Brevet FR2520053A1 — publié le 19830722

La présente invention concerne un système de contrôle de liquide et son régulateur, et plus particuliè- rement un système de contrôle d'huile et un régulateur pour commander le niveau d'huile dans le carter d'un com- presseur. Des systèmes de commande du niveau d'huile et des régulateurs ont été utilisés dans le passé pour contrôler le niveau d'huile du carter d'un ou plusieurs compresseurs tels que des compresseurs de réfrigération Un exemple en est un système antérieur de contrôle de niveau d'huile pour compresseurs de réfrigération et régulateurs destinés à ce système, qui est décrit dans le brevet US 2 246 244 (Consley). Le régulateur de niveau d'huile décrit dans ce brevet utilise une soupape à flotteur et un régulateur est monté à l'extérieur de chacun des carters de compresseurs pour maintenir le niveau d'huile dans le réservoir de carter à un niveau prédéterminé Cependant, on désire fréquemment que le niveau d'huile dans le régulateur et le réservoir de carter auquel il est connecté puisse être réglé dans des limites prédéterminées de niveau d'huile Le régulateur d'huile décrit dans ce brevet n'est pas réglable. Le système de contrôle de niveau d'huile et le régulateur mettant en oeuvre les principes qui sont à la' base de la présente invention, peut maintenir le niveau d'huile dans un ou plusieurs réservoirs de carter de com- presseur et également peut être réglé rapidement et faci- lement de manière à pouvoir modifier le niveau d'huile en - fonction des besoins En outre, non seulement le système de contrôle de niveau d'huile et le régulateur de la pré- sente invention peuvent régler le niveau d'huile, mais encore ce réglage peut être effectué tandis que l'huile s.'écoule à travers le système sans qu'on ait besoin de l'arrêter pour réaliser le réglage Ainsi, le réglage devient rapide et peut être effectué à tout moment Le système de contrôle de niveau d'huile et le régulateur mettant en oeuvre les principes de la présente invention sont d'une construction simple et nécessitent seulement des outils simples largement disponibles lorsqu'il s'agit de réaliser un réglage Par ailleurs, aussitôt que le réglage du système et du régulateur de la présente inven- tion a été effectué, le régulateur peut être verrouillé pour éviter-toute modification accidentelle ou involontaire du réglage. Selon un aspect principal de la présente inven- tion,-un régulateur de niveau de liquide comprend une chambre fermée contenant le liquide, un dispositif d'en- trée pour admettre le liquide vers la chambre et un élé- ment de décharge pour permettre le déchargement du liquide hors de la chambre Un dispositif àasoupape est inclus dans l'élément d'entrée et un dispositif flottant se trouvant dans la chambre est relié à la soupape de manière à ouvrir et à fermer celle-,ci en fonction du niveau de liquide dans la chambre Un élément de réglage permet d'ajuster la hauteur du flotteur pour régler le niveau de liquide dans la chambre et on peut les faire fonctionner de l'extérieur de la chambre et pendant que le liquide est admis à travers l'élément d'entrée. Dans un autre aspect principal de la présente invention, le régulateur de niveau de liquidementionné ci-dessus comporte un piston mobile et le flotteur et le dispositif de réglage* sont couplés au piston de telle manière que pendant que l'élément de réglage est ajusté, le piston se déplace de manière à régler la hauteur du flotteur. Selon un autre aspect de la présente invention, le piston mentionné cidessus fait partie de l'entrée et le liquide entrant dans la chambre à partir de l'entrée traverse le piston mobile vers la soupape. Selon un autre aspect primordial de la présente invention, les régulateurs de niveau de liquide mentionnés ci-dessus comprennent en combinaison un compresseur ayant un carter destiné à l'huile de lubrification du compresseur. L'élément de décharge effectue la décharge vers le carter et le régulateur de niveau de liquide maintient le niveau d'huile dans celui-ci Un réservoir d'huile de lubrifica- tion est également prévu et l'entrée communique avec ce réservoir. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- septe invention résulteront de la description détaillée qui va suivre de quelques formes de réalisation, à la lumière des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique globale d'un système de contrôle de niveau d'huile de compresseur ayant des régulateurs mettant en oeuvre les caractéristi- ques de la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective avec arrachement partiel sur une plus grande échelle de l'un des régulateurs de niveau d'huile selon la-présente inven- tion; la figure 3 est une vue en plan du régulateur montré à la figure 2; et la figure 4 est une vue latérale en élévation en coupe et avec arrachement partiel du régulateur d'huile vu sensiblement le long de la ligne 4-4 de la figure 3. La figure 1 montre une vue schématique globale d'une forme de réalisation préférée du système de contrôle de niveau d'huile et du régulateur mettant en oeuvre les principes de la présente invention. Le système comprend plusieurs compresseurs 10, 12 et 14 qui peuvent être par exemple des compresseurs de réfri- gération Chacun de ceux-ci a un réservoir de carter (sans numéro de référence) contenant l'huile de lubrification des compresseurs Chacun des réservoirs de carters de compres- seurs comprend aussi un régulateur de niveau d'huile 16 pour commander le niveau d'huile dans chacun des réservoirs à un niveau désiré. Chaque régulateur 16 comporte une entrée 18 à travers laquelle de l'huile est admise vers le régulateur et son réservoir de carter associé à partir d'un réservoir d'huile 20, des conduites 22 et des filtres 24 Les régula- teurs d'huile 16, comme mentionné précédemment, communiquent directement avec les réservoirs de carters de compresseurs par l'intermédiaire d'une conduite courte de décharge 26 qui est montée à l'extérieur du carter par des éléments appropriés, tels qu'un montage à bride et à joint 28 comme le montrent les figures 2 à 4. Le réservoir 20 a de préférence un évent par l'intermédiaire d'une conduite 30 comme le montre la figure 1 en direction de l'entrée de fluide 32 de compresseur qui, dans le cas de compresseurs de réfrigérationest l'entrée de réfrigérant vers les compresseurs L'évent 30 sert à relâcher la pression dans cette partie du système. La décharge de fluide comprimé de chacun des com- presseurs 10, 12 et 14 est effectuée par une conduite 34 de préférence vers un séparateur d'huile 36 _o l'huile de lubrification éventuelle qui peut être entraînée dans le fluide comprimé est séparée et renvoyée par l'intermédiaire de la conduite 38 vers le réservoir d'huile 20. Le système décrit jusqu'ici est connnu essentiel- lement dans l'art antérieur et en particulier dans le bre- vet cité. En ce qui concerne maintenant la description détailléede la forme de réalisation préférée du régulateur de niveau d'huile, mettant en oeuvre les principes de la présente invention, on note que le régulateur 16 comprend de préférence une enveloppe creuse cylindrique 40 qui est fermée à ses extrémités par un couvercle ou capuchon d'extrémité supé- rieur 42 et un couvercle ou capuchon d'extrémité inférieur 44 de manière à définir une chambre 46 contenant du liquide dans le régulateur 16 Les couvercles d'extrémité 42 et 44 peu- vent être fixés à l'enveloppe 40 par tout moyen approprié, par exemple par soudage ou brasage 48 comme le montre la figure 4. La décharge 26 de la chambre 46 vers le réservoir de carter de compresseur s'étend à travers l'enveloppe 40 et y est fixée par des moyens appropriés tels que des sou- dures 50 En plus, une vitre appropriée d'inspection 52 à bride comme le montrent les figures 1 à 3 est montée sur l'enveloppe 40 de la même manière que la décharge 26 pour établir une communication avec la chambre 46 et permettre une inspection visuelle du niveau d'huile dans la chambre 46 depuis l'extérieur du régulateur 16 Cette possibilité d'inspection non seulement est généralement avantageuse pour surveiller le niveau d'huile dans les régulateurs et les réservoirs des carters durant le fonctionnement normal du système, mais encore présente un avantage particulier pour réaliser le réglage du niveau d'huile L comme on le décrit avec plus de détails ci-après. L'entrée d'huile 18 vers le réservoir comprend de préférence un élément fileté approprié 54 ayant des filets 56 sur son extrémité externe pour lui permettre d'être cou- plé avec la conduite 22 comme le montre la-figure 1 Le raccord 54 traverse le couvercle d'extrémité 42 vers l'in- térieur de la chambre 46 et se termine en une extrémité cylindrique 58 recevant un piston comme le montre la figure 4 Le raccord 54 a un trou central fournissant un passage d'écoulement d'huile 60 comme le montre la figure 4. Pour établir une protection contre l'entrée des impuretés, durant l'expédition et l'emmagasinage, un chapeau protecteur- 62 montré à la figure 4 peut être introduit sur le raccord 54 et enlevé au moment o le régulateur doit être couplé à la conduite 22. La structure d'entrée de la forme de réalisation préférée du régulateur de la présente invention comporte également un piston allongé 64 qui peut coulisser dans un cylindre 58 du raccord 54 comme le montre la figure 4 Le piston 64 comprend de préférence un ou plusieurs joints toriques 66 sur sa partie externe de manière à fermer le piston hermétiquement, empêchant des fuites entre le piston et le cylin- dre Le piston 64 est également troué pour fournir un pas- sage 68 pour l'huile qui s'écoule à travers le piston depuis le passage 60 du raccord 54 jusqu'à une conduite 70, laquelle est courbée en forme de U Une extrémité 72 de la conduite en forme de U est enfilée dans le fond 74 du piston et elle y est maintenue par des moyens appropriés tels qu'un joint de soudure. L'autre extrémité de la conduite en forme de U ,comporte une soupape 76 qui y est montée comme le mon- trent les figures 2 et 4 La soupape 76 comprend une struc- ture 78 de siège de soupape fixe qui peut être fixée par un joint de soudure à l'extrémité de la conduite en forme de U ,ainsi qu'un pointeau 81 de soupape à flotteur qui se déplace alternativement par rapport au siège de soupape pour commander l'entrée d'huile en fonction de l'action d'un flotteur 82. Le flotteur 82 est un flotteur à bille qui est relié par un levier approprié à flotteur 84 à un montage à pivot en haut de la soupape 76 Ce montage comporte deux broches pivotantes 86 et 88 L'une de cellês-ci est couplée à la partie fixe du boîtier 78 de siège de soupape pour per- mettre le pivotement du levier de flotteur 84 autour de ce bottier qui est fixe par rapport à la conduite en forme de U L'autre broche 88 traverse le pointeau 80 de la soupape à flotteur de manière à déplacer vers le haut et vers le bas le pointeau en fonction du niveau L de l'huile dans la chambre 46 et du mouvement du flotteur 82 à mesure que change le niveau. Comme mentionné précédemment, le niveau d'huile L dans le régulateur 16 de la présente invention peut être facilement réglé de l'extérieur du régulateur Un tel réglage est accompli par un ensemble d'ajustement dénoté généralement par le numéro de référence 90, comme le mon- trènt les figures 2 à 4 L'ensemble de réglage comprend un corps tubulaire 92 qui traverse également le capuchon terminal 42 comme le montrent les figures 2 à 4 Le corps 92 est fixé de préfé- rence au couvercle terminal 42 par des moyens appropriés tels qu'un joint de soudure L'extrémité externe du corps tubulaire 92 comprend de préférence des filets internes 94 et des filets externes 96 Les filets externes 96 peuvent recevoir un capuchon protecteur approprié 98 permettant d'éviter tout mouvement fortuit de l'ensemble de réglage après réglage et durant le fonctionnement normal du régu- lateur. Une broche de réglage 100 s'étend à travers le corps 92,comme le montre la figure 4, et vers l'intérieur de la chambre 46 La broche de réglage 100 a une extrémité allongée filetée 102 qui s'étend dans la chambre 46 et par un étrier 104 fileté d'accouplement et de réglage se trou- vant dans la chambre 46 L'étrier d'accouplement et de réglage 104 comporte une extrémité 106 qui s'étend latéra- lement dans un orifice 108 se trouvant dans un second étrier d'accouplement et de réglage L'étrier 110 est fixé rigi- dement, par exemple par un joint de soudure, à la partie infé- rieure 74 du piston de telle manière que lorsque les étriers 104 et 110 sont montés et descendus par les filets de la broche 100, le piston 64 se déplace avec les étriers L'ex- trémité 106 de l'étrier 104 s'adapte sans serrage dans l'orifice 108 de l'étrier 110 pour permettre un certain jeu entre les étriers 104 et 110 durant le réglage Bien que ces étriers soient montrés comme des éléments séparés coopé- xants, ils peuvent être formés d'une seule pièce l'un avec l'autre. La partie haute de la broche 100 comprend de pré- férence une tête fendue 112 pour être actionnée par un tournevis normal de manière à permettre à la broche 110 de tourner pour régler le niveau d'huile L dans la chambre 46. Les filets 102 de la broche 100 sont préférablement d'une direction telle que le flotteur 82 descend lorsque la tête 112 est tournée dans la direction o la vis est normalement tournée pour le dévissage et monte lorsqu'elle est tournée dans la direction opposée Si on le désire, une étiquette 113 peut également être prévue comme le montrent les figu- res 2 et 3, près de l'ensemble de réglage et sur le couver- cle terminal 42 pour guider l'homme de l'art qui effectue le réglage Un bouchon de sécurité fileté 114 peut égale- ment être prévu de manière à verrouiller la broche 100 dans sa position désirée de réglage et pour empêcher toute modification non désirée du réglage provenant des vibrations ou de phénomènes analogues durant le fonctionnement normal. Le bouchon 114 peut également être vissé dans une position telle que la tête 112 soit verrouillée par les filets inter- nes 94 du corps 92 en utilisant un tournevis normal. La broche 100 comprend également de préférence. des joncs supérieur et inférieur 116 pour limiter le trajet de réglage du régulateur ainsi qu'une bague torique 118 pour empêcher les fuites La bague torique permet d'effec- tuer le réglage avec la pression de la conduite Le jonc supé- rieur 116 et la tête 112 empêchent tout mouvement vertical de la broche 100 Celle-ci tourne simplement pour provoquer la rotation des filets 102. Après lecture de la description précédente du système et du régulateur préférés mettant en oeuvre les principes de la présente invention, leur fonctionnement et la méthode de réglage deviennent évidents Cependant, une brève description du fonctionnement et de la méthode de réglage va suivre. L'huile entre dans le régulateur 16 à partir du réservoir d'huile 20 par la conduite 22, le filtre 24 et l'entrée 18 L'huile s'écoule à travers le passage 60 dans le raccord fileté 54, le passage 68 dans le piston 64 et la conduite 70 vers le siège de soupape 78 Si le niveau d'huile L dans la chambre 46 et le réservoir de carter est au niveau désiré, le flotteur 82 flotte vers le haut de manière à déplacer le pointeau 80 de soupape à flotteur vers le bas pour fermer la soupape et aucune huile ne s'écoulera dans la chambre 46 Le niveau d'huile L est main- tenu de préférence à un niveau supérieur au fond de la décharge 26 parce que l'huile dans la chambre 46 devrait être au même niveau que l'huile dans le carter de son com- presseur respectif 10, 12 ou 14 sur lequel est monté le régulateur 16. Si le niveau d'huile descend en dessous de ce niveau désiré, le flotteur 82 descend aussi et ouvre la soupape d'entrée 76 en soulevant le pointeau 80 de sou- pape à flotteur pour permettre à l'huile d'entrer dans la chambre 46. Si on désire modifier le niveau d'huile L dans la chambre 46, par exemple pour hausser le niveau, le capuchon protecteur 98 est enlevé en même temps que le bouchon de sécurité 114 Le réglage du niveau est alors effectué en tournant la broche 100 avec un tournevis de manière à lever l'étrier d'accouplementl C 4 ainsi que son étrier d'accouplement complémentaire 110 Ceci provoque la montée du piston 64, en faisant monter les éléments qui lui sont attachés, la conduite en forme de U 70, la soupape 76, le bras de levier 84 et le flotteur 82 Lorsqu'est atteinte l'élévation du flotteur désirée, le bouchon de sécurité 114 est remonté ainsi que le capuchon protecteur 98. On effectue la descente du niveau d'huile L et du flotteur 82 de la même manière que décrit ci-dessus, sauf que la broche 100 est tournée dans la direction opposée. On notera que le réglage du niveau d'huile peut être effectué facilement sans fournir de l'huile à l'entrée 18 Ceci est un avantage car le réglage peut être accompli rapidement et facilement et peut être effectué à tout moment sans avoir besoin d'arrêter le système A mesure que le flotteur 82 monte, l'huile entre immédiatement dans la chambre 46 en donnant une indication immédiate du nouveau niveau de fonctionnement L Ce niveau peut être inspecté et surveillé de façon continue par la vitre d'ins- pection 52 durant le réglage de telle manière que le tech- nicien effectuant le réglage connaisse à tout moment les conditions de niveau courant de réglage Par contre, si l'huile vers l'entrée 18 devait être fournie durant le réglage, le réglage deviendrait sensiblement plus compli- qué et prendrait plus de temps car il doit être accompli par étapes en admettant et en interrompant l'huile pour déterminer les conditions courantes de réglage du niveau L. On notera que bien que la forme préférée de réa- lisation de la présente invention ait été décrite à propos d'un réglage du niveau d'huile dans les réservoirs de car- ters de compresseurs de réfrigération, les experts dans cette technique peuvent lui trouver d'autres applications. On notera également que la forme préférée de réalisation de la présente invention qui a été décrite est purement illustrative de seulement quelques-uns des prin- cipes de base de l'invention De nombreuses modifications peuvent être introduites par 1 ' Ihomme de l'art sans s'écarter de l'essentiel de l'invention et sans aller au- delà de sa portée. il REVENDI CATIONS 1 Régulateur de niveau de liquide, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre fermée contenant le liquide, une entrée ( 18) pour admettre du liquide vers ladite chambre ( 46), un élément de décharge ( 26) permet- tant de décharger du liquide de ladite chambre, une sou- pape ( 76) se trouvant dans l'entrée ( 18), un flotteur ( 86) dans la chambre ( 46) étant relié à la soupape ( 76) de manière à ouvrir et fermer ladite soupape en fonction du niveau de liquide dans la chambre ( 46), et des moyens de réglage ( 90) étant prévus pour ajuster la hauteur du flotteur ( 82) et régler le niveau de liquide dans la chambre ( 46), le dispo- sitif de réglage ( 90) fonctionnant depuis l'extérieur de la chambre et tandis que du liquide est admis dans l'entrée ( 18). 2 Régulateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la chambre est définie par une enveloppe ( 40) ainsi que par des éléments de fermeture ( 42, 44) à chaque extrémité de ladite enveloppe, les éléments de réglage ( 90) s'étendant à travers l'un des couvercles ( 42, 44) vers l'intérieur de la chambre ( 46). 3 Régulateur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que'-l'entrée ( 18) traverse également le même couvercle ( 42) que le moyen de réglage ( 90). 4 Régulateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend un piston mobile ( 64), le flot- teur ( 82) et le dispositif de réglage ( 90) étant couplés au piston ( 64) de telle manière que lorsque l'élément de réglage ( 90) est ajusté, le piston ( 64) se déplace pour régler la hauteur du flotteur ( 82). Régulateur selon la revendication 4, caracté- risé en ce que l'entrée ( 18) comporte ledit piston mobile ( 64) et en ce que le liquide entrant dans la chambre à partir de l'entrée ( 18) traverse le piston mobile vers la soupape. 6 Régulateur selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de réglage ( 90) comprend des éléments filetés ( 94, 96) et des éléments d'accouplement reliés rigidement au piston ( 64) ainsi qu'auxdispositifs filetés ( 94, 96), ces derniers déplaçant de façon rectiligne le piston ( 64) de manière à régler la hauteur du flotteur ( 82) lorsque les éléments filetés sont déplacés par vissage par rapport aux éléments d'accouplement. 7 Régulateur selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la soupape ( 76) est également couplée au piston mobile ( 64) pour effectuer un mouvement avec celui-ci. 8 Régulateur selon la revendication 4, caracté- risé en ce qu'il comprend des éléments d'inspection ( 52) permettant d'observer visuellement le niveau de liquide dans la chambre ( 46). 9 Régulateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la chambre est définie par une enveloppe ( 40) ainsi que par des éléments de fermeture ( 42, 44) à chaque extrémité de l'enveloppe, lesdits éléments de réglage ( 90) ainsi que l'entrée ( 18) s'étendant a travers l'un ( 42) des couvercles vers l'intérieur de la chambre, l'entrée ( 18) comportant un piston mobile ( 64), et le liquide entrant dans la chambre ( 46) à partir de l'entrée ( 18) traversant le piston mobile ( 64) vers la soupape ( 76), tandis que'le dispositif de réglage ( 90) comprend des élé- * 25 ments filetés ( 94, 96) ainsi que des éléments d'accouple- ment reliés rigidement au piston ( 64) et à la soupape ( 76), et également couplés au dispositifs filetés, ces derniers déplaçant en ligne droite le piston ( 64) pour permettre le réglage de la hauteur du flotteur ( 82) lorsque les éléments filetés sont déplacés par vissage par rapport aux éléments d'accouplement. Régulateur selon la revendication 2 ou la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des élé- ments d'inspection ( 52) se trouvant dans l'enveloppe ( 40) pour observer visuellement le niveau de liquide dans la chambre ( 46). 11 Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1, 4 et 9, caractérisé en ce qu'il est combiné avec un compresseur ( 10, 12, 14) ayant un carter pour l'huile de lubrification pour le compresseur, des éléments de décharge ( 26) permettant la décharge vers le carter et le régulateur de niveau de liquide ( 10) mainte- nant le niveau d'huile dans le carter, et le régulateur comprenant également un réservoir ( 20) d'huile de lubrifi- cation qui communique avec l'entrée ( 18).