Compresseur. L'objet de la présente invention est un compresseur.
Il se distingue d'autres compresseurs con nus en ce que dans tt cylindre se meut un piston à double effet à l'intérieur duquel sont logées une manivelle d'un arbre moteur à manivelle et une bielle reliant la manivelle au piston.
Le dessin annexé représente, à titre d'ex emple, une forme d'exécution du compresseur. Les fig. 1 à 3 en sont une élévation latérale, une vue en bout et un plat), Les fig. 4 et 5 en sont des coupes verti cales longitudinale axiale et transversale; Les fig. 6 à 15 se rapportent à des détails; La fig. 16 montre une variante d'une soupape de refoulement.
Le cylindre a (fig. 1 à 5) de cette forme d'exécution est venu de fonte avec un socle métallique b et est muni de deux fonds amo vibles a1 a2 portant les soupapes d'aspiration commandées b1 b2 et les soupapes de refoule ment automatiques e' c2. En lui se meut le piston d comportant deux têtes dissymétriques dl d2 de même diamètre réunies par un corps d3 de diamètre un peu plus petit et présen tant des fenêtres latérales d4 d3.
Par la fenêtre d5 passe l'arbre moteur horizontal e tournant dans un palier e2 dont l\emboite- ment est porté par le cylindre a et muni, extérieurement, d'une poulie de commande non visible au dessin, intérieurement d'une manivelle e' se trouvant dans le piston et reliée par une bielle f à l'un des fonds, d2, de celui-ci.
L'ait à comprimer arrive dans le socle b par une tubulure t', passe dans l'espace h existant entre celui-ci et sot support non représenté (fig. 1, 2, 3, 4, 5) et se rend par des canaux la aux soupapes d'aspiration b' b2. Chacune de ces dernières comporte un plateau b muni d'une tige b4 qui coulisse dans tun guide bl assujetti dans une ouverture du fond a' ou a= correspondant et qui porte une rondelle b6 suit- laquelle agit un ressort b' tendant à fermer la soupape et sur laquelle agit titi levier de commande<I>i'</I> ou i=. Chacun des leviers i.' et z\ est
pivoté en i3 sur une console j assujettie au fond a'<I>ou a</I><B>l</B> et est actionné, malgré l'opposition du ressort b7, par un poussoir k' ou h= (voir aussi les fig. 6 et 7) de section transversale rectangu laire, coulissant dans des guides l1 parallèle ment à l'axe du cylindre a. et muni, à celle de ses extrémités qui est opposée à il ou à i2, d'un galet 7c3 normalement en contact avec une came l de l'arbre e; un ressort non représenté agit sur chaque poussoir pour maintenir le contact entre son galet kc3 et la came 1, qui produit l'ouverture de la soupape b1 ou b2 au moment voulu et lui permet de se refermer pour la course de compression.
Il existe cependant un dispositif établi de faon à produire automatiquement l'ouverture des soupapes d'aspiration pendant la course de compression lorsque la pression dans un réservoir où l'air comprimé est envoyé atteint une valeur fixée à l'avance. A cet effet une came in (fig. 6, 7, 8) est fixée sur l'arbre e en arrière de la came l et est en contact avec deux galets n diamétralement opposés munis d'axes n1 pouvant se déplacer dans des coulisses radiales o' d'une pièce o pivo tant sur une portée concentrique à l'arbre e; les profils des cames l m sont étudiés de façon qu'ils soient présentés par une même pièce mécanique.
Lorsque la pièce o est à la position indiquée à la fig. 6, les galets r ne sont pas en prise avec les galets k3 et rie peu vent exercer aucune action sur eux, si bien que ces galets k3 obéissent uniquement au profil de la came l; si o est amenée au con traire à une position (fig. 8) telle que les deux coulisses o1 soient horizontales, les ga lets ii s'interposent par moment entre les galets c3, qui sont assez larges pour pouvoir se trouver en contact avec eux, et la came mz, et donnent lieu à louverture des soupapes d'aspiration b1 b2 pendant les courses d'aspi ration et de compression.
Le profil de la came n est néanmoins choisi de façon qu'il se produise une légère compression à fond de course en vue de supprimer les chocs entre les soupapes et les fonds du piston et de ménager les articulations à chaque change ment du sens de marche du piston d; l'ou verture des soupapes d'aspiration pendant les courses de compression entraîne un balayage du cylindre.
La pièce o porte un bras 02 (voir aussi les fig. 1 à 3) oir est ménagée une coulisse o3 recevant une goupille pl soli daire de la tige ;d'un piston p se mouvant dans un cylindre q en relation par aire tubu lure r avec un appareil spécial servant à commander la communication entre le cy lindre q et le réservoir d'air comprimé d'une part, l'atmosphère d'autre part.
L'appareil spécial (fig. 14 et 15) com porte une base 20 munie de deux demi- brides 21, servant à l'assujettir au cylindre q, et d'une tubulure 20' raccordée à la tubu lure r. La tubulure 20' est en relation per manente avec un canal 221 ménagé dans un corps 22 - qui est fixé à la base 20 - et présentant des lumières latérales 223, 224 débouchant dans un cylindre 22' du corps 22. Dans le cylindre 22' se trouve un tiroir cy lindrique 23 où sont ménagées des lumières 23' aboutissant à une rainure circulaire commune 23', ainsi que des lumières 233.
A la position inférieure du tiroir 23, repré sentée à la fig. 15, les lumières 231 sont closes, mais à sa position supérieure, elles sont ouvertes et leur rainure 23' correspond avec la lumière 223, de sorte que l'intérieur du cylindre q est en relation avec un canal 201 ménagé dans la base 20 et venant d'une tubulure 201 reliée au réservoir d'air com primé; à cette position supérieure ledit cy lindre q peut donc se remplir d'air comprimé.
Les lumières 233 sont en communication per- rnanente avec un canal intérieur 23' duquel partent des lumières radiales 23E communi quant à cette position avec des trous non visibles au dessin, pratiqués dans le corps 22 et débouchant dans l'atmosphère. A ladite position inférieure de 23, le cylindre q est donc en relation avec l'atmosphère.
Le tiroir 23 est articulé en 241 à l'ex trémité de l'un des bras d'un levier 24 pivoté en 24'. L'autre extrémité est munie d'une vis 243 prenant appui par l'intermédiaire d'un chapeau 251 sur un ressort 25 logé dans un corps ajouré 26 fixé à la base 20. La poussée que le ressort 25 exerce de bas en haut sur le levier 24, est normalement équilibrée par celle d'une tige 27 coulissant dans un guide 261 du corps 26 et portée par un bloc 281 solidaire d'une membrane 28 sur laquelle agit la pression de l'air com primé se trouvant dans le canal 204. Entre la tige 27 et l'articulation 241 une tige 29 est articulée en 244 sur le levier 24; elle fait corps avec un piston 291 se déplaçant dans tlt cylindre 228 du corps 22.
Par sa rencontre avec un couvercle 229 du cylindre 228, le piston 291 limite le mouvement de soulèvement du tiroir 23; d'autre part, il peut être soumis sur sa face supérieure à l'action de l'air comprimé se trouvant dans le canal 204 grâce au fait qu'à la position supérieure du tiroir 23 la rainure 232 est aussi en relation avec une lumière 227 reliée par tt canal 22' et une lumière 2211 à l'intérieur du cylindre 228.
Le fonctionnement de cet appareil est le suivant: La tension du ressort 25 est réglée an moyen de la vis 243 de façon à faire équi libre à la poussée exercée de bas en haut par l'air comprimé se trouvant dans le canal 204 et agissant sur la membrane 28, quand la pression dans le réservoir est celle qui a été fixée à l'avance. Tart que la pression de l'air n'est pas au moins égale à la valeur fixée, les diverses parties de l'appareil occupent les positions indiquées à la fig. 15. La tige 27 et la membrane 28 sont maintenues au bas de leur course par la masse 281 et la seconde n'agit pas sur le levier 24 parce qu'elle se trouve à une faible distance de lui.
Le res sort 25 a donc pleine liberté pour appliquer énergiquement le tiroir 23 sur le fond du cylindre 22E, malgré la faible opposition pro venant de l'air comprimé du canal 204, agis sant sur une petite surface cr bout de 23; il en résulte que l'intérieur du cylindre communique avec l'atmosphère par r, 202, 221, 224, 234, 233, 235, 238. Des ressorts agissant sur la goupille p1, maintiennent le piston p à la position indiquée à la fig. 6 et les galets a sont à leur position de repos; le compresseur marche normalement.
Au moment où la pression dans le réser voir et dans le canal 20s atteint la valeur fixée, la membrane 28 se soulève et la tige 27 vient en contact avec le levier 24, mais la poussée ainsi exercée est sensiblement égale à la pression du ressort 25 et aucun déplacement de 24 re se produit encore.
Si la pression dépasse cette valeur fixée, la poussée de la membrane 28 est plus grande que la tension du ressort 25 et le levier 24 bascule dans le sens opposé à celui du mouvement qu'effectuent les aiguilles d'une montre. Le tiroir 23 est soulevé; aussi tôt que ce soulèvement a commencé, l'air arrivant par le canal 204 agit sur 23 sur une surface plus grande qu'auparavant et contribue ainsi à la continuation dudit sou lèvement.
Ce dernier a pour résultat d'ame- rier la rainure 23= à la hauteur des lumières 223 et 227. Grâce ait premier fait, l'intérieur du cylindre (j est mis en relation avec le réservoir d'air comprimé, le piston p se meut de droite à gauche et les galets it viennent s'interposer entre la came l et les galets lia, si bien que le compresseur cesse de refouler de l'air dans ce réservoir.
Du second fait résulte que de l'air comprimé se rend dans le cylindre 228 et agit de haut en bas sur le piston: cette poussée compense à peu près celle exercée sur la face inférieure du tiroir 23, de façon que la sensibilité de- l'appareil rie soit pas diminuée par l'importance de. la seconde poussée.
Dès que la pression dans le réservoir redescend à la valeur normale, le ressort 25 ramène levier 24 et tiroir 23 à leur précé dente position: la communication entre ce réservoir et le cylindre q est coupée et ce dernier est mis en relation avec l'atmosphère, de sorte que l'air comprimé contenu en lui s'échappe avec une vitesse réglée par ni) pointeau 30: Les ressorts s ramènent la pièce o à sa position primitive et le compresseur recommence à marcher normalement.
Quant à l'air contenu dans le cylindre 22\, il s'échappe peu à peu cri passant le long du piston 29'. Les diverses lumières sont disposées de faon que le tiroir 23 doive effectuer un cer tain parcours pour passer de la position de mise en communication du cylindre q avec l'atmosphère à celle de arise en relation avec le réservoir, ceci afin que l'appareil fonctionne sars hésitation. Malgré cela la sensibilité de cet appareil est grande, car il passe pour une faible course de l'une des positions à l'autre du tiroir 23.
Des étriers 31 protègent les divers axes du levier 24.
Certaines pièces de l'appareil peuvent pré senter des trous donnant passage à un fil de plombage dont la rupture ou la disparition indique un déréglage de l'appareil. Entre la base 20 et le cylindre 222 peut être insérée une garniture d'étanchéité.
Les cames l <I>ira,</I> la pièce o sont logées dans une enveloppe t (fig. 1, 3, 6, 7) pré sentant des ouvertures pour le passage des galets k3 et du bras o2.
Chacune des soupapes de refoulement cl c2 comporte t plateau c3 (fig. 4) muni d'une tige et coulissant dans tin bouchon fileté c5 (voir aussi les fig. 1 à 3) qui sert de guide et sur lequel prend appui tt res sort de rappel c'; elle communique par un canal il (voir encore la fig. 12) avec un canal t2 se trouvant dans le socle l, commun aux deux soupapes c1 c2 et aboutissant à tre tubulure ul.
Les chambres de compression, soit les deux extrémités du cylindre cc, sont entourée de chemises d'eau te en relation avec des chambres d'eau w1 ménagées dans les fonds et entourant les soupapes (fig. 1, 3, 4). L'ar rivée et la sortie de l'eau de réfrigération ont lieu par des tuyaux w2 w3. Les chemises et les chambres des deux extrémités sont reliées par le canal tu' du socle et par le canal w5 du sommet du corps cylindrique.
Le graissage des diverses parties du com presseur est assuré par un réservoir x (fig. 1, 2, 3, 4, 5, 11) sous pression. Ce dernier comporte un bac x1 venu de fonte avec le corps du cylindre a et un couvercle amo vible .r2 maintenu en place par des écrous- bouchons y à oreilles en prise avec des tiges filetées z vissées dans le fond du réservoir. Dans celui-ci aboutit tt canal 1 qui part de la chambre de compression de gauche, est destiné à faire régner ei x la pression de compression et dans lequel sont intercalées une vis-pointeau de réglage 5 et une soupape de retenue 2 (voir aussi la fig. 9).
Du réser voir partent deux canaux aboutissant chacun à l'extérieur à un tube de verre 3, relié à un canal 4 (voir encore la fig. 10) aboutis sant à l'une des extrémités de a et servant au graissage de celle-ci; des vis 5 permet tent de régler le débit de ces canaux, qui est contrôlé au passage dans les tubes 3. U n autre tube de verre, 6, permet de voir à tout instant quel est le niveau de l'huile dans le réservoir x. Enfin un quatrième tube de verre, 7, relié à celui-ci et à un canal 8 (fig. 5) alimente le palier e2, le bouton de manivelle et le pied de bielle par l'inter médiaire du tuyau 9 relié à un canal percé à l'intérieur de l'arbre coudé.
L'huile se trouvant en surplus dans le cylindre a est renvoyée à nouveau dans le réservoir x par une pompe à huile 10 (fig. 1, 3, 6) dont le piston est monté sur le pous soir k\. Une tubulure inférieure 11 de cette pompe sert à l'aspiration et est reliée par un tuyau 15 à titi canal 16 (voir aussi la fig. 4) se trouvant sous le palier e=. Une tubulure de refoulement 12 est cri relation par un tuyau 13 avec une tubulure<I>X4</I> (fig. 1) du réservoir.
Les lumières d'4 du piston, don nant partiellement passage à la tête de bielle f 1, empêchent qu'il masque à aucune de ses positions l'orifice de succion du canal 16.
L'un des écrous-bouchons y peut être muni d'un manomètre 14, comme cela est indiqué aux fig. 1, 2.
Des boulons 17, 18 vont d'un bout à l'autre dur compresseur en passant dans les canaux at= <B>lu,</B><I>4</I> et jouent ainsi le rôle de tirants.
Grâce à la disposition de l'arbre à mani velle e et de la bielle f à l'intérieur du pis ton d, le compresseur est à double effet, mais ne comporte néanmoins pas de presse-étoupe, et est relativement léger parce qu'il n'a pas de tige de piston, pas de patin-crosse, pas de glissière, pas de prolongement genre baïon nette ou cuiller pour celle-ci et les paliers de couche de l'arbre coudé. Le bâti présente les canaux de refoulement, de passage de l'eau de réfrigération, ainsi que l'espace don nant passage à l'air aspiré.
Pour éviter les trépidations on peut s'ar ranger pour que l'axe du cylindre soit rela tivement bas.
Si le local où se trouve le compresseur renferme de l'air suffisamment pur et assez frais, les soupapes d'aspiration peuvent s'ouvrir directement à l'extérieur sans être reliées à des canaux tels que h; ceux-ci sont d'ailleurs amovibles.
Pour réduire autant que possible l'espace nuisible résultant de l'épaisseur du siège des soupapes de refoulement, le corps de celles-ci peut présenter en son centre un renflement évidé destiné à combler partiellement cet espace sans toutefois gêner le passage du fluide comprimé.
Si le compresseur est de petite puissance, il peut être avantageux de diviser le cylindre en deux parties séparées par une solution de continuité perpendiculaire à l'axe de ce cylindre, ces parties présentant des emboite- ments et étant reliées par des brides, des boulons et des goujons; leur poids relative- ruent faible permet de les transporter à dos d'homme, même en haute montagne, plus facilement qu'un cylindre en une seule pièce.
Dans le cas d'un compresseur à faible débit et par suite à volume restreint, on pour rait conserver un cylindre en une seule pièce, mais avoir une course plus longue que dans le cas représenté; pour une même longueur du cylindre, en ménageant dans le plan de la tête de bielle au-dessus et au-dessous de l'axe du cylindre des cavités en forme de portions de cylindre, constituant une voûte et un auget et donnant passage à cette tête.
Dans d'autres cas le cylindre pourrait présenter deux alésages de diamètres diffé rents; dans le plus grand seraient montés l'arbre à manivelle et la tête de bielle. Dans la variante selon la fig. 16 chacune des soupapes automatiques de refoulement comporte deux corps de soupapes coaxiaux 32, 33 au lieu d'un seul. Le corps extéreur s'applique au moyen d'une bride 32' et d'une garniture 329 sur un siège 32s présenté par le fond a2 du cylindre a: il est fixé à une tige creuse 324 coulissant dans un bouchon cl et est soumis à l'action d'un resssort e6 placé dans la tige 324 autour d'une tige 32 et portant, d'une part, sur une rondelle percée 325' disposée aussi dans 324, d'autre part, sur rre rondelle 328 fixée au bouchon c5.
La tige 327 est munie d'un piston 3212 se mouvant dans un cylindre 32'3. Le corps 32 présente titi siège 321 suit- lequel le second corps 33 est appliqué par un ressort 36. Ce corps 33 est fait en une pièce avec une tige 3-1 coulissant dans un trou 321' de la tige 324.
Air moment de la sortie de l'air comprimé par le piston d, le corps 32 s'écarte de son siège 323 malgré l'opposition du ressort c'' et celle de l'air enfermé dans la chambre supérieure du cylindre 3213 et comprimé par le piston 3212, de sorte que l'arrêt de ce corps a lieu sans bruit et sans choc.
Comme le passage libéré par- ce corps 32 ne suffit pas à la sortie de l'air, le corps 33 s'écarte # -tu. -si de son siège 321 , son mouvement étant limité saris bruit et sans choc par la com pression de l'air enfermé dans le trou 32'1 de la tige 324. Les ressorts c<B>'</B>, 36 peuvent être faibles et ramènent par suite doucement les corps 32, 33 sur leurs sièges 323, 321 .
Des soupapes de refoulement de ce genre peuvent aussi être appliquées à des compres seurs ne répondant pas à la revendication du présent brevet.
11 va sans dire que l'axe du cylindre du compresseur peut ne pas être horizontal. Ce compresseur peut comporter plus d'mi cylindre.