Brevet FR2492471A1 — publié le 19820423

La présente invention concerne les constructions mécaniques et a notamment pour objet un dispositif pour la lubrification des compresseurs à arbre vertical portant un manchon, utilisés dans les installations frigorifiques, par exemple. On connatt actuellement des dispositifs pour la lubrification des compresseurs à arbre vertical, conçus de manière à augmenter sensiblement la fiabilité et le débit des compresseurs grâce au perfectionnement du système de répartition du lubrifiant à la surface des pièces de frottement et à la séparation des particules solides et des bulles d'agent frigorifique contenues dans le lubrifiant. Chacun de ces dispositiS comprend une pompe à huile formée par un canal incliné pratiqué dans la partie inférieure de 11 arbre et communiquant avec le bain d'huile du compresseur, et par une rainure à la surface extérieure de 11 arbre, et un collecteur de boue, ctest-à-dire un dispositif servant à capter les particules mécaniques solides contenues dans huile. Les modes de réalisation du collecteur de boue peuvent autre différents. Par exemple, selon le brevet des Etats Unis d'Amérique No. 3 692 435 (cl. 417-372), le collecteur de boue est réalisé sous forme d'une poche disposée à la partie inférieure du canal incliné . Cette poche peut oestre réalisée sous forme d'un alésage conique ou peut autre formée en réalisant le canal incliné de manière que sa partie inférieure présente un diamètre plus grand que le reste du canal, ou encore elle peut autre formée par un jeu qui va en diminuant entre la paroi du canal incliné et une douille disposée dans ce canal. Pendant le fonctionnement du compresseur, les particules mécaniques (solides) contenues dans l'huile sont aspirées dans le canal incliné de la pompe à huile et montent, mais elles montent suivant la paroi du canal incliné, elles arrivent dans la poche. Lorsque le compresseur est arrêté, les particules solides se déposent sur le fond du bain d'huile, puis remontent à nouveau dès que le compres seur est remis en marche. On voit donc qu'avec un tel mode de réalisation du collecteur de boue, les particules mécaniques circulent constamment dans la pompe à huile et une partie de ces particules peut etre entraSnée par l'huile de lubrification vers les pièces de frottement et peut en provoquerle grippage. D'après le brevet d'invention des Etats Unis d'Amérique No. 3 674 382, on connatt une poche collectrice de boue formée par la surface verticale de l'arbre vertical et une gorge pratiquée à la surface intérieure du manchon. Cette poche est reliée au canal incliné par un canal transversal réalisé dans l'arbre vertical. Pendant le fonctionnement du compresseur, les particules solides sont rejetées par les forces centrifuges vers la poche par le canal transversal, de sorte que ces particules ne peuvent plus se déposer sur le fond de la pompe à huile. Toutefois, avec un tel mode de réalisation du collecteur de boue, l'épuration de l'huile n'est pas suffisamment efficace, puisque les particules se déplaçant à grande vitesse dans le canal incliné passent devant le canal transversal sans y être captées. Le but de l'invention est d'augmenter la fiabilité du compresseur. On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif pour la lubrification des compresseurs à arbre vertical, dont le collecteur de boue serait réalisé de manière à éviter le passage des particules solides devant le collecteur de boue sans autre captées par celui-ci, ce qui permettrait, à son tour, de débarrasser l'huile des particules solides pendant le fonctionnement du compresseur et d'en améliorer ainsi l'aptitude au fonctionnement. Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif pour la lubrification d'un compresseur à arbre vertical portant un manchon, du type comprenant une pompe à huile formée par un canal incliné pratiqué dans la partie inférieure de l'arbre et relié au bain d'huile du compresseur, et par une rainure à la surface extérieure de l'arbre, et un collecteur de boue, caractérisé, selon l'invention, en ce que le collecteur de boue est formé par une cavité pratiquée dans l'arbre vertical a' l'endroit où le canal incliné se rapproche de la surface extérieure de l'arbre, limitée par la surface intérieure du manchon, allant en se rétrécis sant vers le canal incliné et mise en communication avec celui-ci, et par un élément pare-boue réalisé sous forme d'une plaque disposée obliquement dans la cavité et le canal incliné à l'endroit où ils se relient, de manière que 1' extrémité inférieure de la plaque ferme le canal incliné et que son extrémité supérieure soit disposée dans la cavité de façon à laisser un espace libre pour le passage de l'huile. Ce mode de réalisation de la cavité et de l'élément pare-boue permet d'éviter que les particules solides se déplaçant à une vitesse trop grande pour pocor seraprcher de B pani du canez ne passent devant la cavité sans y etre captées, puisque l'élément pare-boue empoche totalement l'écoulement direct de l'huile et la fait passer par la cavité. Dans cette cavité, les particules solides sont repoussées vers la surface du manchon sous l'action d'une force radiale qui augmente grâce à la composition de la force centrifuge et de la rSflexion de la force, alors que l'huile contourne l'élément pare-boue et se dirige à nouveau vers le canal incliné depuis la cavité.. Il en résulte une meilleure épuration de 1' huile contenant des particules solides et un rendement élevé de la pompe à huile. Il est préférable que l'extrémité supérieure de la plaque se trouvant dans la cavité soit courbée et dotée d'un évidement pour le passage de l'huile et d'épaulements s'appuyant contre la surface latérale de la cavité. Selon un autre mode de réalisation de la plaque, son extrémité supérieure se trouvant dans la cavité est constituée de trois parties dont les deux extrêmes sont tournées dans des sens opposés dans le plan de la plaque et forment des épaulements s'appuyant contre la surface 7atEraLe de la cavité, alors que la partie médiane est pliée sous un angle par rapport au plan de la PLaque de manière à former un passage pour l'huile, et présente sur sa partie supérieure un gradin, qui s'appuie contre la surface intérieure de l'arbre , à l'endroit où la cavité communique avec le canal incliné. Ainsi, les évidements prévus dans la partie supérieure de la plaque assurent le libre passage de l'huile, tandis que les épaulements permettent dé fixer l'élément pare-boue dans la position inclinée voulue assurant une épuration efficace de l'huile pendant le fonctionnement du compresseur et-la facilité du montage du compresseur. La plaque pourvue d'une butée au milieu de sa partie supérieure permet d'obtenir une csBlaté de pratiquement n'importe quelle configuration. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : : - la figure 1 représente schématiquement une vue d'ensemble du dispositif pour la lubrification d'un compresseur, en coupe longitudinale partielle - la figure 2 est une vue suivant la flèche A de la figure 1 - la figure 3 montre l'élément pare-boue, vue de face - la figure 4 montre le.m8me élément que la figure 3, vu de ctté - la figure 5 illustre un autre mode de réalisation de 1 ' élément pare-boue (vue de face) - la figure 6 représente le même élément que la figure 5, vu de côté . Le dispositif de graissage conforme à l'invention est destiné à autre utilisé dans les compresseurs connus doté d'un arbre vertical 1 (figure 1) portant un manchon 2. Ce type de compresseurs est largement connu et, pour cette raison, on n'en donnera pas ici une description complète. Les figures annexées ne représentent que certains de leurs éléments permettant d'expliquer les caractéristiques de l'invention, notamment : un arbre vertical 1, un manchon 2, un cadre 3, un rotor 4 et un bain d'huile 5 dans lequel est plongée 1 'extrémité inférieure de l'arbre vertical 1. Le dispositif de lubrification de compresseur comprend une pompe à huile et un collecteur de boue. La pompe à huile est formée par un canal incliné 6 pratiqué dans la partie inférieure de 1 'arbre vertical 1, comme montré sur la figure 1, et communiquant avec le bain d'huile 5, et par une rainure 7 pratiquée sur la surface extérieure de 1 'ar- bre vertical 1. Le canal incliné 6 et la rainure 7 sont reliés entre eux par un canal transversal 8 pratiqué dans l'arbre vertical 1, à l'endroit où le canal vertical 6 est le plus proche de la surface extérieure de 1' arbre vertical 1. Le manchon 2 est emmanché de façon rigide sur l'arbre I quelque peu au-dessous du canal transversal 8. Le collecteur de boue est formé par une cavité 9 et par un élément pare-boue 10. La cavité 9 est pratiquée dans 1' arbre vertical 1 dans la zone où le canal incliné 6 s'approche de la surface extérieure de l'arbre 1, de sorte qu'elle se trouve un peu au-dessous du canal transversal 8 à la hauteur du manchon 2. La cavité 9 est limitée d'une part par la surface intérieure Il du manchon 2 et communique d'autre part avec le canal incliné 6. La cavité 9 va en se rétrécissant vers le canal incliné 6, comme montré sur la figure 1, de sorte que sa surface latérale 12 est oblique. Une telle disposition de la cavité 9 n'influe pratiquement pas sur la résistance mécanique de l'arbre 1, la partie de l'arbre renfermant la cavité étant entourée par le manchon 2 ajusté avec serrage. L'élément pare-boue 10 est réalisé sous forme d'une plaque disposée obliquement dans la cavité 9 et dans le canal incliné 6 dans la zone où ceux-ci communiquent entre eux, de manière que l'extrémité inférieure 13 de la plaque masque le canal incliné 6 et que son extrémité supérieure 14 soit disposée dans la cavite 9 de manière à lasser un espace libre 15 (figure 2) pour le passage de l'huile. L'élément pare-boue 10 conforme aux figures 3 et 4 est réalisé sous forme dtune plaque dont 1' extrémité supérieure 14 est courbée comme montré sur la figure 4. L'extrémité supérieure 14 de la plaque est munie d'épaulements 16 (figure 3) et d'un évidement 17. Pendant le fonctionnement du compresseur, l'élément pare-boue 10 (figure 1) partage la cavité 9 en une partie supérieure et une partie inférieure et s'appuie par ses épaulements 16 (figure 2) contre la surface latérale 12 de la cavité, alors que son évidement 17 (figure 3)forme un passage supplémentaire pour l'huile. L'élément pare-boue 10 conforme aux figures 5 et 6 est réalisé sous forme d'une plaque rectiligne dont la partie supérieure 14 (figure 5) est constituée de trois parties 18, 19 et 20 dont les deux parties extrêmes 18 et 20 sont orientées en sens contraire dans le plan de la plaque et forment des épaulements s'appuyant contre la surface latérale 12 de la cavité 9, alors que la partie médiane 19 (figure 6) est pliée sous un angle Z de 300, par exemple, par rapport au plan de la plaque et forme des évidements 21 (figure 5) pour le passage de l'huile, formant des passages supplémentaires pour l'huile canalisée depuis la partie inférieure de la cavité vers sa partie supérieure.La partie supérieure de la partie médiane 19 (figure 6) est munie d'un gradin 22 s'appuyant contre la surface intérieure de l'arbre, dans la zone où la cavité 9 (figure 1) communique avec le canal incliné 6. L'extrémité inférieure 13 (figures 3 et 5) de l'élé- ment pare-boue 10 est arrondie, ce qui permet de fermer le canal indiqué 6 (figure 1) et de diriger tout le courant d'huile à travers la cavité 9. Ce mode de réalisation de 1' extrémité supérieure et de 1' extrémité inférieure de l'élément pare-boue 10 permet de la maintenir dans la position voulue pendant le fonctionnement du compresseur. Le fonctionnement du compresseur selonl'Jnvention est le suivant Pendant le fonctionnement du compresseur, l'huile contenue dans le bain d'huile 5 (figure 1) monte par le canal incliné 6. Le courant d'huile est dévié par l'élé- ment pare-boue 10 qui le dirige vers la partie inférieure de la cavité 9, d'où il parvient, à travers les espaces libres et les évidements, à la partie supérieure de la cavité, puis-au canal incliné. Depuis le canal incliné 6, l'huile passe par le canal transversal 8 et la rainure 7 vers les surfaces à graisser. L'huile montant par le canal incliné 6 peut entraîner avec elles des particules solides. Les particules solides contenues dans le courant d'huile montant dans le canal incliné 6 sont alors soumises à l'action de forces centrifuges tendant à les repousser vers les parois du canal. Le courant d'huile contenant des particules solides et montant par le canal 6 se heurte contre l'élément pare-boue avec une certaine force et est dévié par celui-ci, change de direction et arrive à la partie inférieure de la cavité 9. Comme les particules solides subissent, en plus de la force centrifuge, l'action des composantes horizontales de la force de réflexion. La résultante de ces forces est bien supérieure à la force de cohésion des particules solides avec l'huile, de sorte que les particules solides sont rejetées vers la surface intérieure Il du manchon 2 et se déposent dans la partie inférieure de la cavité 9, alors que l'huile passe par les espaces libres et les évidements de la plaque vers le canal incliné 6 à travers la partie supérieure de la cavité 9. En outre, du fait que la cavité 9 va en se rétrécissant vers le canal incliné 6, les particules solides ne peuvent pas retomber dans le bain d'huile après l'arrêt du compresseur et elles ne peuvent donc Autre aspirées dans le canal de la pompe à huile. Tout cela élève l'efficacité du fonctionnement de la pompe à huile, ce qui conduit à l'augmentation de la durée de vie du compresseur. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1. Dispositif de lubrification d'un compresseur à arbre vertical portant un manchon, du type comprenant une pompe à huile formée par un canal incliné pratiqué dans la partie inférieuré de l'arbre vertical et relié au bain d'huile du compresseur, et par une rainure pratiquée à la surface extérieure de l'arbre, ainsi qu'un collecteur de boue ou d'impuretés, caractérisé en ce que le collecteur d'impuretés est formé par une-cavité pratiquée dans l'arbre vertical dans la zone où le canal incliné se rapproche de la surface extérieure de l'arbre délimitée par la surface intérieure du manchon allant en se rétrécissant vers le canal incliné et communiquant avec celui-ci, et par un élément pare-boue réalisé sous forme d'une plaque inclinée disposée dans ladite cavité et dans ledit canal incliné, dans la zone où ceux-ci communiquent entre eux, de manière que l'extrémité inférieure de la plaque ferme le canal incliné et que son extrémité supérieure soit disposée dans ladite cavité en laissant un intervalle pour le passage de l'huile. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite extrémité supérieure de la plaque, disposée dans ladite cavité, est courbée et munie d'un évidement pour passage de 1 'huile et d'épaulements butant contre la surface latérale de la cavité. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite extrémité supérieure de la plaque, disposée dans ladite cavité, est constituée de trois parties dont les deux extrêmes sont orientées en sens contraire dans le plan de la plaque et forment des épaulements butant contre la surface latérale de ladite cavité, alors que sa partie médiane est pliée sous un angle par rapport au plan de la plaque de manière à former des évidements pour passage de l'huile et présentant à sa partie supérieure un gradin butant contre la surface intérieure de l'arbre, dans la zone où ladite cavité communique avec ledit canal incliné.