the piston the quantity of oil corresponding to the decrease in volume of the quantity of refrigerant which is in the diaphragm elements and in the nuisance spaces while this quantity of refrigerant fluid is compressed from the suction pressure to atmospheric pressure. When the suction becomes very intense the volume of oil passing under the piston at the end of the suction stroke can become very large. During the following discharge stroke, it suffices for the piston to bring the refrigerant fluid already compressed to atmospheric pressure to the voltage of the condenser, which requires only part of the available stroke.
<Desc / Clms Page number 16>
During the remainder of the discharge stroke the working fluid (oil) should flow through the safety valve 83, which would result in unnecessary consumption of power.
To avoid this harmful consumption of power, a safety valve such as that shown in FIG. 6.
Excess working fluid (oil), expelled from space 46 (Fig. 3) flows through pipe 95 (Fig. 6) under safety valve 96 clamped by a spring 97 against its seat 98. Valve 96 is guided through its rod 99 into a bore of a second, larger valve 100 which in turn has a sliding rod guide 101 in the cover 102 of the valve boot 103. The cover 102 and the valve box 103 are assembled together by bolts 104. The valve 100 is clamped against its seat 106 by a spring 105 which bears on ribs 107 of the cover 102.
As soon as the working fluid lifts the safety valve 96 and flows into the space 108, the valve 100 is also lifted from its seat 106. Since it exists between the cylindrical periphery of the valve 100 and the valve box. valve 103 a very narrow throttle 109, the valve 100 is forced to rise high enough before the next arriving working fluid can flow upwards through the pipe 110. The valve 100 has a hollow protrusion 111, facing downwards , which is pierced with a vertical buttonhole 112 in which is engaged a stud 113 of the valve 96, and when the valve 100 has passed a certain level, it drives the valve 96.
Since the spring 105 of the valve 100 is only a little more powerful
<Desc / Clms Page number 17>
that the spring 97 of the valve 96, while the area of the valve 100 is much larger than that of the valve 96, it is clear that it is sufficient to overcome a small resistance to ensure the passage of the working fluid of the pipe 95 to pipe 110.
When using refrigerant fluids whose work cycle is always above atmospheric pressure, the overflow pipe 80 can be omitted, so that only the overflow pipe 78 remains, as shown in Fig. 4. When the overflow pipe 78 opens, which occurs a little before the piston has reached the lower end of stroke, the refrigerant subjected to a pressure greater than atmospheric pressure passes from the evaporator into the diaphragm elements through the suction valve 67 and flushes a corresponding quantity of oil into the space above the piston. During the ascent of the piston, an inwardly opening valve 81 which is mounted in the piston 47 allows all this quantity of oil to return to the space below the piston.
When using refrigerant fluids whose working cycle is carried out entirely below atmospheric pressure, the cylinder can be shaped as shown in FIG. 5 where only the overflow pipe 80 exists, while the overflow pipe 78 is omitted. In this case, the piston contains a valve 82 which opens upwards, so that the oil, which at the upper end of stroke has passed under the piston, can return during the downstroke into the space at the bottom. above the piston.
As shown in Fig. 2, the space below
<Desc / Clms Page number 18>
of the piston can be connected to a safety valve 83. The excess oil exiting through this safety valve can flow through a tube 84 onto a plate 85 from which it is supplied by small tubes 86, 87 to the bearings 88 and 89 of the crank shaft 73 and to the bearings 90 and 91 of the worm shaft 75. Around the worm 75 is arranged a trough 92 filled with oil. All bearings contain oil-soaked 93 wicks which ensure that even after a long machine stop the bearings are well lubricated during start-up. The excess oil returns from the bearings to cylinder 48 through conduits 94.
The diaphragm column according to the invention can be used as a gas or vapor compressor for the most diverse purposes, as a vacuum pump and, finally, for the flow of liquids.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.