Dispositif électromagnétique pour la compression ou le pompage d'un fluide La présente invention a pour objet un dispositif électromagnétique pour la compression ou le pom page d'un fluide, par exemple d'un gaz ou d'un liquide, à fonctionnement vibratoire entretenu élec- tromagnétiquement.
Le dispositif suivant l'invention présente l'avan tage d'être peu encombrant, ce qui permet de l'uti liser notamment comme compresseur de fluide fri gorigène dans des installations frigorifiques.
Un autre avantage du dispositif suivant l'inven tion réside dans le fait que sa construction est extrê mement simple.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un circuit magnétique fixe pourvu de bobinages et une armature polarisée mobile, asso ciée à un organe élastique lui conférant une fré quence de vibration inférieure à la fréquence d'un courant alternatif d'alimentation des bobinages du circuit magnétique, ce dernier étant relié rigidement à au moins un cylindre dans lequel coulisse un piston actionné par l'armature qui présente une forme cylindrique,
qui est montée sur un arbre relié audit organe élastique et qui comprend un nombre d'aimants permanents égal à la moitié du nombre d'espaces délimités par les pôles du circuit magné tique, pôles qui sont disposés en couronne autour de cette armature et qui, lorsque le dispositif fonctionne, sont reliés magnétiquement deux à deux par les ai mants de l'armature formant des shunts magnétiques dont le champ de polarisation induit, dans les bobi nages des pôles du circuit magnétique, des flux ma gnétiques s'inversant pendant chaque période du courant d'alimentation.
Des formes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples, aux dessins annexés.
La fig. 1 est une vue en plan, partiellement en coupe, d'une première forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe prise suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe verticale d'une autre forme d'exécution.
La fig. 3a est une coupe prise suivant la ligne IIIa-IIIa de la fig. 3.
La fig. 4 est une coupe prise suivant la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe prise suivant la ligne V-V de la fig. 3.
La fig. 6 est une coupe analogue de la fig. 5, mais illustrant une variante.
La fig. 7 est une coupe verticale, analogue à la fig. 3, d'une variante.
La fig. 7a est une coupe prise suivant la ligne VIIa-VIla de la fig. 7.
Le dispositif représenté aux fig. 1 et 2 com porte un bâti 1 constitué par exemple par une pièce moulée, ce bâti formant des bords montants 2 et 3 sur lesquels sont fixés, au moyen de vis 4, des pa quets de tôles 5 et 6 destinés à constituer deux circuits magnétiques identiques.
Le bâti 1 présente, près de sa périphérie, des pattes, non apparentes au dessin; servant à le relier à l'une des extrémités de ressorts de suspension 7 qui sont maintenus, à leur autre extrémité, par des pattes 8 formées ou rapportées à l'intérieur d'une cuve 9 constituant l'enveloppe du dispositif.
Comme le montre la fig. 2, la cuve 9 est fermée, lorsque le bâti est mis en place, par un couvercle 10 dont le bord annulaire 11 est conformé de ma nière qu'il soit emboué dans la partie supérieure de la cuve 9 à laquelle il est relié au moyen d'un cor don de soudure 12.
Les paquets de tôles 5 et 6 qui constituent les deux circuits magnétiques du dispositif sont confor més de manière à présenter respectivement des pôles médians 13, 13a et des pôles latéraux 14, 14a et 15, 15a, ces pôles étant disposés en regard les uns des autres, comme cela apparaît à la fig. 1.
Les pôles médians 13 et 13a sont entourés res pectivement par des bobines 16 et 16a. Ces bobines, qui sont par exemple reliées en série l'une avec l'autre, sont destinées à être alimentées directement en courant alternatif. Leur branchement est réalisé de façon qu'à chaque instant les pôles médians 13 et 13a aient la même polarité.
Du fait de la forme particulière des deux circuits magnétiques que constituent les paquets de tôles 5 et 6, lorsque la polarité des pôles médians 13 et 13a est par exemple Sud, la polarité des pôles latéraux 14, 14a et 15,<I>15a</I> est Nord. De même, lorsque la polarité des pôles médians 13 et 13a est Nord, celle des pôles latéraux 14, 14a et 15, 15a est Sud.
A sa partie médiane, le bâti 1 présente une ou verture 17 dans laquelle est passé un pivot 18 qui présente une couronne 19 engagée dans un évide ment correspondant du bâti 1 et reliée à ce dernier par des organes de fixation constitués, dans l'exem ple représenté, par des vis 20.
21 désigne une bague en matière antifriction qui est enfilée sur le pivot 18. Cette bague sert à relier le pivot à une pièce 22 en métal non magnétique dans laquelle sont enrobés deux aimants permanents 23 et 24, disposés parallèlement l'un à l'autre et de manière que leurs polarités respectives soient oppo sées.
Les aimants 23 et 24 supportent, à leurs extrér mités qui font saillie de part et d'autre de la pièce 22, des pièces polaires 25, 25a et 26, 26a.
Les faces extérieures des pièces polaires 25 à 26a sont arrondies de manière à présenter un rayon de courbure légèrement plus petit que le rayon de courbure de l'arc de cercle délimité par les extré mités des pôles 15, 15a - 13, 13a et 14, 14a.
Comme cela apparaît à la fig. 1, la largeur des pièces polaires 25 à 26a est choisie de manière qu'au repos, c'est-à-dire dans la position représentée, ces pièces polaires soient placées entre les pôles des deux circuits magnétiques, les bords de ces pièces polaires étant situées très près des bords terminaux en regard des pôles des circuits magnétiques afin que le champ permanent de polarisation, issu des aimants, puisse se fermer par les pôles des circuits magnétiques lorsque le dispositif n'est pas en fonc tionnement.
La pièce 22, dans laquelle les aimants 23, 24 sont enrobés, supporte, sur son dessus, un flasque 27 d'une chape 28 dont les branches sont serrées au moyen d'une vis et d'un écrou 29 pour maintenir l'extrémité 30 d'un ressort 31 présentant sensible ment la forme d'une spirale. L'extrémité libre de ce ressort 31 est fixée, comme le montre la fig. 1, entre les branches d'une chape 32 dont le flasque 33 est relié au bâti 1 au moyen d'une vis 34.
Dans la position représentée au dessin, qui cor respond à la position de repos du dispositif, le res sort 31 n'est soumis à aucune contrainte, de sorte qu'il tend toujours à ramener la pièce 22 et les aimants 23, 24 qui constituent l'armature mobile pouvant tourner autour du pivot 18, dans la posi tion représentée.
35 désigne un levier fixé par des vis 36 sur l'un des côtés de la pièce 22. Ce levier supporte, à son extrémité libre, une pièce de fixation 37 de la tige 38 d'un piston 39 destiné à être déplacé dans une cavité 40.
Comme cela apparaît au dessin, la cavité 40 présente la forme d'une portion de tore de rayon de courbure correspondant au rayon de courbure de la trajectoire naturelle que suit le piston 39 lorsque la pièce 22 tourne sur son pivot 18.
La cavité 40 peut être percée directement, par un usinage approprié, dans une culasse 41, ou bien cette cavité peut être délimitée par un tube 42 cons tituant une chemise engagée dans la culasse 41 qui délimite intérieurement une chambre 41a. La cu lasse 41 est fixée sur le dessus du bâti 1 et com porte intérieurement une soupape 43 qui isole com plètement la chambre 41a de la cavité torique 40. Cette soupape présente une forme complémentaire de celle du piston 39 et est munie, comme ce der nier, d'une garniture élastique 44, dont le bord péri phérique aminci prend appui contre la paroi interne délimitant la cavité torique 40.
La masse de l'équi page mobile constitué par la pièce 22, les aimants 23, 24 qu'elle enrobe, le levier 35 et le piston 39 est choisie en fonction des caractéristiques élastiques du ressort 31, de manière que sa fréquence propre de vibration soit, lorsque le dispositif fonctionne à vide ou sous faible charge, sensiblement inférieure à la fréquence du courant alternatif servant à l'ali mentation des bobines 16, 16a. Lorsque ces der nières sont alimentées à un instant déterminé, les pôles 13, 13a ont, par exemple, une polarité Nord et les pôles latéraux 14, 14a et 15, 15a une pola rité Sud.
Les deux aimants permanents ayant leurs pola rités opposées, il s'ensuit qu'ils tendent à venir dans une position pour laquelle l'aimant 23 est disposé en diagonale entre le pôle 13 et le pôle 15a, tandis que l'aimant 24 est disposé en diagonale entre le pôle 14 et le pôle<I>13a.</I> Ce mouvement de la pièce 22 est transmis au piston 39 qui comprime et/ou refoule le fluide contenu dans la cavité 40 vers la chambre 41a.
A la demi-alternance suivante du courant alternatif d'alimentation des bobines 16 et 16a, les polarités des pôles des circuits magnétiques sont opposées à celles indiquées ci-dessus et, en conséquence, les aimants 23 et 24 sont amenés dans une position pour laquelle ils sont placés respecti vement entre le pôle 15 et le pôle 13a et entre le pôle 13 et le pôle 14a.
Comme précédemment, ce déplacement est trans mis au piston 39 qui effectue ainsi sa course d'as piration ; la garniture élastique 44 dont il est muni tend à s'écarter de la paroi délimitant la cavité 40 pour permettre à une certaine quantité de fluide d'entrer dans cette cavité.
Etant donné que le rayon de courbure de la cavité 40 est égal à celui de la trajectoire du piston, la garniture souple de ce dernier est peu déformée et de manière régulière sur toute sa périphérie, ce qui favorise le bon remplissage de la cavité de com pression et/ou de refoulement.
Les extrémités des pôles des deux circuits ma gnétiques et les pièces polaires 25<I>à 26a</I> dont sont munis les aimants étant conformées de manière cor respondante, les entrefers, qui séparent ces pièces polaires des pôles, sont toujours faibles, ce qui a pour effet d'obtenir un bon rendement électromagné tique. En outre, comme cela apparaît à la fig. 1, les bords terminaux des pôles 14, 15 et 14a, 15a présentent une dépouille 46, ce qui réduit les pertes dans l'air en fin de course.
Dans les formes d'exécution suivant les fig. 3 à 7, le dispositif de compression est disposé dans une enveloppe 45 fermée par un couvercle 46 au quel le bâti de ce dispositif est suspendu au moyen d'organes élastiques 47, par exemple au nombre de trois.
Le bâti du dispositif de compression est cons titué par un carter 48, de forme annulaire, qui sup porte à sa partie centrale des paliers 49, 50 pouvant indifféremment être constitués par des bagues lisses ou des roulements à aiguilles ou autres. Les paliers 49, 50 supportent un arbre 51 dont l'extrémité 51a est rendue solidaire d'une lame élastique 52 enrou lée sensiblement suivant une spirale et fixée à son extrémité libre à une pièce d'ancrage 53 (fig. 4) portée sur le carter 48 constituant le bâti du dis positif.
Sur l'autre extrémité 51b de l'arbre 51 est cla- veté un levier 54 comportant deux branches 55, 56 dont les extrémités sont destinées à commander des tiges 57 reliées à des pistons<I>57a</I> montés dans des cylindres 58 également portés par le carter 48. Les pistons 57a sont entraînés par les tiges 57 de ma nière à pouvoir coulisser dans les cylindres dont l'alésage est conformé à la manière d'un tore con centrique à l'arbre 51 (fig. 3a).
Ces cylindres com muniquent par une extrémité avec l'intérieur de l'en veloppe 45 et sont isolés de chambres de refoule ment 58a formées dans les carters 58 par des cla- pets 57b constitués de façon semblable aux pistons 57a munis, ainsi que ces clapets, de garnitures sou ples déformables. L'arbre 51 supporte à sa partie médiane une pièce cylindrique 59 en métal non magnétique, mais conducteur du courant, dénom mée ci-après rotor, dans laquelle sont noyés des aimants permanents 60, 61, 62 et 63 conformés sensiblement en arc de cercle, comme cela apparaît notamment aux fig. 5 et 6.
Le rotor 59 supporte, en outre, des pièces po laires 64 en métal magnétique, qui sont placées de manière à recouvrir les extrémités de chacun des aimants 60 à 63 et à faire saillie légèrement en dehors de la périphérie du rotor 59.
Comme le montre le dessin, la paroi externe des pièces polaires 64 est également conformée en arc de cercle concentrique à celui du rotor 59. Les aimants 60 à 63 ainsi que leurs pièces polaires constituent une armature polarisée, destinée à coopé rer- avec un circuit magnétique 65 supporté par le carter 48.
Suivant la fig. 5, le circuit magnétique comprend une culasse 66 continue constituée par exemple par des tôles magnétiques empilées, cette culasse délimi tant des pôles principaux 67, 68, 69 et 70 ainsi que des pôles secondaires 71, 72, 73 et 74 respective ment placés entre les pôles principaux et disposés de manière qu'au repos les pièces polaires 64 des aimants 60 à 63 soient respectivement placées de façon à recouvrir tout l'espace libre compris entre un pôle principal et un pôle secondaire. De cette manière, le champ magnétique permanent engendré par les différents aimants peut se fermer à travers le circuit magnétique.
A titre d'exemple, les lignes de force issues de l'aimant 60 peuvent passer en partie par le pôle principal 70 et en partie par les pôles secondaires 73 et 74 en suivant évidemment les trajets de plus faible réluctance.
Les pôles principaux 67 à 70 sont respectivement munis de bobines 75, 76, 77 et 78 destinées à être alimentées directement en courant alternatif.
Le champ magnétique, engendré lors d'une pre mière demi-période du courant alternatif d'alimen tation des bobines, tend évidemment à se fermer à travers les aimants 60 à 63, de sorte que ces der niers sont soumis à un déplacement faisant pivoter le rotor 59 dans le sens pour lequel lesdits aimants permanents 60 à 63 tendent à venir occuper une position pour laquelle le flux est maximum.
A la demi-alternance suivante, le déplacement du rotor est évidemment inversé, de sorte que ce rotor est ainsi entraîné dans un mouvement oscil lant entretenu. La lame élastique 52, reliée à l'arbre 51 et en conséquence au rotor, est donc sollicitée en vibration par ce dernier.
On s'arrange, de manière connue en soi, pour choisir la fréquence ' propre à vide de l'équipage mobile constitué par le rotor 59, l'arbre 51, les différents organes portés par cet arbre et la lame 52, de manière que cette fréquence propre soit sensiblement inférieure à celle du courant alter natif d'alimentation des bobines lorsque le dispositif fonctionne à vide, afin que le mouvement vibratoire obtenu, bien que synchrone avec le courant d'ali mentation, ne soit pas en résonance.
Un fonction nement plus proche de la résonance n'est atteint qu'en fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque le fluide comprimé par les pistons 57a coulissant dans les cylindres 58 se trouve dans un état tel que les forces élastiques qui en résultent sont suffisantes pour augmenter la fréquence propre de vibration de l'équipage mobile de façon que cette fréquence pro pre tende vers une valeur légèrement inférieure à celle du courant alternatif d'alimentation des bobi nes.
Comme cela est facilement compréhensible en considérant la fila. 3a, l'un des pistons 57a effectue sa course d'aspiration pendant que l'autre effectue sa course de compression. Il s'ensuit que les cour ses des deux pistons sont rigoureusement égales de part et d'autre de la position d'équilibre qu'ils occu pent lorsque le dispositif est au repos.
La fila. 6 illustre une variante suivant laquelle les pôles secondaires 71 à 74 de la fila. 5 sont rem placés par des pôles principaux 71a,<I>72a,</I> 73a et<I>74a</I> munis de bobines 75a à 78a analogues aux bobines 75 à 78.
Pour la commodité d'exécution du circuit magné tique, il est préférable, comme le montre la fila. 6, de constituer la culasse 66a de ce circuit magnétique par un anneau.
Le fonctionnement de la variante de la fila. 6 est évidemment identique à ce qui est décrit ci-dessus en référence à la fila. 5, mais il devient possible, pour une même puissance fournie par le dispositif, de réduire les dimensions extérieures de celui-ci et, en conséquence, l'encombrement total du dispositif de compression, ce qui est avantageux dans de nom breux cas.
La fila. 7 illustre une variante qui peut com prendre indifféremment un circuit magnétique selon la fila. 5 ou selon la fila. 6.
Suivant cette variante, la lame élastique 52 est supprimée et remplacée par une barre de torsion 79 dont l'extrémité 79a est ancrée dans un support rigide 80 lui-même porté par la partie du carter 48 qui comprend le palier 49 dans lequel tourne un arbre creux 511 supportant le rotor 59.
Cet arbre creux 511 est, en outre, guidé dans le palier 50 et fait saillie en dessous du carter 48 de manière qu'il soit calé sur l'extrémité libre 79b de la barre de torsion 79.
Cet arbre creux 511 supporte, de plus et de la même manière que l'arbre 51 de la fila. 3, un levier 54a comportant deux branches 55a, 56a reliées à leurs extrémités à des tiges de piston 81, 81a et 82 et 82a servant à l'entraînement de quatre pistons 57a respectivement disposés dans quatre cy lindres 58 constitués exactement comme décrit ci- dessus en référence à la fila. 3a. Cette disposition à quatre cylindres permet d'équilibrer les efforts trans mis aux pistons, et, par suite, aucune réaction nuisi ble n'est appliquée à l'arbre creux 511, ce qui est particulièrement avantageux pour éviter toute usure du palier 50.
En outre, suivant cette disposition, il devient possible de construire un compresseur à plu sieurs étages dans lequel les efforts transmis sont également complètement équilibrés.
Electromagnetic device for the compression or pumping of a fluid The present invention relates to an electromagnetic device for the compression or the pumping of a fluid, for example a gas or a liquid, with electrically maintained vibratory operation. - tromagnetically.
The device according to the invention has the advantage of being compact, which makes it possible to use it in particular as a refrigerant compressor in refrigeration installations.
Another advantage of the device according to the invention lies in the fact that its construction is extremely simple.
The device according to the invention is characterized in that it comprises a fixed magnetic circuit provided with coils and a movable polarized armature, associated with an elastic member giving it a vibration frequency lower than the frequency of an alternating current d power supply to the coils of the magnetic circuit, the latter being rigidly connected to at least one cylinder in which slides a piston actuated by the armature which has a cylindrical shape,
which is mounted on a shaft connected to said elastic member and which comprises a number of permanent magnets equal to half the number of spaces delimited by the poles of the magnetic circuit, poles which are arranged in a ring around this reinforcement and which, when the device operates, are magnetically connected in pairs by the armature magnets forming magnetic shunts, the polarization field of which induces, in the coils of the poles of the magnetic circuit, magnetic fluxes reversing during each period supply current.
Embodiments of the object of the invention are shown, by way of examples, in the accompanying drawings.
Fig. 1 is a plan view, partially in section, of a first embodiment.
Fig. 2 is a section taken along the line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a vertical section of another embodiment.
Fig. 3a is a section taken along line IIIa-IIIa of FIG. 3.
Fig. 4 is a section taken along the line IV-IV of FIG. 3.
Fig. 5 is a section taken along the line V-V of FIG. 3.
Fig. 6 is a similar section of FIG. 5, but illustrating a variant.
Fig. 7 is a vertical section, similar to FIG. 3, of a variant.
Fig. 7a is a section taken along the line VIIa-VIla of FIG. 7.
The device shown in FIGS. 1 and 2 com carries a frame 1 constituted, for example, by a molded part, this frame forming upright edges 2 and 3 on which are fixed, by means of screws 4, packets of sheets 5 and 6 intended to constitute two magnetic circuits identical.
The frame 1 has, near its periphery, tabs, not visible in the drawing; serving to connect it to one of the ends of suspension springs 7 which are held at their other end by tabs 8 formed or attached to the interior of a tank 9 constituting the casing of the device.
As shown in fig. 2, the tank 9 is closed, when the frame is in place, by a cover 10, the annular edge 11 of which is shaped so that it is slammed in the upper part of the tank 9 to which it is connected by means a donut horn 12.
The packets of sheets 5 and 6 which constitute the two magnetic circuits of the device are shaped so as to present respectively middle poles 13, 13a and lateral poles 14, 14a and 15, 15a, these poles being arranged facing each other. others, as shown in fig. 1.
The middle poles 13 and 13a are surrounded respectively by coils 16 and 16a. These coils, which are for example connected in series with one another, are intended to be supplied directly with alternating current. Their connection is made so that at all times the middle poles 13 and 13a have the same polarity.
Due to the particular shape of the two magnetic circuits that constitute the packets of sheets 5 and 6, when the polarity of the middle poles 13 and 13a is for example South, the polarity of the lateral poles 14, 14a and 15, <I> 15a < / I> is North. Likewise, when the polarity of the middle poles 13 and 13a is North, that of the lateral poles 14, 14a and 15, 15a is South.
At its middle part, the frame 1 has a or verture 17 in which is passed a pivot 18 which has a ring 19 engaged in a corresponding recess of the frame 1 and connected to the latter by fixing members formed, in the example ple represented by screws 20.
21 designates a ring of anti-friction material which is threaded onto the pivot 18. This ring serves to connect the pivot to a part 22 of non-magnetic metal in which two permanent magnets 23 and 24 are coated, arranged parallel to one another. and so that their respective polarities are opposed.
The magnets 23 and 24 support, at their ends which project from either side of the part 22, the pole pieces 25, 25a and 26, 26a.
The outer faces of the pole pieces 25 to 26a are rounded so as to have a radius of curvature slightly smaller than the radius of curvature of the arc of a circle delimited by the ends of the poles 15, 15a - 13, 13a and 14, 14a.
As it appears in fig. 1, the width of the pole pieces 25 to 26a is chosen so that at rest, that is to say in the position shown, these pole pieces are placed between the poles of the two magnetic circuits, the edges of these pole pieces being located very close to the terminal edges opposite the poles of the magnetic circuits so that the permanent polarization field, issuing from the magnets, can be closed by the poles of the magnetic circuits when the device is not in operation.
The part 22, in which the magnets 23, 24 are embedded, supports, on its top, a flange 27 of a yoke 28 whose branches are tightened by means of a screw and a nut 29 to hold the end. 30 of a spring 31 having substantially the shape of a spiral. The free end of this spring 31 is fixed, as shown in FIG. 1, between the branches of a yoke 32, the flange 33 of which is connected to the frame 1 by means of a screw 34.
In the position shown in the drawing, which corresponds to the rest position of the device, the res out 31 is not subjected to any constraint, so that it always tends to bring back the part 22 and the magnets 23, 24 which constitute the movable frame being able to rotate around the pivot 18, in the position shown.
35 designates a lever fixed by screws 36 on one of the sides of the part 22. This lever supports, at its free end, a fastening part 37 of the rod 38 of a piston 39 intended to be moved in a cavity. 40.
As shown in the drawing, the cavity 40 has the shape of a torus portion with a radius of curvature corresponding to the radius of curvature of the natural path that the piston 39 follows when the part 22 rotates on its pivot 18.
The cavity 40 can be drilled directly, by suitable machining, in a cylinder head 41, or else this cavity can be delimited by a tube 42 constituting a liner engaged in the cylinder head 41 which internally defines a chamber 41a. The cup 41 is fixed to the top of the frame 1 and internally comprises a valve 43 which completely isolates the chamber 41a from the toric cavity 40. This valve has a shape complementary to that of the piston 39 and is provided, like this der denier, an elastic lining 44, the thinned peripherical edge of which bears against the internal wall delimiting the toric cavity 40.
The mass of the mobile equipment formed by the part 22, the magnets 23, 24 which it surrounds, the lever 35 and the piston 39 is chosen according to the elastic characteristics of the spring 31, so that its natural frequency of vibration or, when the device operates with no load or under low load, substantially lower than the frequency of the alternating current used to supply the coils 16, 16a. When these latter are supplied at a determined instant, the poles 13, 13a have, for example, a North polarity and the lateral poles 14, 14a and 15, 15a have a South polarity.
The two permanent magnets having their opposite pola rities, it follows that they tend to come into a position for which the magnet 23 is arranged diagonally between the pole 13 and the pole 15a, while the magnet 24 is arranged diagonally between the pole 14 and the pole <I> 13a. </I> This movement of the part 22 is transmitted to the piston 39 which compresses and / or forces the fluid contained in the cavity 40 towards the chamber 41a.
At the next half-wave of the alternating current supplying the coils 16 and 16a, the polarities of the poles of the magnetic circuits are opposite to those indicated above and, consequently, the magnets 23 and 24 are brought into a position for which they are placed respectively between pole 15 and pole 13a and between pole 13 and pole 14a.
As before, this movement is transmitted to the piston 39 which thus performs its aspiration stroke; the elastic gasket 44 with which it is provided tends to move away from the wall delimiting the cavity 40 to allow a certain quantity of fluid to enter this cavity.
Since the radius of curvature of the cavity 40 is equal to that of the path of the piston, the flexible lining of the latter is slightly deformed and evenly over its entire periphery, which promotes proper filling of the com cavity. pressure and / or discharge.
The ends of the poles of the two magnetic circuits and the pole pieces 25 <I> to 26a </I> with which the magnets are fitted being shaped correspondingly, the air gaps which separate these pole pieces from the poles are always weak, which has the effect of obtaining a good electromagnetic efficiency. In addition, as shown in fig. 1, the terminal edges of the poles 14, 15 and 14a, 15a have a draft 46, which reduces the losses in the air at the end of the stroke.
In the embodiments according to FIGS. 3 to 7, the compression device is arranged in an envelope 45 closed by a cover 46 from which the frame of this device is suspended by means of elastic members 47, for example three in number.
The frame of the compression device is constituted by a casing 48, of annular shape, which supports at its central part bearings 49, 50 which may equally well be constituted by smooth rings or needle bearings or the like. The bearings 49, 50 support a shaft 51 whose end 51a is made integral with an elastic blade 52 wound up substantially in a spiral and fixed at its free end to an anchoring piece 53 (FIG. 4) carried on the casing 48 constituting the frame of the positive device.
On the other end 51b of shaft 51 is keyed a lever 54 comprising two branches 55, 56, the ends of which are intended to control rods 57 connected to pistons <I> 57a </I> mounted in cylinders. 58 also carried by the housing 48. The pistons 57a are driven by the rods 57 so as to be able to slide in the cylinders whose bore is shaped like a torus con centric to the shaft 51 (fig. 3a). ).
These cylinders communicate at one end with the interior of the casing 45 and are isolated from discharge chambers 58a formed in the housings 58 by valves 57b formed in a similar manner to the pistons 57a provided, as well as these valves. , flexible deformable linings. The shaft 51 supports at its middle part a cylindrical part 59 made of non-magnetic metal, but a current conductor, hereinafter referred to as a rotor, in which are embedded permanent magnets 60, 61, 62 and 63 shaped substantially in a circular arc. , as appears in particular in FIGS. 5 and 6.
The rotor 59 further supports polar pieces 64 of magnetic metal, which are placed so as to cover the ends of each of the magnets 60 to 63 and to project slightly outside the periphery of the rotor 59.
As shown in the drawing, the external wall of the pole pieces 64 is also shaped in an arc of a circle concentric with that of the rotor 59. The magnets 60 to 63 and their pole pieces constitute a polarized armature, intended to cooperate with a circuit. magnetic 65 supported by the housing 48.
According to fig. 5, the magnetic circuit comprises a continuous yoke 66 constituted for example by stacked magnetic sheets, this yoke delimiting both the main poles 67, 68, 69 and 70 as well as the secondary poles 71, 72, 73 and 74 respectively placed between the main poles and arranged so that at rest the pole pieces 64 of the magnets 60 to 63 are respectively placed so as to cover all the free space between a main pole and a secondary pole. In this way, the permanent magnetic field generated by the different magnets can be closed through the magnetic circuit.
By way of example, the lines of force coming from the magnet 60 can pass partly through the main pole 70 and partly through the secondary poles 73 and 74, obviously following the paths of lower reluctance.
The main poles 67 to 70 are respectively provided with coils 75, 76, 77 and 78 intended to be supplied directly with alternating current.
The magnetic field, generated during a first half-period of the alternating current supplying the coils, obviously tends to close through the magnets 60 to 63, so that the latter are subjected to a movement causing them to pivot. the rotor 59 in the direction in which said permanent magnets 60 to 63 tend to come to occupy a position for which the flux is maximum.
At the following half-cycle, the displacement of the rotor is obviously reversed, so that this rotor is thus driven in a sustained oscillating movement. The elastic blade 52, connected to the shaft 51 and consequently to the rotor, is therefore vibrated by the latter.
Arrangements are made, in a manner known per se, to choose the frequency 'inherent in no-load condition of the mobile assembly constituted by the rotor 59, the shaft 51, the various members carried by this shaft and the blade 52, so that this natural frequency is appreciably lower than that of the native alternating current for supplying the coils when the device operates at no load, so that the vibratory movement obtained, although synchronous with the supply current, is not in resonance.
An operation closer to resonance is only achieved in normal operation, that is to say when the fluid compressed by the pistons 57a sliding in the cylinders 58 is in such a state that the elastic forces therein. results are sufficient to increase the natural frequency of vibration of the moving assembly so that this proper frequency tends to a value slightly lower than that of the alternating current supplying the coils.
As is easily understood when considering the fila. 3a, one of the pistons 57a performs its suction stroke while the other performs its compression stroke. It follows that the courts of the two pistons are strictly equal on either side of the equilibrium position which they occupy when the device is at rest.
La fila. 6 illustrates a variant according to which the secondary poles 71 to 74 of the fila. 5 are replaced by main poles 71a, <I> 72a, </I> 73a and <I> 74a </I> provided with coils 75a to 78a similar to coils 75 to 78.
For the convenience of carrying out the magnetic circuit, it is preferable, as shown by the fila. 6, to constitute the yoke 66a of this magnetic circuit by a ring.
The operation of the variant of the fila. 6 is obviously identical to what is described above with reference to the fila. 5, but it becomes possible, for the same power supplied by the device, to reduce the external dimensions of the latter and, consequently, the total size of the compression device, which is advantageous in many cases.
La fila. 7 illustrates a variant which can comprise either a magnetic circuit according to the fila. 5 or according to the fila. 6.
According to this variant, the elastic blade 52 is removed and replaced by a torsion bar 79 whose end 79a is anchored in a rigid support 80 itself carried by the part of the housing 48 which comprises the bearing 49 in which a shaft rotates. hollow 511 supporting the rotor 59.
This hollow shaft 511 is further guided in the bearing 50 and protrudes below the housing 48 so that it is wedged on the free end 79b of the torsion bar 79.
This hollow shaft 511 supports, in addition and in the same way as the shaft 51 of the fila. 3, a lever 54a comprising two branches 55a, 56a connected at their ends to piston rods 81, 81a and 82 and 82a serving to drive four pistons 57a respectively arranged in four cylinders 58 formed exactly as described above with reference to the fila. 3a. This four-cylinder arrangement makes it possible to balance the forces transmitted to the pistons, and, consequently, no harmful reaction is applied to the hollow shaft 511, which is particularly advantageous in order to avoid any wear of the bearing 50.
Furthermore, according to this arrangement, it becomes possible to construct a multi-stage compressor in which the forces transmitted are also completely balanced.