Brevet FR2257029A1 — publié le 19750801

L'invention a trait a un dispositif de mise à vide et due regulation pour compresseur a piston et en particulier pour compresseur frigorifique. Pour les compresseurs à piston en general et en particulier pour les compresseurs frigorifiques a piston utilisant des gaz appropries tel que l'ammo- niac, les derives chlorofluores des hydrocarbures et autres gaz refrigerants, il est necessaire de prevoir des dispositifs de mise a vide et de regulation. En effet, lors du demarrage, il est necessaire de vaincre la resistance a l'inertie et il devient indispensable de provoquer une mise a vide du cylindre pour reduire les forces conferees au piston.-Par ailleurs, il est interessant de faire varier la production frigorifique du compresseur en procedant a une regulation de la puissance du compresseur par palier en maintenant a vide l'un ou l'autre ou plusieurs cylindres du compresseur. Pour realiser cette mise a vide, on a prevu des moyens permettant d'ouvrir et de maintenir en position ouverte le clapet d'aspiration. Celui-ci est obture par un disque de forme annulaire que l'on doit ecarter du siege dudit clapet d'aspiration pour obtenir la mise a vide desiree. k cet effet, on a réalisé plusieurs dispositifs agissant sur le disque du clapet d'aspiration assurant ainsi, soit la mise a vide du cylindre, soit la régulation de fonctionnement du compresseur. Un de ces dispositifs connus comporte un ensemble de vérins hydrauliques dont les extrémités des axes des pistons prennent appui contre le disque obturateur. Les vérins sont pourvus de ressorts dont l'action est l'inverse de celle des pistons. Ainsi, en supprimant la pression a l'intérieur des vérins, les ressorts agissent sur les pistons en les poussant vers le bas. De ce fait, on encarte le disque du siege du clapet d'aspiration et le cylindre est hors de fonctionnement. Lorsqu'il ya lieu de faire fonctionner le cylindre, on introduit le fluide dans les petits vérins. Celui-ci agit sur les pistons et on annule l'action des ressorts, ce qui entralne une remontée des axes des pistons. De ce fait, le clapet d'aspiration est a nouveau en état de fonctionnement. Toutefois, ce dispositif présente plusieurs inconvénients. En particulier, il est nécessaire de prévoir des moyens d'étanchéité le long des axes des pistons. En effet, ces axes traversent les chemises des vérins et on risque un écoulement du fluide renfermé dans lesdits vérins. Il est certain que l'utili- sation des moyens d'étanchéité rehausse le prix de revient, tout en augmentant le risque d'incidents de fonctionnement. De plus, on risque que l'alimentation en fluide du vérin ne se fasse uniformément et que,- de ce fait, l'action des vérins n' est pas identique, ce qui peut provoquer une certaine inclinaison du disque obturateur. 11 se met en biais et la mise a vide ne se fait pas correctement. Un autre dispositif connu comporte des tiges prenant appui contre le disque obturateur du clapet d'aspiration. Ces tiges, contrairement au dispositif cite ci-dessus, ne sont plus actionnées par des vérins individuels mais par un anneau concentrique soumis a un mouvement de rotation, soit continu, soit alternatif. Cet anneau concentrique présente a sa face inférieure une denture en forme de créneau. Le fond'du créneau est relié à la face inférieure par une rampe inclinée. Cette rampe inclinée est seulement réalisée sur un côté et l'anneau concentrique ne peut être déplacé que dans un sens.L'extrémité des tiges est tantôt en contact avec le fond du créneau, tantôt avec la face inférieure, le déplacement de la position haute a la position basse étant assuré par le glissement de ladite extrémité sur la rampe inclinée. Bien entendu, il faut pourvoir les tiges d'un élément élastique tel que ressort pour ramener les tiges de la position basse à la position haute. Lorsque les tiges occupent la position basse, elles repoussent le disque obturateur mettant le clapet d'aspiration a vide. Par contre, lorsque les tiges occupent la position haute, le disque -obturateur est libéré, et le clapet d'aspiration est en état de fonctionnement. Ce dispositif connu présente plusieurs inconvénients. Entre-autres, il est nécessaire de prévoir un guidage précis des tiges. En effet, sous l'action de la poussée axiale des rampes inclinées, les tiges, insuffisamment guidées, risquent de se tordre. De plus, il y a usure prématurée des tiges ainsi que des- rampes inclinées, ce qui nécessite un remplacement fréquent de ces pièces. Par ailleurs, il faut prévoir des moyens pour actionner en rotation l'anneau concentrique et des moyens pour ramener les tiges a leur position haute. Le nombre des composants nécessaires, la complexité des pièces utilisées ainsi que les frais d'entretien-augmentent le prix.de revient du compresseur. La présente invention a pour but de remédier a ces inconvénients et se propose de fournir un dispositif de mise a vide et de régulation agissant uni formement-sur le disque obturateur, tout en permettant d'obtenir une plus grande sécurité de fonctionnement. Cette sécurité est obtenue du fait que les axes de commande coopérant avec le disque obturateur sont solidaires des moyens d'action, ce qui permet de constater de suite le non-fonctionnement du dispositif. De plus, on supprime tous les moyens d'étanchéité et de guidage des axes, moyens nécessaires aux dispositifs connus, ce qui permet de réduire le prix de revient, tout-en annihilant les risques d'incidents. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de mise a vide et de régulation pour compresseur a piston et en particulier pour compresseur frigorifique, caractérisé en ce qu'il comporte un vérin cylindrique unique a simple, pourvu d'un piston annulaire muni a sa partie inférieure de moyens de commande coopérant avec le disque obturateur du clapet d'aspiration, connus en soi, ce piston, soumis dans un sens à une poussée d'un fluide hydraulique ou gazeux, présentant une section annulaire et, dans l'autre sens à une action commune exercée par une pluralité d'éléments élastiques, étant pourvu d'éléments d'étanchéité. L'invention sera bien comprise en se référant a la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin annexé dans lequel la figure unique est une vue en coupe en élévation de l'extrémité supérieure d'un cylindre d'un compresseur frigorifique, pourvue d'un dispositif de mise à vide et de régulation selon l'invention, la demi-coupe de gauche illustrant l'assemblage des différents éléments, la demi-coupe de droiteetant effectuée au niveau des doigts de la soupape d'aspiration. A la partie supérieure 1 de la chambre cylindrique de compression 2 est fixé le clapet d'aspiration 3 sur le siège duquel vient s'appliquer un disque obturateur 4. Ce disque obturateur 4 est disposé dans un logement 5 réalisé à la partie inférieure du corps de clapet 6. Sur ce corps de clapet 6 est disposée une entretoise 7 pourvue de trous 8 pour le passage de vis 9 permettant la fixation du couvercle 10. Ce couvercle 10 est rendu solidaire de la culasse lI par ltintermediaire de vis de fixation 12. Le couvercle 10, comportant dans sa face inférieure 13 des trous 14 servant de logement à des ressorts 15, coiffe le dispositif de mise à vide. Celuici est un vérin 16 se composant d'une chemise 17 et d'un piston annulaire 18. On place entre la culasse 11 et la chemise 17 des joints d'étanchéité 20, 21. Cette chemise 17 comporte un orifice 22 pour l'alimentation en fluide actif du vérin 16. Le piston annulaire 18 se compose d'un corps 23 coulissant dans la chemise 17 et d'un épaulement 24 se déplaçant dans un logement 25 pratiqué dans la chemise 17. La chambre de compression 26 est située entre la face inférieure 27 de l'épaulement 24 et la face supérieure 28 du logement 25. Cette chambre de compression 26 a une section annulaire, ce qui permet d'obtenir une action uniforme sur le piston 18. De part et d'autre de cette chambre de cum pression 26, sont disposées des bagues d'étanchéité 29, 30 encastrées dans des rainures 31, 32 réalisées, d'une part, dans le pourtour 33 de l'épaulement 24 et, d'autre part, dans le pourtour 34 du corps 23 du piston 18. On prévoit dans la face inférieure 35 du corps 23 du piston annulaire 18 des trous taraudés 36 dans lesquels on visse les extrémités filetées 37 d'axes 38 pourvus de doigts de commande 39. Les doigts de commande 39 traversant des trous 40 réalisés dans l'épaulement 41 de l'entretoise 7 appuient sur la face supérieure 42 du disque obturateur 4 et ltecartexdu siege du clapet d'aspiration 3. Le fonctionnement du dispositif de mise à vide et de régulation est le suivant : on injecte du fluide actif dans la chambre de compression 26. Le piston 18 est soumis à un mouvement ascendant. Il comprime les ressorts 15 et entrai- ne les doigts de commande 39 en position haute. Le disque obturateur 4 est libéré et le clapet d'aspiration est en état de fonctionner normalement. S'il y-a des incidents mécaniques ou si on a l'intention de procéder à une mise à vide du cylindre pour des raisons de régulation de puissance du compresseur ou à cause des forces à vaincre lors du démarrage, on provoque une chute de la pression du fluide actif. Les ressorts 15 se détendent et poussent vers le bas le piston 18. Cette poussée est transmise par l'intermédiaire des doigts de commande 39 au disque obturateur 4 qui reste écarté du siège du clapet d'aspiration. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cele s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications I) Dispositif de mise à vide et de regulation pour compresseur à piston et en particulier pour compresseur frigorifique, caractérisé en ce qu'il con- porte un vérin cylindrique unique 16 à effet simple pourvu d'un piston annulaire 18 muni à sa partie inférieure de moyens de commande 39 coopérant avec le disque obturateur 4 du clapet d'aspiration 3; connus en soi, ce piston 18, soumis dans un sens à une poussée d'un fluide hydraulique ou gazeux, présentant une section annulaire et, dans l'autre sens à une action commune exercée par une pluralité d'éléments élastiques 15, étant pourvu d'éléments d'étanchéité 29, 30. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le vérin 16 se compose d'une chemise 17 comportant un logement 25 réalisé dans sa face su périeure 28 et un orifice 22 pour l'alimentation du fluide actif du piston annulaire 18 présentant un corps 23 coulissant dans la chemise 17 et un épaulement 24 se déplaçant dans le logement 25 et d'une chambre de compression 26 à section annulaire située entre la face inférieure 27 de l'épaulement 24 et la face supérieure 28 du logement 25. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments élastiques sont des ressorts 15 logés dans des trous 14 réalisés dans la face inférieure 13 du couvercle 10 du cylindre, ces ressorts 15 agissant, en cas de mise à vide, sur le dessus du piston annulaire 18. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de commande sont des axes 38 solidaires du piston annulaire 18, pourvus à l'une de leur extrémité de doigts de commande 39 qui, traversant des trous 40 réalisés dans l'épaulement 41 d'une entretoise 7, cooperent avec le disque obturateur 4, et à l'autre extrémité d'une partie filetée 37 engagée dans des trous taraudés 36 pratiqués dans la face inférieure 35 du corps 23 du piston annulaire 18. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments d'étanchéité sont des bagues d'étanchéité 29, 30 disposées de part et d'autre de la chambre de compression 26 et logées- dans des rainures 31, 32 réalisées, d'une part, dans le pourtour 33 de l'épaulement 24 et, d'autre part, dans le pourtour 34 du corps 23 du piston annulaire 18.