Brevet FR2522737A1 — publié le 19830909

La présente invention se rapporte à une soupa- pe de réglage de l'aspiration pour compresseurs rotatifs, notamment pour compreusseurs hélicoidaux à injection d'huile, cette soupape comprenant un élément obturateur qui commande la conduite d'aspiration, est sollicité élastiquement dans le sens de la fermeture, et peut être déplacé dans le sens de la fermeture par un piston de com- mande guidé dans un cylindre et sollicité par un ressort de réglage. On connait déjà du fait du DE-OS 2 944 053, une soupape de réglage de l'aspiration dont l'élément ob- turateur sollicité élastiquement dans le sens de la fer- meture est relié au piston de commande qui est sollicité dans le sens de l'ouverture par la pression de service produite par le compresseur Pour arrêter le refoulement ou effectuer la régulation du débit, la pression régnant dans le réseau alimenté par le compresseur peut en outre agir dans le sens de la fermeture sur une autre surface de pression du piston de commande, qui est plus grande que la surface de pression sollicitée par le pression de ser- vice Ici, au moment du démarrage du compresseur, la con- duite d'aspiration-est ouverte dès qu'il s'est établi une certaine pression La fermeture de la conduite d'aspira- tion après l'arrêt du compresseur est assurée par le res- sort et par la pression de réseau qui existe encore dans le réservoir, dès que la pression de service du compres- seur est tombée L'ouverture et la fermeture de la condui- te d'aspiration sont donc commandées en fonction de la pression du fluide sous pression refoulé par le compres- seur Ici, il n'est pas garanti que la conduite d'aspi- ration sera fermée aussitôt après l'arrêt du compresseur, de sorte qu'il peut se produire un reflux d'air addition- né d'huile dans la conduite d'aspiration Il est donc le plus souvent indispensable, pour des raisons de sécurité, de prévoir en supplément dans la conduite d'aspiration un clapet anti-retour spécial à cette conduite Par ail- leurs, la construction relativement compliquée du disposi- tif connu constitue un inconvénient. L'invention vise à perfectionner les soupapes d.e réglage de l'aspiration connues jusqu'à présent de ma- nière à garantir un démarrage en décompression au moment de la mise en marche du compresseur et de manière que, lors de l'arrêt du compresseur, la conduite d'aspiration soit aussitôt fermée sans qu'il soit pour cela nécessaire de prévoir spécialement un clapet anti-retour dans cette conduite. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que l'élément obturateur formé séparément du pis- ton de commande est sollicité par un ressort de clapet an- ti-retour qui lui est propre et est muni d'un dispositif de retenue, de préférence d'un électro-aimant de retenue actionné électriquement, au moyen duquel il peut être main- tenu dans la position de fermeture La soupape de réglage de l'aspiration suivant l'invention agit donc aussi bien au moment de la mise en marche qu'au moment de l'arrêt du compresseur, comme un clapet anti-retour spécialement pré- vu dans la conduite, sans être gêné par le piston de com- mande Le ressort du clapet anti-retour peut être faible en conséquence, de sorte que la pression d'aspiration pro- duite par le compresseur au moment de la mise en marche est suffisante pour l'ouverture Au moyen du dispositif de retenue, il est possible de choisir d'une façon simple et précise le temps de retardement désiré avec lequel la con- duite d'aspiration est ouverte pour assurer un démarrage en décompression Lors de l'arrêt du compresseur, la con- duite d'aspiration est aussitÈt fermée de sorte qu'il ne peut pas se produire de reflux d'un fluide comprimé addi- tionné d'huile Le piston de commande permet d'obtenir un réglage simple du débit de refoulement en combinaison avec l 'élément obturateur Un autre avantage consiste dans la simplicité de la construction de la soupape de réglage de l'aspiration suivant l'invention et dans la forme simple des éléments constitutifs de cette soupape. Suivant une autre caractéristique, il peut être associé à l'élément obturateur une butée qui limite la course d'ouverture de cet élément et qui peut être réglée par le piston de commande De cette façon, la section d'aspiration libérée par l'élément obturateur peut être réglée par variation continue pour le réglage du débit de refoulement De la même façon, il est possible de fermer entièrement la soupape de réglage de l'aspiration au moyen du piston de commande. Le piston de commande est de préférence solli- cité dans le sens de l'ouverture par le ressort de régla- ge et dans le sens de la fermeture de l'élément obturateur par la pression de commande On peut utiliser pour l'ac- tionnement du piston de commande un régulateur de pression positif, dont la conduite de commande ne conduit la pres- sion de commande que pendant le régime normal Pour pou- voir suivre les fluctuations de pression qui se produisent, ces régulateurs de pression sont munis, ainsi qu'il est bien connu, d'une buse de décharge au moyen de laquelle l'air est déchargé en permanence dans le cas-d'un régula- teur négatif L'utilisation d'un régulateur de pression positif évite donc une perte préjudiciable de fluide sous pression. On obtient un appareil d'une construction sim- ple lorsque le piston de commande est disposé coaxialement en aval de l'élément obturateur et agit sur celui-ci au moyen d'une tige de piston La tige de piston forme la butée servant à la limitation de la course d'ouverture de l'élément obturateur. * Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, le dispositif de retenue est constitué par une pla- que armature fixée à l'élément obturateur et qui est as- sociée à un électro-aimant monté dans le boîtier de la sou- pape Toutefois, il est également possible d'utiliser un dispositif de retenue constitué par un verrouillage méca- nique, qui agit sur l'élément obturateur et peut de préfé- rence être actionné par voie pneumatique ou électrique Il est également possible de prévoir un actionnement du ver- rouillage à la main tout en restant dans le cadre de l'in- vention. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est un schéma d'une installation de compression équipée de la soupape de réglage de l'as- piration suivant l'invention, qui est représentée sché- matiquement par une vue en coupe centrale axiale; la figure 2 représente une variante de la sou- pape de réglage de l'aspiration, également en coupe cen- trale axiale. Sur la figure 1, on a représenté un compresseur rotatif 1 équipé d'un moteur d'entraînement 2, et qui as- pire le fluide à comprimer à travers une soupape 3 de ré- glage de l'aspiration Du compresseur 1, une conduite de pression 4 mène à un réservoir 5 qui est rempli d'huile dans sa partie inférieure et de la partie supérieure du- quel part une conduite 6 menant aux appareils consomma- teurs Par ailleurs, il est prévu une conduite 7 d'injec- tion d'huile qui prend naissance dans la région inférieure remplie d'huile du réservoir 5 et débouche dans le compres- seur 1 La régulation de l'installation de compression est assurée au moyen d'un régulateur proportionnel 8 qui est intercalé dans une conduite de signaux 9, qui part de la conduite 6 menant aux appareils consommateurs et se pro- longe jusqu'à la soupape 3 de réglage de l'aspiration. La soupape 3 de réglage de l'aspiration comprend un bottier de soupape 10 dans lequel est monté libre en translation un élément obturateur 11 qui commande la con- duite de l'aspiration 12 du compresseur L'élément obtu- rateur 11 est sollicité dans le sens de la fermeture par un ressort 13 de clapet anti-retour Dans la partie cen- trale du boîtier 10 de la soupape est disposé un disposi- tif de retenue 14 qui est constitué dans l'exemple de réa- lisation selon la figure 1 par un électro-aimant 15 mon- té dans le boitier 10 de la soupape et une plaque armatu- re 16 appartenant à cet électro-aimant et qui est fixée à l'extrémité de la tige de guidage 17 de l'élément obtu- rateur 11 Finalement, il est prévu un piston de commande 18 monté libre en translation dans le boîtier 10 de la soupape et qui est sollicité par un ressort de réglage 19 La tige de piston 20 du piston de commande 18 fait saillie vers la plaque armature 16 de l'élément obturateur 11 L'extrémité de la tige de piston 20 forme une butée 21 qui limite la longueur de la course de l'élément obtu- rateur 11. Le régulateur proportionnel 8 comprend une mem- brane 22 qui est sollicitée d'une côté par un ressort 23 et de l'autre côté par le fluide sous pression acheminé par l'intermédiaire de l'entrée 24 A la membrane 22 est fixé un élément de soupape 25 qui coopère avec un siège de soupape 26 et commande un canal 28 menant à la sortie 27. Une buse de décharge 29 part du canal 28 et débouche dans l'air libre La précontrainte du ressort 23 peut être ré- glée au moyen d'un chapeau à vis 30. Dans la variante de la soupape 3 de réglage de l'aspiration qui est représentée sur la figure 2, le dis- positif de retenue est constitué par un verrouillage mé- canique muni d'un cliquet 31 monté oscillant, qui est sol- licité par un ressort 32 et s'encliquette derrière l'élé- ment obturateur 11 Les surfaces du cliquet 31 et de l'élé- ment obturateur 11 qui s'appliquent l'une contre l'autre sont chanfreinées de telle manière que, sous l'action du ressort 32, le cliquet 31 applique l'élément obturateur 11 sur son siège dans la position de fermeture Pour l'action- nement du cliquet 31, il est prévu une membrane 33 qui agit par l'intermédiaire d'un doigt 34 sur un prolongement L 522737 du cliquet 31 L'actionnement de la membrane 33 est assuré par un fluide sous pression pneumatique qui est introduit par l'intermédiaire d'une conduite de commande 36 qui est prévue dans un chapeau de boîtier 38 servant à serrer la membrane 33 dans une chambre de pression 37 Par ailleurs, de même que dans l'exemple d'exécution selon la figure 1, l'élément obturateur 11 est monté dans le boî- tier 10 de la soupape au moyen d'une tige de guidage 17 et il est sollicité par un ressort de clapet anti-retour 13 Les mouvements de levée de l'élément obturateur 11 sont ici également limités par un piston de commande 18 qui forme une butée 21 par l'extrémité de sa tige de pis- ton 20 L'actionnement du cliquet 21 pourrait également être commandé à la main au lieu d'être commandé par la membrane 33. Lorsque l'installation de compression représen- tée sur la figure 1 est mise à l'arrêt, l'élément obtura- teur 11 ferme la conduite d'aspiration 12 sous l'effet de l'action du ressort de clapet anti-retour 13 Lors de la mise en marche du compresseur I, il s'établit en aval de l'élément obturateur 11 une dépression qui tend à ouvrir aussitôt la soupape de réglage de l'aspiration Toutefois, le dispositif de retenue 14 maintient cette soupape de réglage de l'aspiration 3 fermée pendant le temps du dé- marrage de sorte qu'il est possible de faire démarrer le compresseur 1 dans un état de décompression A cet effet, dans la forme de réalisation selon la figure 1, l'électro- aimant 15 est excité au moyen d'une ligne électrique non représentée, de sorte qu'il attire la plaque armature 16 et maintient, de cette façon, l'élément obturateur Il dans la position de fermeture Dès que le compresseur 1 est dé- marré, l'excitation de l'électro-aimant 15 est interrompue et, par suite, l'élément oburateur 11 ouvre aussitôt la conduite d'aspiration 12, de sorte que le compresseur 1 commence à refouler à plein débit Lors de la mise à l'ar- rêt du compresseur, l'élément obturateur 11 se comporte, sous l'action du ressort de clapet anti-retour 13, comme un clapet anti-retour automatique et asssure une fermetu- re immédiate de la conduite d'aspiration 12 Ceci évite avec sécurité que, sous l'action de la pression qui règne dans le réservoir 5, le fluide sous pression et l'huile injectée dans le compresseur 1 par l'intermédiaire la con- duite d'injection 7 ne refluent dans la conduite d' aspira- tion 12 et dans un filtre qui est de toute façon monté en aval de celle-ci. Le régulateur proportionnel 8 sert à assurer la régulation du débit de refoulement du compresseur 1 en fonction de la pression qui règne dans la conduite 6 me- nant aux appareils consommateurs Lorsque cette pression régnant dans la conduite 6 a atteint une certaine valeur, qu'on peut régler par la précontrainte du ressort 23 du régulateur 8, l'élément mobile 25 se soulève du siège de soupape 26, à la suite de quoi un signal de régulation parvient à la soupape 3 de réglage de l'aspiration par l'intermédiaire de la ligne de signaux 9 Ce signal solli- cite le piston de commande 18 et déplace ce dernier en sur- montant la force du ressort de réglage 19 La tige de pis- ton 20 agit alors dans le sens de la fermeture sur l'élé- ment obturateur 11, qui vient s'appuyer sur la butée 21 par l'intermédiaire de la plaque armature 16 La soupape de réglage de l'aspiration se ferme alors avec l'accroisse- ment de la pression régnant dans la conduite 6 menant aux appareils consommateurs, de sorte que le refoulement est étranglé De cette façon, il se produit une adaptation du débit de refoulement à la valeur instantanée de la consom- mation par variation continue Lorsque la pression régnant dans la conduite 6 menant aux appareils consommateurs a atteint une valeur maximale déterminée, la soupape 3 de réglage de l'aspiration se ferme entièrement La soupape , 26 du régulateur proportionnel 8 reste alors ouverte de sorte que, lorsque la soupape 3 de réglage de l'aspira- tion est fermée, le fluide refoulé par le compresseur 1 peut encore être éjecté par la buse de décharge 29 du ré- gulateur proportionnel 8 Dès que la pression tombe dans la conduite 6 menant aux appareils consommateurs, le régula- teur proportionnel 8 se ferme totalement ou partiellement et, par suite, la pression régnant dans la conduite de signalisation 9 est relachée à travers la buse de déchar- ge 19 A ce moment, le piston de commande 18 libère l'élé- ment obturateur 11 sous l'action du ressort de commande 19 de sorte que la soupape 3 de réglage de l'aspiration peut à nouveau s'ouvrir Lorsque la soupape 25, 26 du ré- gulateur proportionnel 8 est fermée, il ne s'échappe pas de fluide sous pression par la buse de décharge 29 de sor- te qu'il ne se produit donc pas de perte de pression La buse de décharge 29 peut donc être réalisée avec une sec- tion de passage relativement grande sans risque de perte préjudiciable de la pression, de sorte qu'on évite à la fois l'encrassage et le givrage de cette buse. La soupape de réglage de l'aspiration selon la figure 2 travaille essentiellement de la même façon que la forme de réalisation décrite en regard de la figure 1. La seule différence réside dans le dispositif de retenue au moyen duquel l'élément obturateur 11 est ancré dans la position de fermeture pour garantir un démarrage en décom- pression Sur la figure 2, on peut reconnaître que le cli- quet 31 s'enclenche derrière l'élément obturateur Il sous l'action du ressort 22 lorsque cet élément obturateur pas- se de la position d'ouverture à la position de fermeture. Le cliquet 31 maintient rigidement l'élément obturateur 11 dans la position de fermeture jusqu'au moment o la cham- bre 37 de pression de commande est sollicitée, par l'in- termédiaire de la conduite de commande 36, par un fluide sous pression qui relève le cliquet 31, par l'intermédiaire de la membrane 33 et en surmontant la force du ressort 32 et, de cette façon, déverrouille l'élément obturateur 11. Cet élément peut alors libérer aussitôt la conduite d'as- piration 12 de sorte que le refoulement du compresseur commence La régulation du débit de refoulement se produit de la même façon qu'on l'a décrit en regard de la figure 1, c'est-à-dire, sous l'action du piston de commande 18 qui agit sur la tige de guidage 17 de l'élément obtura- teur Il par l'intermédiaire de la tige de piston 20, de sorte que la soupape 3 de réglage de l'aspiration s'ou- vre plus ou moins en fonction de la pression. A l'aide de la soupape de réglage d'aspiration 3 décrite, il est donc possible de maintenir la conduite d'aspiration 12 du compresseur fermée pendant le démar- rage, de sorte qu'on peut obtenir un démarrage en décom- pression Par ailleurs, le débit de refoulement du com- presseur 1 peut avantageusement être réglé par variation continue au moyen de cette soupape 3 de réglage de l'as- piration Lors de la mise à l'arrêt du compresseur, la soupape de réglage de l'aspiration agit à la façon d'un clapet anti-retour de sorte que la conduite d'aspiration 12 se ferme aussitôt et qu'on évite de cette façon avec certitude le reflux de fluide additionné d'lhuile. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d' exemple non li- mitatif et sans sortir du cadre de l'invention. L 522737 REVENDICATIONS 1 Soupape de réglage de l'aspiration pour com- presseurs rotatifs, notamment pour compresseurs hélicoi- daux à injection d'huile, cette soupape comprenant un élément obturateur qui commande la conduite d'aspiration, est sollicité élastiquement dans le sens de la fermeture et peut être déplacé dans le sens de la fermeture par un piston de commande guidé dans un cylindre et sollici- té par un ressort de réglage, caractérisée en ce que l'élément obturateur ( 11) formé séparément du piston de commande ( 18) est sollicité par un ressort de clapet an- ti-retour ( 13) qui lui est propre et est muni d'un dispo- sitif de retenue ( 14), de préférence d'un électro-aimant de retenue ( 15) actionné électriquement, au moyen duquel il peut être maintenu dans la position de fermeture. 2 Soupape de réglage de l'aspiration selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'à l'élément obturateur ( 11), est associée une butée ( 21) qui limite la course d'ouverture de cet élément et qui peut être réglée par le piston de commande ( 18). 3 Soupape de réglage de l'aspiration selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le piston de commande ( 18) est sollicité dans le sens de l'ouverture de l'élément obturateur ( 11) par le ressort de réglage ( 19) et dans le sens de la fermeture par la pression de commande. 4 Soupape de réglage de l'aspiration selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caracté- risée en ce que le piston de commande ( 18) est disposé çoaxialement en aval de l'élément obturateur ( 11) et agit sur celui-ci au moyen d'une tige de piston ( 20). Soupape de réglage de l'aspiration selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif de retenue ( 14) est constitué par une plaque armature ( 16) fixée à l'élément obturateur et il qui est associée à un électro-aimant ( 15) monté dans le bottier de la soupape. 6 Soupape de réglage de l'aspiration selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif de retenue ( 14) est constitué par un verrouillage mécanique ( 31) qui agit sur l'élément obturateur ( 11) et peut de préférence être actionné par voir pneumatique ou électrique.