FR2833046A1 - Dispositif pour comprimer un fluide - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comprend un bloc-cylindre (100) comportant un alésage (110) de cylindre, une chambre de refoulement (120) un diamètre supérieur à l'alésage de cylindre, un orifice d'aspiration (130) débouchant dans le bloc-cylindre perpendiculairement à l'alésage, un espace du bloc-cylindre étant raccordé à la chambre de refoulement, comme orifice de refoulement du fluide (140), un piston (200) déplaçable dans l'alésage du cylindre du bloc-cylindre, un ensemble à soupapes de refoulement (300) pour ouvrir ou fermer l'orifice de refoulement et une tête de cylindre (400) située dans une extrémité de la chambre de refoulement du bloc-cylindre, l'alésage du cylindre recevant le fluide aspiré par l'orifice d'aspiration ouvert par le piston, et le fluide étant refoulé par l'ouverture de refoulement lorsque la plaque à soupapes est écartée de l'orifice de refoulement.Application notamment aux dispositifs de compression d'un fluide à piston alternatif.
Description
s broche de pompe (26).
La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif pour comprimer un fluide et plus particulièrement un dispositif de compression d'un fluide pour refouler le fluide au moyen d'une action de compression ou de pompage en utilisant un déplacement
alternatif linéaire d'un piston.
Un exemple typique d'un dispositif classique de compression du fluide est représenté sur les figures 1 et 2, annexées à la présente demande, que l'on va décrire ci
après brièvement.
Les figures 1 et 2, annexées à la présente demande sont des vues en coupe qui représentent schématiquement la structure et le fonctionnement du dispositif classique pour comprimer un fluide. Le chiffre de référence 10 désigne un bloc-cylindre, le chiffre de référence 20 un piston, le chiffre de référence 30 une plaque à soupapes et le chiffre de référence 40 une tête de cylindre. Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, le bloc-cylindre 10 possède un alésage de cylindre 11 ayant un diamètre prédéterminé qui pénètre dans le bloc-cylindre dans le sens de la longueur ou dans la direction longitudinale. Le piston 20 est monté de manière à être déplaçable dans l'alésage de cylindre 11 du bloc-cylindre 10 de manière à pouvoir avoir une action en va-et-vient, et la plaque à soupapes 30 est disposce dans le bloc-cylindre
10. La plaque à soupapes 30 possède des orifices d' aspira-
tion/de refoulement de fluide 31 et 32 qui sont formés dans cette plaque, et des soupapes d' aspiration/de refoulement 33 et 34 (représentées par des lignes formées de tirets), qui peuvent ouvrir et fermer les orifices d' aspiration/de refoulement de fluide 31 et 32. La tête de cylindre 40 est disposée dans le bloc-cylindre 10 du côté longitudinal adjacent à la plaque à soupapes 30, et la tête de cylindre 40 possède des chambres d' aspiration/de refoulement de fluide 41 et 42 reliées respectivement aux orifices d' aspiration/de refoulement de fluide 31 et 32 de la plaque à soupapes 30. La tête de cylindre 40 est raccordée aux collecteurs d' aspiration/de refoulement de fluide 43 et 44, qui sont raccordés respectivement aux chambres d'aspira- tion/de refoulement de fluide 41 et 42 de la tête de
cylindre 40.
Dans le dispositif classique pour comprimer un fluide agencé comme décrit précédemment et illustré sur les figures 1 et 2, une force d'entraînement transmise par une source d'entraînement de piston (non représentée) amène le piston 20 à se déplacer en va-et-vient dans l'alésage 11 du cylindre du bloc-cylindre 10, ce qui provoque l' aspiration,
la compression et le refoulement du fluide.
En outre, lorsque le piston 20 se déplace depuis le point mort haut d'extrémité T (figure 1) en direction du point mort bas d'extrémité B (figure 2) de l'alésage 11 du cylindre, en raison de la présence de pressions différentes dans et hors de l'alésage 11 du cylindre, la soupape d'aspiration 33 ouvre l 'orifice d'aspiration 31 de la plaque à soupapes 30 (comme représenté par la ligne formoe de tirets sur la figure 2), et par conséquent le fluide est aspiré dans l'alésage 11 du cylindre du bloc-cylindre 10 et traverse successivement le collecteur d'aspiration 43, la chambre d' aspiration 41 de la tête de cylindre 40 et l'orifice daspiration 31 de la plaque à soupapes 30. A cet instant, la pression dans la chambre de refoulement 42 de
la tête de cylindre 40 est supérieure à la pression pré-
sente dans l'alésage 11 de cylindre de sorte que la soupape de refoulement 34 maintient fermé l'orifice de refoulement 32. Par ailleurs, lorsque le piston 20 revient du point mort bas d'extrémité B (figure 2) au point mort haut d'extrémité T (figure 1), le fluide présent dans l'alésage 11 du cylindre est graduellement comprimé. Enfin, lorsque le piston 20 atteint le point mort haut d'extrémité T. comme représenté sur la figure 1, la pression dans l'alésage 11 du cylindre devient supérieure à celle présente dans la chambre de refoulement 42 de la tête de cylindre 40 et par conséquent, comme représenté par des lignes formées de tirets sur la figure 1, la soupape de refoulement 34 ouvre alors l 'orifice de refoulement 32 de la plaque à soupapes 30 et le liquide comprimé est évacué dans l 'orifice de refoulement 32 de la plaque de soupape 30, la chambre de refoulement 42 de la tête de cylindre 40 et le collecteur de refoulement 44. A cet instant, la pression dans la chambre d' aspiration 41 est inférieure à la pression présente dans l'alésage 11 du cylindre et par conséquent la soupape d'aspiration 33 maintient l' orifice
d' aspiration 31 fermé.
Ensuite, lorsque le piston 20 revient au point mort bas d'extrémité B. l' orifice d'aspiration 31 est ouvert par la soupape d' aspiration 33, tandis que l 'orifice de refoulement 32 est fermé par la soupape de refoulement 34. Il en résulte que le fluide est entraîné à l'intérieur de l'alésage 110. Ensuite, lorsque le piston 20 se déplace vers le point mort haut d'extrémité T. l'air aspiré est
comprimé, puis est refoulé par l 'orifice de refoulement 32.
Lorsque ce déplacement en va-et-vient du piston 20 se répète, la compression et le refoulement du fluide répètent
également le cycle décrit précédemment.
Mais dans le dispositif classique pour comprimer
un fluide, décrit précédemment, le fluide comprimé est fré-
quemment incomplètement refoulé et un certain fluide rési duel subsiste au niveau de l 'orifice de refoulement 32 de la plaque à soupapes 30. Un tel fluide résiduel se dilate à nouveau pendant le processus d' aspiration du fluide, lors duquel le piston 20 est déplacé depuis le point mort haut d'extrémité T jusqu' au point mort bas d'extrémité B. Le problème se pose lors du processus initial d' aspiration du fluide, lors duquel le piston 20 est déplacé vers le point mort bas d' extrémité B. C 'est-à-dire qu' en raison de la présence du fluide réaiduel qui se dilate à nouveau, la pression dans l'alésage 11 du cylindre est initialement supérieure à la pression régnant dans la chambre d' aspira- tion 41, bien que la pression dans l'alésage 11 du cylindre soit inférieure à la pression régnant dans la chambre de refoulement 42 de la tête de cylindre 40. C'est pourquoi, l'aspiration ne se produit pas au début de la course du piston en direction du point mort bas d'extrémité B. Ensuite la soupape d' aspiration 33 s'ouvre pour aspirer du fluide frais lorsque la pression dans l'alésage 11 du cylindre devient inférieure à la pression régnant dans la chambre d'aspiration 41, ce qui est obtenu uniquement lorsque le piston 20 avance vers le point mort bas
d'extrémité B pendant un intervalle de temps suffisant.
D'autre part, le fluide réaiduel produit par la compression et le refoulement du fluide dans le dispositif classique pour comprimer un fluide fait apparaître un espace mort dans l'alésage 11 du cylindre, ce qui rend indisponible un
certain espace dans cet alésage 11. Par conséquent la quan-
tité de fluide aspiré diminue et le rendement de pompage
diminue considérablement.
En outre, en raison de la structure compliquée
qui est utilisée pour la soupape d'aspiration 33 et la sou-
pape de refoulement 34 pour l'ouverture/la fermeture de l 'orifice d'aspiration de fluide 31 et de l' orifice de refoulement 32, le dispositif classique est difficile à assembler et par conséquent la productivité diminue, et les
coûts de fabrication augmentent dune manière considérable.
La présente invention a été mise au point pour
éliminer les problèmes mentionnés précédemment de la tech-
nique associée et par conséquent un but de la présente invention est de fournir un dispositif pour comprimer un fluide, de manière à accroître le rendement de pempage au moyen d'un refoulement complet du fluide comprimé hors de l'alésage et par conséquent en réduisant l'espace
mort dans l'alésage du cylindre.
Un autre but est de fournir un dispositif pour comprimer un fluide, qui possède une structure simple et
soit facile à assembler et de ce fait d' augmenter la pro-
ductivité et de réduire les coûts de fabrication, en utili-
sant un piston pour ouvrir et fermer l 'orifice d' aspiration du fluide, ce qui permet d'éliminer le besoin d'utiliser un dispositif de soupape d' aspiration séparé et en fournissant un dispositif de soupape de refoulement posséJant une
structure simple.
Ces objectifs sont atteints à l 'aide d'un dispo-
sitif de compression d'un fluide pour entraîner, comprimer et refouler un fluide, caractérisé en ce qu'il comporte:
un bloc-cylindre comprenant: un alésage de cylindre possé-
dant un diamètre prédéterminé et pénétrant dans le bloc-
cylindre dans le sens de la longueur, une chambre de refou-
lement possédant un diamètre supérieur au diamètre de l'alésage du cylindre, et au moins un orifice d' aspiration
du fluide pénétrant dans le bloc-cylindre dans une direc-
tion essentiellement perpendiculaire à l'alésage du cylindre, un certain espace du bloc-cylindre étant raccordé à la chambre de refoulement de l'alésage du cylindre en tant qu'orifice de refoulement du fluide, un piston disposé de manière à être déplagable dans l'alésage du cylindre du
bloc-cylindre de manière à être déplacé linéairement en va-
et-vient, un ensemble à soupapes de refoulement comportant une plaque à soupapes disposée de manière à être sollicitée élastiquement depuis la chambre de refoulement en direction de l 'orifice de refoulement du fluide de manière à ouvrir ou fermer sélectivement l 'orifice de refoulement du fluide du bloc-cylindre, et une tête de cylindre disposoe à une extrémité de la chambre de refoulement du bloc-cylindre et comportant un canal de refoulement du fluide raccordé à la chambre de refoulement et en ce que l'alésage du cylindre
repoit le fluide qui est aspiré lorsque l ' orifice d' aspira-
tion du fluide est ouvert sélectivement par le piston déplaçable linéairement en va-et-vient dans l'alésage du cylindre, et en ce que le fluide est refoulé par l 'orifice ouvert de refoulement du fluide lorsque la plaque à soupapes s'écarte, en flobtant, de l 'orifice de refoulement du fluide sous l'effet de la haute pression du fluide dans l'alésage du cylindre, provoquce par le piston se déplaçant
en va-et-vient.
Conformément à la présente invention, le fluide est inséré lorsque l 'orifice d' aspiration du fluide est
ouvert sélectivement par le déplacement linéaire en va-et-
vient du piston à l'intérieur de l'alésage du cylindre du
bloc-cylindre, et est refoulé lorsque l 'orifice de refoule-
ment du fluide est ouvert par la plaque à soupapes, qui stétend de l' orifice de refoulement du fluide par la haute pression du fluide présente dans l'alésage du cylindre, qui
est produite par le piston qui se déplace en va-et-vient.
Etant donné qu'on ntutilise aucune soupape ayant une struc-
ture complexe, l 'assemblage est facilité, la productivité est améliorée et les coûts de fabrication sont réduits. De même étant donné que le fluide à haute pression, comprimé dans l'alésage du cylindre, est complètement refoulé par - 25 l' orifice de refoulement du fluide, un espace mort dans l'alésage du cylindre peut être évité ou réduit et par
conséquent le rendement de compression est accru.
Dans le dispositif pour comprimer un fluide conformément à la forme de réalisation préférée de la pré sente invention, le point mort haut d'extrémité du piston est situé légèrement au-dessous d'une extrémité de lalésage du cylindre, ce qui permet un refoulement complet du fluide comprimé dans l'alésage du cylindre lorsque le
piston vient en contact avec la plaque à soupapes.
L'orifice d' aspiration du fluide est disposé au voisinage d'un point mort bas d'extrémité du piston, au niveau d'un point extrême de déplacement du piston, de sorte que l' orifice d' aspiration du fluide est ouvert instantanément lorsque le piston atteint le point mort bas diextrémité et le fluide est rapidement aspiré par
liouverture ouverte d' aspiration du fluide.
L'ensemble à soupapes de refoulement comporte la plaque à soupapes disposée de manière à pouvoir s'écarter de l' orifice de refoulement du bloc-cylindre et flotter librement par rapport à cet orifice, et possédant un premier bossage formé approximativement dans une position centrale sur un côté du plateau, une plaque de support disposée dans la chambre de refoulement du bloc-cylindre à une distance prédéterminse de la plaque à support, la plaque de soupape posséJant un second bossage formé sur un côté correspondant pour l'essentiel au premier bossage, et une pluralité de passages pour le fluide formés autour du second bossage, et un élément élastique disposé entre la plaque à soupapes et la plaque de support, pour solliciter
élastiquement la plaque à soupapes en direction de l'orifi-
ce de refoulement du fluide.
Le bloc-cylindre possède une structure extérieure circulaire ou rectangulaire. Deux orifices d'aspiration du fluide peuvent être prévus pour le bloc-cylindre, et ces
orifices peuvent être diamétralement opposés entre eux.
Sinon, on peut prévoir pour le bloc-cylindre plus de deux orifices d' aspiration du fluide disposés à une distance
prédéterminée les uns des autres.
L'orifice d'aspiration du fluide peut avoir une forme conique ou être agencé sous la forme d'une structure à deux étages comprenant une partie de grand diamètre et une partie de diamètre plus petit ou bien être agencé sous la forme d'une combinaison de la structure conique et de la
structure à deux étages.
La surface de l 'orifice d'aspiration du fluide utilisée pour aspirer le fluide est de préférence élargie par découpage d'au moins une certaine partie du
bloc-cylindre, pour une aspiration plus efficace du fluide.
D'autres caractéristiques et avantages de la pré
sente invention ressortiront de la description donnée ci-
après prise en référence aux dessins annexés, sur les-
quels: - les figures 1 et 2, dont il a déjà été fait mention, sont des vues en coupe représentant schématique ment la structure et le fonctionnement d'un dispositif classique pour comprimer un fluide; - la figure 3 est une vue en perspective éclatée et partiellement arrachée d'un appareil pour comprimer un fluide selon une forme de réalisation préférce de la pré sente invention; - les figures 4 à 7 sont des vues en coupe repré sentant la structure et le fonctionnement du dispositif pour comprimer un fluide selon une forme de réalisation préférée de la présente invention; - les figures 8A à 8G sont des vues en coupe et en perepective montrant différentes formes de réalisation du bloc-cylindre et de l' orifice d' aspiration du fluide du dispositif pour comprimer un fluide selon la présente invention; et - la figure 9 est une vue en perepective montrant une autre forme de réalisation du bloc-cylindre et de l 'orifice d' aspiration du fluide du dispositif pour compri
mer un fluide selon la présente invention.
On va maintenant décrire la forme de réalisation
préférée de la présente invention en référence aux dessins.
La figure 3 est une vue en perspective éclatée et partiellement arrachée d'un dispositif pour comprimer un
fluide selon la forme de réalisation préférée de la pré-
sente invention, et les figures 4 à 7 sont des vues en coupe permettant d'expliquer la structure et le fonctionne ment du dispositif pour comprimer un fluide de la
figure 3.
Comme cela est représenté sur les figures 3 à 7, le dispositif pour comprimer un fluide selon la forme de réalisation préférée de la présente invention inclut un bloc-cylindre 100, un piston 200, un dispositif à soupape
de refoulement 300 et une tête de cylindre 400.
Le bloc-cylindre 100 inclut un alésage 110 de cylindre ayant un diamètre prédéterminé et qui s'étend à
l'intérieur du bloc-cylindre 100 dans le sens de la lon-
gueur, une chambre de refoulement 120 possédant un diamètre supérieur au diamètre de l'alésage 108 du cylindre, et au moins un orifice 130 d' aspiration du fluide qui traverse le bloc-cylindre 100 dans une direction perpendiculaire à
l'étendue longitudinale de l'alésage 110 du cylindre.
L'espace reliant la chambre de refoulement 120 présente
dans l'alésage 110 du cylindre est utilisé en tant qu'ori-
fice 140 de refoulement du fluide comprimé.
Le bloc-cylindre 100 peut posséder une structure extérieure cylindrique comme représenté sur les figures 8A
à 8G ou une structure extérieure rectangulaire comme repré-
senté sur la figure 9. La forme du bloc-cylindre 100 peut être pratiquement quelconque. En d'autres termes, la forme de la structure extérieure du bloc-cylindre 100 n'est pas
limitée à certaines formes illustrées et décrites ici.
Comme cela est mieux visible sur la figure 3, la chambre de refoulement 120 est une structure à deux étages, dans laquelle des sections séparées ayant des diamètres
différents sont formées dans des positions adjacentes.
Cependant l' invention n'est pas limitée strictement à cette
structure et des modifications peuvent y être apportées.
Par exemple, certaines des sections peuvent posséder un diamètre uniforme, comme cela -est représenté par exemple
sur la figure 8D.
Dans cette forme de réalisation, bien que l'ori fice d'aspiration du fluide 130 soit formé dans une direction perpendiculaire à l'alésage 110 du cylindre, qui
s'étend longitudinalement, cette structure n'est pas stric-
tement limitée uniquement à la forme de réalisation repré sentée. C' est pourquoi, si cela est plus avantageux, du point de vue du débit et de la structure déairés, l 'orifice d'aspiration du fluide peut être formé sous un certain angle (y compris des angles aigus et obLus) par rapport à
l'alésage 110 du cylindre.
Le piston 200 est disposé de manière à se dépla cer linéairement en va-etvient à l'intérieur de l'alésage du cylindre du bloc-cylindre 100. Sous l'effet de la force d'entraînement transmise par une source séparée d'entraînement (non représentée), le piston 120 se déplace linéairement en va-et-vient à l'intérieur de l'alésage 110
du cylindre de manière à aspirer et comprimer le fluide.
Pour réduire la charge appliquse au piston 200, le piston est conçu sous la forme d'un cylindre creux et de façon plus préférentielle peut être réalisé en un alliage d' aluminium. L' ensemble à soupapes de refoulement 300 est sollicité élastiquement à partir de la chambre de refoule ment 120 du bloc-cylindre 100 en direction de l' orifice 140 de refoulement du fluide de manière à ouvrir ou fermer sélectivement l 'orifice 140 de refoulement du fluide du bloc-cylindre 100. L'ensemble à soupapes de refoulement 300 possède une plaque à soupapes 310 ayant un diamètre légère ment supérieur au diamètre de l 'orifice 140 de refoulement
du fluide.
La plaque à soupapes 310 est supportée de telle sorte qu'elle n'est pas fixée rigidement à l'alésage 110, et peut floLter par rapport à l' orifice 140 de refoulement du fluide. La plaque à soupapes 310 possède un premier bos sage 311 formé approximativement au centre d'une surface arrière, situse à l'opposé de la surface tournée vers l 'orifice de refoulement 140. En outre l 'ensemble à sou papes de refoulement 300 inclut une plaque de support 310 et la plaque de support 320 de manière à repousser élastiquement la plaque à soupapes 310 en direction de l' orifice 140 de refoulement du fluide. Par conséquent, lorsque l'alésage 110 du cylindre n'est pas soumis à une pression, c'est-à-dire pendant le processus d' aspiration du fluide, la plaque à soupapes 310 est repoussée en contact étroit sur l' orifice 140 de refoulement du fluide, ce qui provoque la fermeture de l 'orifice 140 de refoulement du
fluide. Ensuite, lorsque l'alésage 110 du cylindre est sou-
mis à une pression qui augmente, c'est-à-dire pendant le processus de compression du fluide, la plaque à soupapes 310 vainc la résistance de l'élément élastique 330 et en raison de la présence de la haute pression du fluide dans l'alésage 110 du cylindre, a pour effet que l'élément 330 s'écarte de l 'orifice 140 de refoulement du fluide et ouvre
cet orifice, ce qui permet la sortie du fluide.
La plaque de support 320 possède un second bos-
sage 321 formé approximativement en son centre et qui cor
respond à et est situé en vis-à-vis du premier bossage 311.
Trois ou un plus grand nombre de bossages 322 sont de pré-
férence formés autour du second bossage 321 à une distance prédéterminée les uns des autres et peuvent être disposés dans une direction radiale. La plaque de support 320 peut être fixée à la chambre de refoulement 120 du bloc-cylindre au moyen de procédés appropriés de fixation, comme par
exemple par vissage ou par soudage.
L'élément élastique 330 peut comporter un ressort hélicoïdal de pression. Dans le cas d'utilisation du res sort hélicoïdal de pression le ressort est supporté à chaque extrémité et est disposé autour des premier et sécond bossages 311 et 321 formés respectivement sur la plaque à soupapes 310 et sur la plaque de support 320. A la place du ressort hélicoïdal de pression, on peut également utiliser d'autres types d'éléments élastiques, par exemple . un ressort plat ou même un mécanisme de rappel magnétique. La tête de cylindre 400 est disposée sur l'extrémité de la chambre de refoulement 120 du bloc cylindre 100 et comporte un canal 410 de refoulement du fluide, qui est formé de préférence au centre et est inter connecté à la chambre de refoulement 120. 11 n'existe pas de forme de structure absolument prescrite pour la forma tion de la tête de cylindre 400. Des moyens de raccorde ment, comme par exemple une vis, sont utilisés dans cette forme de réalisation pour raccorder la tête de cylindre 400
à la chambre 120.
Comme représenté sur chacune des figures 3 à 7, un connecteur d'aspiration de fluide 500 forme des moyens pour introduire un nouveau fluide dans le dispositif de compression. Dans le dispositif pour comprimer un fluide agencé comme décrit précédemment conformément à la présente invention, l 'orifice 130 d' aspiration du fluide est ouvert sélectivement par le piston 200 qui se déplace en va-et vient linéairement à l'intérieur de l'alésage 110 du cylindre. En raison d'une dépression qui se développe dans l'alésage 110 du cylindre, le fluide est aspiré rapidement et, sous l'effet de la haute pression du fluide développée dans l'alésage 110 du cylindre, la plaque à soupapes 310 flotte de manière à être séparée de l 'orifice 140 de refou lement du fluide, ce qui ouvre l 'orifice 140 de refoulement
du fluide et permet un refoulement complet du fluide.
La caractéristique et la structure, qui permet l'effet remarquable selon la présente invention, résident dans le fait que, comme représenté sur la figure 4, le point mort haut d'extrémité T du piston 200 est situé légè rement au-dessous de l'extrémité de l'alésage 110 du cylindre. Par conséquent, le premier effet remarquable de la présente invention réside dans le fait que le fluide comprimé à l'intérieur de l'alésage 110 du cylindre est complètement refoulé lorsque le piston 200 vient en contact avec la plaque à soupapes 310 et déplace longitudinalement cette dernière. Contrairement au compresseur classique, la structure selon l 'invention ne permet la présence d'aucun fluide résiduel dans l'alésage du cylindre et ceci empêche ou minimise par conséquent
la présence d'un espace mort.
La caractéristique et la structure, qui permet le second effet remarquable de la présente invention, résident dans le fait que l' orifice 130 d'aspiration du fluide est formé légèrement en avant du point extrême d'extrémité arrière de l'alésage 110 du cylindre, c'est-à-dire avant que le point mort bas d'extrémité B soit atteint par le piston 200, et que le piston 200 sert à ouvrir sélective ment l' orifice 130 d' aspiration du fluide alors qu'il se déplace en va-et-vient dans l'alésage 110 du cylindre, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un ensemble à soupapes d' aspiration séparé. Lorsque le piston 200 a atteint le point mort bas d'extrémité B. l 'orifice 130 d' aspiration du
fluide est brusquement ouvert et du fluide frais est rapi-
dement aspiré dans l'alésage 110 du cylindre étant donné qu'il se trouve dans un état de dépression. Etant donné qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un ensemble de sou
papes d' aspiration complexe, la structure est simplifiée.
De même, étant donné que le fluide est rapidement aspiré, il se produit un effet de refroidissement du bloc-cylindre 100. Par ailleurs, dans le dispositif pour comprimer un fluide selon la présente invention, étant donné que le fluide est aspiré par l' orifice 130 d' aspiration du fluide,
lorsque l 'orifice 130 d' aspiration du fluide est brusque-
ment ouvert sous l'effet du déplacement du piston 200, la quantité de fluide aspiré peut quelquefois être insuffi sante. Compte tenu de ceci, certaines formes de réalisation de la présente invention peuvent inclure au moins deux orifices d'aspiration de fluide 130 et 130' formés dans des positions diamétralement opposées l'une de l'autre dans le bloc-cylindre 100, ce qui permet l' aspiration du fluide en des quantités plus importantes (voir les figures
8A à 8G).
Conformément à une autre forme de réal i sat ion de la présente invention, représentée sur la figure 8A, les orifices 630 et 630' d' aspiration du fluide ont une forme conique de sorte qu'ils présentent un diamètre qui diminue
graduellement de l'extérieur vers l'intérieur dans le bloc-
cylindre 600. Sinon, des orifices 730 et 730 ' d' aspiration du fluide peuvent être formés avec deux étages comportant un espace de grand diamètre 732 et un espace 734 de dia mètre plus faible comme représenté sur la figure 8B. De même, un orifice 830 d' aspiration du fluide peut être formé avec une structure à deux étages comprenant un espace de grand diamètre 832 et un espace 834 de diamètre plus petit, tandis que l'autre orifice 430' d'aspiration du fluide est réalisé sous la forme d'un trou ayant un diamètre prédéter miné 836, comme représenté sur la figure 8C. De même, les deux orifices 930 et 930' d' aspiration du fluide peuvent être agencés sous la forme de trous ayant des diamètres
prédéterminés 932, comme représenté sur la figure 8D.
Conformément à une autre forme de réalisation de la présente invention, une pluralité d' orifices 10 30 d'aspiration du fluide sont formés sur l 'ensemble de la circonférence extérieure du bloc-cylindre 1000 afin de garantir une surface plus étendue pour l 'aspiration du
fluide, comme représenté sur la figure 8G.
Sinon, comme représenté sur la figure 8E, la sur-
face 1130 servant à aspirer le fluide est élargie au moyen
du découpage d'une certaine partie du bloc-cylindre 1100.
La figure 8F représente une autre forme de réalisation, dans laquelle une découpe 1228 ayant une largeur prédéterminée et une profondeur prédéterminée est
formée le long de la circonférence extérieure du bloc-
cylindre 1200, et une pluralité d' orifices 1230 d'aspira- tion du fluidé est formée dans la partie arrachée à une distance
prédéterminée les uns des autres.
La figure 9 représente une autre forme de réali-
sation de la présente invention. Comme représenté sur la
figure 9, le bloc-cylindre 1300 selon cette forme de réali-
sation de la présente invention possède une structure exté rieure rectangulaire, et les orifices 1330 et 1330' d'aspi ration du fluide formés dans une ou deux découpes aménagées dans le bloc-cylindre rectangulaire 1300. Dans cette forme de réalisation, la surface des orifices d' aspiration du fluide est accrue et par conséquent l' aspiration du fluide
dans l'alésage du cylindre devient plus efficace.
On va décrire d'une manière générale en référence
aux figures 4 à 7 le fonctionnement du dispositif pour com-
primer un fluide, agencé comme décrit précédemment selon la présente invention. Bien que seul le fonctionnement d'une seule forme de réalisation soit représenté et décrit, le fonctionnement est similaire en rapport avec chacune des
formes de réalisation décrites précédemment.
La figure 4 représente le piston 200 dans l'alé-
sage 110 du cylindre, dans l'état complètement déplacé vers le point mort bas B. Comme représenté sur la figure 4, lorsque le piston 200 est déplacé vers le point mort bas B. l'orifice 130 d'aspiration du fluide, qui était fermé par le piston 200, est ouvert, ce qui permet la pénétration du fluide dans l'alésage 110 du cylindre. De facon plus spéci fique, l' orifice 140 de refoulement du fluide de l'alésage du cylindre est dans l'état fermé lorsque le piston 200 commence à se déplacer depuis le point mort haut T vers le point mort bas B. Lorsque l' orifice 140 de refoulement du fluide de l'alésage 110 du cylindre est dans l'état fermé et que l' orifice 130 d' aspiration du fluide est fermé par le piston 200, une dépression est produite dans l'alésage 110 du cylindre lorsque le piston 200 est forcé de se déplacer vers le point mort bas B au moyen de la source extérieure d'entraînement (non représentée). La force d' aspiration augmente lorsque le piston 200 se rapproche du point mort bas B. Ensuite, lorsque le piston atteint finalement le point mort bas B. ce qui ouvre l 'orifice 130 d' aspiration du fluide, le fluide pénètre rapidement par l' orifice 130 d'aspiration du fluide dans
l'alésage 110 du cylindre.
La figure 5 représente le piston 200 qui se déplace vers le point mort haut T après être revenu du point mort bas B et qui par conséquent comprime le fluide qui a été aspiré dans l'alésage 110 du cylindre. Lorsque le piston 200 se déplace, l 'orifice 130 d' aspiration du fluide est fermé et en raison de la résistance de l'élément élas tique 330 disposé sur le côté opposé de la plaque à sou papes 310, cette plaque à soupapes 310 maintient fermé le contact avec l 'orifice de refoulement de fluide 140 et par
conséquent ferme l' orifice 140 de refoulement du fluide.
L'orifice 130 d'aspiration du fluide et l' orifice 140 de refoulement du fluide étant fermés, le fluide aspiré est graduellement comprimé lorsque le piston 200 est tenu de se déplacer vers le point mort haut T. La figure 6 représente le piston 200 dans la position dans laquelle il atteint le point mort haut T. Le fluide, qui a été aspiré préalablement dans l'alésage 110 du cylindre, est graduellement comprimé lorsque le piston se rapproche d'un certain point. Ensuite, lorsque le piston 200 atteint le point d'extrémité T. le déséquilibre entre la pression du fluide et la résistance de l'élément élastique 330 supportant élastiquement la plaque de sou papes 310 (c' est-à-dire que la pression du fluide est supé rieure à la résistance de l'élément élastique) amène la plaque à soupapes 310 à s'écarter de l 'orifice 140 de refoulement du fluide et à floUter par rapport à ce dernier, et par conséquent le fluide à haute pression est complètement refoulé depuis l'alésage 110 du cylindre dans la chambre de refoulement 120 par l'intermédiaire de l'ori fice 140 ouvert de refoulement du fluide. Le piston 200 vient en contact avec la plaque de soupapes 310 au moment o la dernière quantité de liquide est uste sur le point d'être refoulée. La dernière quantité de fluide sous pression plus élevée sert de tampon vis-à-vis d'une collision entre le piston 200 et la plaque de soupapes 310, avant d'être finalement refoulée en direction de la chambre de refoulement 120 lorsque le piston 200 atteint l'extrémité de l'alésage 110 du cylindre et atteint le point mort haut T. Etant donné qu'il n'existe aucun fluide résiduel dans l'alésage 110 du cylindre après que le piston a atteint le point mort haut T. de facon idéale aucun
espace mort ne subsiste dans l'alésage 110 du cylindre.
La figure 7 représente le piston 200 revenant du point mort haut T en direction du point mort bas B après la compression du fluide. Comme cela est représenté sur la figure 7, presque en même temps que le piston 200 se déplace vers le point mort bas B. la plaque à soupapes 310 est repoussée en contact étroit avec l' orifice 120 de refoulement du fluide par l'élément élastique 330 de manière à fermer l 'orifice 140 de refoulement du fluide. De même l' orifice 130 d' aspiration du fluide est fermé par le piston 200. Lorsque le piston 200 se rapproche du point mort bas B. le degré de dépression dans l'alésage 110 du cylindre augmente avec l'accroissement du volume défini par les parois de l'alésage 110 du cylindre et la paroi d'extrémité du piston 200. Ensuite, lorsque le piston 200 atteint le point mort bas B. comme représenté sur la figure 4, l 'orifice 130 d' aspiration du fluide est ouvert et par conséquent du fluide frais est rapidement aspiré dans l'alésage 110 du cylindre par l'intermédiaire de l'orifice d' aspiration du fluide sous l'effet de la force d' aspiration produite par la dépression régnant dans l'alésage 110 du cylindre. La compression et l' aspiration du fluide se répètent séquentiellement de sorte que le fluide est aspiré, est comprimé et est refoulé continûment. Bien que le dispositif pour comprimer un fluide, qui aspire et comprime le fluide (un gaz dans cette forme de réalisation) pour l'amener à une pression élevée et refoule le fluide à haute pression, soit notamment utilisé dans cette forme de réalisation à titre d'exemple, les spécialistes de la technique constateront que la présente invention peut être également appliquée à un dispositif de
pompage de fluide, par exemple à une pompe.
Comme décrit précédemment, conformément à la pré sente invention, étant donné qu'aucun fluide comprimé à haute pression ne subsiste dans l'alésage 110 du cylindre, l'espace mort dans l'alésage 110 du cylindre est réduit. Il en résulte que le rendement de compression augmente et que par conséquent ceci augmenterait considérablement le rendement de refroidissement ou de congélation dans le cas de l 'application à un compresseur d'un réfrigérateur ou
d'une installation de climatisation.
En outre, conformément à la présente invention, on n'utilise aucune soupape d'aspiration possédant une structure complexe, et la soupape de refoulement selon l 'invention est réalisée avec un agencement simple. C'est pourquoi, la structure du compresseur est simplifiée, et le compresseur devient également facile à assembler, ce qui conduit à une product ivité accrue et une réduct ion du coût
de fabrication.
En outre, conformément à la présente invention, la soupape d'aspiration est supprimée et le fonctionnement de la soupape de refoulement est amélioré, et le bruit, qui est produit dans des compresseurs classiques sous l'effet dun claquement de la soupape, est empêché. Il en résulte que le fonctionnement du compresseur est plus silencieux.
En conclusion, conformément à la présente inven-
tion, il est prévu un compresseur de pompe ayant un rende ment de compression et une fiabilité élevés et une struc- ture simple, avec une facilité accrue d' assemblage et une
productivité améliorée pour un coût économique.
Bien que l 'invention ait été représentée et décrite en rétérence à des formes de réalisation préférées, les spécialistes de la technique comprendront que l'on peut y apporter différentes modifications du point de vue de la
forme et des détails sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (18)
1. Dispositif de compression d'un fluide pour entraîner, comprimer et refouler un fluide, caractérisé en ce qu'il comporte: un bloc-cylindre (100) comprenant: un alésage de cylindre (110) possédant un diamètre prédéterminé et pénétrant dans le bloc-cylindre dans le sens de la longueur, une chambre de refoulement (120) possédant un diamètre supérieur au diamètre de l'alésage du cylindre, et au moins un orifice (130) d' aspiration du fluide pénétrant dans le bloc-cylindre dans une direction essentiellement perpendiculaire à l'alésage (110) du cylindre, un certain espace du bloc-cylindre étant raccordé à la chambre de refoulement de l'alésage du cylindre en tant qu'orifice (140) de refoulement du fluide, un piston (200) disposé de manière à être déplaçable dans l'alésage du cylindre du bloc-cylindre de manière à être déplacé linéairement en-va-et-vient, un ensemble à soupapes de refoulement (300) comportant une plaque à soupapes (310) disposée de manière à être sollicitée élastiquement depuis la chambre de refoulement en direction de l' orifice de refoulement du
fluide de manière à ouvrir ou fermer sélectivement l'orifi-
ce de refoulement du fluide du bloc-cylindre, et une tête de cylindre (400) disposée à une extrémité de la chambre de refoulement du bloccylindre et comportant un canal de refoulement du fluide raccordé à la chambre de refoulement, et en ce que l'alésage (110) du cylindre reçoit le fluide est aspiré lorsque l 'orifice d' aspiration du fluide est ouvert sélectivement par le piston (200) déplaçable linéairement en va-et- vient dans l'alésage du cylindre, et en ce que le fluide est refoulé par l 'orifice ouvert de refoulement du fluide lorsque la plaque à soupapes (310) s'écarte, en flottant, de l 'orifice de refoulement du fluide sous l'effet de la haute pression du fluide dans l'alésage du cylindre, provoquée par le piston se déplagant en va-et-vient.
2. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (200) est déplacé jusqu'à un point mort haut d'extrémité (T) du piston, situé légèrement au-dessous d'un point extrême de l'alésage du cylindre, ce qui permet le refoulement complet du fluide comprimé dans l'alésage du cylindre lorsque le
piston vient en contact avec la plaque à soupapes.
3. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'aspira tion du fluide est disposé au voisinage d'un point mort bas d'extrémité (B) du piston, au niveau d'un point extrême de déplacement du piston, de sorte que l'orifice d' aspiration du fluide est ouvert instantanément lorsque le piston atteint le point mort bas d'extrémité et le fluide est rapidement aspiré par l'ouverture ouverte d' aspiration du fluide.
4. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1' ensemble à sou papes de refoulement (300) comprend: la plaque à soupapes (310) disposée de manière à pouvoir s'écarter de l 'orifice de refoulement du bloc cylindre et flotter librement par rapport à cet orifice, et possédant un premier bossage (311) formé approximativement dans une position centrale sur un côté du plateau, une plaque de support (320) disposée dans la chambre de refoulement du bloc-cylindre à une distance prédéterminée de la plaque à support, la plaque de soupape posséJant un second bossage (321) formé sur un côté correspondant pour l'essentiel au premier bossage, et une pluralité de passages pour le fluide formés autour du second bossage, et un élément élastique (330) disposé entre la plaque à soupapes et la plaque de support, pour solliciter
élastiquement la plaque à soupapes en direction de l'orifi-
ce de refoulement du fluide.
5. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément élastique
(330) comprend un ressort hélicoïdal de pression.
6. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bloc-cylindre
possède une structure extérieure circulalre.
7. Dispositif pour comprimer un fluide selon la
revendication 6, caractérisé en ce qu'une pluralité d'ori-
fices d'aspiration du fluide (130, 130') sont prévus dans le bloccylindre dans des positions diamétralement opposées réciproquement.
8. Dispositif pour comprimer un fluide selon la
revendication 4, caractérisé en ce que l 'orifice d' aspira-
tion du fluide (630, 630') possède une forme conique, dont le diamètre, mesuré dans des positions radiales, diminue graduellement de l'extérieur vers l'intérieur du bloc cylindre.
9. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'orifice d'aspira tion du fluide (730, 730', 830, 830') est réalisé sous la forme d'une structure à deux étages comprenant une partie
de grand diamètre et une partie de diamètre plus petit.
10. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un des deux orifi ces d' aspiration du fluide est réalisé sous la forme d'une structure à deux étages comprenant une partie de grand dia mètre et une partie de diamètre plus petit, l'autre des deux orifices d' aspiration du fluide possédant une forme conique, dont le diamètre diminue graduellement de
l'extérieur vers l'intérieur.
11. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une pluralité d' orifices d'aspiration du fluide (1030) sont prévus et que la pluralité d' orifices d' aspiration du fluide sont disposés le long d'une circonférence extérieure du bloc- cylindre en étant séparés les uns des autres par
une distance prédéterminée.
12. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 11, caractérisé en ce que l 'orifice d'aspira tion du fluide (930, 930') est agencé sous la forme d'un
trou posséJant un diamètre prédéterminé.
13. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bloc-cylindre est pourvu d'une découpe (1228) possadant une largeur prédéterminée et une profondeur prédéterminée, formée sur une ciraonférence extérieure du bloc-cylindre, et qu'une pluralité d'orifices d'aspiration de fluide (1230) sont formés dans la découpe et que la pluralité d'orifices d' aspiration du fluide comprennent des trous ayant un diamètre prédéterminé disposés à distance prédéterminée les
uns des autres.
14. Dispositif pour comprimer un fluide selon la
revendication 6, caractérisé en ce qu'un orifice d' aspira-
tion du fluide (1130) servant à aspirer le fluide est
élargi par découpage d'une certaine partie du bloc-
cylindre.
15. Dispositif pour comprimer un fluide selon la
revendication 14, caractérisé en ce qu'au moins deux orifi-
ces d' aspiration du fluide sont prévus, en étant formés dans des côtés radiaux diamétralement opposés du bloc cylindre.
16. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bloc-cylindre
possède une structure extérieure rectangulaire.
17. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'une zone de l 'orifice d'aspiration du fluide servant à aspirer le fluide est élargie par découpage d'au mains un côté du bloc-cylindre.
18. Dispositif pour comprimer un fluide selon la revindication 16, caractérisé en ce qu'au mains deux orifi ces d' aspiration du fluide sont prévus en étant formés sur
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