Brevet FR2264198A1 — publié le 19751010

La présente invention concerne une installation d'alimentation en pression dans le corps d'une soupape combinée d'aspiration et de pression d'un compresseur à pistons, pour la commande des pistons de vérin de décharge au démarrage et de reglage du debit en maintenant ouvertes les plaques de soupape d'aspiration par des tiges de soulèvement chargees par des ressorts dans le sens de l'ouverture, ces tiges pouvant être rappelées par des pistons de vérin agissant par des organes de transmission et comprenant un canal annulaire radial. Dans ces installations connues, pour le réglage du débit et la décharge pendant le démarrage, les cylindres de vérins sont sans pression pendant la phase de démarrage ou lorsqu'on veut réduire le débit. De cette façon, les tiges de soulèvement soumises à l'action de ressorts sont poussées contre la plaque de la soupape d1 aspiration et la maintiennent en position ouverte. Après le démarrage, ou lorsquton veut un débit total, on envoie dans le cylindre de vérin de soulèvement un agent de pression, par exemple de l'huile sous pression servant à graisser le mécanisme d'entraînement. Les pistons de soulèvement sont alors poussés contre un organe de transmission qui ramène les tiges de soulèvement de la soupape d'aspiration. On connaît une installation dans laquelle le corps de soupape comporte un organe d'entrafnement en forme d'anneau comme organe de transmission. Les tiges d soulèvement s'appuient par un collet sur la face supérieure, alors que les pistons de soulèvement agissent contre la face inférieure. Dans ce montage, il est nécessaire d'assurer l'alimentation en agent de pression par la partie inférieure des pistons de soulèvement, car ces pistons de soulèvement se déplacent dans le même sens que les tiges de soulèvement. Cela s'obtient par un ensemble de perçages radiaux et axiaux. Ces perçages créent une perte de charge relativement importante, de sorte que le temps de réponse à la commande est important, si bien clue 1 ' inertie du système est grande Les perçages présentent un encombrenent inportant. Les percages radiaux doivent on outre être fernés à la périphérie. Ccla augmente le diar-ietre soupape. Il con résulte 1 'inconvénic-nt d'une distance relativement grande cntre les cylindres dans le cas de compress@urs à pistons multiples. La @istance ontre les cylindres est une grandeur déterminante pour la construction d'un compresseur car elle détermine l'encombrement global et le cout en matériaux. Souvent pour des diamètres de soupape relativement importants, il n'est plus possible de respecter les dimensions internationales. Pour cette raison, on tend à maintenir le diamètre extérieur des soupapes aussi réduit que possible. On connaît également un autre type de soupapes, dans lequel des organes de transmission en forme de leviers basculants assurent l'inversion du sens de déplacement. L'agent de pression peut alors être amené par le haut, à travers un canal annulaire axial qui est prévu à un endroit permettant un rayon plus réduit. Cette structure est gênante à cause du grand nombre de pièces utilisées. Les leviers basculants demandent plus de place, de sorte que l'économie de place disparaît. En outre, il faut une division radiale du corps de la soupape d'aspiration pour y loger les leviers basculants. Cela nécessite des surfaces d'étanchéité supplémentaires et des éléments de fixation qui présentent eux aussi un certain encombrenent. I1 e-st en outre connu de réaliser le corps de soupape en deux partiels, en le coupant au niveau du fond du piston de soulèvement. I1 est alors possible de réaliser un canal annulaire axial au niveau du rayon du cylindre de soulèvement, ce canal recevant l'agent de pression par le haut. Le diamètre de la soupape peut ainsi être réduit, mais la hauteur est augmentée de celle du canal annulaire et des éléments de liaison des parties du corps de soupape. L'inconvénient commun à ces divers modes de réalisation cités en dernier lieu est la surface de division. Cette surface nécessite des moyens d'étanchéité complexes entre le côté d'aspiration et le côté de pression. De façon générale, on utilise à cet effet ciels vis qui présentent un encombrement important du fait des efforts d pression importants qui sont nécessaires, ce qui supprime tout gain de place que l'on pourrait obtenir. Il est en outre connu de prévoir le dispositif de soulèvement clans le corps de soupape, sous les plaques de la soupape d'aspiration. Ce dispositif se compose de plusieurs pistons de soulèvement auxquels les tiges de soulèvenent sont reliées (lirectenent. I;n ensemble à ressorts agit dans le sens de l'ouverture commue déjà indiqué et le retour des tigus est conmandé par un agent de pression.A cet effet, il est prévu une rainure raciale à la périphérie perçages radiaux partant de cette rainure pour aller vers les cylindres de soulèvement . Ce montage entraîne également un encombrement très grand. En outre, ce montage ne présente pas de fonctionnement sur. Par la liaison directe entr la tige de soulèvement et le piston de soulèvement, il faut réaliser le guidage des cieux parties de façon précise et étanche à la pression pour réduire les pertes d'agent de pression. De façon connue, les soupapes subissent des variations cie température en cours de fonctionnement, ce qui peut aboutir au grippage des dispositifs de soulèvement ou, lorsque le jeu est trop grand, or. a les fuites indiquées. I1 est en outre connu d'assurer l'alimen- tation en agent de pression par une rainure prévue dans le côté supérieur du corps de la soupape, cette rainure recevant un organe soudé, de façon à former une rainure annulaire axiale qui assure l'envoi d'agent de pression vers les pistons de soulèvement par le haut. Cette installation ne permet toutefois pas la décharge au démarrage car -les ressorts rappellent les tiges de soulèvement cie la plaque de la soupape d'aspiration. Dans ces conditions, pendant la phase de démarrage, la soupape d'aspiration est en position de fonctionnement car la chambre du cylindre de soulèvement est sans pression pendant la phase de démarrage puisqu il n'y a pas de source de pression adéquate. La présent invention a pour but de créer un meyen permettant de réduire la distance entre les cylindres d'un compresseur à pistons à plusieurs cylindres, pour pouvoir nieux adapter les dimensions extérieures aux normes internationales et de réduire le matériau nécessaire tout en améliorant le fonctionnement au moment cie la décharge au démarrage et le réglage du débit. A cet effet, 1 'invention a pour but cie creer une alinentation en agent de pression pour les pistons de soulèvement dc:- tell@ façon que le clianiètre du piston ne soit déterminé que par le cercle de l'alésage du cylindre de soulè vement, tout en évitant les difficultés supplémentaires clui pourraiont résulter de surfaces radiales à rendre étanches. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type ci-dessus, caractérisé en ce que le canal annula@re radial coupe les cylindres de vérin près de leur surface inférieure, de façon à fermer des orifices de liaison en croissants, la périphérie du corps de la soupape d'aspiration étant pourvue d'un organe d'étanchéité en forme d'anneau circulaire recouvrant le canal annulaire radial. Grâce à cette solution selon l'invention, le rayon du canal annulaire radial n'est que très légèrement différent de l'alésage du cylindre de soulèvement, ce qui n'entraîne pas un encombrement supplémentaire. De cette façon, on peut réduire les dimensions extérieures La distance entre les cylindres et l'cnsenble clu compresseur présente des dimensions plus recuits, ce qui satisfait aux conditions posées dans l'invention L'invention améliore en outre notablemont le fonctionnement au niveau de la décharge au démarrage et du réglage du débit, car le canal annulaire permet un débit plus grand du fait ferme de croissants pour l'agent de pression, ce qui permet un fonctionnement plus rapide de l'installation par rapport à une installation comportant des alésages. L' étanchéité de l'élément d'étanchéité extérieur peut se faire de diverses manières. On peut utiliser I1 est particulièremen avantageux, suivant une autre caractéristique de l'invention, de souder l'élément d'étanchéité annulaire au corps de la soupape d'aspiration. Cela assure une étanchéité parfaite. Dans le cadre de l'invention, des éléments de fixation, tels que des vis ou analogues, sent de ce fait parfaitement superflus. La présente invention est décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe verticale d'une soupape d'aspiration et de pression combinée, montée dans le carter de vilebrequin d'un compresseur; - La figure 2 est une vue de dessus correspondant à la figure 1; - La figure 3 est un: vue en coupe partielle selon la ligne A-A de la figure 2; la f igure 4 est un 'c la figure 1. Le corps de soupape d'aspiration 1 compo@e plusieurs alésages recevant les cylindres de vérins de soulèvement 2. Les pistons de soulèvement 3 sont logés dans les cylindres 2. Ces pistons agissent sur un organe d'entrafnenent circulaire 4 sur lequel s'appuie le collet des tiges de soulèvement 5. Ces tiges de soulèvement sont chargées par des ressorts 6 agissant dans le sens de l'ouverture Pour envoyer Imagent de pression vers les pistons de soulèvement 3, un canal annulaire radial 7 est réalisé dans le corps de soupape 1; ce canal coupe le cylindre de soulèvement 2 au niveau de sa surface inférieure de façon à former des orifices de liaison 8 en forme de croissants. La figure 2 montre l'alimentation en agent de pression vers le canal annulaire radial 7. Une vis creuse 9 assure l'alimentation en agent de pression et, comme cela ressort de la figure 3, cet agent de pression pénètre dans le canal annulaire radial 7 par un perçage transversal 10. Dans la figure 4, on voit la position du canal annulaire 7 par rapport à la position du cylindre de soulèvement 2 avec formation de l'orifice de liaison 8 en forme de croissant. La réalisation de la rainure annulaire peut se faire comme suit : à l'aide d'un tour, on réalise une encoche pour le canal annulaire 7 du corps de soupape d'aspi- ration 1. Cette encoche est augmentée jusqu'à ce qu'au voisinage de la surface inférieure du cylindre de soulèvement 2 il y ait une intersection en forme de croissant créant des orifices liaison a correspondants. I1 est alors nécessaire de fermer de façon étanche le canal annulaire 7 au niveau du diametre extérieur du corps de la soupape d'aspiration 1. A cet effet, selon l'invention) on a prévu un organe d'étant chéité 11 annulaire. Comme cela ressort des figures I et 3, cet organe 11 est soudé au corps de soupape d'aspiration 1. En poursuivant l'usinage a l'aide du tour, on arrivc ainsi au diaritre extérieur définitif. Bien entondu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation @i-dessus décri: et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres f@rmes et d'autres mode de réatisation, sans pour ceia sertir du cadre de l'invention. R E V K N D I C A T I O N s 10) Installation d'alinontation en pression dans le corps d'une soupape combinée d'aspiration et de pression d'un compresseur à pistons, pour la commande des pistons de vérin de décharge au dénarrage et de réglage du débit en maintenant ouvertes les plaques de soupape d'aspiration par des tiges de soulèvement chargées par des ressorts dans le sens de l'ouverture, ces tiges pouvant être rappelées par des pistons de vérin agissant par des organes de transmission et comprenant un canal annulaire radial, installation caractérisée en ce que le canal annulaire radial (7) coupe les cylindres de vérin (2) près de leur surface inférieure, de façon à former des orifices de liaison (8) en croissants, la périphérie du corps de la soupape d'aspiration (1) étant pourvue d'un organe d'étanchéité (11) en forme d'anneau circulaire, recouvrant le canal annulaire radial (7). 20) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe d'étanchéité en forme d'anneau de cercle (11) est soudé au corps de la soupape d'aspiration (1).