FR3116571A1 - Un contrepoids pour un compresseur à spirales - Google Patents

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Abstract

Le contrepoids (26) est fabriqué par un procédé de fabrication additive et comprend une partie de montage (28) ayant une première densité et une partie de masse (29) ayant une deuxième densité, la partie de masse (29) étant formée radialement vers l’extérieur de la partie de montage (28). Figure 1

Description

Un contrepoids pour un compresseur à spirales
Domaine de l’invention
L’invention se rapporte à un contrepoids pour un compresseur à spirales et étant fabriqué par impression 3D, c’est-à-dire par Fabrication Additive.
Arrière-plan de l’invention
Les contrepoids sont couramment utilisés dans les compresseurs à spirales pour l’équilibrage dynamique en minimisant les charges se produisant dans les paliers radiaux d’un arbre d’entraînement de compresseur rotatif. De telles charges proviennent des forces d’inertie et de gaz provoquées par le mouvement orbital et excentrique d’une volute orbitante par rapport à une volute fixe. Typiquement, un contrepoids supérieur agencé à proximité de la volute orbitante et d’un palier principal supérieur, et un contrepoids inférieur agencé à proximité d’un palier inférieur sont utilisés pour la tâche d’équilibrage.
Différentes tailles de compresseur (et par conséquent différents éléments de compression à spirales) nécessitent différents contrepoids ayant différentes tailles, formes et/ou masses. Cependant, il est souhaitable d’utiliser la même géométrie externe de contrepoids pour autant de modèles différents de compresseurs à spirales que possible. Ceci est pour des raisons de coût, car différentes tailles et formes de contrepoids nécessiteraient différents outils pour le montage et la fixation des contrepoids à l’arbre d’entraînement du compresseur, ainsi que différents équipements de manutention, de transport et de stockage.
En outre, différents contours des contrepoids nécessitent des modifications de conception dans le boîtier de compresseur pour adapter géométriquement d’autres composants pour un bon fonctionnement du compresseur.
Le document US 7,390,179 B2 divulgue des contrepoids pour compresseurs à spirales, où des cavités de différentes formes et de différents volumes sont prévues sur les contrepoids pour modifier la masse totale des contrepoids tout en conservant le contour global.
D’autres compresseurs de l’art antérieur peuvent utiliser un élément de contrepoids commun brut moulé ou coulé, qui est ensuite adapté aux différents modèles par usinage et enlèvement sélectif de matériau.
Un tel façonnage ou usinage individuel d’un contrepoids est relativement coûteux.
Un objet de la présente invention consiste à fournir un contrepoids pour un compresseur à spirales qui peut surmonter les inconvénients rencontrés dans les contrepoids classiques.
Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un contrepoids pour un compresseur à spirales dont la masse peut être facilement adaptée à moindres coûts, tout en conservant des dimensions externes communes pour le contrepoids de manière à conserver la même géométrie externe du contrepoids pour autant de modèles différents de compresseurs à spirales que possible.
Selon l’invention un tel contrepoids est fabriqué par un procédé de fabrication additive et comprend une partie de montage ayant une première densité et une partie de masse ayant une deuxième densité, la partie de masse étant formée radialement vers l’extérieur de la partie de montage.
Une telle configuration du contrepoids permet d’adapter facilement la masse du contrepoids et la position du centre de gravité du contrepoids en faisant varier la densité de matériau de diverses parties du contrepoids, et en particulier en faisant varier le remplissage desdites diverses parties, tout en conservant des dimensions externes communes pour le contrepoids.
En outre, en conservant la même géométrie externe de contrepoids pour différents modèles de compresseurs à spirales, il est possible d’utiliser le même outil pour monter et fixer chacun desdits contrepoids sur l’arbre d’entraînement respectif et d’utiliser le même emballage pour divers modèles de contrepoids, ce qui permet une réduction des coûts.
De plus, la fabrication du contrepoids par un procédé de fabrication additive permet d’obtenir un contrepoids plus précis, ce qui permet de maîtriser le bruit et les vibrations générés à l’intérieur du compresseur à spirales.
Le contrepoids peut également comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de montage est configurée pour être fixée à un arbre d’entraînement du compresseur à spirales.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de montage est configurée pour entourer au moins partiellement l’arbre d’entraînement, et par exemple pour entourer l’arbre d’entraînement.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de montage comprend une section annulaire circulaire.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de montage a une première hauteur, c’est-à-dire une première dimension axiale, et la partie de masse a une deuxième hauteur, c’est-à-dire une deuxième dimension axiale, qui est supérieure à la première hauteur, c’est-à-dire à la première dimension axiale.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de montage et la partie de masse sont réalisées en un même matériau de fabrication additive.
Selon un mode de réalisation de l’invention, un taux de remplissage de la partie de montage est différent d’un taux de remplissage de la partie de masse.
Un taux de remplissage d’une partie de contrepoids est défini comme le rapport entre le volume de matériau de fabrication additive appliqué pour fabriquer ladite partie de contrepoids et le volume total de ladite partie de contrepoids. Plus le taux de remplissage d’une partie de contrepoids est élevé, plus la masse de ladite partie de contrepoids est élevée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la première densité de la partie de montage et la deuxième densité de la partie de masse sont différentes l’une de l’autre. Ceci permet d’optimiser les propriétés du contrepoids, premièrement pour monter et fixer le contrepoids sur l’arbre d’entraînement, et deuxièmement pour définir à la fois la masse totale et la position du centre de gravité de la partie de masse.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les première et deuxième densités sont déterminées par la quantité de matériau utilisée dans chacune de la partie de montage et de la partie de masse, caractérisée par son taux de remplissage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la première densité de la partie de montage et la deuxième densité de la partie de masse sont identiques, ce qui signifie qu’un taux de remplissage constant a été utilisé pour fabriquer la partie de montage et la partie de masse.
Selon un mode de réalisation de l’invention, un taux de remplissage constant est utilisé pour fabriquer tout le contrepoids.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la deuxième densité de la partie de masse varie en continu. Par conséquent, la partie de masse est dépourvue de segments distincts.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de masse comprend au moins un premier segment ayant une densité de premier segment et un deuxième segment ayant une densité de deuxième segment qui est différente de la densité de premier segment.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les premier et deuxième segments sont agencés à des positions différentes dans une direction axiale et/ou radiale.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les premier et deuxième segments diffèrent en taille.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la densité de premier segment est identique à la première densité.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier segment est formé radialement vers l’extérieur de la partie de montage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier segment est directement relié à la partie de montage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier segment s’étend radialement vers l’extérieur à partir de la partie de montage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième segment est formé radialement vers l’extérieur du premier segment.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les premier et deuxième segments ont sensiblement la même hauteur, c’est-à-dire sensiblement la même dimension axiale.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les premier et deuxième segments ont sensiblement la même dimension radiale.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième segment est axialement décalé par rapport à la partie de montage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième segment est formé au-dessus du premier segment.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de masse comporte au moins un segment supplémentaire. La densité de segment de l’au moins un segment supplémentaire peut être identique aux ou différente des densités de premier et deuxième segments.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les premier et deuxième segments et l’au moins un segment supplémentaire sont agencés dans n’importe quel ordre de position ou de taille à l’intérieur de la partie de masse.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les densités de segment de tous les segments de la partie de masse sont différentes de la première densité de la partie de montage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le contrepoids comporte un passage d’huile formé à l’intérieur de la partie de masse.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le passage d’huile comporte au moins une ouverture de sortie d’huile débouchant dans une surface externe de la partie de masse.
Selon le mode de réalisation de l’invention, l’au moins une ouverture de sortie d’huile comporte plusieurs ouvertures de sortie d’huile qui sont décalées angulairement par rapport à un axe central de la partie de montage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le passage d’huile comporte une ouverture d’entrée d’huile débouchant dans la surface interne de la partie de masse. Avantageusement, l’ouverture d’entrée d’huile est située près de la partie de montage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’au moins une ouverture de sortie d’huile est axialement décalée par rapport à l’ouverture d’entrée d’huile.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’au moins une ouverture de sortie d’huile est située près d’une surface d’extrémité de la partie de masse. Avantageusement, la surface d’extrémité est configurée pour faire face à une volute orbitante du compresseur à spirales.
La présente invention se rapporte également à un compresseur à spirales comportant un arbre d’entraînement et au moins un contrepoids selon la présente invention fixé à l’arbre d’entraînement.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’arbre d’entraînement s’étend sensiblement verticalement et l’au moins un contrepoids comporte un premier contrepoids fixé à une partie supérieure de l’arbre d’entraînement et un deuxième contrepoids fixé à une partie inférieure de l’arbre d’entraînement.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier contrepoids est configuré pour équilibrer au moins partiellement la masse d’une volute orbitante du compresseur à spirales.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier contrepoids est fixé à une partie d’entraînement de l’arbre d’entraînement qui est partiellement montée dans une partie de moyeu prévue sur la volute orbitante et qui est configurée pour coopérer avec la partie de moyeu de manière à entraîner la volute orbitante dans des mouvements orbitaux.
Ces avantages et d’autres deviendront évidents à la lecture de la description suivante, compte tenu des dessins ci-joints représentant, à titre d’exemples non limitatifs, des modes de réalisation d’un compresseur à spirales selon l’invention.
La description détaillée suivante de plusieurs modes de réalisation de l’invention est mieux comprise lorsqu’elle est lue conjointement avec les dessins annexés étant entendu, cependant, que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation spécifiques divulgués.
La est une vue en coupe longitudinale d’un compresseur à spirales selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La est une vue partielle en coupe longitudinale d’un compresseur à spirales selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La est une vue partielle en coupe longitudinale d’un compresseur à spirales selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
La est une vue partielle en coupe longitudinale d’un compresseur à spirales selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
La est une vue en coupe transversale d’un premier contrepoids du compresseur à spirales de la .
La est une vue partielle en coupe longitudinale d’un compresseur à spirales selon un cinquième mode de réalisation de l’invention.
La ​​ est une vue partielle en coupe longitudinale d’un compresseur à spirales selon un sixième mode de réalisation de l’invention.
La est une vue partielle en coupe longitudinale d’un compresseur à spirales selon un septième mode de réalisation de l’invention.

Claims (18)

  1. Contrepoids (26, 31) pour un compresseur à spirales (1), le contrepoids (26, 31) étant fabriqué par un procédé de fabrication additive et comprenant une partie de montage (28) ayant une première densité et une partie de masse (29) ayant une deuxième densité, la partie de masse (29) étant formée radialement vers l’extérieur de la partie de montage (28).
  2. Contrepoids (26, 31) selon la revendication 1, dans lequel la partie de montage (28) est configurée pour être fixée à un arbre d’entraînement (16) du compresseur à spirales (1).
  3. Contrepoids (26, 31) selon la revendication 2, dans lequel la partie de montage (28) est configurée pour entourer au moins partiellement l’arbre d’entraînement (16).
  4. Contrepoids (26, 31) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la partie de montage (28) comprend une section annulaire circulaire.
  5. Contrepoids (26, 31) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la partie de montage (28) et la partie de masse (29) sont réalisées en un même matériau de fabrication additive.
  6. Contrepoids (26, 31) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel un taux de remplissage de la partie de montage (28) est différent d’un taux de remplissage de la partie de masse (29).
  7. Contrepoids (26, 31) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la première densité de la partie de montage (28) et la deuxième densité de la partie de masse (29) sont différentes l’une de l’autre.
  8. Contrepoids (26, 31) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la première densité de la partie de montage (28) et la deuxième densité de la partie de masse (29) sont identiques.
  9. Contrepoids (26, 31) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la partie de masse (29) comprend au moins un premier segment (29.1) ayant une densité de premier segment et un deuxième segment (29.2) ayant une densité de deuxième segment différente de la densité de premier segment.
  10. Contrepoids (26, 31) selon la revendication 9, dans lequel les premier et deuxième segments (29.1, 29.2) sont agencés à des positions différentes dans une direction axiale et/ou radiale.
  11. Contrepoids (26, 31) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel les premier et deuxième segments (29.1, 29.2) diffèrent en taille.
  12. Contrepoids (26, 31) selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel la densité de premier segment est identique à la première densité.
  13. Contrepoids (26, 31) selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel la partie de masse (29) comporte au moins un segment supplémentaire (29.3), la densité de segment de l’au moins un segment supplémentaire (29.3) étant différente des densités de premier et deuxième segments.
  14. Contrepoids (26, 31) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le contrepoids comporte un passage d’huile (38) formé à l’intérieur de la partie de masse (29).
  15. Contrepoids (26, 31) selon la revendication 14, dans lequel le passage d’huile (38) comporte au moins une ouverture de sortie d’huile (41) débouchant dans une surface externe de la partie de masse (29).
  16. Contrepoids (26, 31) selon la revendication 15, dans lequel l’au moins une ouverture de sortie d’huile comporte plusieurs ouvertures de sortie d’huile (41) qui sont décalées angulairement par rapport à un axe central de la partie de montage (28).
  17. Compresseur à spirales (1) comportant un arbre d’entraînement (16) et au moins un contrepoids (26, 31) selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, fixé à l’arbre d’entraînement (16).
  18. Compresseur à spirales (1) selon la revendication 17, dans lequel l’arbre d’entraînement (16) s’étend sensiblement verticalement et l’au moins un contrepoids comporte un premier contrepoids (26) fixé à une partie supérieure de l’arbre d’entraînement (16) et un deuxième contrepoids (31) fixé à une partie inférieure de l’arbre d’entraînement (16).
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