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COMPRESSEUR DE GAZ, AIR OU FLUIDE ANALOGUE.
L'invention concerne un compresseur perfectionné pour la compres- sion d'airs gaz et autres fluides gazeux et est applicable spécialement., mais non exclusivement,à la compression d'air pour l'actionnement de perforatri- ces de roche, marteaux pneumatiques et outils ou machines pneumatiques analo- gueso Pour la faciliter il ne sera fait référence., dans la suite qu'à l'air comme fluide devant être comprimée mais il est bien entendu que ce terme s'étend également aux gaz et autres fluides gazeux
Un objet de la présente invention est d'établir un compresseur d'air ou fluide gazeux analogue, dans lequel les pistons et organes similai- res à mouvement alternatif, qui sont soumis à une usure excessive et exigent un entretien permanent,, sont éliminés,
tout en obtenant une meilleure effica- cité de travail.
Selon la présente inventions le compresseur d'air comprend une pom- pe à liquide commandée, un réservoir de pression et un injecteur à jet liqui- de avec lequel est associée une admission d'air,ces divers éléments étant re- liés entre eux-dans l'ordre indiqué pour former un circuit fermé par lequel on fait circuler un liquide;
pendant son passage par 1-'injecteur à jet, ledit li- quide absorbe de l'air qui est refoulé par la pompe, avec le liquide, dans le réservoir,dans lequel le liquide et l'air se séparent,, le liquide s'accumu- lant dans le fond du réservoir, sous l'air qui est comprimé dans la partie su- périeure du réservoir, tandis que ledit liquide est extrait continuellement pour être remis en circulationo
Sous l'effet de la pression sous laquelle le liquide se trouve dans le réservoirs le liquide est forcé à travers un ajutage pour produire un jet qui est dirigé dans un tube de refoulement ou cône de refoulement ayant une forme sensiblement conique s'élargissant vers l'arrièreo Le jet de liqui- de évacue l'air de l'espace compris entre le cône de refoulement et l'ajutage,
et l'air ainsi évacué est entraîné par le jet dans le cône de refoulement et
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est pompée avec le liquide., dans le réservoir de pressiong dans lequel l'air se sépare du liquidée
On peut utiliser n'importe quelle pompe appropriée,mais elle sera de préférence du type rotatif, capable de créer une pression. A titre d'exemple, une telle pompe peut être une pompe à engrenage, une pompe cen- trifuge à étages multiples, une turbo-pcmpe ou analogue.
L'ajutage- est de préférence du type comportant une ouverture axiale qui s'évase à l'extrémité arrière, tandis que le cône de refoulement détermine un étranglement à sa partie antérieure, une partie intermédiaire à alésage constant s'étendant entre ledit étranglement et le passage de for- me conique divergente vers l'arriérée Le tuyau d'admission d'air ou d'aspi- ration communique avec l'espace compris entre l'ajutage et le cône de refou- lement, de sorte que le liquide peut évacuer l'air de cet espace.
L'extrémité postérieure du cône de refoulement du dispositif à jet est relié au raccord d'aspiration de la pompe, tandis que le raccord de refoulement de la dite pompe est relié au réservoir de pression au moyen d'un tuyau, en un point situé au-dessus du niveau du liquide. Le liquide est ex- trait du réservoir au fond de celui-ci, tandis que l'air comprimé est extrait à l'extrémité supérieure du réservoir,où sont également montés les indica- teurs usuels et la soupape de sûreté.
On peut utiliser tout liquide approprié ayant peu ou pas de pro- priétés moussantes, par exemple de l'eau, tandis qu'au lieu d'un jet unique, on peut utiliser plusieurs jets disposés en parallèle l'un par rapport à l' au- tre. Si on le désire, on peut employer deux ou plusieurs pompes. La ou les pompes sont commandées par tout moteur ou machine appropriée.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description de quelques exemples de réalisation, qui sera donnée ci- après avec référence aux dessins annexés., les mêmes références indiquant des organes similaires dans les diverses figures. Dans ces dessins la Fig. 1 est une vue d'élévation en coupe d'un compresseur d'air selon l'invention, convenant spécialement comme compresseur transportable ou mobile de faible capacité; la Fig. 2 est une- représentation schématique d'un compresseur se- lon l'invention, comportant plusieurs injecteurs à jet et convenant comme in- stallation de grande capacité; les Fige. 3 et 3bis sont des vues en coupe longitudinale de l'aju- tage et du cône combiné ou de refoulement, pour l'application dans l'appareil selon la Figo 1;
les Figse 4, 5, 6 et 7 montrent les profils de quatre variantes de construction de cônes combinés destinés à être utilisés dans des compres- seurs selon l'invention, et la Fige 8 est une vue en coupe transversale d'une forme de con- struction simple d'un cône¯ de refoulement.
En Fig. l, le réservoir de pression est désigné par 1, et la pom- pe par 2. L'extrémité de refoulement 5 de la pompe 2 est munie d'un tube 3 qui pénètre dans le réservoir et se termine en un point situé au-dessus du niveau de liquide 4 dans le réservoir 1. L'extrémité d'admission 6 de la pompe 2 est reliée à un tube 7 monté à l'extérieur du réservoir 1 et dont l'extrémité 8 pénètre dans le réservoir 1 pour se terminer en un point voisin du fond et bien au-dessous du niveau de liquide 4.
Entre ses extrémités, le tube 7 est pourvu d'une connexion de dé- rivation 9, par laquelle le tube d'admission d'air 10 est relié audit tube 7.
Ce dernier forme un boîtier pour l'ajutage 11 et le cône de refoulement 14, tel qu'il ressort clairement des Figso 3 et 3biso
L'ajutage 11, qui présente de préférence une extrémité de décharge
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légèrement évasée 12, est fixé de façon réglable dans la paroi ou partie antérieure 13 prévue dans la connexion 9, tandis que le cône de refoulement 14 est monté concentriquement à l'ajutage 11 dans l'extrémité postérieure de ladite connexion;
, à espacement linéaire par rapport à cet ajutage-0 Le régla- ge de l'ajutage 11 se fait en fonction de son écartement de l'extrémité avant du ccâne de refoulement 14 et à cet effet il est, de préférence,, muni d'un filetage et est engagé dans une ouverture de la partie 13 de la connexion 9, qui est pourvue d'un taraudage correspondant.
La pompe 2, qui peut être une pompe à engrenage, une turbo-pompe ou toute autre pompe appropriée, mais de préférence une pompe rotative capa- ble de créer une pression, est commandée par le moteur électrique 15, tandis qu'un interrupteur à déclenchement par la pression 16 est prévu pour arrêter le moteur lorsqu'une pression désirée a été engendrée dans le réservoir 1.
Un filtre 17, un manomètre 18, un échappement d'air commandé 19 et une sou- pape de sûreté 20 sont montés sur le réservoir 1, tel qu'il est d'usage pour les compresseurs d'air.
En service, la pression d'air agissant sur le liquide dans le ré- servoir 1 force le liquide à travers l'ajutage 11 pour créer le jet nécessai- re pour entraîner de l'air dans le cône de refoulement 14, tandis que le li- quide et l'air déchargés par ledit cône sont forcés par la pompe 2 dans le réservoir 1, où l'air se sépare du liquide ce dernier restant dans le fond du réservoir où il est disponible pour être remis en circulation. Pour mieux séparer l'aur du liquide, le tuyau 3 décharge dans un élément en forme de cu- vette ou déflecteur 21, monté à espacement en regard de l'extrémité de sortie du tuyau 3.
L'espace existant autour de l'ajutage 11 et l'extrémité avant du cône de refoulement 14 communique directement avec l'atmosphère par le tube 10.
L'extrémité inférieure du tube 10 est, de préférence, logée dans un récipient 23 en forme de cuvette, qui recueille le liquide de fuite en suintant par les paliers à bourrage de la pompe, pour le ramener dans le circuit. Ce récipient 23 est relié à la pompe 2 par un tube 24 pour conduire le liquide de fuite au récipient 23.Une soupape 25 est prévue à la base du tube 10 pour empêcher une décharge exagérée de fluide lorsque l'appareil est arrêté et qu'une contre- pression se manifeste à travers la pompe 2e
Le réglage de l'ajutage 11 pendant le fonctionnement de l'appareil est avantageusement effectué au moyen d'un organe rotatif 26 pouvant coulisser axialement,
qui s'étend jusqu'à l'extérieur du tube 7 en passant par un presse- étoupe ou analogueL'extrémité intérieure dudit organe 26 peut être amenée en engagement avec des encoches ou fentes 27 prévues dans l' ajutage, ce qui per- met de visser ou dévisser celui-ci de façon à l'approcher ou l'éloigner du cô- ne de refoulement et régler ainsi sa position pour obtenir le meilleur rende- ment
En Figo 1, le réservoir 1 est agencé horizontalement, mais sa po- sition est choisie seulement en raison de la facilité, et il peut tout aussi bien être monté verticalement.
La Figo 2 montre schématiquement un mode d'exécution d'un compres- seur à grande capacité. Dans cette construction, le réservoir 1 est placé verti- calement et est muni d'un réfrigérant 28 à travers lequel on fait circuler le liquide au moyen d'une pompe 29. Le réservoir 1 peut présenter des plaques dé- flectrices intérieures 30 pour faciliter la séparation de l'air et du liquide, ainsi que pour éviter que les turbulences de l'air ne provoquent l'entraîne- ment de liquide vers la sortie de l'air dans la partie supérieure du réservoir.
Dans le cas où un seul ajutage est insuffisant pour fournir le volu- me d'air requis,9on peut prévoir plusieurs ajutages qui sont pourvus chacun d'un cône de refoulement et sont a.ssociés avec deux collecteurs 31 et 32e Cha- que ajutage 11 est logé, avec le cône de refoulement 14 coopérant avec lui., dans un tube 7a pourvu d'une admission d'air 33. Ces tubes 7a sont de préférence$ montés verticalement, les ajutages 11 se trouvant dans leur partie supérieure, tandis que le collecteur supérieur 31 est relié par un tube Sa à la partie in-
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férieure du réservoir 1. Le collecteur inférieur 32 est relié à la pompe 2 par un tube 34 et la pompe est reliée au réservoir par un tube 3a, ces tubes pouvant avoir chacun la forme d'un venturi pour améliorer le rende- ment de l'appareil.
Pour les grands compresseurs, où il n'est pas pratiquement réa- lisable d'arrêter le moteur ou la machine d'actionnement lorsque la pres- sion maximum voulue est atteinte, on prévoit un dispositif automatique de déclenchement ou à soupape de dérivation, comprenant un tube 35 muni d'une soupape à sens unique ou de reflux 36 reliant la partie supérieure du ré- servoir 1 aux extrémités de décharge des cônes combinés 14, au collecteur 32 ou à l'admission 6 de la pompe, de sorte qu'au moment où la pression maximum est atteinte, la soupape 36 s'ouvre de manière à équilibrer la pression des deux côtés de la pompe, ce qui a pour effet que la pompe 2 peut fonctionner à video La contre-pression dans les cônes 14 arrête l'action des ajutages,
tandis que des soupapes de retenue ou à sens unique adaptées aux entrées d'air 33 empêchent l'échappement d'air par celles-cio La soupape 36 peut ê- tre chargée par un ressort ou d'autres moyens, de préférence réglables, et peut être d'une construction connue quelconqueoLe tube 35 et la soupape 36 doivent être suffisamment grands pour permettre le passage d'une quantité suffisante d'air pour arrêter l'écoulement du fluide par les ajutages.
L'air peut être introduit sous pression accrue par les entrées d'air et, à cet effet, on peut prévoir un surcompresseur (non illustré) de construction connue. Si nécessaire, un réfrigérant approprié quelconque peut être installé entre le surcompresseur et les entrées d'air, tandis qu'un venturi peut être prévu pour l'amenée de l'air au jet, afin d'augmenter en- core la force vive de l'air introduite
Dans la Fig. 2, les tubes la servant de logement aux ajutages sont disposés en parallèle et adjacents les uns aux autres dans le même plan, mais si on le désire on peut appliquer toute autre disposition parallè- le de ces tubes,par exemple en cercle.. Ces tubes peuvent être disposés verti- calement ou horizontalement.
On peut utiliser divers genres de cônes de refoulement ou combi- nés,qui varient au point de vue de la longueur et de la forme, selon les conditions variables de travail. La réalisation montrée en Figso 3 et 3bis a donné des résultats satisfaisants pour de petits compresseurs travaillant avec ou sans surcompresseur.
Dans cette construction, le premier tronçon A du cône combiné 14 est un tube venturi ayant une partie centrale droite a, le second tronçon B forme un passage droit à alésage constant correspondant au diamètre maximum de l'extrémité postérieure du venturi., le troisième tron- çon C forme également un passage droit de diamètre constant, plus petit que le précédent, son extrémité antérieure étant une réduction conique .2. et le dernier tronçon D a une forme divergente ou évasée vers l'extérieur, dont l'ouverture minimum est égale au diamètre du passage dans le. tronçon adja- cent.
Les figures 4, 5, 6 et 7 montrent d'autres réalisations qui ont également donné satisfaction. Les constructions selon les figso 3 à 7 peu- vent toutes être utilisées avec un surcompresseur, dans lequel cas il impor- te d'employer des ajutages d'ouverture plus petite que ce n'est le cas lors- qu'on n'utilise pas de surcompresseur.
De bons résultats ont toutefois été obtenus avec un cône combiné qui est pourvu., à son extrémité avant, d'un tronçon droit d'ouverture constan- te, et divergent vers l'arrière, soit suivant des courbes progressives, soit à gradins. La Fige 8 montre une construction économique d'un cône combiné à gradins, formé de plusieurs raccords réducteurs 37 et de courts bouts de tu- bes 38. Le tube 38 le plus large pénètre dans une boîte de pression 39, d'où le fluide est pompé par la pompe 2 vers le réservoir 1.
Lorsque le manque d'espace empêche l'emploi d'un cône combiné ou de refoulement qui est disposé le long d'un axe droit, un tel cône peut être rendu plus compact en l'exécutant sous la forme d'une ou plusieurs circonvolu- tions hélicoïdales.
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Les compresseurs construits conformément à la présente inven- tion peuvent être actionnés par des machines motrices ou des moteurs électri- ques et il n'est pas nécessaire de prévoir des @@spositifs spéciaux de dé- marrage puisqu'il s'agit de groupes démarrent à vide.
La pression et la vitesse du liquide dirigé dans l'ajutage depuis le réservoir peuvent être surélevées par toute pompe appropriée ou analogue, qui peut être employée pour éliminer des moyens de pompage agencés entre l'in- jecteur à jet et le réservoir de pression.