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"Perfectionnements apportés aux machines à pistons libres".
Monsieur PATERAS PESCARA (Raul) et Sté dite : SOCIETE D'ETUDES & DE PARTICIPATIONS,
EAU. GAZ, ELECTRICITE, ENERGIE, S.A Demandes de brevets français en leur faveur du 30 Mai 1944 et du 26 Février 1945 (Addition).
L'Intention est relative aux machines à pistons libres comportant au moins un équipage mobile constitue par un piston moteur solidaire d'au moins un piston compresseur, 11-expression piston compresseur pouvant dési- gner ici aussi bien un piston assurant un refoulement effectif de gaz, qu'un piston coagissant avec un cylindre contenant un matelas. de gaz: ser- vant d'accumulateur d'énergie pour- assurer le retour du susdit équipage mobile, ou encore un piston assurant simultanément ces deux fonctions.
Elle concerne plus particulièrement, parce due c'est dans leur cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement, panai ces machines, les auto-compresseurs ou auto-géné- rateurs à pistons libres, c'est-à-dire les machines du genre indiqué com ' portant au moins une capacité motrice et une capacité compresseur, et dans lesquelles l'air comprimé est envoyé aux machines ou éléments récepteurs, soit directement (cas des auto-compresseurs), soit après avoir traversé en partie au moins la capacité, motrice (cas des auto-générateurs).
Elle a pour but, surtout, de rendre lesdites machines telles que leur équipage mobile soit mieux guidé que jusqu'à présent.
Elle consiste principalement à prévoir au moins une articulation, de préférence en forme de rotule, dans les moyens qui guident par coulisse- ment ledit, équipage mobile dan.s les cylindres à l'intérieur desquels il se déplace.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps ,.et dont il sera plus explicitement parlé ci-après., notamment :
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en une seconde disposition consistant à assurer un guidage supplé- mentaire des équipages mobiles des machines du genre en question par une tige excentrée fixe, parallèle à la direction de déplacement des- dits équipages, cette tige traversant à frottement doux le piston com- presseur de ces mêmes équipages.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application, ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les machines du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les élémentsspéciaux propres à leur établisse- ment, ainsi que les engins ou installations comportant de semblables machines.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin seul, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La fig. l de ce dessin montre, en coupe axiale schématique, un auto-générateur à pistons libres établi conformément à l'invention.
Les fig. 2 et 3 montrent, respectivement, en coupe selon la ligne II-II de la fig. 3 et III-III de la fig. 2, une partie du piston compresseur avec les moyens de guidage qui traversent ce piston parallè- lement à son axe, à une certaine distance de celui-ci.
La fig. 4, enfin, montre en perspective un élément de ces derniers moyens de guidage.
Selon l'invention et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses di- verses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préfé- rence, se proposant, par- exemple-, d'établir un auto-générateur de gaz sous pression comportant deux équipages mobiles symétriques l'un de l'autre et reliés entre eux par un dispositif de synchronisation (non représenté sur le dessin), on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
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En ce qui concerne tout d'abord l'ensemble de cette machine, à l'exception des moyens de guidage de ses équipages mobiles, on peut J'établir de n'importe quelle manière appropriée, par exemple de celle
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qu'illustre le dessin ef selon laquelle on procède de la façon suivante.
On. prévoit un cylindre moteur 1 entouré par un carter d'alimentation 2 et comportant des lumières d'admission. 3 et des lumières d'échappement 4 découvertes respectivement par des pistons moteurs 5 et 5' lorsque- ces derniers' atteignent leurs positions extrêmes.
On rend solidaire de chacun, de ces pistons moteurs, de la façon, usuelle, un piston compresseur 6, 6;, de plus grand diamètre que le piston moteur correspondant, coagissant avec un cylindre. ?.
On ferme chacun des cylindres 7, du côté du point mort extérieur du- piston compresseur correspondante par unje culasse 8 et, du côté du point mort intérieur, par une. cloison annulaire 9.
On ménage, intérieurement à chacun- des équipages mobiles et selon son axe, un logement 10 dans lequel puisse s'engager et coulisser un tube 11 fixé axialement à chaque culasse 8.
On prévoit, pour les capacités de volume variable situées du côté des points morts Intérieurs des pistons, des clapets d'aspiration 12 et des clapets de refoulement 13, ces derniers étant avantageusement disposés dans les cloisons 9 de façon à conduire l'air comprimé par les pistons 6, 6' dans le carter 2 situé entre les cloisons 9, l'air pénétrant ensuite dans le cylindre moteur par les lumières d'admission 3 qui débouchent directement dans ce carter.
Enfin.,. on agence les capacités de volume variable situées du: coté des points morts extérieurs des pistons de telle façon qu'elles jouent, comme connu., le râle d'accumulateurs d'énergie assurant le retour des équipages mobiles vers leurs points morts intérieurs.
Cela étant, au. lieu: de prévoir, comme on le faisait jusqu'à présent, un simple coulissement, d'une part, du piston moteur 5 ou 5' dans le cylindre moteur 1 et, d'autre part, du tube 11 dans le logement 10, on fait coagir une articulation, de préférence en forme de rotule, aussi bien avec les moyens de guidage axial du. piston moteur dans le cylindre moteur qu'avec le guidage du piston compresseur réalisé par le coulissement du. tube 11 dans le logement 10; on évite ainsi toute possibilité de coincement ou de frottement qui pourrait être causé par un
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défaut d'alignement des axes respectifs, d'une part, du cylindre 1 et du piston 5 ou 5' et, d'autre part, du logement 10 et du tube 11 et on assure un excellent centrage de l'équipage mobile.
L'articulation prévue pour le guidage axial du piston compres- seur est constitué, selon le dessin, par une rotule 14 interposée entre ledit tube Il et le logement 10. On situe ladite rotule de préférence près de la face externe du piston.
Pour ce qui est du guidage axial du piston moteur, on le réa- lise avantageusement au moyen d'un élément cylindrique 30 divisé en deux moitiés et dont la surface cylindrique extérieure coagit avec la surface cylindrique intérieure du cylindre moteur. Cet élément porte à l'intérieur une surface sphérique creuse 31 qui repose sur une surface correspondante
32 solidaire du piston moteur. Les deux: surfaces sphériques SI, 32 consti- tuent la rotule coagissant avec le guidage axial en question. Pour faci- liter le montage, on constitue chacun des pistons moteurs 5, 5' en trois parties 5a, 5b et 5c.
La partie 5a porte le fond du piston, la partie 5c est solidaire directement du piston compresseur correspondant, tandis que la partie 5b relie les deux parties 5c et 5a l'une avec l'autre; c'est cette partie intermédiaire 5b qui porte la surface sphérique 32 sur laquelle repose l'élément cylindrique de guidage 30.
Vers l'extrémité libre du tube 11, on peut prévoir un presse- étoupe 15 à l'intérieur duquel coulisse de façon étanche une douille 16 ouverte à ses deux extrémités et assemblée au fond du piston 5, 5' de telle façon que l'intérieur de cette douille communique avec une cavité
17 prévue intérieurement au..'fond. dudit piston.
Il suffit alors de fixer, intérieurement au tube 11, un conduit
18 pénétrant avec jeu dans la douille 16 et dont l'extrémité libre ou- verte se trouve, lorsque le piston correspondant est à son point mort extérieur extrée, à proximité de la cavité 17, pour que, si l'on injecte par ce conduit 18 un liquide de refroidissement, ce liquide s'écoule dans la catité 17 puis revienne en arrière par l'intérieur de la douille
16 et du tube Il pour être ensuite,évacué par un passage de sortie 19 approprié.
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Et, ou bien.. on. se contente de procéder ainsi qu'il vient d'être exposé, ou bien, at mieux/on a recours à certaines autres dispositions, telles que la suivante, laquelle pourrait, bien entendu, être utilisée isolément.
Selon cette disposition, ayant établi une machine à pistons libres, par exemple de la faon susindiquée, on: assure un guidage supplé- mentaire de chacun des équipages mobiles de cette machine par une tige excentrée 20, fixe et parallèle à l'axe commun des cylindres, cette tige traversant à frottement dôme 101 coulisseau 21 prévu, dans les pistons compresseurs desdits équipages. De préférée-ce, on fait en sorte que ledit coulisseau ait la possibilité d'un. certain mouvement radial par rapport au piston compresseur pour permettre à ce dernier une libre dilatation.
De plus, on prévoit un presse-étoupe qui assurera l'étanchéité entre les deux espaces situés de part et d'autre du piston compresseur. A cet effet, on munit ledit coulisseau de surfaces radiales planes 21a qui coagissent avec des surfaces de guidage correspondantes 33 solidaires du piston 6 6', Les surfaces de guidage 33 sont portées par un chapeau 34 dont la forme ressort de la fig. 4 et qui, sous l'action de moyens de serrage, par exemple de vis, non preprésemtées, met sous pression la garniture 35 du presse-étoupe. L'ensemble- des éléments :?il. 54, 35 peut étre logé dans une douille 36 qui est fixée à l'intérieur' du: piston 6.
On fixe avantageusement la tige 20 à la susdite cloison annulaire 2 et on la prolonge suffisamment, du coté du point mort extérieur du piston compresseur considéré, pour que ledit piston soit constamment guidé, quelle que soit la longueur de sa course.
Avantagensement, les deux: tiges 20 de la même machine pouvant être situées dans le prolongement l'une de l'autre, on les fait tubulaires et ouvertes à leurs deux extrézités et on réunit leurs extrémités internes par un. tube 20a situé à l'intérieur du carter- 2, ce tube ayant ainsi pour effet de faire communiquer en permanence entre eux les deux accumulateurs d'énergie.
Dans le cas où la démarrage de la machine doit être assuré par de l'air comprimé agissant dans les susdits accumulateurs, on pourra alors
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très simplement introduire l'air de démarrage, à partir du dispositif de démarrage 22, dans l'intérieur du tube 20a pourvu à cet effet d'une ou- verture 23.
En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on a réalisé une machine dont le fonctionnement et les avantages ressor- tent suffisamment de ce qui précède pour- qu'il soit inutile d'entrer, à leur sujet, dans aucune explication supplémentaire. crame il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus particulièrement envisagés;
elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celle où la machine à pistons libres à établir ne serait pas symétrique et celle où les capacités con- presseurs, ainsi que les accumulateurs d'énergie, seraient disposés de n'importe quelle façon autre que celle décrite à titre d'exemple; en outre, celle où une articulation n'est prévue que, soit dans les moyens de gui- dage du piston moteur dans le cylindre moteur et non pas dans ceux du piston compresseur,, soit dans les moyens de guidage du piston compresseur et non pas dans ceux du piston moteur.