Compresseur de fluide à commande par la vapeur ou un autre fluide sous pression. La présente invention se rapporte à un compresseur de fluide à. commande par la vapeur ou un autre fluide moteur sous pres sion, du type comprenant au moins un pis ton compresseur accouplé à un piston moteur.
Dans le type précité bien connu de com presseur de fluide avec pistons compresseurs accouplés à des pistons moteurs, l'actionne- ment des pistons moteurs est commandé au moyen d'un mécanisme à valve de commande relié à l'un des pistons moteurs pour comman der le mouvement desdits pistons dans les deux sens.
Le but de l'invention est d'obtenir une disposition de mécanisme à valve de com mande pour commander le fonctionnement du piston moteur d'un compresseur de fluide du genre sus-énoncé, sans aucune liaison méca nique mobile entre ledit mécanisme et les pistons moteur et compresseur de l'appareil.
Le .compresseur de fluide suivant l'inven tion comporte un mécanisme à valve de com- mande disposé pour être actionné au moyen de fluide sous pression pour déterminer l'ad mission et l'échappement du fluide de com mande, ce mécanisme étant combiné avec des têtes de piston de différents diamètres pour être déplacé d'une position de travail à une autre sous l'action desdites têtes de piston, les pressions de fluide agissant sur ces têtes de piston étant réglées conformément à la position du piston moteur et au moyen d'une valve auxiliaire actionnée par ledit méca nisme à valve.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une coupe verticale schéma tique de l'ensemble d'un compresseur de fluide à commande par la vapeur du type compound; La fig. 2 est une coupe similaire du mé canisme à valve de commande du compres- seur représenté à, la fig. 1, mais dans une autre position de ses parties mobiles; La fig. 3 est une coupe de la valve auxi liaire employée dans le mécanisme à valve de commande du compresseur, et - La fig. 4 est- une vue de bout de cette valve auxiliaire.
Le compresseur représenté comporte une enveloppe constituée par une partie consti tuant les cylindres moteurs, 1, une partie pour le compresseur proprement dit, 2, une partie intermédiaire 3 interposée entre les parties 1 et 2, un couvercle inférieur 4 et un couvercle supérieur 5, ces diverses parties étant assemblées comme représenté à la fig. 1.
Un piston à. vapeur à haute pression 6 est logé dans un cylindre 7 de la partie 1 et est relié au moyen d'une tige 8 à un piston à air à basse pression 9 logé dans un cylin dre de la partie 2, tandis qu'un piston à va peur à basse tension 11 est logé dans un cy lindre 12 de la partie 1 et est. relié au moyen d'une tige 13 à un piston à air à pression élevée 14 logé dans un cylindre 15 de la partie 2.
La partie de compression d'air du com presseur est d'une construction usuelle bien connue à soupapes d'aspiration 16 pour le cylindre à air à basse pression 10, des sou papes 17 pouvant établir une communication entre le cylindre à air à basse pression 10 et le cylindre à air à. haute pression 15 et des soupapes de refoulement 18 pour le cylindre à air à pression élevée 15.
Un mécanisme à valve de commande est prévu sur le couvercle supérieur 5 pour dé terminer l'admission -de vapeur aux cylindres à vapeur et son échappement de ces derniers et pour commander le renversement de mar che des pistons moteurs 6 et 11 et il com porte une. série .de têtes de piston de distri bution 19, 20, 21 et 22 de grandeur d'aire égale, et deux têtes de piston de commande, l'une, 23, ayant une aire plus grande et l'au tre; 24, ayant une grandeur d'aire intermé diaire entre celles des têtes,-de piston 22 et 23.
La tête de piston 24 est disposée dans un -cylindre constituée par une douille 32' ayant un diamètre extérieur plus grand que celui de la tête de piston 23, la douille 32' étant recouverte et maintenue par un cha peau 33 et disposée pour pouvoir être glissée dans un évidement convenable prévu à cet effet dans l'enveloppe 34 du mécanisme à valve de commande. Le chapeau 33 et la douille 32' n'étairt pas encore en place, il est possible d'introduire les têtes de piston 1.9, 20, 21, 22, 23 et 24 reliées ensemble d'un bloc unitaire et insérées elles-mêmes dans une douille 32, dans l'enveloppe 34 par l'ouver ture à l'extrémité de droite de l'enveloppe 34.
La douille 32 avec les têtes de piston étant en place, la douille 3'2' et le chapeau 33 peu vent aussi être mises en place, comme il est montré à la fig. 1.
L'extrémité 25 de la tige commune des pistons 19 à 24 dépasse la face extérieure de la tête de piston 19 et porte une cheville 26 de diamètre plus petit, cette cheville étant pourvue à .son extrémité extérieure d'une tête arrondie 27 et s'étendant à travers une ou verture 30 prévue dans la paroi de bout d'une valve tubulaire 28 (fig. 3) de façon que la tête 27 .de la cheville 26 soit disposée à l'in térieur de la valve 28 et que cette dernière sôit actionnée dans un sens par engagement avec la tête 27 et dans l'autre sens par en gagement avec l'extrémité 25,
la distance entre la tête 27 et l'extrémité 25 étant plus grande que l'épaisseur de la paroi de bout s. le la valve 28 de façon à réaliser une course perdue entre la valve 28 et les têtes de pis ton de .commande.
La valve 28-est montée dans une douille 29 prévue dans un chapeau 35 disposé pour être fixée à l'enveloppe 34, la douille 29 étant disposée pour être glissée dans un évi dement convenable établi dans l'enveloppe 34 comme montré au dessin.
Un passage cylindrique incliné 31 ayant un diamètre légèrement plus grand que celui de la tête 27 de la cheville 26 est aménagée à proximité -de l'ouverture 30 dans la paroi de fond de la valve 28. Les têtes de piston de commande étant dans la position montrée à la fig. 2 et le chapeau 35 enlevé de l'en veloppe, la. valve 28, qui peut être en place dans le chapeau 35, est reliée à la cheville 26 en la glissant par le moyen du passage cylindrique incliné 31 par-dessus la tête 27.
Lorsque la tête 27 est ainsi placée ,dans la valve 28, le chapeau 35 et la valve-piston 28 seront centrées avec les têtes de piston de commande au moyen de la douille 29, de façon que la cheville -26 entre dans le pas sage cylindrique de la valve-piston, après quoi le chapeau 35 sera fixé à. l'enveloppe 34, l'engagement opératif étant ainsi établi entre les têtes de piston de commande et la, valve 28.
En fonctionnement, les têtes de piston de valve de commande étant dans la position représentée à la fig. 1, de la vapeur admise par le tuyau d'alimentation 36 passe par le conduit 37 à la chambre 38 formée entre les têtes de piston 21 et 22 et de là par le con duit 39 à. la chambre 40 du côté gauche de la tête de piston 19 et de cette chambre par le conduit 41 au cylindre 7 au-dessus du pis ton à haute pression 6, amenant par suite le piston 6 à. se déplacer vers le bas, comme in- cliqué par la flèche.
Lorsque le piston à haute pression 6 s'ap proche de la fin de sa course descendante, une rainure 42 aménagée dans la paroi du cylindre 7 et communiquant avec un conduit 43 est découverte par le piston, grâce à quoi de la vapeur à pression élevée peut passer du côté supérieur du piston 6 par le conduit 43 à la chambre 44 du côté extérieur de la tête de piston de commande 2.1. La tête de piston 24 présentant une aire plus grande que la tête de piston 19, qui en ce moment est aussi soumise à une pression de vapeur, la pression de vapeur non-équilibrée agissant sur la tête de piston 24 amène l'ensemble des têtes de piston de commande 19, 20, 21, 22, 23 et 24 à se déplacer vers la gauche à la position représentée à la fig. 2.
Grâce à la course perdue prévue entre la cheville 26 et la valve 28, le mouvement ini tial des têtes de piston de commande a lien indépendamment de la valve 28 et lorsque la tige 25 vient buter contre la valve 28, le conduit 41 est masqué par la tête de piston de distribution 19, grâce à quoi ,l'admission de vapeur au côté supérieur du piston à haute pression 6 est interceptée. En même temps que les conduits 41 et 47 sont ainsi masqués, le conduit 46 commence par être démasqué par la tête de piston 23, de sorte que de la vapeur peut passer du côté supérieur du pis ton à haute pression 6 à la chambre 45 pour y agir sur les têtes de piston 23 et 24.
Comme le piston 23 présente une aire plus grande que la tête de piston 24, la pression de vapeur non-équilibrée est ainsi augmentée juste au moment où la tige 25 bute contre la valve .28 et devient par là assez grande pour surmonter la -résistance qui s'oppose au déplacement de la valve-28, de façon à assu rer un déplacement complet des têtes de pis ton de commande et -de la valve 28 à leur position extrême de gauche montrée à la fig. 2.
Dans la position de gauche des têtes de piston @de distribution, le cylindre 12 est re lié du côté inférieur du piston à basse pres sion 11 à un conduit d'échappement 48 par l'intermédiaire d'un conduit 50 et d'une chambre 49 prévue entre les pistons 20 et 21.
Le cylindre 12 du côté supérieur du piston à vapeur à basse pression est relié au cylindre 7 du côté supérieur @du piston à vapeur à haute pression 6 par l'intermédiaire d'un conduit 51, d'une chambre 52 prévue entre les pistons 19 et 20 et d'un conduit 41,<B>de</B> façon que de la vapeur à une pression inter médiaire peut passer du côté supérieur du piston à haute pression 6 au côté supérieur du piston à, basse pression 11, pour produire un mouvement .descendant du piston 11.
Eii même temps, de la vapeur à haute pression est admise au cylindre 7 du côté inférieur du piston à haute pression 6 par l'intermé diaire du tuyau 36, du conduit 37, de la chambre 38 formée entre les têtes de piston de distribution 21 et 22 et du conduit 47 et amène le piston à haute pression 6 à se dé placer vers sa position supérieure.
Le déplacement de la valve 28 ià sa po sition -de . gauche par les têtes de piston de commande fait que la rainure annulaire 54 -dont .elle =est pourvue, relie un conduit 52 partant de la rainure 53 aménagée dans-l'ex- trémité --supérieure du cylindre à vapeur Îr haute pression .à un conduit 55 qui commu nique avec la chambre 5_6 formée entre les têtes de piston 2'2 et 23; de sorte que de la vapeur à pression intermédiaire prise,du côté supérieur du piston à haute pression 6 peut passer à la chambre 56.
Comme décrit ci- dessus, .de la vapeur à haute pression venant <B>du</B> côté supérieur du piston à haute pression est admise par le conduit 46 à la chambre 45 en vue d'assurer le déplacement -des têtes de piston de commande à la position de gauche, mais lors du renversement de course des pis tons moteurs, la pression dans la chambre 45 devient une pression intermédiaire telle que celle qui agit pour .déplacer le piston à vapeur à basse pression.
Ainsi, après un mouvement complet des têtes de piston et- de la valve 28 à la position de gauche, les têtes de piston de commande seront maintenues dans ladite position par une pression de va peur non-équilibrée égale à la différence en tre la .haute pression -de vapeur et la pres sion de vapeur intermédiaire multipliée par Ia- différence en aire de la tête de piston 22 et dé la tête @de piston 24.
Avec la valve 28 dans @sa position de gau- ché comme représenté à la fig. 2, lorsque le piston à haute pression 6 démasque la rai nure 53 dans la paroi du. cylindre 7 à me sure que le piston arrive .à la fin de s s a course ascendante, de la vapeur à pres- sion élevée est amenée à.
passer par le conduit 52, par la rainure annulaire 54 de la valve tiroir 28 et par le con duit 55 dans la chambre 56 pour agir sur les têtes @de piston 22 et 23. La tête de pis ton 23 ayant une aire relativement grande, la vapeur à pression élevée agissant sur elle déséquilibre les têtes de piston de commande et les amène à. se rdéplacer à leur position de droite représentée à la fig: 1.
Dans la position de droite des têtes de piston de distribution, le cylindre 12 est re lié du côté supérieur du piston .à basse pres sion au conduit d'échappement 48 par l'inter- médiaire,du conduit 51 et de la chambre 5? du mécanisme à valve de commande et de la vapeur à pression intermédiaire peut passer du côté inférieur du piston à haute pression 6 par l'intermédiaire -du conduit 47, de la chambre de idistribution 49 et du passage 50 au côté inférieur du piston à basse pression 11 pour amener ce piston à .se déplacer vers le haut.
En même temps, de la vapeur à haute pression passe du tuyau -d'alimenta tion 36 par le conduit 37, par la chambre de distribution 38, par le conduit 39, par la chambre 40 idu côté extérieur de la tête de piston de distribution 19 et par le conduit 41 au côté supérieur ,du piston à haute pres sion 6, obligeant ce piston à se déplacer vers le bas de la même manière que décrit ci- dessus.
Le mouvement des têtes de piston de commande à leur position de droite, telle que représentée à la fig. 1, provoque un @dépla- cement de la valve 28, de façon que sa rai nure annulaire 54 relie le conduit 55 au con duit 57, ce qui permet .à de la vapeur à pres sion intermédiaire de passer -du côté inférieur du piston à pression élevée 6 à .la chambre 56 formée entre les têtes <B>de</B> pistons de com mande 22 et 23 par l'intermédiaire @du con duit 47, de la chambre 49 entre les têtes de piston 20 et 21, du -conduit 57,
de la rainure annulaire 54 et du iconduit 55. Comme dé - crit antérieurement, ide la vapeur à haute pression est admise .à la chambre de com mande 56 pour effectuer le mouvement de renversement des têtes de piston de com- rnande à la position de droite, mais par ,suite du déplacement de la valve 28, de la vapeur à pression intermédiaire est admise à la chambre 56 et les têtes de piston de com mande seront maintenues dans leur position de droite par la différence de pression entre les pressions haute et intermédiaire -de la va peur agissant sur la tête de piston 22.
Lors que le piston à vapeur à haute pression 6 s'approche de la fin desa course descendante et découvre la rainure 42, de la vapeur à pression élevée est admise à la chambre 44 à la face extérieure de la tête de piston de commande 24 et cette tête de piston agit alors pour déplacer les têtes de piston de commande et -de distribution à leur position de gauche comme décrit plus haut en détail.
On remarquera des explications préc6den- tes du fonctionnement du mécanisme à valve de commande que la tête de piston 2,3 cons titue l'élément ide renversement de la partie motrice, la tête de piston 24 étant employée pour amorcer le mouvement de renversement du mécanisme de la position de droite à la position de gauche.
En principe, toutefois, la tête de piston 24 est employée pour per mettre @de réaliser un état de pression de va peur non-équilibré capable de déplacer le mé canisme à valve de commande de la position de gauche à la position de droite, ce qui se rait impossible si on permettait à la vapeur à haute pression d'agir dans la chambre de commande 45 par l'intermédiaire du conduit 43@ lorsque le piston à. vapeur à haute pression 6 est en mouvement vers le haut.
On remar quera en outre que da valve 28 est employée pour régler la pression .dans la chambre de commande 56 suivant la direction du mou vement du piston à haute pression 6 et fonc tionne, une fois, pour permettre l'admission de vapeur à pression intermédiaire à cette chambre afin de permettre le mouvement de renversement à la position de gauche et une autre fois, pour permettre l'admission de va peur à pression élevée à la chambre 56 pour provoquer le mouvement d e renversement à la position,de droite.
On a dit qu'une course perdue était pré vue entre -les têtes de piston de commande et la valve 28 pour assurer un renversement de course sensiblement complet des têtes de piston de commande avant que la valve piston 28 ne soit déplacée, de façon à assu rer un renversement en plein du mécanisme de commande et à empêcher tout arrêt de l'appareil. Avec cette construction il n'y a pas de point mort sur lequel le mécanisme à valve de commande pourrait s'arrêter pour ne plus pouvoir reprendre .son mouvement.
Un avantage particulier du mécanisme à valve décrit est qu'il n'y a pas de liaison mécanique mobile entre lui et la partie mo trice, sa commande étant obtenue par voie pneumatique, et qu'il peut être placé à dis tance de celle-ci, avec l'emploi d'une tuyau terie convenable.
Le conduit 43 communique avec un évi dement 60 prévu dans la douille 32 renfer mant la tête de piston de commande 24 et la tête de piston 24 masque l'évidement 60 lorsqu'elle est dans @sa position de droite re présentée à la fig. 1. Grâce à cette construc tion., un coussin pneumatique est prévu pour arrêter élastiquement les têtes de piston de commande clans leur mouvement vers la droite. Un coussin de ce genre est aussi prévu pour arrêter élastiquement les têtes de piston dans leur mouvement vers la gauche.
On remarquera que le chapeau 35 renfermant la valve 28 est pourvu d'une portion sail lante 61 pénétrant dans l'alésage de la valve 28 et cette portion saillante est pourvue d'une fente 62, qui, -dans la position du mécanisme à valve représentée à la fig. 1, est partielle ment démasquée par l'extrémité ouverte de la valve 28.
Lorsque la valve 28 est amenée à. se déplacer de la position de droite à la po sition de gauche, de la vapeur peut s'échap per de la chambre 63 du côté gauche de la valve jusqu'à ce que la fente 62 soit mas quée après quoi un mouvement ultérieur de la vaïve-piston 28 comprimera le reste de vapeur dans la chambre 63 (fig. 1) de façon à réduire le choc d'arrêt.
Dans la forme d'exécution, représentée au dessin, les conduits 43 et 52 sont montrés comme débouchant dans des rainures ou évi dements 42 et 53, respectivement, dans la paroi du cylindre à vapeur à'pression élevée, toutefois, si on le désire, ces rainures peu vent être omises -et les conduits peuvent tra verser directement la paroi de cylindre en des endroits appropriés.
Bien entendu, au lieu de la vapeur, on pourrait employer tout autre gaz expansible approprié comme fluide moteur.