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.