Brevet FR2499637A1 — publié le 19820813

L'invention a trait à un compresseur à piston et, en particulier à un compresseur frigorifique présentant un vérin cylindrique unique à simple effet pourvu d'un piston annulaire soumis dans un sens à une poussée d'un fluide et dans l'autre sens à l'action exercée par des ressorts. On connaît déjà, par le brevet français nO 1.101.890, un procédé et un dispositif pour régler le débit des compresseurs. Ce brevet concerne un procédé de réglage du débit d'un compresseur par ouverture forcée de la soupape d'aspiration du compresseur, dans lequel l'ouverture de la soupape d'aspiration est précédée par l'interruption de la communication entre la chambre d'aspiration et le cylindre du compresseur, grâce à une soupape séparée, indépendamment de la position de la soupape d'aspiration et est suivie d'une évacuation de l'agent de fonctionnement restant dans le cylindre, tout en le laissant passer dans la chambre d'aspiration, par une soupape de retenue. Ce brevet concerne également un dispositif dans lequel l'ouverture de la soupape d'aspiration est assurée par des abaisseurs obéissant à un dispositif de commande extérieur. Les abaisseurs sont combinés avec une soupape de fermeture prévue dans la chambre d'aspiration, et qui règle le débit de l'agent venant de la chambre d'aspiration vers le cylindre du compresseur par des conduits d'aspiration, dans le but d'interrompre la liaison entre la chambre d'aspiration et le cylindre, in dépendamment de la soupape d'aspiration, la soupape de fermeture et la soupape d'aspiration coopérant à cet effet avec des sièges situés à des extrémités opposées des conduits d'aspiration.La disposition est telle que la soupape de fermeture n'interrompe pas la communication entre la chambre d'aspiration et les conduits d'aspiration avant le moment où les abaisseurs viennent en contact de la soupape d'aspiration et que la soupape de fermeture puisse alors effectuer le mouvement nécessaire pour ouvrir la soupape d'aspiration, grâce aux abaisseurs tandis que la communication entre la chambre d'aspiration et les conduits d'aspiration est maintenue interrompue. On connaît également, parle brevet français nO 74.01508 publié sous le nO 2.257.629, un dispositif de mise à vide et de régulation pour un compresseur à piston et, en particulier pour un compresseur frigorifique. Ce dispositif comporte un vérin cylindrique unique à effet simple pourvu d'un piston annulaire muni, à a partie inférieure, de doigts de commande coopérant avec le disque obturateur du clapet d'aspiration. Ce piston, pourvu d'éléments d'étanchéité, présente une section annulaire et il est soumis dans un sens à une poussée d'un fluide hydraulique et, dans l'autre sens, à une action commune exercée par une pluralité d'é- léments élastiques.Le vérin se compose, d'une part, d'une chemise comportant un logement réalisé dans sa face supérieure et un orifice pour l'alimentation du fluide actif du piston annulaire, présentant un corps coulissant dans la chemise et un épaulement se déplaçant dans le logement et, d'autre part, d'une chambre de compression à section annulaire située entre la face inférieure de l'épaulement et la face supérieure du logement. Toutefois, ces différents dispositifs ne permettent pas une régulation modulante annulaire car le fluide utilisé est un fluide hydraulique ne permettant pas la modulation. Par ailleurs, ces dispositifs sont conçus de telle façon qu'il n'est pas possible de remplacer le fluide hydraulique par un fluide compressible. Fréquemment, une régulation modulaire est nécessaire. La présente invention a pour but de fournir un dispositif pour un compresseur frigorifique comprenant un moyen de régulation modulaire. A cet effet, l'invention concerne un compresseur à piston et, en particulier un compresseur frigorifique présentant un vérin cylindrique unique à simple effet pourvu d'un piston annulaire soumis dans un sens à une poussée d'un fluide et dans l'autre sens à l'action exercée par des ressorts caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de régulation modulée actionné par un fluide gazeux et coopérant avec le piston annulaire porte-griffes à rappel élastique agissant sur la soupape d'admission disposée extérieurement par rapport à la soupape de refoulement centrale. L'invention sera bien compriseen se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin ci-annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en élévation en coupe du piston annulaire d'un compresseur frigorifique conforme a l'invention, la soupape d'admission étant en position d'ouverture ; - la figure 2 est une vue partielle, en coupe, de la figure 1 représentant le dispositif de régulation modulée conforme à l'invention, la soupape d'admission étant en position fermée. On se réfère à la figure 1. Le compresseur frigorifique comporte au moins une chambre cylin drique de compression 1 obturée à sa partie supérieure 2 par un couvercle 3 maintenu en place par des éléments de fixation 4 vissés dans des trous taraudés 5 réalisés dans la culasse 6. Dans la chambre cylindrique de compression 1 est logé un vérin cylindrique 7 maintenu par un couvercle 8 fixé par des vis 9 engagées dans des trous taraudés 10 pratiqués dans la culasse 6. Ce vérin cylindrique 7 est sollicité élastiquement par des éléments élastiques 11, 12 disposés entre la face supérieure 13 du vérin cylindrique 7 et le fond 14 d'un évidement 15 réalisé dans la face inférieure 16 du couvercle 8. On dispose entre le pourtour extérieur 17 du vérin cylindrique 7 et le pourtour intérieur 18 de l'évidement 15 du couvercle 8 et le pourtour intérieur 19 de la culasse 6, des joints d'étanchéité 20, 21 logés dans des rainures 22, 23 pratiquées dans ledit pourtour extérieur 17 du vérin cylindrique 7. La face inférieure 24 de ce dernier prend appui sur la face supérieure 25 d'une soupape d'admission 26 dont la face inférieure 27 présente un évidement 28 dans lequel est logé au moins un disque obturateur 29. La soupape d'admission 26 est disposée extérieurement par rapport à une soupape de refoulement centrale 30 sollicitée élastiquement par un ressort 31 placé entre le dessus 32 de la soupape de refoulement centrale 30 et le fond 14 de l'évidement 15 du couvercle 8. Conformément à l'invention, le vérin cylindrique 7 comporte un dispositif de régulation modulée 33. Ce dernier est constitué d'une pluralité de pistons de régulation 34 coulissant dans des chambres cylindriques 35 pratiquées dans la face inférieure 24 du vérin cylindrique 7. Le nombre de pistons de régulation 34 et, par voie de conséquence, le nombre de chambres cylindriques 35 sont quelconques mais supérieurs à deux pour les raisons indiquées ci-après. Chaque piston de régulation 34 comporte sur son pourtour extérieur 36 des éléments d'étanchéité 37. Chaque chambre cylindrique 35 est alimentée en fluide gazeux par l'intermédiaire d'un conduit 38 traversant la culasse 7. Ce conduit 38 débouche dans la chambre cylindrique 35 entre le fond 39 et la chambre cylindrique 35 et la face supérieure 40 du piston de régulation 34 (voir figure 2). On pratique dans la face inférieure 41 des pistons de régulation 34 un évidement 42 dans lequel pénètre l'extrémité 43 d'un ressort 44 dont l'autre extrémité 45 est engagée dans un logement 46 réalisé dans la face supérieure 47 d'un piston annulaire 48. Ce piston annulaire 48 coulisse verticalement le long de la face interne 49 d'un évidement annulaire 50 pratiqué dans la face inférieure 24 du vérin cylindrique 7. La face inférieure 51 dudit piston annulaire 48 est pourvue de griffes 52 traversant des orifices d'admission 53 réalisés dans la soupape d'admission 26 et coopérant avec le disque obturateur 29. Le piston annulaire 48 est traversé par des tiges de guidage 54 solidaires de la face supérieure 25 de la soupape d'admission 26. Sur ces tiges de guidage 54 sont enfilés des ressorts 55 emprisonnés entre la face inférieure du piston annulaire 48 et la face supérieure 25 de la soupape d'admission. L'axe vertical 56 des tiges de guidage 54 se trouve dans le prolongement vertical de l'axe vertical 57 des chambres cylindriques 35 se confondant avec l'axe vertical des pistons de régulation 34. Pour que le piston annulaire 48 reste horizontal soit lors de son déplacement vertical, soit en position de repos, il est nécessaire que les ensembles représentés dans la figure 2 et constitués des chambres cylindriques 35, des pistons de régulation 34, les ressorts 44 et 55 et les tiges de guidage 54 soient au nombre minimum de trois. Le fonctionnement du dispositif de régulation modulée 33 est le suivant : Par l'intermédiaire du conduit 38, on introduit dans les chambres cylindriques 35 et, plus particulierement entre le fond 39 de ces chambres cylindriques 35 et la face supérieure 40,des pistons de régulation 34 du gaz sous pression6 En fonction de la pression de ce gaz, les pistons de régulation 34 coulissent dans les chambres cylindriques 35 en comprimant les ressorts 44. Ceux-ci poussent le piston annulaire 48 et, de ce fait, les griffes 52 obturent les orifices d'admission 53 dela soupape d'admission 26. Parallelement, le piston annulaire 48 comprime les ressorts 55. En relâchant la pression, les ressorts 55 réagissent et repoussent le piston annulaire 48 qui, par l'intermédiaire des ressorts 44,ramene en position de repos les pistons de régulation 34. La course des pistons de régulation 34 déterminant la course du piston annulaire 48 et, par voie de conséquence, l'obturation plus ou moins importante des orifices d'admission 53, sont fonction de la pression conférée au fluide gazeux. Cette pression peut être modulée en fonction de certains impératifs de fonctionnement, impératifs prédéterminés et/ou instantanés. 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, de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Compresseur à piston et, en particulier compresseur frigorifique présentant un vérin cylindrique unique à simple effet pourvu d'un piston annulaire soumis dans un sens à une poussée d'un fluide et dans l'autre sens à l'action exercée par des ressorts caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de régulation modulée(33)actionné par un fluide gazeux et coopérant avec le piston annulaire (48) porte-griffes (52) à rappel élastique agissant sur la soupape d'admission (26) disposée extérieurement par rapport à la soupape de refoulement centrale (30). 2. Compresseur à piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de régulation modulée (33) comporte au moins trois pistons de régulation (34) coulissant dans des chambres cylindriques (35) réalisées dans la face inférieure (24) du vérin cylindrique (7). 3. Compresseur à piston selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de régulation modulée (33) comporte pour chaque piston de régulation (34) un ressort (44) dont l'une des extrémités (43) est logée dans un évidement (42) réalisé dans la face inférieure (41) du piston de régulation (34) et dont l'autre extrémité (45) prend appui sur un logement (46) réalisé dans la face supérieure (47) du piston annulaire (48). 4. Compresseur à piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de régulation modulée (33) comporte pour chaque piston de régulation (34) un conduit d'amenée du fluide gazeux (38) traversant la culasse (6) et débouchant entre le fond (39) de la chambre cylindrique (35) et la face supérieure (40) du piston de regula- tion (34). 5. Compresseur à piston selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les pistons de régulation (34) comportent une course, déterminant la course du piston annulaire (48) et, par voie de conséquence, l'obturation plus ou moins importante des orifices d'admission (53) de la soupape d'admission (26), en fonction de la pression confé- rée au fluide gazeux. 6. Compresseur à piston selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fluide gazeux comporte une pression modulée en fonction de certains impératifs prédéterminés et/ou instantanés de fonctionnement du compresseur frigorifique. 7. Compresseur à piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de rappel du piston annulaire (48) constitués par des ressorts (55) sont situés entre la face inférieure (51) du piston annulaire (48) et la face supérieure (25) de la soupape d'admission (26), ces ressorts (55) étant enfilés sur des tiges de guidage (54) solidaires de la soupape d'admission (26). 8. Compresseur à piston selon la revendication 7, caractérisé en ce que les tiges de guidage (54) comportent un axe (56) situé dans le prolongement de l'axe (57) des chambres cylindriques (35). 9. Compresseur à piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin cylindrique (7) coopère avec des éléments élastiques (11,12) disposés entre la face supérieure (13) du vérin cylindrique (7) et le fond (14) d'un évidement (15) réalisé dans la face inférieure (16) du couvercle (8) pour limiter à une valeur prédéterminée la pression dans la chambre de compression (1) en cas d'anomalie.