Brevet FR2468771A1 — publié le 19810508

i Dispositif de commande d'aspiration pour un compresseur. L'invention concerne un dispositif de commande d'aspiration pour un compresseur, notamment un compresseur à vis avec injection d'huile, comportant un élément qui ferme et ouvre la conduite d'aspiration, cet élément étant chargé par un ressort et étant couplé avec un piston de commande qui est guidé dans un cylindre et qui peut être chargé par un agent sous pression dans le sens de la fermeture. D'après le modèle d'utilité allemand nO 78 11 860, il est connu un tel dispositif de commande d'aspiration dans lequel un ressort de pression pousse en position d'ouverture l'élément qui ferme la conduite d'aspiration. Le piston de commande permet de fermer la conduite d'aspiration à l'encontre de la force du ressort lorsque, au moment o la pression d'arrêt est atteinte, ce piston reçoit de l'air comprimé fourni par un régula- teur intermittent pneumatique. Un tel dispositif de commande d'aspiration ne peut assumer que des fonctions de commande limitées dans le cas d'un compresseur, notamment d'un compresseur à vis avec injection d'huile. L'invention se propose de fournir un dispositif de commande d'aspiration du type mentionné ci-dessus qui peut assumer de façon fiable plusieurs fonctions de commande, tout en ayant une constitution simple. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que l'élément fermant la conduite d'aspira- tion ou bien le piston de commande est chargé dans le sens de la fermeture par le ressort et que le piston de commande peut être chargé dans le sens d'ouverture par la pression produite par le compresseur (pression de service. La pression produite lors du démarrage du compresseur permet de surmonter la force du ressort et d'ouvrir la conduite d'aspiration. Pour fermer la conduite d'aspiration, le piston de commande peut être chargé dans le sens de la force du ressort par une pression de commande, par exemple la pression du réseau, de manière à surmonter la pression de service appliquée sur la face opposée du piston. De ce fait, il est possible de supprimer une soupape de retenue distincte qui est habi- tuellement prévue dans un compresseur à vis avec injection d'huile pour empêcher qu'après l'arrêt du compresseur l'huile sorte du réservoir d'huile et traverse le compresseur pour arriver dans la conduite d'aspiration, étant donné que la pression de service règne encore dans le réservoir d'huile après l'arrêt du compresseur. On peut obtenir une commande proportionnelle au moyen d'un réglage à action progressive de l'élément qui ferme la conduite d'aspiration en fonction du besoin en air comprimé du fait que le piston de commande peut être chargé dans le sens de fermeture par la pression existant du c8té utilisateur (pression du réseau). Pour obtenir, d'une part, une ouverture retardée de la conduite d'aspiration lors de la mise en route du compresseur et, d'autre part, un mouvement de réglage fin de l'élément qui ferme la conduite d'aspiration lors d'une commande proportionnelle, la surface du piston de commande qui est chargée par la pression de service du compresseur est dimensionnée, par rapport à la force du ressort, de manière que la force de ce ressort puisse déjà être surmontée lors d'une très faible pression de service. L'ouverture retardée de la conduite d'aspiration lors de la mise en marche du compresseur est facilitée grâce au fait que, du côté de la pression du réseau du piston de commande, dans le cylindre est ménagé un perçage de faible section transversale qui communique avec le côté aspiration du compresseur. Suivant un mode de réalisation avantageux, dans la conduite transmettant la pression du réseau au piston de commande est disposé un dispositif de commande électrique et/ou un dispositif de commande pneumatique, afin que l'application d'une pression de commande du cÈté de la pression du réseau du piston de commande permette de commander le dispositif de commande d'aspiration par voie électrique et/ou pneumatique. Pour purger le réservoir d'huile dans le cas d'un compresseur à vis avec injection d'huile, l'élément fermant la conduite d'aspiration peut être muni d'un perçage qui, dans la position de fermeture de l'élément, peut être relié au côté de la pression de service du piston de commande ou à la conduite dans laquelle règne la pression de service. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, mais non limitatif, représenté au dessin annexé sur lequel la figure unique est une vue en coupe d'un dispositif de commande d'aspiration conforme à l'invention. Le dispositif de commande d'aspiration présen- tant une forme générale cylindrique est logé dans un bossage 1 prévu sur une paroi 2 du carter du compresseur. En face de cette paroi 2 du carter est disposée une autre paroi 3 du carter dans laquelle une conduite d'aspiration 4 est fixée coaxialement par rapport au dispositif de commande d'aspiration ou respectivement au bossage 1. Cette conduite d'aspiration 4 peut être entourée par une cartouche de filtre à air non représentée. L'espace entre les parois 2 et 3 du carter communique directement avec l'ouverture d'aspiration du compresseur. Un corps cylindrique 5 est fixé, par exemple enfoncé à force, dans le bossage 1. Dans le corps cylindrique 5 est monté de façon mobile un piston de commande 6 dont la tige de piston 7 traverse la paroi frontale 8 du corps cylindrique et porte à son extrémité libre une pièce de fermeture 9. Cette pièce de fermeture 9 tronconique au niveau de sa partie avant comporte, sur une surface annulaire perpendiculaire à l'axe longitudinal, une bague d'étanchéité 10 qui, dans la position de fermeture de la pièce de fermeture 9, s'appuie de façon étanche sur la surface d'appui 11 de la conduite d'aspiration 4. La pièce de fermeture 9, présentant sensiblement la forme générale d'un pot, comporte une section latérale 12 dont la dimension longitudinale est légèrement plus importante que la longueur de la course de la pièce de fermeture 9. Cette section latérale 12 guide la pièce de fermeture 9 sur la périphérie extérieure du corps cylindrique-5, un organe d'étanchéité qui glisse sur la surface périphérique du corps cylindrique 5 étant disposé dans une rainure annulaire 13 ménagée à l'extrémité de la section latérale. la référence 14 désigne une ouverture d'aération ménagée dans la pièce de fermeture 9 et établissant une communication entre la conduite d'aspira- tion et la cavité existant entre la pièce de fermeture 9 et le corps cylindrique 5 dans la position de fermeture de cette pièce de fermeture 9. Cette constitution évite dans une large mesure des forces qui pourraient être exercées sur la pièce de fermeture 9 lors de son déplace- ment par suite de l'application de pressions différentes sur les deux c8tés de la pièce de fermeture 9. L'ouverture d'aération 14 est dimensionnée de manière à obtenir un équilibre des pressions des deux c8tés de la pièce de fermeture 9. Le piston de commande 6 est chargé dans le sens de la fermeture par un ressort de pression 15 qui s'appuie sur la paroi 2 du carter et qui est logé dans un évidement 246 87a71 du piston de commande 6. En outre, le piston de commande 6 peut être chargé, par l'intermédiaire d'une conduite 16 traversant la paroi 2 du carter coaxialement par rapport à l'axe longitudinal du ressort de pression 15, par la pression du réseau alimenté par le compresseur. La pression dans la conduite 16 est prélevée au niveau du compresseur derrière la soupape de retenue disposée dans la conduite de refoulement ou bien derrière la soupape de maintien de pression. La référence 17 désigne un régulateur à action proportionnelle connu en soi et représenté schématiquement. Comme indiqué par les lignes en pointillés, à la conduite 16 peut également être raccordée une soupape magnétique 18 et/ou une soupape pneumatique 19 afin que le piston de commande 6 puisse recevoir, par l'intermédiaire d'une commande pneumatique ou électrique, une pression de commande pour fermer la conduite d'aspiration 4. Dans le sens de l'ouverture le piston de commande 6 peut recevoir sur une surface annulaire 20 la pression produite directement par le compresseur. Parallèlement à l'axe du piston, dans le corps cylindrique est ménagé un perçage 21 qui débouche dans une rainure annulaire 22 à partir de laquelle un perçage radial 23 débouche à l'intérieur du corps cylindrique. La rainure annulaire 22 est recouverte de façon étanche par un manchon 5' dont la périphérie extérieure forme la surface de guidage pour la pièce de fermeture 9. Le perçage longi- tudinal 21 communique avec une conduite 24 traversant la paroi 2 du carter et qui est raccordée au c8té refoulement du compresseur ou par exemple au réservoir d'huile et qui envoie par conséquent la pression directement produite par le compresseur au piston de commande 6. Le corps cylindrique 5, qui présente sensible- ment la forme d'un pot dans son ensemble,comporte du c8té ouvert un épaulement annulaire 25 sur lequel est disposée une bague d'étanchéité qui sépare de façon étanche l'intérieur du corps cylindrique chargé par la pression de la conduite 16 de la conduite de refoulement 21, 24. Un perçage axial 26 comportant une section radiale traverse le piston de commande 6 et sa tige 7. Dans la position de fermeture de la pièce de fermeture 9, le perçage 26 communique avec un perçage radial 27 ménagé dans le corps cylindrique 5 de manière que le c8té refoule- ment du compresseur communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire de ces perçages 26, 27 et que, lorsque le compresseur est arrêté ou que le dispositif de commande d'aspiration est fermé, le réservoir d'huile soit purgé. Ia force du ressort de pression 15, par rapport à la surface de pression 20 sur le piston de commande 6, est choisie de manière qu'une faible pression de service du compresseur suffise déjà à déplacer le piston de commande 6 à l'encontre de la force du ressort de pression 15. De préférence, le ressort de pression 15 est dimensionné de manière que la force qu'il exerce corresponde environ à une pression de 1 bar sur la surface de pression 20 du piston de commande. Dans la paroi 2 du carter est en outre ménagé un perçage 28 possédant une faible section transversale qui relie l'intérieur du corps cylindrique recevant la pression dans la conduite 16 au c8té aspiration du compresseur. Ce perçage 28 peut par exemple déboucher dans l'espace entre les parois 2 et 3 du carter. Ia surface de pression 29, recevant la pression de la conduite 16, sur le piston de commande peut par exemple être dimensionnée de manière à être double de la surface de pression 20 qui lui fait face. On peut également prévoir un autre rapport entre les surfaces de pression 20, 29 en fonction du dimensionnement du ressort de pression 15. De façon avantageuse, la surface de pression 29 agissant dans le sens de fermeture avec le ressort 15 est plus importante que la surface de pression 20. De façon avantageuse, le ressort de pression 15 est dimensionné de manière à juste maintenir le piston de commande dans la position de fermeture lorsque la dépression régnant c8té aspiration est appliquée à la surface de pression 29. Lors de l'application d'une faible pression sur la surface de pression 20, le piston de commande est alors déplacé dans la position d'ouverture. Le dispositif de commande d'aspiration peut être commandé à partir de trois endroits différents (régulateur à action proportionnelle 17, soupape électri- que 18 et soupape pneumatique 19), et permet par conséquent une régulation proportionnelle et une régulation par tout ou rien par voie électrique ou pneumatique. Le dispositif de commande d'aspiration fonctionne de la façon suivante. Lorsque le compresseur ne fonctionne pas, la pièce de fermeture 9 maintient la conduite d'aspiration 4 fermée sous l'action de la force du ressort 15. la conduite 16 est reliée à l'atmosphère par l'inter- médiaire des soupapes 18, 19. Le côté refoulement du compresseur ou le réservoir d'huile est également relié à l'atmosphère par l'intermédiaire de la conduite 24 et des perçages 21, 27, 26. Lorsque le compresseur est mis en marche, il s'établit une certaine pression qui agit sur la surface de pression 20 du piston de commande, tandis que simultanément il s'établit une certaine dépression par l'intermédiaire du perçage 28 qui communique avec le côté aspiration, de sorte qu'après le démarrage du compresseur le piston de commande 6 est légèrement déplacé vers la gauche. De ce fait, la communication entre les perçages 26 et 27 est interrompue et le côté refoulement n'est plus en communication avec l'atmosphère. Pour une - pression de service d'environ 1ba r, le piston de commande 6 peut déjà être déplacé dans la position d'ouverture complète représentée. Lors d'une régulation avec réglage progressif du dispositif de commande d'aspiration, la conduite 16 est reliée au réseau par l'intermédiaire du régulateur à action proportionnelle 17. Etant donné que la surface de pression 29 sur le piston de commande est plus importante que la surface de pression 20 recevant la pression de service, le dispositif de commande d'aspiration reste ouvert tant que derrière le régulateur à action propor- tionnelle 17 règne une pression qui est plus faible que la pression de service, déduction faite de la force du ressort. Lorsque la pression derrière le régulateur à action proportionnelle 17 approche de la pression de service, déduction faite de la force du ressort, le piston de commande 6 commence à se déplacer vers la droite. Dans le mode de réalisation décrit, le dispositif de commande d'aspiration commence à fermer la conduite d'aspiration 4 lorsque, pour une pression finale de 7 bars, la pression du réseau atteint 6 bars. De façon correspondante, le dispositif de commande d'aspiration s'ouvre automatiquement, dans le mode de régulation, lorsque la pression du réseau diminue de nouveau. Dans un autre type de fonctionnement du compresseur, la conduite 16 peut être reliée avec l'atmosphère par l'intermédiaire des soupapes 18, 19, de sorte que, pendant le fonctionnement du compresseur, le dispositif de commande d'aspiration se trouve dans la position d'ouverture complète représentée. En fonction d'une commande électrique ou pneumatique, on peut appliquer, par l'intermédiaire d'une des soupapes 18, 19, une pression de commande sur la surface de pression 29. pour fermer aussit8t la conduite d'aspiration 4. Comme pression de commande on utilise avantageusement la pression du réseau. Dans un tel mode de fonctionnement continu, la conduite d'aspiration 4 est par conséquent simplement ouverte ou fermée sans que la pièce de fermeture 9 prenne des positions intermédiaires comme dans le mode de régulation. La référence 30 désigne un robinet d'arrêt dans la conduite 16. Le mode de réalisation décrit est susceptible de nombreuses variantes. Ainsi, le perçage 26. de mise en communication avec l'atmosphère dans le piston de commande peut être supprimé ou peut être remplacé par un étranglement échangeable dans la partie avant de la pièce de fermeture 9. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. (t REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'aspiration pour un compresseur, notamment un compresseur à vis avec injection d'huile, comportant un élément qui ferme et ouvre la conduite d'aspiration, cet élément étant chargé par un ressort et étant couplé avec un piston de commande qui est guidé dans un cylindre et qui peut être chargé par un agent sous pression dans le sens de la fermeture, caractérisé en ce que le piston de commande (6) ou respectivement l'élément (9) est chargé par le ressort (15) dans le sens de la fermeture, et que le piston de commande peut être chargé dans le sens de l'ouverture par la pression produite par le compresseur (pression de service). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de commande (6) peut gtre chargé dans le sens de la fermeture par la pression existant du c8té utilisateur (pression du réseau). 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface de pression (20) du piston de commande (6) chargée par la pression de service du compresseur est dimensionnée, par rapport à la force du ressort (15), de manière que la force du ressort puisse déjà être surmontée pour une très faible pression de service. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un perçage (28) de faible section transversale qui communique avec le côté aspiration du compresseur est ménagé dans le cylindre du c8té de la pression de réseau du piston de commande (6). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface (29) du piston de commande qui est chargée par la pression du réseau est plus importante que la surface de 1 1 pression (20) chargée par la pression de service. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans la conduite (16) transmettant la pression du réseau au piston de commande (6) est prévu un dispositif de commande électrique et/ou un dispositif de commande pneumatique pour envoyer une pression de commande au piston de commande. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément (9) fermant la conduite d'aspiration (4) est muni d'un perçage (26) qui, dans la position de fermeture de l'élément, peut être relié au côté de pression de service du piston de commande ou respectivement à la conduite (17) transmettant la pression de service. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément (9) fermant la conduite d'aspiration (4) possède la forme d'un pot et est guidé, par l'intermédiaire d'une section latérale (12), sur un corps cylindrique (5), un perçage (14) d'équilibrage de pression étant prévu dans l'élément (9).