BE529979A - - Google Patents

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BE529979A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/28Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description


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   L'invention a pour objet un procédé et des dispositifs pour le démarrage de machines àpistons volants libres, qui sont mises en marche   @   au moyen d'un gaz comprimé dosé au préalable quant à la pression et la quantité, pour une course de démarrage. 



   On a déjà proposé de faire démarrer des machines à pistons volants libres de façon que l'énergie nécessaire pour une course de démarrage du gaz comprimé soit emmagasinée dans un récipient d'une pression et d'un volume déterminés et que les pistons volants qui se trouvent en position de   démar-   rage soient chargés directement avec du gaz comprimé, par l'ouverture d'une soupape de démarrage actionnée à la main. 



   Ce procédé est imparfait en ce sens qu'il est pratiquement   impos-   sible d'actionner la soupape de démarrage à la main assez rapidement pour que toute la section de débit soit libérée immédiatement et que le piston volant soit chargé à l'instant même de toute la pression. Par suite de ceci, les pistons volants se mettent en mouvement, même si la soupape de démarra- ge n'est ouverte qu'à moitié, après avoir surmonté la friction collante, c'est-à-dire avant que toute la section de débit de la soupape de démarrage soit libérée et que la pression se soit complètement formée dans les espaces morts de démarrage. L'énergie du gaz comprimé nécessaire pour amorcer la première cadence, n'est donc pas disponible en temps utile et, par conséquent, la machine ne démarre pas. 



     On   connaît aussi le procédé qui consiste à ouvrir brusquement la soupape de démarrage par des moyens mécaniques ou pneumatiques appropriés, de sorte que les pistons volants soient chargés immédiatement de toute la force de tension du gaz comprimé. L'exécution d'une telle soupape qui fonctionne sûrement, provoque cependant de   grandes   difficultés, car, quand on ouvre brusquement la soupape, on libère de grandes énergies qui doivent être absorbées. 



   On a également déjà proposé un procédé de démarrage où. un ou plusieurs pistons des cylindres de compression sont chargés de gaz comprimé. 



  D'après ce procédé, on ne doit remplir tout d'abord que les espaces qui se trouvent hors du cylindre de compression avec de l'air de démarrage, tandis que les pistons de compression en position de démarrage commencent par empêcher l'amenée d'air de démarrage aux cylindres de compression. Après avoir obtenu la pression de démarrage désirée, il faut que par l'actionnement d'un dispositif spécial, les pistons de compression soient déplacés vers l'intérieur jusqu'à ce qu'ils libèrent l'amenée de l'air de démarrage hors des espaces remplis, vers les cylindres de compression. 



   Ce procédé de démarrage consiste donc en deux manoeuvres séparées, auxquelles il faut procéder l'une après l'autre. Le premier mouvement consiste en ceci, c'est que d'un récipient de démarrage, par l'ouverture d'une soupape qui ferme celui-ci, les espaces de démarrage placés en dehors des cylindres de compression, dans lesquels est emmagasiné le contenu d'énergie nécessaire pour une course de démarrage, soient chargés avec du gaz comprimé d'une tension appropriée et qu'en temps on charge, à la pression de service, par ces espaces de démarrage, les espaces qui se trouvent derrière les soupapes de pression .des cylindres de compression, afin que la pression nécessaire pour maintenir la machine en marche soit assurée.

   Après que ce stade est atteint, s'accomplit la deuxième manoeuvre, en laissant entrer par un dispositif spécial une petite quantité d'air de démarrage derrière les pistons, pour commencer le mouvement de démarrage des pistons et les mouvoir jusqu'à ce qu'ils libèrent l'amenée de l'air de démarrage hors des espaces de démarrage remplis, vers les cylindres de   compression.   



   Ce procédé présente le désavantage que les pistons de compression, dans la position du démarrage, ne ferment pas complètement l'amenée d'air de démarrage vers les cylindres de compression et que, déjà lors de la première manoeuvre, une petite quantité d'air de démarrage venant des espaces se trouvant en dehors du cylindre de compression, lors de leur remplissage, et 

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 par suite d'inévitables manques d'étanchéité entre les pistons et le cylindre, une petite quantité d'air de démarrage entre derrière les pistons et qu'après avoir surmonté la friction collante, ceux-ci se déclenchent   déjà.,   avant que les espaces qui se trouvent en dehors du cylindre de compression, aient été chargés à la pleine pression de service. 



   En tenant compte de cette constatation pratique,la présente invention évite complètement les inconvénients   décrits-ci-dessus.   



   Selon l'invention,.la   particularité   du procédé de   démarrage   proposé consiste dans le fait que la charge avec du gaz comprimé des pistons volants se fait d'après un procédé en deux phases qui est caractérisé par des phases séparées dans le temps, mais qui se superposent,   où.   au cours de la première phase, la course d'introduction de démarrage, le commencement du mouvement des pistons volants, se fait par une charge étranglée de gaz comprimé de ceux-ci, des alésages d'étranglement, des diaphragmes et le joint du segment de piston ou le joint de segment de piston et, dans la deuxième phase, la véritable course de démarrage, le chargement à compression complète des pistons volants,

  se fait par des fentes disposées latéralement dans les parois des cylindres des   chambres   de démarrage. 



   Le commencement du procédé à deux phases se fait par l'ouverture d'une soupape de démarrage, actionnée manuellement, mécaniquement, pneumatiquement ou hydrauliquement, par quoi l'entrée du gaz comprimé hors du récipient de démarrage dosé au préalable quant à la pression et   à   la quantité, est libérée dans les conduites de démarrage. 



   Pour empêcher un déclenchement prématuré des pistons volants avant que la soupape de démarrage soit entièrement ouverte et toute la section de débit libérée, et pour disposer complètement de la pression et de la quantité du gaz de pression de démarrage, pour la course de démarrage, l'entrée des gaz de compression de démarrage dans les chambres de course de démarrage, est regardée. 



   Ceci seproduit par le fait que dans la position de démarrage, les fentes et les soupapes de démarrage ou les soupapes de démarrage sont passées et couvertes par les pistons volants, tandis que les conduites de démarrage sont raccordées ouvertement par les   alésages n:' étranglement,   les diaphragmes ou le joint du segment de piston, avec les chambres de course de démarrage et que, par ceci, n'entre tout d'abord dans les chambres de course de démarrage, qu'une petite quantité de gaz comprimé. Les fentes et les soupapes de démarrage ou les soupapes de démarrage sont couvertes dans la position de départ, par les segments des pistons volants aux deux côtés, dans le sens longitudinal des cylindres, contre des pertes de pression. 



   Les alésages d'étranglement, les diaphragmes ou le joint du segment de pistôn ont de telles mesures dans leur section de débit que dans la première phase du procédé de démarrage, la composition de la pression derrière les pistons libres et leur mouvement jusqu'à ce que les fentes de démarrage ou les soupapes aient été libérées, ne se fait qu'après que la soupape de démarrage qui ferme le récipient de démarrage est tout   à fait   ouverte et que la pression avant les fentes de démarrage soit égale à la pression dans le récipient de démarrage. 



   Les alésages d'étranglement ou les diaphragmes sont vissés comme pièces incorporées échangeables dans les cylindres et pistons de démarrage ou pistons de démarrage où la dimension nécessaire chaque fois de l'alésage d'étranglement ou du diaphragme peut être échangée à loisir. 



   L'entrée de gaz comprimé dans les espaces de course de démarrage pendant la deuxième phase du procédé de démarrage, est commandée par les pistons volants eux-mêmes, par le fait que ceux-ci dépassent et libèrent les 

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 fentes et les soupapes de démarrage ou les soupapes de démarrage, à un cer- tain moment, où les sections de débit ont des dimensions telles que quand les fentes et les soupapes de démarrage ou les soupapes de démarrage sont entièrement ouvertes, la pleine pression est disponible dans le cylindre de démarrage et qu'ainsi l'équilibre de pression, dans tout le système de démarrage par gaz comprimée a déjà eu lieu avant le commencement de l'expan- sion des gaz comprimés. 



   Dans la deuxième phase du procédé de démarrage se fait l'expansion adiabatique du gaz comprimé à la pression de l'air   atmosphèrique   ou de l'air de balayage, où les sections de débit des fentes et des soupapes de démarra- ge ou des soupapes de démarrage sont de taille telle que, dans celles-ci, l'expansion du gaz comprimé n'est soumise à aucun étranglement et que dans chaque position des pistons volants, il régne un équilibre de pression dans tous les espaces qui participent à l'expansion. Pour la sortie du gaz com- primé hors du cylindre de démarrage. se trouvent, à la fin de la couse d'ex- pansion, des fentes dans les parois du cylindre qui raccordent l'espace de course de démarrage avec l'atmosphère ou également avec le récipient d'air de balayage.

   Dans le dernier cas, le gaz comprimé sort du cylindre de démar- rage avec surpression dans le récipeint d'air de balayage et remplit celui-ci en partie ou entièrement jusqu'à la pression de service. 



   Pour obtenir un remplissage du récipient d'air de balayage avec de l'air frais et ainsi un nettoyage du cylindre à combustion des résidus des gaz brûlés, avant de mettre la machine en marche, on munit utilement les pistons volants avec des alésages d'étranglement et ceci, de façon telle que dans la position de départ, les alésages d'étranglement placés aux pistons volants raccordent le récipient d'air de balayage avec les conduites de démarrage. 



   L'air comprimé pour le démarrage de la machine peut être prélevé de la façon connue d'une bonbonne d'air comprimé qui, de son côté, est chargée elle-même par un compresseur actionné par la machine à pistons volants libres elle-même. 



   La bonbonne de gaz comprimé dont le contenu suffit pour plusieurs démarrages successifs de la machine, peut également être chargée par du gaz comprimé venant du cylindre à combustion, où le gaz comprimé est prélevé à celui-ci sous la position du point mort intérieur des pistons à combustion, de sorte que le prélèvement du gaz comprimé à chaque course se fait par petites quantités avant d'atteindre la pression finale de compression et partiellement après que la combustion par l'expansion des gaz a eu lieu à un endroit qui est moins chargé   thermiquement.   



   Le démarrage d'après le procédé décrit ci-dessus peut se faire tout aussi bien du côté du moteur que du côté du compresseur, où l'on peut employer des pompes de balyage du cylindre du moteur, un ou plusieurs des étages de compression et des tampons spéciaux ou des tampons spéciaux comme chambres de course   de-démarrage.   



   Si l'on fait démarrer des machines à pistons volants libres du côté du moteur, l'énergie de mouvement déclenchée par le gaz comprimé de démarrage des pistons libres est tout d'abord emmagasinée? aux étages du compresseur et aux tampons spéciaux ou aux tampons spéciaux. Ce n'est que quand on renverse le sens de la direction que ces énergies provoquent le retour des pistons volants et la compression de la charge du cylindre du moteur à la température d'allumage. 



   En employant des cylindres de compression comme chambres de course de démarrage, ceux-ci peuvent être en raccordement ouvert par des fentes de démarrage placées dans les parois des cylindres, avec une chambre de démarrage ou des chambres de démarrage se trouvant en dehors des cylindres de compression, où le gaz comprimé de démarrage est dosé au préalable quant 
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 à la pression et la quantité, sans n.éd3:aire' d'iaae soupffl 4Wdémaiyéage  ' spéciale. 

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  Dans la position de démarrage, les pistons du compresseur recouvrent les fentes de démarrage et empêchent l'entrée de grandes quantités de gaz comprimé dans les chambres de course de démarrage. Ceci empêche la formation d'une pression derrière le piston de compression par l'entrée de petites quantités de gaz comprimé hors des chambres de démarrge se trouvant en dehors du cylindre de compression, dans les chambres de course de démarrage proprement dites et ainsi, un débrayage prématuré   concomittant   des pistons de compression, par le fait que les chambres de course de démarrage sont raccordées à l'atmosphère par des soupapes de dégagement d'air, est également évité. 



   Quand les soupapes de dégagement d'air sont ouvertes, les chambres de démarrage situées au dehors du cylindre de   compression se   remplissent d'abord, ainsi que les espaces qui se trouvent derrière les soupapes de pression des étages du compresseur, avec de l'air de démarrage, où les pistons   du   compresseur, avec les fentes de démarrage couvertes, restent dans la position de départ. 



   Ce n'est qu'après que commence le procédé de démarrage proprement dit, par la fermeture des soupapes de dégagement d'air disposées dans les chambres de course de démarrage, par quoi se forme maintenant une pression derrière le piston du compresseur., et par là débute le mouvement initial du piston volant et se déroule ainsi la phase de démarrage d'après le procédé à deux phases. 



   La fig. 1 montre en coupe une partie du cylindre de démarrage avec des dispositifs pour la phase de démarrage où la position illustrée du piston caractérise la position au point mort intérieur, et en même temps la position de démarrage. 



   La fig. 2 montre le diagramme de travail théorique qui s'y rapporte. 



   A la fig. 3 l'application du procédé est illustrée par un compresseur d'air de machine à combustion à un étage et, à la fig, 4, à deux étages. 



   La fig. 1 montre le piston volant 91 dans le cylindre de démarrage 92 en position de départ. Les fentes de démarrage 93 sont dépassées et recouvertes dans la postion de départ par le piston volant 91. Des deux cotés des fentes de démarrage 93, des bagues d'étanchéité   94   et 95 sont disposées au piston volant 91. Pour l'entrée du gaz comprimé dans la chambre morte de démarrage 96, un alésage d'étranglement 97 se trouve dans le cylindre de démarrage 92; pour la sortie de l'air de démarrage en expansion, on trouve les fentes d'échappement 8 à l'extrémité de la course d'expansion. 



   La fig. 2 montre dans un diagramme   PV   le procédé de pression en déroulement chronologique, tandis que le procédé de démarrage est illustré par la surface de diagramme   ABCDEFGHA.   Dans la position A, le piston volant 91 se trouve en position de départ. Dans la première phase du procédé de démarrage, de l'air comprimé entre par l'alésage étranglé 97 dans le cylindre d'alésage 92 dans l'espace mort de démarrage 96. Le chargement étranglé de gaz comprimé du piston volant 91 est représenté par le parcours A-B dans le diagramme PV. 



   Quand la pression est atteinte au point B, la friction collante du piston volant 91 dans le cylindre de démarrage 92 est surmontée et celuici se met en mouvement. La course d'introduction de démarrage, caractérisée par le parcours B-C dans le diagramme PV finit au point C et ceci termine la première phase du procédé de démarrage. 



   En atteignant le point C, le piston volant 91 dépasse les fentes de démarrage proprement dites 93 dans le cylindre de démarrage 92 et il se produit dans celui-ci une augmentation rapide de pression qui est désignée théoriquement par le parcours C-D dans le diagramme PV. Maintenant le piston volant 91 reçoit une accélération soudaine par l'expansion adiabatique du gaz com- 

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 primé dans le cylindre de démarrage 92. Ce procédé est représenté par le parcours D-E dans le diagramme PV. Quand le piston libre 91 atteint le point E. alors celui-ci dépasse les fentes de sortie 98 dans le cylindre de démarrage 92 et l'air comprimé sort de celui-ci avec une brusque chute de pression, caractérisée sur le diagramme PV par le parcours E-F.

   Sur le parcours F-G, la chambre de course de démarrage est reliée à l'atmosphère ou au récipient qui recueille l'air de balayage. Au point G, le piston volant 91 atteint sa position finale, ce qui termine la deuxième phase du procédé de démarrage et par cela, le procédé lui-même. La course de retour du piston volant se fait alors par la combustion qui commence dans le cylindre à combustion. 



   La fig. 3 montre comme exemple un compresseur d'air de machines 
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 à combustion wn.,éa e de'construction connue Les' pistons mêlants"1"et"2 ou 
3 et 4 sont disposés dans les cylindres 5 ou 6 de façon à travailler l'un en sens opposé de l'autre. Les pistons volants 1 et 3 sont reliés de façon mo- bile par les bielles 7 au   levier .,oscillant   8 et les pistons volants 2 et 4 par les bielles,7 au levier oscillant 9. 



   Les leviers oscillants 8 et 9 sont placés dans le boîtier 12 par les axes 10 et 11. En outre, les leviers oscillants 8 et 9 sont reliés entre eux sur une tige de synchronisation 13 placée excentriquement par rapport au centre du levier oscillant, ce qui assure le parallélisme des paires de pistons volants. 



   La chambre de course commune 14 formée par les pistons   volants''!   et 2 qui s'opposent l'un   à   l'autre, à la forme d'un cylindre de combustion et est pourvue de la fente d'introduction 15 et de la fente d'échappement 16 ainsi que de la douille d'injection   17.   Les chambres circulaires 18 et 19 qui sont ainsi formées, sont conçues comme pompes de balayage et de charge et sont munies de soupapes d'aspiration 20 et 21 ainsi que des soupapes de compression 22 et 23. 



   L'intérieur de la machine 24 sert à recueillier l'air de balayage et est fermé vers l'extérieur par les couvercles de boites 25 et 26. 



   La chambre de course commune 27 qui est formée par les pistons volants 3 et 4 qui se meuvent en sens opposé, est conçue comme premier étage de compression et est équipée d'une soupape d'aspiration 28 et d'une soupape de compression 29. Les espaces annulaires 30 et 31 servent de tampons et en même temps de chambres pour la course de démarrage. Pour le procédé de démarrage, les chambres de course 30 et 31 sont reliées par des fentes d'entrée 32 et 33 ainsi que par des soupapes de démarrage automatiques 34 et 35 à la conduite de démarrage 36. En outre, les chambres de course 30 et 31 sont en relation par les fentes d'échappement 37 et 38, dans la position extrême de point mort des pistons 3 ou 4, avec le récipient d'air de balayage   24.   



   Pour le procédé de démarrage sont en outre prévues une bonbonne de gaz comprimé 39 avec les soupapes 40 et   41,   une soupape de réduction   42,   un récipient de démarrage   43,   une soupape de démarrage   fonctionnant @   la main   44,   avec le levier à main   45.   La bonbonne de gaz comprimé 39 est reliée au récipient de démarrage 43 par une conduite 46 et le récipient de démarrage 43 et la soupape de démarrage 44 par une conduite   47.   



   La bonbonne de gaz comprimé 39 est chargée avec des gaz comprimés provenant de la chambre de course 14 du cylindre à combustion 5 pour la course de compression ou d'expansion des pistons volants 1 et 2, par la soupape 48 qui est raccordée par une conduite 49 à la bonbonne de gaz comprimé 39. 



  Pour actionner les pistons volants 1 et 2 ou 3 et 4, en position de démarrage, on se.sert du levier 50 qui est placé sur un carré 51 qui est fixé sur l'axe du levier oscillant 10. 



   Le procédé de démarrage se déroule comme suit   :'Tout   d'abord, la machine étant arrêtée, on met les pistons volants 1 et 2 ou 3 et 4 en posi- 

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 tion de départ, en posant le levier 50 sur le carré 51 de l'axe du levier oscillant 10 et en abaissant le levier. En faisant ceci, les chambres de course   30   et 31 sont déchargées par des soupapes de dégagement d'air qui ne sont pas illustrées. 



   La position de départ est atteinte quand les pistons volants 3 et 4 dans le cylindre 6 se heurtent avec leurs plateaux de piston. Après quoi, le levier 50 est de nouveau enlevé du carré 51 de l'axe du levier oscillant 10. Ensuite, on ouvre la soupape   41   de la bonbonne de gaz comprimé 39 et on charge par la soupape de réduction   42   et la conduite 46 le réservoir de démarrage 43 à la pression de démarrage. Par la douille d'infection 17, on injecte maintenant à plusieurs reprises, par une pompe actionnée à la main qui n'est pas montrée sur l'illustration, du carburant dans la chambre de course 14 du cylindre de combustion 5. 



   Quand ces préparatifs ont été faits, on ouvre la soupape de démarrage   44 par   le levier à main 45 et le gaz comprimé sort du récipient de démarrage   43   par la soupape de démarrage 44 et la conduite 36 et par la soupape de démarrage automatique 34 et 35, vers les fentes d'entrée 32 et 33. 



  Maintenant se déroule le procédé en deux phases de la façon décrite ci-dessus. 



  Pour ceci, les pistons volants 3 et 4 dans le cylindre 6 sont écartés l'un de l'autre à une grande vitesse et les pistons volants 1 et 2 sont portés violemment l'un vers l'autre, par quoi ils condensent à la température d'allumage, l'air qui se trouve dans la chambre de course 14 du cylindre de combustion 5, après quoi, peu avant la position au point mort intérieur des pistons volants 1 et   2,   du carburant est injecté dans la chambre de compression   14,   par la douille   17,   du cylindre de combustion 5. Par la combustion qui commence dans la chambre de course 14 du cylindre de combustion 5, les pistons volants 1 et 2 sont de nouveau violemment écartés l'un de l'autre. 



  Avec ceci, de l'air de l'atmosphère est aspiré dans les chambres de course 18 et 19 par les soupapes d'aspiration 20 et 21. Tandis que les pistons volants 1 et 2 sont écartés violemment l'un de l'autre dans le cylindre de combustion 5, les pistons volants 3 et 4 se meuvent dans le cylindre 6 vers la position au point mort intérieur. Par ceci, l'air qui se trouve dans les chambres de course 30 et 31 est comprimé, par quoi les soupapes de démarrage automatiques 34 et 35 sont fermées et ainsi, une sortie de l'air comprimé dans la conduite de démarrage 36 est évitée. L'air qui est comprimé dans les chambres de course 30 et 31 provoque le retour des paires de pistons volants 3 et 4 ou 1 et 2. 



   Quand les pistons volants 3 et 4 se meuvent vers l'intérieur, l'air qui se trouve dans la chambre de course 27 est comprimé et est évacué par la soupape de pression 29 dans la conduite de pression 52 qui mène à un récipient d'air comprimé qui n'est pas représenté au dessin. 



   Pendant que les pistons volants 3 et 4 se trouvent dans la position de point mort inférieur, les pistons volants 1 et 2 se trouvent dans la position de point -mort extrême et les fentes d'introduction 15 et les fentes d'échappement 16 sont libérées pour la phase de balayage du cylindre de combustion 5. 



   Après le renversement du sens de direction ,l'air comprimé qui est emmagasiné dans les chambres de course 30 et 31 s'étend et communique son énergie aux pistons 3 et 4. Dans la chambre de course 27, l'air est aspiré de l'atmosphère lors du déplacement vers l'extérieur par les pistons volants 3 et 4, par la soupape d'admission   28,   dans la chambre de course 27 du cylindre 6. 



   Quand les pistons libres 1 et 2 se meuvent vers l'intérieur l'air qui est aspiré dans les chambres de course 18 et 19 est comprimé et est évacué par les soupapes de pression 22, 23 dans le récipient d'air de balayage 24, tandis que dans le cylindre 5, l'air dans la chambre de course 14 est comprimé à la température d'allumage. La cadence qui suit se répète de la façon décrite ci-dessus. 

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   Après que la machine a démarrée, la soupape de démarrage 44,ainsi que la soupape   41   de la bonbonne de gaz comprimé 39 est immédiatement de nou- veau fermée. Lors du fonctionnement de la machine, la bonbonne de gaz compri- mé 39 est de nouveau chargée par la soupape 48 et la conduite de pression   49,   hors de la chambre de course 14 du cylindre de combustion 5, comme décrit ci-dessus. Quand la bonbonne de gaz comprimé 39 est remplie, la soupape 40 est fermée. La machine est de nouveau prête pour un nouveau démarrage. 



   A la fig.   4,   l'application du procédé a été représentée à un com- presseur à course libre à deux étages, d'une construction connue. 



   La chambre de course 14 avec les fentes d'entrée' 15 et les fentes d'échappement 16 et la douille d'injection 17 est, comme à la fig. 3, conçue comme machine à combustion, et les chambres de course 18 et 19 avec les sou- papes d'aspiration 20 et 21, ainsi que les soupapes de pression 22 et 23 comme pompes de balayage. 



   Les chambres de course 30a et 31a sont prévues dans cet exemple d'exécution comme premiers étages de compression et en même temps comme des chambres de course de démarrage. Pour le procédé de démarrage, les chambres de course 30a et 31a sont pourvues de fentes de démarrage 32 et   43   qui sont ouvertes dans la position de démarrage par les pistons volants 3 et   4.   Les chambres de course 30a et 31a sont pourvues à la fin de la course d'expan- sion de fentes   37   et 38, par lesquelles les chambres de course 30a et 31a sont reliées en position de point mort extérieur des pistons 3 et   4,   avec le récipient 24 qui   receuille   l'air de balayage.

   Les chambres de course 30a et 31a sont en outre reliées entre elles par la conduite de compensation
52 ainsi que par les alésages 53 et   54.   Dans la conduite d'égalisation 52 est placée une soupape de décharge 55 qui peut être ouverte et fermée par l'actionnement du levier de démarrage 56. La conduite 57 relie, quand la soupape de décharge 55 est ouverte, la conduite de compensation 52 et ainsi les chambres de course 30a et 31a avec l'atmosphère. 



   Les espaces 60 et 61 placés en dehors du cylindre de compression 58 et 59 servent au démarrage de la machine et pour emmagasiner ce qu'on appelle l'énergie de retour pour le retour des paires de pistons volants 1 et 2 respectivement 3 et 4. Dans les espaces 60 et 61 est emmagasinée, avant de mettrela machine en marche, cette énergie nécessaire pour séparer violemment les pistons volants 3 et 4 et respectivement réunir violemment une seule fois les pistons volants 1 et 2. Dans les chambres 60 et 61 sont en outre disposées les soupapes d'aspiration 62 et 63 ainsi que les soupapes de compression 64 et 65. Les espaces 62 et 63 sont en outre reliés par les conduites 66 et 67 à un refroidisseur intermédiaire- 68. 



   Celui-ci est à son tour raccordé par les conduites 69 et 70 et les fentes 71 et 72 avec la chambre de course   73   du deuxième étage de compression. La chambre de course 73 est, de son côté, pourvue d'une soupape d'aspiration 74 et d'une soupape de compression   75.   La chambre d'aspiration 73 est, en outre, du côté de l'aspiration, raccordée par la conduite 76 avec l'atmosphère, tandis que, du côté de la compression, derrière la soupape de pression   75,   est disposée une soupape de maintien de pression   77.   La chambre de compression 78 est d'une mesure telle qu'avec chaque course de débit, des pistons volants 3 et   4,   on y obtient la pression de service complète. 



  Par ceci est garantie la pression nécessaire dans la chambre de course 73 pour la marche de la machine. La conduite 79 mène à un récipient d'air comprimé qui n'est pas montré sur le dessin. 



   Les chambres de démarrage 60 et 61 sont en outre reliées par les conduites 80 et 81 à une soupape de réduction 82 et celle-ci de nouveau, par la conduite 83, à une bonbonne de gaz comprimé 84. Le prélèvement d'air comprimé de celui-ci se fait par la soupape d'arrêt 85. 



   Comme déjà décrit dans l'exemple précité, la bonbonne de gaz comprimé 84 est remplie par des gaz de combustion respectivement par de l'air de combustion comprimé, venant de la chambre de course 14 par la soupape de 

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 retenue   48,   la conduite 49 et la soupape d'arrêt 40. 



   Le procédé de démarrage proprement dit se déroule maintenant   comme   suit :
Tout d'abord, les pistons volants 1 et 2 ou 3 et 4 sont mis en position de départ de la façon décrite ci-dessus, au moyen du levier 50 et du carré 51. Dans cette position, les fentes de démarrage 32 et 33 sont couvertes par les pistons volants 3 et   4.   Ensuite on ouvre la soupape de dégagement d'air, par l'actionnement du levier de démarrage 56. 



   Maintenant,on ouvre la soupape d'arrêt   85  à la bonbonne¯de gaz comprimé 84 et le gaz comprimé entre par la conduite 83, la soupape de réduction 82 et les condultes 80 et 81, dans les chambres de démarrage 60 et 61, et de   la., par   les soupapes de pression 64 et 65, ainsi que les conduites 66 et 67, dans le refroidisseur intermédiaire 68, et arrive par les conduites 69 et 70, aux fentes 71 et 72 du cylindre 6. 



   De cette façon on charge tout d'abord à la pression de service tous les espaces 60, 61, 68 et les conduites 66, 67, 69, 70, situés en dehors des cylindres de compression 58 et 59, tandis que les pistons volants 1 et 3 ou 2 et 4 restent dans la position de départ. 



   Par les fentes 32 et 33 dans les cylindres 58 et 59, ainsi que par les fentes   71   et 72 pénètrent alors, à la suite du jeu inévitable des pistons, de petites quantités de gaz comprimé dans les chambres de course 30a et 31a, et elles en sortent par les alésages 53 et   54,   ainsi que par la conduite de compensation 52, par la soupape de dégagement d'air ouverte 55 et la conduite 57, à l'air libre. 



   On évite ainsi la formation de la pression derrière les pistons volants 3 et 4, dans les chambres de course 30a et 31a et par conséquent un déclenchement prématuré des pistons volants 1 et 2, respectivement 3 et 4 pendant le remplissage des espaces de service et des conduites avec du gaz comprimé. 



   Après que les espaces de démarrage 60 et 61, ainsi que le refroidisseur   intermédiaire     68,   les conduites 66 et 67 ainsi que 69 et 70 ont été remplis à la pression de démarrage, on injecte tout d'abord par la douille d'injection 17, au moyen de la pompe à carburant non-illustrée, fonctionnant à la main,du carburant, à plusieurs reprises, dans l'espace de course 14 de la machine à combustion, et on ferme ensuite la soupape de dégagement d'air 55 avec le levier de démarrage 56. Par ceci, on met en mouvement le procédé de démarrage d'après le procédé à deux phases, tel que décrit cidessus.

Claims (1)

  1. RESUME Procédé et dispositifs pour le démarrage de machines à pistons volants libres, qui sont mises en marche au moyen d'une course de démarrage avec du gaz comprimé, dont la pression et la quantité sont dosées au préalable, caractérisées par un ou plusieurs des points suivants, pris ensemble, isolément ou en toute combinaison - 1) la charge de gaz comprimé des pistons volants se fait d'après un procédé à deux phases, qui se caractérise par deux phases séparées chronologiquement, mais qui passent l'une dans l'autre, où dans la première phase, la course d'initiation du démarrage, le commencement du mouvement des pistons volants, se fait par le chargement étranglé de gaz comprimé de ceux-ci, par des alésages d'étranglement, des diaphragmes et le joint du segment de piston ou le joint du segment de piston, et dans la deuxième phase,
    la course de démarrage proprement dite, la chrage à compression complète des pistons volants, se fait par des fentes placées latéralement dans les parois des cylindres des espaces de course du démarrage. <Desc/Clms Page number 9>
    2) l'initiation du procédé à deux phases se fait par l'ouverture d'une soupape de démarrage actionnée manuellement, pneumatiquement, mécani- quement ou hydrauliquement par quoi l'entrée du gaz comprimé du récipient de démarrage, dont la pression et la quantité ont été dosées au préalable, est libérée dans les conduites de démarrage.
    3) il se produit un retardement de l'entrée du gaz comprimé, dans les chambres de course de démarrage, par le recouvrement des fentes de démar- rage en position de départ des pistons volants, et ceci empêche un déclenche- ment prématuré des pistons volants, avant que la soupape d'admission soit en- tièrement ouverte et que toute la section de débit soit libérée, par quoi, le gaz comprimé de démarrage, pour la course de démarrage, par l'ouverture des soupapes de démarrage est disponible dans toute la plénitude de la pression et de la quantité.
    4) dans la position de départ les fentes de démarrage et les sou- papes ou les soupapes, sont dépassées et ouvertes par les pistons volants, tan- dis que les alésages d'étranglement ou les diaphragmes sont en raccordement ou- vert avec les chambres de démarrage et le procédé de démarrage se fait dans la première phase par l'entrée du gaz comprimé dans les chambres de course de dé- marrage.
    5) dans la position de départ, les fentes de démarrage et soupapes ou soupapes, sont recouvertes par les segments de pistons des pistons volants, aux deux côtés, dans le sens longitudinal des cylindres, contre des pertes de pression, et l'entrée du gaz comprimé dans les chambres de course de démarrage ne se fait, dans la première phase du procédé de démarrage, que par le joint du segment de piston qui ferme la sortie vers les chambres de course de démarrage.
    6) les alésages d'étranglement, les diaphragmes et le joint du segment de piston ou le joint du segment de piston ont une dimension telle dans la section de débit,que, dans la premièrephase du procédé de démarrage, la formation de la pression derrière les pistons volants et leur mouvement jusqu'à libération des fentes de démarrage et soupapes ou soupapes, ne se fait qu'après que la soupape de démrrage qui ferme le récipient de démarrage est entièrement ouverte et que la pression devant les fentes de démarrage est égale à la pression dans le récipient de démarrage.
    7) les alésages d'étranglement ou les diaphragmes peuvent être vissés comme des pièces incorporées, échangeables, dans le cylindre de démarrage et pistons ou pistons, où la taille chaque fois nécessaire de l'alésage d'é'tranglement ou du diaphragme peut être choisie à loisir.
    8) l'entrée du gaz comprimé dans les chambres de course de démarrage, pendant la deuxième phase du procédé de démarrage, est commandée par les pistons volants eux-mêmes, par le fait que ceux-ci dépassent et libèrent les fentes de démarrage et les soupapes ou les soupapes, à un certain moment, où leur section de débit est d'une dimension telle que, quand les fentes de démarrage et soupapes ou soupapes, dans le cylindre de démarrage sont entièrement ouvertes, il existe une pression totale et ainsi, la compensation de pression dans tout le système de démarrage à gaz comprimé, a déjà eu lieu avant le commencement de l'expansion des gaz de compression.
    9) la deuxième phase du procédé de démarrage, l'expansion adiabatique du gaz comprimé se fait à la pression atmosphérique ou celle de l'air de balayage, où les sections de débit des fentes de démarrage et des soupapes ou des soupapes sont d'une taille telle qu'il n'y ait pas d'étranglement dans celles-ci lors de l'expansion du gaz comprimé et que, dans chaque position des pistons volants, il règne un équilibre de pression dans tous les espaces qui participent à l'expansion.
    10) pour la sortie du gaz comprimé hors du cylindre de démarrage, sont prévues à la fin de la course d'expansion, des fentes dans les parois de cylindres, qui raccordent l'espace de course de démarrage avec l'atmos- <Desc/Clms Page number 10> phère ou également avec le récipient qui recueille l'air de balayage.
    Il) le gaz comprimé sort du cylindre de démarrage avec surpression, pour entrer dans le récipient qui recueille l'air de balayage et remplit celui-ci, en partie ou totalement, à la pression de service.
    12) les pistons volants sont pourvus d'alésages à étranglement, de telle façon que, en position de départ, les alésages d'étranglement qui sont disposés dans le piston volant, raccordent le récipient qui recueille l'air de balayage aux conduites de démarrage, par quoi s'opère un remplissage partiel du récipient, qui recueille l'air de balayage, avec de l'air frais ou des gaz partiellement brûlés et ainsi, un nettoyage du cylindre à combustion,des résidus de gaz brûlés, est assuré avant la mise en marche de la machine.
    13) une bonbonne de gaz comprimé, dont le contenu suffit pour plusieurs démarrages successifs de la machine, est chargée avec du gaz comprimé venant du cylindre de combustion, ce gaz étant prélevé au cylindre de combustion sous la position de point mort intérieur du piston à combustion, de sorte que le prélèvement du gaz comprimé lors de chaque course, se fait en quantité minimes avant d'atteindre la pression de compression, et partiellement après que s'est fait la combustion, lors de l'expansion du gaz à un endroit moins chargé thermiquement.
    14) le démarrage peut se faire tant du côté du moteur que de celui du compresseur, où les cylindres du moteur, les pompes de balayage, un ou plusieurs étages de compression et des tampons spéciaux ou des tampons spéciaux peuvent être utilisés comme chambres de course de démarrage.
    15) si l'on fait démarrer du côté du moteur, l'énergie de mouvement, déclenchée par le gaz comprimé de démarrage des pistons volants, est tout d'abord emmagasinée dans les étages du compresseur et des tampons spéciaux ou des tampons spéciaux et ce n'est que lors du renversement du sens du mouvement,que ces énergies actionnent le retour des pistons volants et la compression du chargement du cylindre du moteur, à la température d'allumage.
    16) les cylindres de compression employés comme espaces de course de démarrage sont en relation, par les fentes de démarrage disposées dans les parois des cylindres, avec un espace de démarrage ou des espaces de démarrage situés en dehors des cylindres de compression, dans lesquels le gaz comprimé de démarrage, dosé au préalable quant à la pression et la quantité, sans l'intermédiaire d'une soupape de démarrage spéciale, où, dans la position de départ, les pistons du compresseur couvrent les fentes de démarrage et empêchent ainsi l'entrée de grandes quantités de gaz comprimé dans les chambres de course de démarrage, tandis qu'une formation de pression derrière le piston du compresseur, par l'entrée de quantités minimes de gaz comprimé venant des espaces de démarrage situés en dehors du cylindre de compression,
    est évitée dans les espaces de course de démarrage proprement dits et ainsi un déclenchement prématuré des pistons du compresseur, en rapport avec ceci, est empêché, par le fait que les chambres de course de démarrage sont raccordées à l'atmosphère par des soupapes de dégagement d'air.
    17) lorsque les soupapes de dégagement d'air sont ouvertes, sont tout d'abord remplies avec de l'air de démarrage, les chambres de démarrage situées en dehors des cylindres de compression, ainsi que les espaces se trouvant derrière les soupapes de pression des étages du compresseur, où les pistons du compresseur, avec les fentes de démarrage ouvertes, demeurent dans la position de départ.
    18) le procédé de démarrage est initié par le fait que les soupapes de dégagement d'air disposées dans les espaces de course de démarrage, sont fermées, de sorte qu'il se forme maintenant une pression derrière les pistons du condensateur, à la suite de l'entrée de quantités minimes de gaz comprimé dans les chambres de course de démarrage, par, quoi <Desc/Clms Page number 11> est commencé le mouvement initial des pistons volants et, par conséquent, le démarrage se déroule d'après le procédé à deux phases. En annexe : 2 dessins.
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