Brevet FR2264196A1 — publié le 19751010

La présente invention est relative à un compresseur ou à une pompe se composant d'un carter comportant un ou plusieurs cylindres contenant chacun un ou plusieurs pistons des plongeurs, des membranes ou des ensembles solidaires corps-pistons, chaque espace cylindrique comportant au moins un canal d'alimentation et au moins un canal J'évacuation tandis que dans chaque canal d'alimentation et dans chaque canal d'évacuation est montée une soupape de régulation en matériau élastique. Dans la construction des compresseurs ou pompes, on doit toujours prévoir un nombre très élevé de cycles entraRnant un debit considérable pour un investissement réduit. Les soupapes de régulation d'un compresseur ou d'une pompe représentent un facteur limitatif pour la vitesse de rotation maximum admissible pour ce compresseur ou cette pompe En fabriquant la soupape de régulatlor. en matériau élastique le temps "mort" exigé pour l1ouve?ture et la fermeture de la soupape de régulation est fortement réduit.La consonmation d'énergie est également réduite du fait que les soupapes de régu- lation en materiau elastique5par comparaison aux soupapes classiques5 non seulement s'ouvrent et se ferment plus rapidement mais encore exécutent leursopérations d'une manière plus aisée. T3utefois, un inconvénient des compresseurs ou pompes classiques comportant des soupapes de régulation en matériau élastique réside dans les complications structurales de cette réalisation, alors que de nombreuses opérations mécaniques sont nécessaires pour leur fabrication. Sous un aspect important, la présente invention vise un compresseur ou une pompe comportant des soupapes de régulation en matériau elastiquedont la construction est très simple et dans lesquelles les soupapes de régulation, malgré un nombre élevé de cycles ne perdent pas de leur efficacité par fatigue. Sous un autre aspect, l'invention vise à maintenir l'espace mort aussi faible que possible de manière que les soupapes puissent se fermer aussi rapidement que possible de manière qu'aucun retour de gaz ou du liquide ne puisse se produire.La rapide fermeture des soupapes ne doit cependant pas se produire aux dépens de la soupape et de son siège Le compresseur ou la pompe selon ltinvention élimine les inconvénients précités grâce à une disposition selon laquelle craque soupape de régulation se compose d'une mince bande pince à mi-longueur, une portion libre de la bande constituant une soupape d'admission obturant un ou plusieurs orifices d'ali- mentation au cours du cycle de compression et dévoilant ces orifices au cours du cycle d'aspiration, tandis que l'autre portion libre de la bande constitue une soupape de sortie fermant un ou plusieurs orifices d'évacuation au cours de la course d'aspiration et dévoilant ces orifices au cours de la course de compression. Chaque soupape de régulation présente deux positions extrêmes possibles déterminées par son siège et par le limiteur de course respectivement. En raison du fait que le siège présente une surface plate et que le limiteur de course présente unesurface arrondie, les soupapes de régulation subissent une déformation très favorable, le risque de rupture étant minimisé. Par la sélection appropriée de la Zone de pincement de la bande et de l'aspect du limiteur de course ainsi que du siège, il est également possible d'obtenir une caractéristique élastique optimale de la soupape de régulation. Du fait de la structure ainsisélectionnée, il est possible d'ajusteur l'une des positions extrêmes de la soupape au moyen dune ou plusieurs tiges . Il en résulte que le soulèvement de la soupape devientpossible grâce à quoi la capacité du compresseur ou de la pome peut être réglée d'une manière rapide et simple. En pinçant une ou plusieurs bandes minces entre deux moulages ou blocs, adaptés et fixés 1 'un à l'autre, ét dans lesquels des canaux d'alimentation et d'évacuation sont pratiqués, on obtient une structure grâce à laqueile on atteint le but de l'invention avec seulement un petit nombre d'opérations mécaniques. On peut également échanger les soupapes d'une manière simple sans risque de la chute d'une soupape dans le cylindre, du fait.que les blocs peuvent être complètement extraits du cylindre avant montage de la soupape et son échange. On peut alors échanger les bandes à un emplacement différent de dessus de l'espace cylindrique. Quand la plus grande longueur de la bande depasse le diamètre du cylindre, on obtient que dans le cas d'une rupture résultant de la fatigue, un emplacement du point de section de la bande, cette dernière ne tombe pas dans le cylindre de sorte que l'on évite tout endommagement de la paroi du cylindre. On comprendra mieux l'invention en se référant à la description suivante correspondant au dessin annexé sur lequel - la figure 1 représentre le principe de l'invention - la figure 2 est une coupe transversale d'une tête de cylindre constituée par deux blocs équipés de soupapes de régulation. - la figure 3 est une coupe longitudinale suivant 3-3 de l'un des deux blocs de la tête du cylindre de la figure 2 - la figure 4 est une élévation vue de côté de i'autre bloc de cylindre de la figure 2. - la figure 5 est une coupe transversale d'un autre mode de réalisation de la tête de cylindre d'un compresseur selon l'invention - la figure 6 est une vue en perspective représentant partiellement en coupe quelques moulages de la tête de cylindreselon la figure 5. L'idée de base dd-l'invention est illustrée sur la figure 1. Des soupapes de régulation 3 et 4 sont placées dans un canal d'alimentation 1 et un canal dtévacuation 2 Ces soupapes de régulation consistent en une bande mince 5 pincée en son centre entre deux blocs 1 et 7 réunis entre eux. Les deux portions libres de cette bande mince servent respectivement de soupape d'admission 3 et de soupape d'eacuation 4. Ces deux portions sont représentées à l'état libre et au contact des sièges plats 8 et g. La position relachée des soupapes de régulation est donc la position fernee. La position ouverte des soupapes de régulation représentée en traits interrompus: dans cette position elles sont au contact des limiteurs de course i O et 11. La figure 2 est une coupe transversale d'une tete de cylindre comportant des canaux d'alimentation et d'échappement I et 2. Deux bandesminces 14 et 15 sont pincées entre deuxblocs 12 et 13 . chaque bande servant de soupape d'admission et drechappe- ment respectivement. Une tige 16 sert à soulever las soupapes de manière rì rodlfler -d capacité de la pompe ou compresseur. Plusieurs canau d'alimentation sont fermés par une seule soupape d'admission allongée. Deux canaux 'aspiration 17et 18 alimentent le courant de gaz par les canaux 1 vers le cylindre. Les canaux d'aspiration doivent être de dimension large de manière que de petites pertes par frottement seulement interviennent. Le courant de gaz comprimé évacué du cylindre, après avoir traversé les canaux d'évacuation ou d'échappement 2 et les soupapes d'évacuation, s'écoule dans un espace 19 qi communique par un ou plusieurs orifices de passage 20 avec un canal sous haute pression 21 de grande dimension également. La figure 3 illustre une coupe transversale du bloc 13 de la figure 2 par leplan de symétrie et dans cette figure sont egalement représentés un espace 10, des orifices de passage 20 et un canal sous pression 21, ainsi qu'en traits interrompus un des canaux d'aspiration 18. Des ouvertures 23 sont visibles entre une rangée d'orifices d'alimentations 22 , à travers lesquelles des tiges 16 destinées à soulever les soupapes peuvent faire saillie. La figure 4 est une vue de côte du bloc 12 dans lequel on voit un certain nombre d'orifices d'évacuation 24, tandis que les canaux d'évacuation 2 sunt en traits interrompus. Les ouvertures 25 et 26 prévues dans le bloc 12 et les ouvertures 27,28,29 et 30 dans le bloc ?3 sont destinées à la fixation des blocs 12 et 13 ensemble . Les blocs 12 et 13 peuvent être pincés ensemble tout en maintenant simultanément les bandes 14 et 15 en place. Les figures 5 et 6 représentent un autre mode de réalisation d'une tête de cylindre pour compresseur selon l'invention Un certain nombre de pièces moulées 31 sont comprimées ensemble grâce à des tiges de liaison 32. Une bande mince 33 est disposée entre deux moulages 31 servant de soupape d'admission et d'évacuation respectivement. Dans chaque pièce moulée 31 est prévu un canal d'aspiration 34 en direction longitudinale, duquel partent un certain nombre de canaux d'alimentation parallèles 35. De même, un certain nombre de canaux d'évacuation ou d'échappement parallèles 36 sont prévus dans chaque pièce moulée. Les pièces moulées 31 sont fprmées de telle manière, par exemple par moulage par injection qu'aucun usinage n'est nécessaire.Les limiteur de course 37-38 pour chaque bande mince 33 sont formés au cours de la fabrication. Les pièces moulées 31 en même temps que les bandes minces 33 maintenus ensemble par les tiges de liaison 32 sont alors disposées dans la tête de cylindre 39. La forme de la tête de cylindre 39 est évidemment adaptée à celle des pièces 31 et des bandes 33 de manière qu'il ne se produise aucune fuite entre les canaux d'alimentation et dlévacuation. Les canaux d'aspiration 34 sont reunis entre eux parun canal transversal 40,4X. Les canaux,transversaux peuvent être prévus soit dans chaque tête de cylindre 39, soit dans les pièces moulées 31 pincées ensemb le par les tiges de liaison. Grâce à ia construction du compresseur ou de la pompe selon-l'invention- > on bénéficie de nombreux avantages. On utilise des bandes ou plaquettes minces forment soupapes ayant une masse tres faible et en matériau élastique de sorte que il en résulte que leur inertie est négligeable et qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un ressort séparé. Une faible Cslal ge deflexion seulement est appliquée à la soupape sur un s de sorte que par une courbe avantageuse du limiteur de course, on peut déterminer les caractéristiques élastiques et limiter la contrainte de flexion à une valeur minimum. Grâce à cette charge favorable, il n'est pas nécessaire d'usiner le siège et ia soupape dans un matériau spécial de sorte que lton peut utiliser par exemple de l'aluminium peu zoûteux pourle siège. L'espace mort est également très faible ce qui resulte du fait que la soupape d'admission et la soupape d'évacuation sont combinées de sorte que l'efficacité de ensemble est accrue. Les canaux d'aspiration et de compression ne donnent lieu qu'à de très faibles faibles pertes parfriction car ils peuvent avoir de grandes dimensions et l'écoulement du gaz oudu liquide n'est pas beaucoup devié. Il est simple de prévoir des éléments destinés au soulèvement des soupapes en vue d'en ajuster les capacités. Le montage et le démontage des soupapes de régulation est alors trèssimple : les dimensions des soupapes de régulation c'est à dire des bandes 5,14 et peuvent être choisies de manière telle qu'elles soient supérieures au diamètre du cylindre. On évite ainsi qu'en cas de rupture de la soupape les bandes ne tombent dans le cylindre. n cas de remplacement, il suffit de légèrement desserer les boulons de fiation des blocs 12 et 13. Grâce aux dimensions sélectionnées des canaux d'alimentation et d'évacuation, le risque d'accumulation de poussière' est reduit au minimum. Le prix de revient de cette construction peut encore être maintenu très faible du fait que l'on n'a pas besoin d'utiliser un matériau spécial. Même les blocs 12 et 13 peuvent être moulées de sorte qu'un petit nombre d'opérations d'usinage saulement est nécessaire. REVENDICATIONS 1. Compresseur ou pompe du type se composant d'un carter comportant un ou plusieurs cylindres contenant chacun un ou plusieurs pistons, des plongeurs, des membranes ou des ensembles solidaires corps-pistoni chaque cylindre comportant au moins un canal d'alimentation et au moins un canal d'evacuationy et dans chaque canal étantmontée une soupape de régulation en matériau élastique , caractérisé. en ce que chaque soupape de régulation consiste en une bande mince pincée vers son milieu , une portion libre de cette bande constituant une soupape d'admission obturant un ou plusieurs orifices d'admission au cours de la course de compression et dévoilant ces orifices au cours de la course d'aspiration tandis que l'autre portion libre de la bande constitue une soupape d'évacuation obturant un ou plusieurs orifices d'évacuation au cours de la course diaspiration et dévoilant ces orifices au cours de la course de compression. 2. Compresseur su pompe selon la revendication 1,caractérisé en ce que chaque soupape de régulation présente deux positions extrêmes déterminées par le siège ou le limiteur de course respectivement, le siège presentant une surface plate et le limiteur de course présentant une surface arrondie. 3 Compresseur ou pompe selon l'une des revendications 7 Ou 2, caractérisé en ce qu'il comporteune ou plusieurstiges d'ajustage de l'une des positions extremes d'une- soupape d de régulation 4. Compresseur ou pompe selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que bande mince est pincée entre au moins deux blocs moulés dans lesquels sont prévus les canaux d'alimentation et d'évacuation, la forme des blocs étant -adaptée l'un à l'autre 5. Compresseur ou pompe selon la revendication 4,caractérisé en ce qu-'une pluralité de bandes silt pincées entre les blocs. ( Compresseur ou pompe selon l'une quelconque des revendications I à 3 catacterise en ce que la plus grande longueur de chaque bande kiépasse le diamètre du cylindre 7. Tête le cylindre pour un comnreseur selon les revendiations 1 à o caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un canal cl'alimentation et un canal d'évacuation avec une soupape de régulation caractérisée en ce que cette tete se compose d'au ois deux blocs coopérant ensemble tandis que entre ces blocs est pincée au moins une bande souple Clastique servant soupape.