CH320068A - Compressed air generator - Google Patents

Compressed air generator

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CH320068A
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Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
stage
pressure
exhaust
compressor
regulator
Prior art date
Application number
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French (fr)
Inventor
Richard Webb Sydney
Original Assignee
Dunlop Rubber Co
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Publication date
Application filed by Dunlop Rubber Co filed Critical Dunlop Rubber Co
Publication of CH320068A publication Critical patent/CH320068A/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B25/00Multi-stage pumps
    • F04B25/005Multi-stage pumps with two cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/24Bypassing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Compressor (AREA)

Description

  

  Générateur     d'air        comprimé       La présente invention a pour objet un gé  nérateur d'air comprimé.  



  Dans les avions, l'air comprimé provenant  d'un compresseur est emmagasiné dans des  bouteilles d'emmagasinage, d'où il est prélevé  de temps à autre pour alimenter divers organes  de l'avion.     Le    compresseur comprend ordinai  rement plusieurs étages, trois par exemple, et  l'air est aspiré par le compresseur à travers des  filtres, des refroidisseurs     préalables,    etc., puis  il est comprimé et sort du troisième étage par  des soupapes d'évacuation, des siphons de  dépôt d'huile et d'eau, etc., pour arriver dans  les bouteilles d'emmagasinage.

   Il est nécessaire  que la pression à l'intérieur des bouteilles d'em  magasinage ne dépasse pas une valeur déter  minée, et jusqu'ici un régulateur de pression  était monté dans la conduite entre la sortie du  troisième étage du compresseur et les bouteil  les d'emmagasinage. Ce régulateur comprend  une chambre de pression reliée à la sortie du  troisième étage du compresseur et aux bouteil  les d'emmagasinage, et une soupape destinée à  faire communiquer ladite chambre de pression  avec l'échappement. La soupape est maintenue  contre son siège par un ressort, et un piston  soumis à la pression régnant dans les bouteil  les d'emmagasinage est agencé pour ouvrir la  soupape quand la pression dans ces bouteilles  dépasse une valeur déterminée.

   Quand la sou-    pape est fermée, l'air du troisième étage du  compresseur, qui peut être à une pression de  l'ordre de 230     kg/cm2,    s'écoule par la chambre  de pression du régulateur et dans les bouteil  les, mais quand la soupape est ouverte par le  piston, par exemple quand la pression dans les       bouteilles    excède une     valeur    déterminée, l'air  s'écoule par la soupape et ensuite par l'échap  pement.  



  Ce mouvement d'ouverture et de fermeture  de la soupape se produit fréquemment, en par  ticulier quand les divers organes de l'avion sont  souvent en fonction, et il se produit une cer  taine détérioration de la soupape. Comme la  chambre de pression du régulateur est soumise  à une     forte    pression, de l'ordre de 230     kg/cm2,     il se produit une fuite importante, ce qui réduit  l'efficacité du compresseur.  



  Le but de l'invention est de prévoir un gé  nérateur d'air comprimé comprenant un régu  lateur de pression     grâce    auquel cet inconvé  nient est fortement réduit.  



  Le générateur d'air comprimé faisant l'ob  jet de l'invention est caractérisé en ce qu'il  comprend un compresseur à plusieurs étages,  une connexion entre le côté sortie du dernier  étage du compresseur et un organe destiné à  recevoir l'air comprimé, et un régulateur de  pression présentant un côté haute pression  relié audit organe, et un côté basse pression      relié à la sortie d'un étage intermédiaire du  compresseur, ledit régulateur comprenant une  soupape normalement fermée par un ressort,  reliant ledit côté basse pression à un échappe  ment, et des moyens actionnés par la pression  dudit côté haute pression pour ouvrir ladite  soupape quand la pression dans ledit organe  dépasse une valeur déterminée, pour permettre  ainsi à l'air comprimé de passer dans l'échap  pement depuis ledit étage intermédiaire.

      Dans une forme d'exécution préférée, le  compresseur présente trois étages, et le côté  sortie du troisième étage est     relié    à un organe,  par exemple une bouteille d'emmagasinage  d'air. Ce dit organe est connecté avec une  chambre haute pression dans le régulateur. Ce  dernier comporte une chambre basse pression  reliée au côté sortie du second étage du com  presseur, et une soupape à bille est prévue  entre ladite chambre basse pression et l'échap  pement, cette soupape étant normalement fer  mée sur son siège par un ressort. Un piston est  actionné par la pression régnant dans ladite  chambre haute pression pour déplacer la sou  pape de son siège quand la pression dans cette  chambre dépasse une valeur déterminée par la  force du ressort.

   Quand la soupape est ouverte,  la sortie du second étage du compresseur dans  la chambre basse pression est connectée à  l'échappement et le compresseur est ainsi dé  chargé jusqu'à ce que la réduction de la pres  sion dans la bouteille d'emmagasinage et la  chambre haute pression, au-dessous de la va  leur déterminée, permette le retour de la sou  pape sur son siège et le passage normal de la  pression de sortie du second étage vers le troi  sième étage.  



  Bien qu'une détérioration de soupape  puisse se produire comme dans l'installation  connue décrite plus haut, il résulte de cette dis  position que la perte d'énergie est beaucoup  plus petite, puisque la chambre basse pression  peut être soumise à une pression égale au tiers  seulement de la pression régnant dans la cham  bre de pression du régulateur de l'installation  connue, soit une pression de l'ordre de 70 kg/  cm'. La fuite est donc réduite d'autant.    La figure unique du dessin annexé repré  sente, à titre d'exemple, une forme d'exécution  du générateur d'air comprimé faisant l'objet de  l'invention.  



  Le générateur représenté comprend un  compresseur à trois étages d'un type connu et  qui comprend un cylindre 1 du premier étage,  un refroidisseur intermédiaire 2 qui conduit à  un cylindre 3 du second étage, une soupape  4 de sortie du second étage, une soupape 5  d'entrée du troisième étage, un refroidisseur  intermédiaire 6 entre lesdites soupapes 4 et 5,  un cylindre 7 du troisième étage et une con  nexion de sortie 8 commandée par une sou  pape conduisant à une soupape d'échappement  9 et, à travers un siphon 10 de dépôt d'huile et  d'eau et un     déshydrateur    11, à une bouteille  d'emmagasinage d'air (non représentée).  



  Un régulateur de pression 12 comprend  une chambre haute pression 13 à une extré  mité de laquelle il est connecté à la bouteille  d'emmagasinage d'air. A l'autre extrémité du  régulateur, il est prévu une chambre basse  pression 14 qui est reliée à la soupape 4 de  sortie du second étage. La chambre basse pres  sion 14 communique par une soupape à bille  15 avec une chambre d'échappement 16 dis  posée entre lesdites chambres haute et basse  pression; et la bille est normalement maintenue  sur son siège par un ressort hélicoïdal de com  pression 17 logé dans la chambre basse pres  sion.

   Un piston 18 est monté de manière étan  che et peut     glisser    dans un trou prévu dans la  paroi entre les chambres haute pression et  d'échappement, une extrémité du piston étant  disposée dans la chambre haute pression 13 et  l'autre extrémité étant adjacente à la bille de  la soupape 15 et pouvant déplacer cette bille  de son siège contre l'action du ressort.  



  Le générateur fonctionne comme suit. Le  compresseur aspire l'air dans le cylindre 1 du  premier étage, comprime cet air et le fait pas  ser dans le cylindre 3 du second étage où il est  comprimé plus fortement. L'air passe ensuite  dans le cylindre 7 du troisième étage où il est  comprimé à nouveau et passe dans une con  duite à haute pression vers la bouteille d'em-      magasinage d'air. La pression monte ainsi pro  gressivement dans cette bouteille.  



  La soupape 4 de sortie du second étage est  reliée à la chambre basse pression 14 du régu  lateur de pression, et la pression dans cette  chambre reste pratiquement stationnaire et à  une valeur considérablement plus faible que la  pression de sortie du troisième étage. La pres  sion de sortie du second étage peut être, par  exemple, de 70     kg/cm2,    tandis que la pression  de sortie du troisième étage peut s'élever jus  qu'à 230     kg/em2.     



  Quand la pression dans la bouteille d'em  magasinage d'air augmente, la pression dans  la chambre haute pression 13 reliée à la bou  teille augmente de même, et le piston 18 est  déplacé par cette pression pour venir d'abord  en contact avec la bille de la soupape 15 et en  suite, quand la pression dans ladite chambre  dépasse une valeur déterminée, par exemple  230     kg/cm2,    pour soulever la bille de son  siège. L'air comprimé dans la chambre basse  pression 14 passe à travers la soupape à bille  15 ouverte vers la chambre d'échappement 16  et s'échappe alors par celle-ci. Comme la  chambre basse pression 14 est reliée à la sortie  du second étage, l'air comprimé provenant de  la soupape 4 de sortie du second étage s'écoule  dans cette chambre basse pression 14 et, de là,  dans l'échappement.  



  Le troisième étage du compresseur n'est  ainsi plus alimenté par l'air provenant du se  cond étage et, en conséquence, ne peut fonc  tionner pour assurer l'alimentation de la bou  teille d'emmagasinage. Il existe en fait une  colonne d'air morte dans le cylindre du troi  sième étage qui, lors de chaque course de com  pression du piston de cet étage, est comprimée  à la pression de décharge du régulateur, de  230     kg/cm2,    par exemple, et lors de la course  du piston vers le bas, se détend à une pression  considérablement plus basse.

   Cette colonne  d'air ne passe pas à travers la soupape de sor  tie du troisième étage, et si une partie de ce  volume mort est perdue, par exemple par suite  d'une fuite par le piston du troisième étage, la  soupape 5 d'entrée du troisième étage s'ouvre  pour compenser cette fuite quand la pression    dans le cylindre du troisième étage tombe     au-          dessous    de la pression résiduelle dans le refroi  disseur 6.  



  Dès que la pression dans la bouteille d'em  magasinage tombe au-dessous d'une valeur dé  terminée, par exemple de 230     kg/cm2,    par  exemple à la suite d'une     utilisation    de disposi  tifs     auxiliaires    d'un avion, la pression dans la  chambre haute pression 13 tombe alors     au-          dessous    de la valeur nécessaire pour maintenir  la soupape à bille 15 ouverte, et la soupape se  ferme sous l'action de son ressort 17.

   Quand  la soupape 15 est fermée, l'air comprimé du  second étage passe directement dans le troi  sième étage, où il est     comprimé    à une pression  plus élevée de la manière     normale    et forcé  dans la bouteille     d'emmagasinage    d'air.  



  Le générateur décrit présente l'avantage  que, en cas de     détérioration    de la soupape à  bille du régulateur, la pression     appliquée    est  seulement celle du second étage et que l'éner  gie perdue est très petite et insuffisante pour  perturber le fonctionnement du compresseur.



  Compressed air generator The present invention relates to a compressed air generator.



  In airplanes, compressed air from a compressor is stored in storage cylinders, from where it is taken from time to time to supply various parts of the aircraft. The compressor usually has several stages, for example three, and the air is drawn by the compressor through filters, pre-coolers, etc., then it is compressed and exits the third stage through exhaust valves, siphons for depositing oil and water, etc., to arrive in the storage bottles.

   It is necessary that the pressure inside the storage cylinders does not exceed a determined value, and until now a pressure regulator has been fitted in the line between the outlet of the third stage of the compressor and the cylinders. 'storage. This regulator comprises a pressure chamber connected to the outlet of the third stage of the compressor and to the storage bottles, and a valve intended to make said pressure chamber communicate with the exhaust. The valve is held against its seat by a spring, and a piston subjected to the pressure prevailing in the storage bottles is arranged to open the valve when the pressure in these bottles exceeds a determined value.

   When the valve is closed, the air from the third stage of the compressor, which may be at a pressure of the order of 230 kg / cm2, flows through the pressure chamber of the regulator and into the cylinders, but when the valve is opened by the piston, for example when the pressure in the cylinders exceeds a determined value, air flows through the valve and then through the exhaust.



  This movement of opening and closing of the valve occurs frequently, in particular when the various components of the aircraft are often in operation, and some deterioration of the valve occurs. As the pressure chamber of the regulator is subjected to a high pressure, of the order of 230 kg / cm2, a large leak occurs, which reduces the efficiency of the compressor.



  The object of the invention is to provide a compressed air generator comprising a pressure regulator thanks to which this drawback is greatly reduced.



  The compressed air generator forming the object of the invention is characterized in that it comprises a multistage compressor, a connection between the outlet side of the last stage of the compressor and a member intended to receive the compressed air , and a pressure regulator having a high pressure side connected to said member, and a low pressure side connected to the output of an intermediate stage of the compressor, said regulator comprising a valve normally closed by a spring, connecting said low pressure side to a exhaust, and means actuated by the pressure of said high pressure side for opening said valve when the pressure in said member exceeds a determined value, thereby to allow compressed air to pass into the exhaust from said intermediate stage.

      In a preferred embodiment, the compressor has three stages, and the outlet side of the third stage is connected to a member, for example an air storage bottle. This said organ is connected with a high pressure chamber in the regulator. The latter comprises a low pressure chamber connected to the outlet side of the second stage of the compressor, and a ball valve is provided between said low pressure chamber and the exhaust, this valve being normally closed on its seat by a spring. A piston is actuated by the pressure prevailing in said high pressure chamber to move the valve from its seat when the pressure in this chamber exceeds a value determined by the force of the spring.

   When the valve is opened, the output of the second stage of the compressor in the low pressure chamber is connected to the exhaust and the compressor is thus unloaded until the pressure in the storage bottle is reduced and the pressure is removed. high pressure chamber, below the determined value, allows the valve to return to its seat and the normal passage of the outlet pressure from the second stage to the third stage.



  Although valve damage can occur as in the known installation described above, it results from this arrangement that the energy loss is much smaller, since the low pressure chamber can be subjected to a pressure equal to only one third of the pressure prevailing in the pressure chamber of the regulator of the known installation, ie a pressure of the order of 70 kg / cm 2. The leakage is therefore reduced accordingly. The single figure of the appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the compressed air generator forming the subject of the invention.



  The generator shown comprises a three-stage compressor of a known type which comprises a cylinder 1 of the first stage, an intercooler 2 which leads to a cylinder 3 of the second stage, an outlet valve 4 of the second stage, a valve 5 inlet of the third stage, an intercooler 6 between said valves 4 and 5, a cylinder 7 of the third stage and an outlet connection 8 controlled by a valve leading to an exhaust valve 9 and, through a siphon 10 for depositing oil and water and a dehydrator 11, to an air storage bottle (not shown).



  A pressure regulator 12 includes a high pressure chamber 13 at one end of which it is connected to the air storage bottle. At the other end of the regulator, a low pressure chamber 14 is provided which is connected to the outlet valve 4 of the second stage. The low pressure chamber 14 communicates by a ball valve 15 with an exhaust chamber 16 disposed between said high and low pressure chambers; and the ball is normally held in its seat by a helical compression spring 17 housed in the low pressure chamber.

   A piston 18 is tightly mounted and can slide into a hole provided in the wall between the high pressure and exhaust chambers, one end of the piston being disposed in the high pressure chamber 13 and the other end being adjacent to the high pressure chamber. valve ball 15 and capable of moving this ball from its seat against the action of the spring.



  The generator works as follows. The compressor draws air into cylinder 1 of the first stage, compresses this air and pushes it through cylinder 3 of the second stage where it is compressed more strongly. The air then passes into cylinder 7 of the third stage where it is compressed again and passes through a high pressure line to the air storage bottle. The pressure thus gradually rises in this bottle.



  The second stage outlet valve 4 is connected to the low pressure chamber 14 of the pressure regulator, and the pressure in this chamber remains practically stationary and at a value considerably lower than the outlet pressure of the third stage. The outlet pressure of the second stage can be, for example, 70 kg / cm2, while the outlet pressure of the third stage can be up to 230 kg / em2.



  As the pressure in the air storage cylinder increases, the pressure in the high pressure chamber 13 connected to the cylinder likewise increases, and the piston 18 is moved by this pressure to first come into contact with the cylinder. valve ball 15 and subsequently, when the pressure in said chamber exceeds a determined value, for example 230 kg / cm2, to lift the ball from its seat. The compressed air in the low pressure chamber 14 passes through the open ball valve 15 to the exhaust chamber 16 and then escapes through the latter. As the low pressure chamber 14 is connected to the outlet of the second stage, the compressed air coming from the outlet valve 4 of the second stage flows into this low pressure chamber 14 and, from there, into the exhaust.



  The third stage of the compressor is thus no longer supplied with the air coming from the second stage and, consequently, cannot function to ensure the supply of the storage bottle. There is in fact a column of dead air in the cylinder of the third stage which, during each compression stroke of the piston of this stage, is compressed to the discharge pressure of the regulator, of 230 kg / cm2, for example. , and when the piston stroke down, expands to a considerably lower pressure.

   This column of air does not pass through the third stage outlet valve, and if part of this dead volume is lost, for example as a result of a leak from the third stage piston, the valve 5 of Third stage inlet opens to compensate for this leak when the pressure in the third stage cylinder drops below the residual pressure in the cooler 6.



  As soon as the pressure in the storage cylinder falls below a determined value, for example 230 kg / cm2, for example following the use of auxiliary devices of an aircraft, the pressure in the high pressure chamber 13 then falls below the value necessary to keep the ball valve 15 open, and the valve closes under the action of its spring 17.

   When the valve 15 is closed, the compressed air from the second stage passes directly to the third stage, where it is compressed to a higher pressure in the normal manner and forced into the air storage bottle.



  The generator described has the advantage that, in the event of deterioration of the regulator ball valve, the pressure applied is only that of the second stage and that the energy lost is very small and insufficient to disturb the operation of the compressor.

 

Claims (1)

REVENDICATION Générateur d'air comprimé, caractérisé en ce qu'il comprend un compresseur à plusieurs étages, une connexion entre le côté sortie du dernier étage et un organe destiné à recevoir l'air comprimé, et un régulateur de pression présentant un côté haute pression relié audit organe et un côté basse pression relié au côté sortie d'un étage intermédiaire du compres seur, ledit régulateur comprenant une soupape normalement fermée par un ressort, reliant le dit côté basse pression à un échappement, CLAIM Compressed air generator, characterized in that it comprises a multistage compressor, a connection between the outlet side of the last stage and a member intended to receive the compressed air, and a pressure regulator having a high pressure side connected to said member and a low pressure side connected to the outlet side of an intermediate stage of the compressor, said regulator comprising a valve normally closed by a spring, connecting said low pressure side to an exhaust, et des moyens actionnés par la pression dudit côté haute pression pour ouvrir ladite soupape quand la pression dans ledit organe dépasse une valeur déterminée, pour permettre ainsi à l'air comprimé de passer dans l'échappement depuis ledit étage intermédiaire. SOUS-REVENDICATIONS 1. Générateur selon la revendication, carac térisé en ce que le compresseur comprend trois étages, le côté sortie du troisième étage de haute pression étant relié audit organe, lui-même constitué par une bouteille d'emmagasinage, cet organe étant connecté au côté haute pres sion du régulateur. 2. and means actuated by the pressure of said high pressure side for opening said valve when the pressure in said member exceeds a determined value, thereby to allow compressed air to pass into the exhaust from said intermediate stage. SUB-CLAIMS 1. Generator according to claim, charac terized in that the compressor comprises three stages, the outlet side of the third high pressure stage being connected to said member, itself constituted by a storage bottle, this member being connected. to the high pressure side of the regulator. 2. Générateur selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le côté sortie du second étage du compresseur est relié audit côté basse pression du régulateur. 3. Générateur selon la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit régulateur de pression comprend une chambre basse pression reliée au côté sortie du second étage du compresseur, une chambre d'échappement reliée à l'échappement, une chambre haute pression reliée à ladite bou teille d'emmagasinage, une soupape à bille dis posée entre lesdites chambres basse pression et d'échappement, sollicitée par ressort dans le sens de la fermeture, Generator according to claim and sub-claim 1, characterized in that the output side of the second stage of the compressor is connected to said low pressure side of the regulator. 3. Generator according to claim and sub-claims 1 and 2, characterized in that said pressure regulator comprises a low pressure chamber connected to the outlet side of the second stage of the compressor, an exhaust chamber connected to the exhaust, a high pressure chamber connected to said storage bottle, a ball valve placed between said low pressure and exhaust chambers, biased by spring in the closing direction, et un piston étanche au fluide capable de glisser entre lesdites cham bres d'échappement et haute pression et agencé pour être déplacé par la pression d'air dans la bouteille d'emmagasinage pour ouvrir ladite soupape à bille. and a fluid tight piston capable of sliding between said exhaust and high pressure chambers and arranged to be moved by air pressure in the storage bottle to open said ball valve.
CH320068D 1953-10-31 1954-10-13 Compressed air generator CH320068A (en)

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