Brevet FR2009235A1 — publié le 19700130

Sans les compresseurs à gaz du type bien connu munis d'une soupape d'aspiration comportant un plateau porte-sièges, un plateau de butée et des organes de fermeture constitués par des clapets circulaires ou annulaires ou par des lames flexibles qui 5 sont normalement repoussés contre leurs sièges respectifs» il est de pratique courante de prévoir un dispositif de décompression qui soulève mécaniquement et maintient à distance de leurs sièges respectifs les organes obturateurs de la soupape. Ce résultat est en général obtenu à l'aide d'un mécanisme pouvant être animé d'un 10 mouvement de va-et-vient et comportant des tiges traversant les passages ménagés pour l'air dans l'organe porte-sièges et qui viennent repousser les organes de fermeture de la soupape* Ce type de mécanisme décompresseur donne toute satisfaction aux basses pressions» mais il n* en est pas de même lorsque la pression à laquelle ils 15 sont soumis est supérieure à 35 kg/cm • À e©g fortes pressions» la soupape d'aspiration peut subir une surchauffe en raison du coefficient d'ouverture relativement faible qui s'y établit, la force nécessaire pour décoller les organes de fermeture de leurs sièges peut devenir excessive et ces organes de fermeture peuvent être «n-20 dommagéa en raison de la violence avec laquelle ils sont projetés contre leur siège lorsque l'on fait cesser la compression. Aux pressions élevées, l'élévation excessive da la température de la soupape pose un problème difficile à résoudre du fait que, dans les soupapes du type décrit, le gaz aspiré suit un trajet tortueux et 25 de section réduite, et ces conditions défavorables sont aggravées par le fait que les tiges du mécanisme décompresseur, qui traversent nécessairement les conduits de passage de la soupape, en réduisent encore plus la section à la fois en marche normale et en marche avec décompressions 30 L'un des objets de la présente invention est un mécanis me décompresseur perfectionné pour cylindre de compresseur à gaz» utilisable particulièrement aux pressions élevées et dont la commande ne nécessite qu'une faible force motrice. Le mécanisme décompresseur de la présente invention est 35 associé à une soupape d'aspiration de type courant munie d'un conduit de passage axial. Un élément tubulaire en contact avec la face extérieure de la soupape communique avec le conduit axial de celle-ci et est percé de lumières débouchant dans la chambre d'aspiration 69 16280 2 2009235 du cylindre. Un piston de décompression, coulissant à l'intérieur de cet élément tubulaire, interrompt la communication entre le conduit axial de la soupape et les lumières de l'élément tubulaire lorsqu'il est sur une première position et rétablit cette commun!-5 cation lorsqu'il est sur une deuxième position» La description qui Ta suivre, et le dessin annexé donné surtout à titre d'exemple non limitatif, feront mieux comprendre comment la présente invention peut être réalisée. Sur le dessin annexé, la figure unique représente en cou-10 pe axiale une soupape d'aspiration de compresseur à gaz munie du mécanisme décompresseur de l'invention. La figure unique du dessin annexé représente line partie d'un cylindre de compresseur comprenant une partie de sa cloison intérieure 11 formant la paroi 12 de la chambre de compression et 15 une partie de la paroi extérieure 13 de ce cylindre. La cloison intérieure 11 et la paroi extérieure 13 délimitent entre Aies une eharn*» bre d'aspiration 14» La cloison intérieure 11 est percée d'un orifice d'aspiration 15 en communication avec la chambre d'aspiration 14 et avec 20 la chambre de compression du cylindre, cet orifice 15 formant un épaulement 16 tourné vers l'extérieur et sur lequel vient 3appuyer la soupape d'aspiration 18. La cloison extérieure 13 est percée d'un alésage 18 dont l'axe est aligné sur celui de l'orifice 15 et dont le diamètre est plus grand que selui de cet orifice. 25 La soupape d'aspiration 13 est de type classique et com porte un plateau annulaire de butée 19 et un plateau annulaire porte-sièges 20 délimitant entre eux me chambre de levée 21, et deux clapets annulaires et concentriques 22 constamment repouasés contre leurs sièges respectifs par des ressorts 23« Des conduits 30 24, aagulairement équidistants et traversant perpendiculairement le plateau porte-sièges, font communiquer la chambre de levée 21 et la chambre d'aspiration 14, et des conduits 25, équidistante annulai renient et traversant perpendiculairement le plateau annulaire de butée font communiquer cette chambre 21 et la chambre de compres-35 sion du cylindre. Pendant le temps d'aspiration, les clapets annulaires 22 s'écartent de leurs sièges et le gaz pénètre dans la chambre de compression en passant par les conduits 24 puis par les conduits 25 après avoir contourné les clapets 22. Pendant la course 69 16280 3 2009235 de compression, les clapets annulaires 22 s*assoient sur leurs sièges et empêchent le gaz de traverser la soupape en sens inverse. La soupape 18 est assise sur l'épaulement 16 par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité approprié et est percée d'un con-5 duit axial 26 permettant au gaz de circuler dans les deux sens entre la chambre d'aspiration 14 et la chambre de compression du cylindre. La face extérieure de la soupape, qui est formée par la face supérieure du plateau de butée 20, porte un épaulement intérieur 27 entourant le conduit axial 26 et un épaulement périphéri-10 que extérieur 28. La soupape d'aspiration 18 est maintenue appliquée contre 1* épaulement 16 du cylindre par un chapeau 29 constitué par une bride 30 et par un corps tubulaire attenant 31 dirigé vers le bas* Ce corps tubulaire 31 est logé dans l'alésage 17 de la paroi exté-15 rieure 13 du cylindre et son extrémité inférieure vient s'appliquer contre 1'épaulement 28 de la soupape. Le chapeau de soupape 29 est fixé sur la paroi 13 du cylindre par des vis appropriées 33 passant dans des trous prévus à cet effet sur la bride 30. Le corps tubulaire de ce chapeau ae loge sans jeu dans l'alésage 17 et l'étanché-20 ité de cet assemblage est assurée par un joint torique logé dans une gorge annulaire de la paroi 13» La bride 30 du ehapeau de soupape est percée d'un alésage central 35 coaxial avec le conduit 26 de la soupape 18. Cet alésage 35 reçoit un manchon tubulaire 38 dont l'extrémité inférieure s'ap-25 plique contre 1'épaulement intérieur 27 de la soupape par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité approprié. L'extrémité supérieure de ce manchon se loge sans jeu dans l'alésage 35 de la bride et porte extérieurement une gorge annulaire dans laquelle est logé tin joint torique qui assure l'étanchéité entre le manchon et l'alésage 30 35. Le manchon 38 forme intérieurement une chambre cylindrique 40 dans laquelle coulisse un piston de décompression 41 do&t la longueur est relativement importante, et sa paroi est percée de part en part d'une ou de plusieurs lumières 42. La hauteur du piston 41 35 mesurée en direction axiale est plus grande que 1'ouverture en direction axiale des lumières 42, et ce piston est muni de segments 43 situés à proximité de chacune de ses extrémités et qui assurent son étanchéité à l'intérieur du manchon 38 au-dessus et au-dessous des 69 16280 4 2009235 des lumières 42 lorsqu'il est sur sa position dessinée en traits pleins sur le dessin annexé. Cette position du piston de décompression 41 est sa position de marche normale du compresseur pour laquelle il interrompt la communication entre l'orifice de la soupape 5 26 et les lumières 42 du manchon# Le corps tubulaire 31 du chapeau de la soupape est percé d'une ou de plusieurs lumières 44, de sorte que les lumières 42 du manchon sont constamment en communication avec la chambre d'aspiration 14e Le piston de décompression 41 est actionné par un dispo— 10 sitif de commande 48 agissant sous l'action d'un fluide sous près» sion et comportant un boîtier de forme générale cylindrique constitué par un corps 49 en forme de cylindre creux fermé sur son extrémité inférieure et par un couvercle 50. La paroi de fond du corps 49 porte un bossage cylindrique central 51 qui vient se loger sans 15 jeu dans l'alésage 35 du chapeau de soupape et dont l'étanchéité est assurée dans cet alésage par un joint torique logé dans une gorge annulaire qu'il porte sur sa surface latérale. Le dispositif de commande 48 est fixé sur la bride 30 du chapeau de soupape par des goujons 53 qui traversent le corps 49 et le couvercle 50 de ce 20 dispositif et par des écrous appropriés, de sorte que ce dispositif de commande 48 à la fois obture l'extrémité supérieure du manchon 38 et maintient celui-ci appliqué contre 1*épaulement 27» Le corps et le couvercle du dispositif de commande délimitent une chambre cylindrique fermée 56 dans laquelle coulisse 25 dans les deux sens un piston de commande 57 formant joint étanche avec la paroi de cette chambre cylindrique. Les deux pistons 57 et 41 sont reliés et maintenus à distance l'un de l'autre par une tige 58 passant dans un alésage 59 percé au centre du bossage 51 du corps du dispositif de commande et dont l'étanchéité est assurée à ce pas-30 sage par des joints toriques appropriés. La tige 58 se prolonge par une jauge 61 dépassant à l'extérieur, qui traverse le couvercle 50 en passant dans un alésage 62 prévu à cet effet et dont l'étanchéité à ce passage est assurée par un joint torique. Ses conduits 65 et 66 prévus dans le boîtier du dispositif 35 de commande permettent d'introduire un fluide moteur dans la chambre 56 respectivement au-dessus et au-dessous du piston de commande 57 en vue de provoquer les mouvements nécessaires des pistons 57 et 41 entre leur position haute et leur position basse. Sur le dessin 69 16280 5 2009235 annexé, l'ensemble constitué par ces deux pistons et les pièces qui leur sont associées est représenté en traits pleins sur sa position basse correspondant à la marche en charge du compresseur. Cet en- -semble est mis et maintenu sur cette position par la pression d'un 5 fluide introduit dans la chambre 56 par le conduit 65® Dans cette position, le piston de décompression 41 obture le© lumières 42 et les segments 43 de ce piston assurent son étanehéité dans le manchon 38 au-dessus et au-dessous de eee luaiièrea® Oe piston 41 est percé d'un ou de plusieurs éventg longitudinaux 45 qui établissent 10 une communication entre oes deu^ faces; opposées et équilibrent ainsi les pressions agissant su..- chacune de ces faceso Cette disposition évite la nécessité d'avoir à -rainer* la pression existant par la chambre de compression lorsqu'on désire mettre le piston 41 sih? sa position de marche en charge* Lorsque le dispositif de décom-15 pression de l'invention ©3t sur cette position, la soupape d1aspiration 18 fonctionne à la manière habit-asile -3t permet au gas d© pénétrer danc la chambre de compression* La mise des pietoBs41 et 57 sur leur position haute de décompression s'effectue en introduisant par le conduit 66 un £lui*=» 20 de sous pression dans la chambre 5o» la partie de cette chambre située au-dessus du piston 57 étant simultanément mise en communication avec l'atmosphère. Les deux pistons se mettent alors sur leur position extrême haute qui est déterminée par une butée tubulaire 52 fixée sous le couvercle 50 du dispositif de commande. Cette 25 butée 52 arrête les pistons dans leur mouvement de levée sur une position pour laquelle la ou les lumières 42 sont complètement découvertes. La chambre d'aspiration 14 et la chambre de compression du cylindre sont de ce fait mises en pleine communication par l'intermédiaire des lumières 44 du chapeau de soupape, des lumières 42 30 du manchon 38, du conduit inférieur de ce manchon et de l'orifice 26 de la soupape. La butée tubulaire 52 a aussi pour rôle de maintenir en position un ou plusieurs ressorts de compression 67 qui tendent constamment à repousser les deux pistons sur leur position basse 35 de marche en charge. La jauge dépassante 64 fournit une indication visible de la position du piston de décompression 41 « Bu fait que, dans le mécanisme de décompression de ORIGINAL 69 16280 6 2009235 l'invention, la soupape d'aspiration comporte un orifice à passage direct» le coefficient de dépense de la soupape lorsqu'elle est en décompression est considérablement amélioré» Il s'ensuit que, en position de d é c omp y s s s i oas la soupape s'échauffe beaucoup moine9 5 et que la force motrice nécessaire pour la maintenir sur cette po» sition est moindre; dm fait qu'ime résistance moindre est opposé® au passage de l'air entrant dans la chambre de compression du cylindre et en sortant* D*autre ?artp 1© coefficient de dépense de la soupape d'aspiration est aussi amélioré en marche de charge du fait 10 de l'ai? sens s dans les conduits ©ette soupape de tiges de oomaaand© do la déecapronnigzl6 D'autre part, les pressions étant équilibrées aux les doras fcceo fe pistsu 41, la force néesseair© pour mouvoir le mécanisme de décompression vers sa position d® marche sa charge ou d© mareh© en âé®oapz»3ssion se réduit à celle né» 15 cessaire pour -waiasre las fr-ettccoats â-ss joints d'étanchéité. Par TiitSp 1® méeaais&c de décsqpRC-tsslda. de X*inventisa convient pas*-ticmlibraneat psmr ojliafires dans lesquels les différeaeas de prsssiea goat élevsae est permet de réaliser un mécanisme de' décompression su? des sjlindrss de compresseur qui ne pou~ 20 valent pas auparavant en Itrs osais. Bien entendu^ la présent© invention n'est pas limitée au mode de .réalisation décrits mil s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. «. ; ORIGINAL 69 16280 7 2009235 - BEYENJIGATIONS -1Dispositif de décompression utilisable sur un compresseur à gaz comportant un cylindre, un piston coulissant dans ce cylindre, une chambre d'aspiration et une soupape d'aspiration met-5 tant en communication cette chambre d'aspiration et le cylindre ; ce mécanisme comportant : - m élément tubulaire venant s'appliquer sur la face extérieure de la soupape d'aspiration, cette soupape comportant un orifice à passage direct formant conduit de passage d'air et corn- 10 muniquant arec l'intérieur dudit élément tubulaire, la paroi latérale de cet élément tubulaire étant percée d'une lumière débouchant dans ladite chambre d'aspiration j et - un piston de décompression coulissant dans cet élément tubulaire, ce piston, lorsqu'il est sur une première position, in- 15 terrompant la communication entre l'orifice de la soupape et ladite lumière, et rétablissant cette communication lorsqu'il est sur une deuxième position ; et - tin dispositif de commande permettant de déplacer le pis-tion de décompression entre ses positions précitées* 20 2.- Dispositif selon la revendication 1 comportant un dispositif de fermeture de l'extrémité extérieure dudit élément tubulaire, et dans lequel le piston de décompression a une longueur plus grande que l'ouverture de ladite lumière mesurée longitudinale-ment, recouvre complètement cette lumière lorsqu'il est sur sa pre-25 mière position et est percé de conduits longitudinaux égalisant les pressions sur ses deux faces* 3»- Dispositif selon la revendication 1 et muni en .outre d'un dispositif de commande agissant sur le piston de décompression et comportant s un boitier formant paroi de fermeture de l'extré-30 mité extérieure dudit élément tubulaire, un piston de commande coulissant dans ce boîtier ; une tige réunissant ce piston de commande et le piston de décompression du mécanisme, cette tige traversant ladite paroi de fermeture en passant dans un joint d'étanchéité ; et des conduits permettant de faire agir un fluide sous pression res-35 pectivement sur l'une et l'autre face dudit piston de commande* 4.- Dispositif selon la revendication 3 dans lequel une jauge indicatrice s'étend à partir du piston de commande dans le prolongement de la tige de ce piston, cette jauge indicatrice 69 16280 8 2009235 traversant la paroi extérieure du boîtier du dispositif de commande et fournissant une indication visuelle de la position du piston de décompression dans 1*élément tubulaire qui 1*entoure. 5.- Dispositif selon la revendication 3 dans lequel un ou 5 plusieurs ressorts logés dans le boîtier du dispositif de commande tendent constamment à repousser le piston de décompression sur sa première position. 6o- Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le cylindre du compresseur forme un épaulement dirigé vers l'extérieur 10 et sur lequel vient s*appuyer la soupape d'aspiration, la face extérieure de cette soupape formant sur sa périphérie un épaulement tourné vers l'extérieur et sur lequel vient s'appuyer un chapeau de soupape, ce chapeau étant fixé sur le cylindre du compresseur de sorte qu'il maintient appliquée la soupape contre ledit épaulement 15 du cylindre ; la paroi latérale de ce chapeau de soupape étant percée d'une lumière alignée sur celle de l'élément tubulaire, cet élément tubulaire venant s'appliquer par son extrémité intérieure et avec interposition d'un joint d'étanchéité sur la soupape d'aspiration et s'engageant par son extrémité extérieure dans un alésa-20 ge prévu au centre de la paroi supérieure du chapeau de soupape avec interposition d'un joint d'étanchéité. 7.- Dispositif selon la revendication 6 et comprenant en outre un dispositif de commande constitué par : un boîtier formant paroi de fermeture de l'extrémité extérieure dudit élément tubu- 25 laire et délimitant un cylindre de commande ; un piston de commande coulissant dans ce cylindre ; une tige reliant ce piston de commande et le piston de décompression, cette tige traversant par un joint étanche ladite paroi de fermeture de l'extrémité supérieure de l'élément tubulaire ; et des conduits permettant de faire agir 30 un fluide moteur respectivement sur l'une et l'autre face du piston de commande de façon à faire déplacer le piston de décompression entre ses deux positions. 8.- Dispositif selon la revendication 7 dans lequel le boîtier du dispositif de commande est fixé sur le chapeau de la 35 soupape et s'appuie sur l'extrémité extérieure de l'élément tubulaire de façon à maintenir celui-ci appliqué contre la soupape.