Brevet FR2028412A1 — publié le 19701009

i 2028412 La présente invention concerne un dispositif servant à diminuer la charge ou les chocs exercés sur un compresseur à a3r, au démarrage, en cours de fonctionnement ou lorsqu'il s'arrête» D'une façon générale, au moment du démarrage d'un compres-~ seur, le côté de refoulement de l'air de ce compresseur est soumis à une pression élevée provenant d'un réservoir contenant- de l'air comprimé, de sorte qu'un moteur servant à entraîner ce compresseur à air doit, au moment de son démarrage, surmonter une charge relativement importante, ce qui rend le démarrage du compresseur dif-10 ficilej jusqu'à ce jour, diverses mesures ont été prises pour diminuer la charge au moment du démarrage. Ces mesures sont en particulier les suivantes; 1°. au moment du démarrage, le moteur fonctionne à vft.de, t jusqu'à ce qu'il atteigne une vitesse normale de rotation, et, une 15 fois que ce moteur tourne à la vitesse normale, il fonctionne en charge et amorce l'opération de compression d'air; 2°. lorsque l'air contenu dans le réservoir à ata atteint une pression donnée, une soupape de régulation de pression se déclenche et fait passer au fonctionnement à vide (ou arrête le 20 fonctionnement du moteur)| J>°. lorsque la pression du réservoir à air descend au-dessous d'une valeur minimale donnée, cette soupape de régulation de pression est déclenchée de manière àp?ovôquer le fonctionnement en charge et à amorçer l'opération de compression de l'air (lorsque 25 le moteur est arrêté, il convient de se reporter au point 4 suivant), 4° » lorsque le moteur est débranché au cours de la mise en charge (y compris le cas où ce moteur est arrêté, comme expliqué sous 2)*, le fonctionnement à vide se produit immédiatement, de manière à diminuer le choc et la charge au moment de l'arrêt. Si les opérations décrites sous les points 1, 2, 3 et 4 ci-dessus ne s'effectuent pas de façon parfâftLtre, *La charge qui s'exerce sur le moteur ne peut pas être diminuée. Lorsque le moteur est débranché au cours du fonctionnement en charge, il existe une force qui arrête le compresseur, en raison 55 de la charge exercée sur ce compresseur, et une charge est appliquée sur le moteur en sens inverse, de telle manière que ce moteur tourne en sens inverse tout de suite avait de s'arrêter. En conséquence, il s'exerce des chocs irréguliers sur certaines parties du com 69 2628T 2 2028412 presseur, par exemple sur le piston, le vilebrequin et les bielles. Ces chocs ont des effets fâcheux qui conduisent à un désaxage des pièces coulissantes ou autres défauts du compresseur à air. Pour remédier à ces inconvénients, on a utilisé divers moyens 5 et, en particulier, ùn circuit électrique spécial comprenant un robinet électro-magnétique, un robinet à trois directions utilisant par exemple un pendule centrifuge, mais tous ces moyens ont des inconvénients5 en particulier, ils sont de conception compliquée ou bien de réglage difficile„ 10 La présente invention concerne un dispositif permettant de diminuer les charges s'exerçant sur un compresseur à air, et au moyen duquel ces charges sont réduites au moment du démarrage, en cours de fonctionnement et au moment de l'arrêt, ce qui permet à ce compresseur de fonctionner doucement, ce dispositif ayant en parti-15 culier l'avantage d'être d'une construction simple par rapport aux dispositifs antérieurs ce qui diminue les inconvénients exposés ci-dessus, et de permettre de régler le compresseur à air de façon stable» De façon plus précise, la présente Invention a pour objet 20 un dispositif servant à diminuer les charges qui s'exercent sur un compresseur à air, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend une pompe d'alimentation en lubrifiant reliée à un vilebrequin du compresseur, une soupape de détente fixée sur ce vilebrequin, cette soupape étant reliée à ladite pompe d'alimenta-25 tion en lubrifiant est destinée à fonctionner lorsque la force centrifuge diminue, le montage étant tel que, au cours du fonctionnement normal du compresseur à air, la pression hydraulique fournie par la pompe d'alimentation en lubrifiant agit sur un piston d'une soupape de commande, de façon à arrêter l'air comprimé provenant 50 du réservoir à air,, de telle manière que le compresseur fonctionne en charge et que, lorsque la rotation descend au-dessous de la valeur normale, cette soupape de détente se déclenche pour faire baisser immédiatement la pression hydrauliquel ce qui a pour effet de chasser. 1 ' air comprimé du réservoir à air, et de faire f onc-35 tionner le compresseur à vide. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention,, 26281 3 2028412 Sur ces dessins, -la figure 1 est une coupe schématique longitudinale du dispositif selon l'invention, -la figure 2 est une coupe de la soupape de détente, et, -la figure 3 est une coupe schématique longitudinale de la pompe d'alimentation en lubrifiant et les pièces correspondantes. Le compresseur à air a comporte un carter 1, des cylindres 2 et 3 munis de soupapes cféchappement 2a et 3a et détendeurs 2b 3b d'une soupape d'admission, des pistons 4 et 5 munis de bielles 4a et 5a et un vilebrequin 6, ces pistons 4 et 5 étant entraînés par un moteur 7 par l'intermédiaire d'une transmission appropriée. Les soupapes d'échappement 2a et 3a sont branchées, par l'intermédiaire d'un tuyau d'échappement 8, sur un réservoir 9 à air, et les détendeurs 2b et 3b de la soupape d'admissionsait branchés, par 1'intermédiaire d'un tuyau de liaison 10, à une lumière 11 d'échappement d'air d'une soupape de commande b comme il sera expliqué ci-après. Une pompe 12 d'alimentation en lubrifiant est reliée à un arbre d'entraînement 6b du vilebrequin 6, et, lorsque cet arbre tourne, l'huile 13 contenue dans le carter 1 est envoyée, par un tuyau d'aspiration 12a, jusqu'au vilebrequin 6 et aux bielles 4a et 5a, et une partie de cette huile est envoyée dans une ouverture d'admission 15 de la soupape de commande b, par l'intermédiaire d'une conduite 14. Une soupape de détente 16 comprend un corps 16a qui présenté une lumière d'échappement l6a-l, un élément 16b logé de façon à coulisser dans ce corps et comportant tin passage l6b-l, et un ressort l6ç disposé entre ce corps et lëdit élément coulissant. La soupape de détente 16 est actionnée par le vilebrequin 6 à la position à laquelle elle est soumise à la force centrifuge lorsque le vilebrequin tourne, et le passage l6b-l de cette soupape de détente communique avec la pompe 12 d'alimentation en lubrifiant, par un -passage aménagé dans le vilebrequin 6 et l'arbre d'entraînement 6b. La soupape de commande b comprend un cylindre 17 et un cylifîdrè 18 à piston hydraulique, ces deux éléments étant reliés par un joint torique bl. Dans ce cylindre de soupape 17 il est -prévu un corps de soupape 19 et un ressort 20, un passage 17a étant aménagé sur le pourtour intérieur du cylindre de soupape, le corps de soupape 19 est construit de manière qu'il peut venir s'appliquer 69 26281 4 2028412 contre la garniture 21 de façon étanohe à l'air. Un© entrée 22 d'air eosspriEiê est prévue à l3extrémité supérieure du cylindre de scup&p® 17 ot ©lie est reliés r-as-3r-'t&î^; d-àlr 9 par un tuyau de liaison 23, et la luaière 11 d* échappement d'air est disposée d'un . côté dudit cylindre de soupape. Un piston 24 muni d'une bague torique 24a est disposé dans ce cylindre 18 à piston hydraulique, et une bielle 24b de ce piston 24 coulisse dans un orifice de guidage 25 comportant une bague torique 25a et, passe à son extrémité supérieure, par un pas-10 sage d'air 18a pour venir au contact de l'extrémité inférieure du corps de soupape 19. Ce passage d'air 18a communique avec un passage d'air 18b. Un couvercle 26 muni d'une lumière d'admission 15 est vissé sur l'extrémité inférieure du cylindre 18 à piston hydraulique, de manière à constituer une chambre de pression 27. 15 Un détendeur-£ comporte des passages d'air 28 et 29» et un corps de soupape 30 servant à brancher ou débrancher ces passages. Le passage d'air 28 est relié au réservoir d'air 9 au moyen d'un tuyau de liaison 31» et le passage d'air 29 est relié au passage d'air l8b du cylindre 38 à piston hydraulique par une tuyau-20 terie 32. Il est prévu, au-dessus du corps de soupape 30, un organe 34 sollicité élastiquement. Cet organe 34 est appliqué vers le bas par un ressort 33 pour venir au contact du corps de soupape 30, et il est prévu un mécanisme 35 servant à régler la force 25 élastique de ce ressort 33. Sur les dessins, la référence 36 désigne un orifice de vidange servant à recueillir l'eau des tuyaux de liaison et à purger l'eau automatiquement lorsque le compresseur est arrêté, et la référence 37 désigne un orifice d'évent. 30 Le compresseur d'air a est entraîné par le moteur 7 de manière à envoyer de l'air comprimé dans le réservoir 9« Lorsque la pression dans ce réservir est inférieure à; une valeur donnée, le corps 30 du détendeur o est appliqué vers le bas, sous l'effet de la force élastique du ressort 33 et bouche le passage d'air 28, 35 tandis que le passage d'air 29 communique avec ^.atmosphère par le passage 18b. Lorsque le total de la pression fournie par le réservoir d'air 9 et de la pression exercée par le ressort 20 est supérieur BAD ORIGNAL 69 26281 2028412 à la pression appliquée au pisto%24, le corps de soupape 19 de 3a soupape hydraulique de commande b est maintenu au contact de la garniture 21, de sorte que la lumière 11 d'échappement d'^air se trouve isolée du passage 18b qui conduit au détendeur c, tandis 5 que cette lumière 11 communique avec l'entrée 22 d'air comprimé., Lorsque la somme de la pression de l'air et de la pression exercée par le ressort est inférieure à la pression appliquée au piston hydraulique 24, le corps de soupape 19 s'éloigne de la garniture 21 comme représenté sur la figure 1, de manière que la lumière 11 10 d'échappement d'air et le passage d'air 18b conduisant au détendeur c.sont réunis par le passage d'air 18a. Lorsque la lumière 11 d'échappement d'air de la soupape hydraulique de commande b communique avec les détendeurs 2h et 3b de la soupape d'admission du compresseur d'air a, et, lorsque l'on 15 introduit de l'air comprimé, les soupapes d'admission s'ouvrent, de telle manière que le compresseur d'air a passe du fonctionnement en charge au fonctionnement à vide. Lorsque le vilebrequin 6 tourne à la vitesse normale, 1'élément coulissant 16b de la soupape de détente 16 est entraîné, 20 à 1* encontre du ressort 16cî, vers la droite selon la figure 2, sous l'effet de la force centrifuge, de sorte que la lumière d'échappement l6a-l se ferme. Lorsque la vitesse de rotation descend au-dessous d'une valeur donnée, l'élément coulissant 16b est ramené par la force élastique du ressort 1Ô£ et, par conséquent, l'huile 25 13 se déverse dans le réservoir ou carter 1, de sorte que la pression hydraulique diminue. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant î Au moment de son démarrage, le compresseur d'air fonc-30 tionne à vide, même si la pression régnant dans le réservoir d'air 9 étalft assez importante pour gêner ce démarrage, étant donné que . la pression dans ce réservoir a pour effet de solliciter le corps de soupape 19 vers le bas et que l'air comprimé s'écoule par la lumière 11 d'échappement d'air et déclenche les détendeurs 2b et 35 3b qui éliminent la charge exercée sur le compresseur d'air. Lorsque le compresseur d'air atteint sa vitesse normale de rotation, la pression d'huile se trouve augmentée par la pompe 12 d'alimentation en lubrifiant, et la soupape de détente 16 se 69 26281 6 2028412 ferme sous l'effet de la force centrifuge,fde sorte que le piston hydraulique 24 est soulevé à l'encontre de la pression exercée sur le corps de soupape 19 par le réservoir d'air 9 et par la force élastique du ressort 20, ce qui a pour effet d'arrêter la 5 pression fournie par le réservoir d'air. Dè la sorte, le compresseur passe au fonctionnement en charge. Lorsque le compresseur fonctionne à sa vitesse normale de rotation, la pression exercée sur le piston 24 est toujours supérieure à la somme des pressions du réservoir d'air 9 et du 10 ressort 20, et par conséquent, l'air envoyé par le réservoir 9 dans la soupape b est.arrêté par le piston. Lorsque la pression atteint une valeur maximale donnée, le corps de soupape 30 du détendeur _ç est entraîné vers le haut à 1'encontre du ressort 33, de sorte que l'air comprimé s'écoule 15 pair le passage 29, les. passages d'air 1^, 18a et 17a et la lumière d'échappement 11 pour atteindre les détendeurs 2b é't 3b ce qui a pour effet de mettre le compresseur en fonctionnement à vide. Lorsque la pression desôéîïâ: jusqu'à. une valeur minimum donnée, le corps de soupape 30 est entraîné vers le lias par le ressort 33, 20 ce qui a pour effet d'arrêter l'air comprimé et de mettre le compresseur en fonctionnement en charge. Lorsque le moteur 7 fonctionnant en charge est débranché, la soupape de détente 16 s'ouvre sous l'effet de la diminution de pression hydraulique due à la diminution de la vitesse de rotation 25 et par conséquent, l'huile se déverse dans le carter 1, ce qui a pour effet de faire Baisser brusquement la pression dans les diverses parties du compresseur d'air et, également, la pression appliquée sur le ressort 24. En conséquence le corps de soupape 19 est entraîné vers le bas par la pression du réservoir d'air 9 et par 30 1® ressort 20, de sorte que l'air comprimé s'écoule, .par la lumière 11 d'échappement d'air, dans-les détendeurs 2b et 3b, ce qui a pour effet de mettre le compresseur en fonctionnement à vide et de l'arrêter progressivement. En d'autres termes, du fait qu'il est prévu une soupape de détente 16 sur le vilebrequin 6, la pres-35 sion d'huile introduite dans la soupape de commande b est facilement réglée par la force centrifuge résultant de la rotation du vilebrequin 6 et, on assure ainsi une réduction stable et sûre de la charge au moment du démarrage ou de l'arrêt du compresseur d'air. Il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre explicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toutes modifications de détail sans sortir de son cake. BAD ORIGINAL 69 26281 7 2028412 KEVENDIÇATIOMS 1, Dispositif servant à diminuer la charge exercé® eur un compresseur d'als? comprenant un vilebrequin qui sert à entraîner-un piston, une soupape d'échappement d8air, un détendeur de soupape d'admission et un réservoir d'air qui communique avec ladite 5 soupape d'échappement d'air, ledit dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend une pompe d'alimentation en lubrifiant reliée au vilebrequin, une soupape de détente fixée à ce vilebrequin, ladite soupape de détente étant branchée sur cette 2. Dispositif#selon la revendication 1, caractérisé par 25 le fait qu'il comprend un détendeur servant à faire passer l'air comprimé contenu dans le réservoir d'air vers l'atmosphère, lorsque la pression dans ce résfrvoir d'air monte au-dessus d'une valeur donnée.