<Desc/Clms Page number 1>
" Compresseur hydraulique "
La présente invention a pour objet un compresseur hy- draulique pemarquable notamment par la robustesse de sa cons- ruction qui lui permet de réaliser des pressions très élevées ; sans crainte de fuite ni de rupture, ce compresseur pouvant être établi soit de manière à fonctionner à pression et à débit constants sous le contrôle d'un régulateur réglable, soit de manière à fonctionner avec un débit variant automatiquement lorsque des pressions prédéterminées ont été atteintes ou dépassées.
Les caractéristiques de l'invention et ses avantages
<Desc/Clms Page number 2>
ressortiront de la description détaillée faite ci-après avec référence aux dessins annexés, lesquels en représentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation Dans ces dessins :
Fig. I est une vue en élévation de face avec arrachements partiels d'un compresseur à pression et débit cons- tants ;
Fig. 2 est une coupe suivant II - II de fig.
I;
Fig. 3 est une coupe de détail du raccord servant à relier l'orifice de refoulement du compresseur avec le conduit amenant le fluide comprimé à l'appareil d'utilisation ;
Fig. 4 est une vue en élévation de face avec arra- chements partiels d'un compresseur à débit automatiquement va- riable comportant deux chambres de refoulement à pressions diffé- rentes reliées à une sortie commune;
Fig. 5 est une coupe suivant V-V de la fig. 4;
Fig. 6 est une coupe de détail du dispositif re- liant les orifices de sortie des chambres de refoulement à basse pression et à haute pression;
Fig. 7 est une autre coupe de détail relative au dispositif de by-pass automatique permettant de passer du fonctionnement à basse pression au fonctionnement à haute pression et vice versa..
Tel qu'il est représenté aux Fig. I et 2, le compresseur comprend un corps monobloc I de forme générale cylindrique, dans l'axe duquel l'arbre moteur 2 est monté au
<Desc/Clms Page number 3>
moyen de roulements 3-4. L'arbre 2 est supporté d'autre part par un palier 5 muni d'un roulement 6 et qui est fixé au moyen de vis 7 sur le flasque 8 servant à fermer latéralement le logement des roulements 3 - 4, un presse-étoupe 9 étant prévu à l'endroit où l'arbre 2 traverse le flasque 8.
Dans le corps 1 sont ménagés des évidements ra- diaux cylindriques 9 dans lesquels sont logés des pistons 10.
Ces derniers portent à leur extrémité voisine de l'arbre 2, des rotules II qui viennent en contact par leur embase IIaa avec un excentrique 12 monté sur l'arbre moteur 2, les emba- ses IIa étant engagées d'autre part sous les bords I3a, 14a de deux disques excentriques 13-14 solidaires en rotation de l'excentrique 12. Grâce à cette liaison, les pistons 10 re- çoivent, sous l'effet de la rotation de l'arbre 2 un mouve- ment de va-et-vient dans leur logement respectif. (Les disques excentriques 13-14 pourraient être supprimés et'des ressorts de rappel pourraient être disposés à l'extrémité des pistons 10 opposée à l'arbre moteur 2,'pour repousser lesdits pistons vers l'intérieur contre l'action de l'excentrique 12).
, Les cylindres 9 contenant les pistons 10 sont fermés à la périphérie du corps 1 par des bouchons 15 percés respectivement d'un trou 15a, lequel est obturé normalement par une bille 16 serrée par une vis perforée 17 et est des- tiné à permettre l'évacuation de l'air contenu dans le com- presseur lors de son remplissage. Lesdits cylindres 9 commu- niquent d'une part, par des clapets à billes 18, avec un
<Desc/Clms Page number 4>
canal annulaire 19 ménagé dans le corps I et formant chambre d'aspiration et, d'autre part, par des clapets à billes 20, avec un second canal annulaire 21 formant chambre de refou- lement. A la chambre d'aspiration 19 est relié en 22 (Fig. I) un conduit 23 pour l'introduction du fluide à comprimer.
Avec la chambre de refoulement 21 communique un raccord 24 muni d'un clapet de retenue 25 (Fig.3) et prolongé par un conduit tubulaire 26 servant à amener le fluide comprimé à l'appareil d'utilisation (presse ou autre).
On voit enfin en 27 un canal formant by-pass mettant en relation la chambre de refoulement 21 avec la chambre d'aspiration 19 et dans lequel est agencé un régula- teur de pression comportant un corps tubulaire 28 muni d'ori- fices 28a, 28b communiquant avec la chambre 19 et avec la chambre 21, l'orifice 28a étant normalement obturé par une bille 29 sur laquelle agit un pointeau 30 soumis à l'action d'un ressort 31 qui prend appui d'autre part sur une vis de réglage 32 munie d'un contre-écrou 33.
Le fonctionnement du compresseur ainsi constitué ressort clairement de la description qui vient d'être faite :
Le compresseur étant relié par le conduit 23 au réservoir contenant le fluide à comprimer (huile par exemple) on met l'arbre 2 en marche en prenant soin de desserrer légè- rement à chaque cylindre, l'un après l'autre, la vis 17 du bouchon 15. Lorsque l'air contenu dans le cylindre est évacué
<Desc/Clms Page number 5>
et que l'huile sort régulièrement par le petit trou de la vis 17, on resserre légèrement cette dernière. L'huile admise dans la chambre annulaire 19 est aspirée dans chaque cylindre
9 par le mouvement du piston 10 correspondant vers l'intérieur, puis refoulée sous pression dans la chambre annulaire 21 lors du mouvement dudit piston vers l'extérieur.
Lorsque la pres- sion de l'huile dans la chambre de refoulement 21 atteint la valeur pour laquelle a été calculé le ressort du clapet de retenue 25, celui-ci s'ouvre et l'huile comprimée est dirigée vers l'appareil d'utilisation par le conduit 26. Si la pres- sion vient à dépasser la valeur pour laquelle a été réglé le ressort 31 du régulateur, la bille 29 de ce dernier s'écarte de l'orifice 28a et l'huile contenue dans la chambre de re- foulement 21 retourne dans la chambre d'aspiration 19 par by-pass 27.
Pour faire varier la pression de fonctionnement, il suffit de débloquer le contre-écrou 33 du régulateur et de serrer ou de desserrer la vis 32, selon que l'on désire augmenter ou diminuer la pression. Lorsqu'on constate sur le manomètre dont est pourvue l'installation que la pression atteint la valeur désirée, on bloque à nouveau le contre- écrou 33.
Dans la variante de réalisation représentée aux
Fig. 4 et 5, le corps monobloc I du compresseur comporte deux séries d'évidements radiaux cylindriques 9 et 9' de diamètres
<Desc/Clms Page number 6>
différents dans lesquels sont logés deux groupes de pistons 10 et 10'. Ces pistons portent comme précédemment des rotules II et II' coopérant avec un excentrique 12 et avec deux dis- ques excentriques 13-14 montés sur l'arbre moteur 2 et ils reçoivent par l'intermédiaire de ce mécanisme des,déplacements alternatifs dans leurs cylindres 9 et 9'. Ces d.erniers sont fermés respectivement à la périphérie du corps I par des bou- chons 15 et 15' munis de vis perforées 17 et 17' permettant l'évacuation de l'air.
Les cylindres 9 de grand diamètre com- muniquent par des clapets à billes 18 avec la chambre d'aspi- ration 19 et par des clapets à billes 20 avec une première chambre de refoulement 21 formant la chambre de refoulement à basse pression. Les cylindres 9' de petit diamètre commu- niquent également par des clapets à billes 18' avec la chambre d'aspiration 19, mais ils sont mis d'autre part, en relation par des clapets 20' avec une seconde chambre de refoulement annulaire 21' ménagée dans le corps I et constituant la chambre de refoulement à haute pression.
On voit en 22 l'ouverture de la chambre d'aspira- tion 19, à laquelle est raccordé le conduit d'alimentation 23 (fig.4).
La chambre de refoulement à basse pression 21 com- munique (Fig. 6) avec un raccord 34 que prolonge un second raccord 35 relié au conduit de départ 26 et renfermant le clapet de retenue 25. Le raccord 34 renferme lui-même un cla-
<Desc/Clms Page number 7>
pet automatique à bille 36 avec ressort 37, et il est relié par une plaque de raccordement 38 percée d'un canal 38a à un bouchon creux 39 qui communique avec la chambre de refoule- ment à haute pression 21'.
Par ailleurs, (Fig.7), la chambre de refoulement à basse pression 21 communique par un canal
40 formant by-pass avec la chambre d'aspiration 19, ce by-pass. étant pourvu d'un régulateur de pression 41 comportant un clapet à bille 42 dont le ressort 43 est taré de façon à ; équilibrer une pression égale à la pression maxima pour laquelle doit fonctionner le compresseur dans la marche à basse pression. En regard du canal 40 est vissé un bouchon 44 muni d'une cavité 44a dans laquelle peut se déplacer un petit piston 45 et avec laquelle la'chambre de refoulement à haute pression 21' communique par un canal 46. La chambre 21' est elle-même pourvue d'un orifice 47 permettant d'y ac- céder de l'extérieur et qu'obture un bouchon 48.
Enfin, un régulateur 49 (Fig.4) .analogue aurégulateur 41 est prévu entre la chambre de refoulement à haute pression 21' et la. chambre d'aspiration 19, le ressort de ce régulateur étant taré de façon à équilibrer une pression égale à la pression maxima pour laquelle le compresseur doit fonctionner dans la marche à haute pression.
Le fonctionnement du compesseur ainsi constitué est alors le suivant :
Le fluide aspiré de la chambre 19 par les pistons
<Desc/Clms Page number 8>
de plus grand diamètre 10 est refoulé par ces pistons dans la chambre de refoulement 21, tandis que le fluide aspiré par les pistons de plus petit diamètre 10' est refoulé dans la chambre de refoulement 21', les chambres 21 et 21' étant réunies à leur sortie par le canal 38a. Tant que la pression reste inférieure pour laquelle est calculé le ressort 43 du régulateur 41, les billes 25 et 36 restent simultanément écar- tées de leur siège par le fluide venant des chambres 21 et 21' lequel est alors dirigé vers l'appareil d'utilisation par le conduit commun 26, et le compresseur fonctionne avec une pression relativement faible et un débit relativement grand.
Lorsque le fluide comprimé rencontre à l'appareil d'utilisa- tion un accroissement de résistance tel que la pression dé- passe la valeur équilibrée par le ressort 43, la bille 42 du régulateur 41 se trouve écartée de son siège àt le fluide contenu dans la chambre de refoulement 21 passe dans la cham- bre d'aspiration 19 par le by-pass 40.
La pression diminue donc dans la chambre 21 et le clapet automatique 36 se referme, tandis que le fluide qui provient de la ciiambre de refoulement 21', d'une part, continue à être refoulé par le canal 38a - élevant ainsi la pression en arrière du clapet 36 et contri- buant par conséquent à maintenir la bille de celui-ci appli- ouée sur son siège - et, d'autre part, passe par le canal 46 dans la cavité 44a du bouchon 44, poussant le piston 45 qui maintient la bille 42 écartée de son siège et permet au
<Desc/Clms Page number 9>
fluide de continuer à passer librement de la chambre 21 dans la chambre d'aspiration 19. Le débit du compresseur est alors réduit tandis que la pression est accrue, la valeur maxima que celle-ci.peut atteindre étant fixée par le réglage du régulateur de haute pression 49.
Le même fonctionnement,se poursuit tant que la pression déterminée par la résistance . rencontrée sur l'appareil d'utilisation ne sera pas tombée au-dessous de la valeur pour laquelle est réglé le régulateur de basse pression.
Le compresseur pourrait bien entendu comporter plus de deux chambres de refoulement correspondant respective- ment à des pressions de fonctionnement différentes et alimen- tées par autant de groupes depistons de diamètres différents.
<Desc / Clms Page number 1>
"Hydraulic compressor"
The present invention relates to a hydraulic compressor remarkable in particular for the robustness of its construction which enables it to achieve very high pressures; without fear of leakage or rupture, this compressor being capable of being set up either to operate at constant pressure and flow rate under the control of an adjustable regulator, or to operate with a flow rate varying automatically when predetermined pressures have been reached or outdated.
The characteristics of the invention and its advantages
<Desc / Clms Page number 2>
It will emerge from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings, which show, by way of non-limiting examples, two embodiments thereof In these drawings:
Fig. I is a front elevational view with partial cutaway of a constant pressure and flow compressor;
Fig. 2 is a section along II - II of FIG.
I;
Fig. 3 is a detailed sectional view of the fitting serving to connect the discharge port of the compressor with the conduit supplying the compressed fluid to the apparatus of use;
Fig. 4 is a front elevational view, partially cut away, of an automatically variable flow compressor comprising two discharge chambers at different pressures connected to a common outlet;
Fig. 5 is a section along V-V of FIG. 4;
Fig. 6 is a detailed sectional view of the device connecting the outlets of the low pressure and high pressure discharge chambers;
Fig. 7 is another detail section relating to the automatic bypass device making it possible to switch from low pressure operation to high pressure operation and vice versa.
As shown in Figs. I and 2, the compressor comprises a one-piece body I of generally cylindrical shape, in the axis of which the motor shaft 2 is mounted on the
<Desc / Clms Page number 3>
means of bearings 3-4. The shaft 2 is supported on the other hand by a bearing 5 provided with a bearing 6 and which is fixed by means of screws 7 on the flange 8 serving to laterally close the housing of the bearings 3 - 4, a stuffing box 9 being provided at the place where the shaft 2 passes through the flange 8.
In the body 1 are formed radial cylindrical recesses 9 in which the pistons 10 are housed.
The latter carry at their end close to the shaft 2, ball joints II which come into contact via their base IIaa with an eccentric 12 mounted on the motor shaft 2, the bases IIa being engaged on the other hand under the edges. I3a, 14a of two eccentric discs 13-14 integral in rotation with the eccentric 12. By virtue of this connection, the pistons 10 receive, under the effect of the rotation of the shaft 2, a valving movement. back and forth in their respective accommodation. (The eccentric discs 13-14 could be omitted and 'return springs could be arranged at the end of the pistons 10 opposite to the motor shaft 2,' to urge said pistons inwards against the action of the piston. eccentric 12).
, The cylinders 9 containing the pistons 10 are closed at the periphery of the body 1 by plugs 15 pierced respectively with a hole 15a, which is normally closed by a ball 16 clamped by a perforated screw 17 and is intended to allow the 'evacuation of the air contained in the compressor during its filling. Said cylinders 9 communicate on the one hand, by ball valves 18, with a
<Desc / Clms Page number 4>
annular channel 19 formed in the body I and forming a suction chamber and, on the other hand, by ball valves 20, with a second annular channel 21 forming a discharge chamber. To the suction chamber 19 is connected at 22 (Fig. I) a conduit 23 for the introduction of the fluid to be compressed.
With the delivery chamber 21 communicates a connection 24 provided with a check valve 25 (Fig.3) and extended by a tubular conduit 26 serving to bring the compressed fluid to the user device (press or other).
Finally, we see at 27 a channel forming a bypass connecting the delivery chamber 21 with the suction chamber 19 and in which is arranged a pressure regulator comprising a tubular body 28 provided with orifices 28a, 28b communicating with the chamber 19 and with the chamber 21, the orifice 28a being normally closed by a ball 29 on which acts a needle 30 subjected to the action of a spring 31 which bears on the other hand on a screw of adjustment 32 fitted with a lock nut 33.
The operation of the compressor thus constituted emerges clearly from the description which has just been given:
The compressor being connected by line 23 to the reservoir containing the fluid to be compressed (oil for example), shaft 2 is started up, taking care to slightly loosen at each cylinder, one after the other, the screw. 17 of the cap 15. When the air contained in the cylinder is evacuated
<Desc / Clms Page number 5>
and that the oil comes out regularly through the small hole of the screw 17, the latter is tightened slightly. The oil admitted into the annular chamber 19 is sucked into each cylinder
9 by the movement of the corresponding piston 10 inward, then discharged under pressure into the annular chamber 21 during the movement of said piston outward.
When the pressure of the oil in the discharge chamber 21 reaches the value for which the spring of the check valve 25 has been calculated, the latter opens and the compressed oil is directed to the pressure apparatus. use through line 26. If the pressure exceeds the value for which the spring 31 of the regulator has been set, the ball 29 of the latter moves away from the orifice 28a and the oil contained in the regulator chamber. discharge 21 returns to the suction chamber 19 by bypass 27.
To vary the operating pressure, it suffices to unblock the counter-nut 33 of the regulator and to tighten or loosen the screw 32, depending on whether it is desired to increase or decrease the pressure. When it is noted on the pressure gauge with which the installation is fitted that the pressure reaches the desired value, the lock nut 33 is again blocked.
In the variant embodiment shown in
Fig. 4 and 5, the monobloc body I of the compressor comprises two series of cylindrical radial recesses 9 and 9 'of diameters
<Desc / Clms Page number 6>
different in which are housed two groups of pistons 10 and 10 '. As previously, these pistons carry ball joints II and II 'cooperating with an eccentric 12 and with two eccentric discs 13-14 mounted on the motor shaft 2 and they receive, through this mechanism, reciprocating movements in their cylinders. 9 and 9 '. These latter are closed respectively at the periphery of the body I by plugs 15 and 15 'provided with perforated screws 17 and 17' allowing the evacuation of the air.
The large diameter cylinders 9 communicate by ball valves 18 with the suction chamber 19 and by ball valves 20 with a first discharge chamber 21 forming the low pressure discharge chamber. The cylinders 9 'of small diameter also communicate by ball valves 18' with the suction chamber 19, but they are, on the other hand, connected by valves 20 'with a second annular discharge chamber 21. 'formed in the body I and constituting the high pressure discharge chamber.
The opening of the suction chamber 19 can be seen at 22, to which the supply duct 23 is connected (FIG. 4).
The low pressure discharge chamber 21 communicates (Fig. 6) with a connector 34 which is extended by a second connector 35 connected to the outlet duct 26 and enclosing the check valve 25. The connector 34 itself contains a valve.
<Desc / Clms Page number 7>
fart automatic ball 36 with spring 37, and it is connected by a connecting plate 38 pierced with a channel 38a to a hollow plug 39 which communicates with the high pressure discharge chamber 21 '.
Furthermore, (Fig. 7), the low pressure delivery chamber 21 communicates by a channel
40 forming a bypass with the suction chamber 19, this bypass. being provided with a pressure regulator 41 comprising a ball valve 42 whose spring 43 is calibrated so as to; balance a pressure equal to the maximum pressure for which the compressor must operate in low pressure operation. Opposite the channel 40 is screwed a plug 44 provided with a cavity 44a in which can move a small piston 45 and with which the 'high pressure delivery chamber 21' communicates through a channel 46. The chamber 21 'is itself. - even provided with an orifice 47 allowing access to it from the outside and which a plug 48 closes.
Finally, a regulator 49 (Fig.4) .analogue aurégulator 41 is provided between the high pressure delivery chamber 21 'and the. suction chamber 19, the spring of this regulator being calibrated so as to balance a pressure equal to the maximum pressure for which the compressor must operate in high pressure operation.
The operation of the compessor thus constituted is then the following:
The fluid sucked from chamber 19 by the pistons
<Desc / Clms Page number 8>
of larger diameter 10 is discharged by these pistons into the delivery chamber 21, while the fluid sucked by the pistons of smaller diameter 10 'is discharged into the delivery chamber 21', the chambers 21 and 21 'being joined together their exit by channel 38a. As long as the pressure remains lower for which the spring 43 of the regulator 41 is calculated, the balls 25 and 36 remain simultaneously removed from their seat by the fluid coming from the chambers 21 and 21 'which is then directed towards the apparatus of. use through the common duct 26, and the compressor operates at a relatively low pressure and a relatively large flow rate.
When the compressed fluid encounters an increase in resistance at the operating device such that the pressure exceeds the value balanced by the spring 43, the ball 42 of the regulator 41 is moved away from its seat with the fluid contained in it. the delivery chamber 21 passes into the suction chamber 19 via the bypass 40.
The pressure therefore decreases in the chamber 21 and the automatic valve 36 closes, while the fluid which comes from the delivery cylinder 21 ', on the one hand, continues to be discharged through the channel 38a - thus raising the pressure backwards. of the valve 36 and therefore helping to keep the ball of the latter applied to its seat - and, on the other hand, passes through the channel 46 in the cavity 44a of the plug 44, pushing the piston 45 which maintains the ball 42 removed from its seat and allows the
<Desc / Clms Page number 9>
fluid to continue to pass freely from the chamber 21 into the suction chamber 19. The flow rate of the compressor is then reduced while the pressure is increased, the maximum value that this can reach being fixed by the adjustment of the pressure regulator. high pressure 49.
The same operation continues as long as the pressure determined by the resistance. encountered on the operating device will not have fallen below the value for which the low pressure regulator is set.
The compressor could of course include more than two delivery chambers corresponding respectively to different operating pressures and supplied by as many groups of pistons of different diameters.