Brevet FR2522370A1 — publié le 19830902

L'invention concerne un compresseur à membrane. On connatt déjà des compresseurs qui se composent d'un corps pourvu d'une chambre de compression dont l'une des parois est délimitée par une membrane en matériau élastique qui est reliée en son centre à un organe moteur assurant la déformation de la membrane et donc la variation du volume de la chambre de compression. Ainsi, le déplacement alternatif de l'organe moteur, axialement à la membrane, déforme cette membrane, qui est plane au repos, pour lui donner une forme conique Cependant, le débit de ces compresseurs connus est relativement faible compte tenu de la variation relativement faible du volume de la chambre de compression et compte tenu également que, avant inversion du sens de déplacement de l'organe moteur, c'est-à-dire avant l'instant où la cempression doit être la plus élevée, la vitesse de déplacement de cet organe moteur doit décrottre progressivement jusqu une vitesse nulle. Vis-à-vis de ces dispositifs connus, la pressente invention concerne un compresseur s membrane se çnnOsant d t d'c corps formant une chambre de compression dont l'une des :t' > irois est constituée par une membrane se déformant axialement sous l'action d 'un organe moteur, ce corps comportant en outre deux orifices communiquant avec la chambre de compression e pourvus l'un d'un clapet d'admission, lautre d'un clapet de refoule- ment, compresseur caractérisé en ce que la membrane est ons- titué par un élément cloqueur en forme générale dc coupelle présentant detix positions stables de repos. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la membrane en forme générale de coupelle présente une épaisseur de paroi décroissante depuis sa zone centrale et vers sa périphérie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chambre de compression du corps est réalisée sous la forme d'une coupelle qui correspond en forme et dimensions à celles de la membrane de façon que, pour l'une de ses positions stables, cette coupelle s'applique contre la paroi du corps. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la membrane présente une bordure périphérique plane pa laquelle la membrane est fixée au corps. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque clapet est constitué par une lamelle souple maintenue dans le fond d'un logement du corps par une pince-ressort, des moyens étant prévus pour maintenir cette pince à une distance du fond du logement qui est supérieure à l'épaisseur de la lamelle. L'invention est représentée, & titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints dans lesquels t - la figure I est une vue en coupe axiale du compresseur conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus de la membrane du compresseur de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus d'une lamelle d'un des-clapets d'admission ou de refoulement du compresseur de la figure 1, - les figures 4 et 5 sont respectivement des vues de dessous et de dessus du couvercle du compresseur de la figure 1, - les figures 6 et 7 sont respectivement des vues de dessous et de dessus du corps du compresseur de la figure 1, - les figures 8 et 9 sont respectivement des vues de dessus et de droite de la'embase de serrage du compresseur de la figure 1. La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'un compresseur A membrane qui soit de construction simple, d'une bonne fiabilité et qui permettre d'obtenir un débit et un taux de compression du fluide qui sont améliorés. La présente description se rapporte à un compresseur. I1 est cependant entendu qu'il pourra titre mis en oeuvre en tant que pompe, le fluide manipulé étant dans ce cas un liquide ou un gaz. Le compresseur représenté sur la figure 1 se compose d'un corps 1 pourvu sur l'une de ses faces d'un couvercle 2, tandis que l'autre face forme avec une membrane 3 une chambre de compression 4. Le couvercle, le corps et la membrane sont assemblés l'un & l'autre par des goujons 5 venant en prise dans des orifices taraudés 61 d'une embase 6. Cette embase maintient entreelle et le corps 1 la périphérie de la membrane 3. Conformément à l'invention, cette membrane 3, qui est réalisée en une matière plaetique souple, constitue un élément cloqueur qui présente donc deux positions stables 31, 32 ou "positions de repos" pour lesquelles cette mebrane est à la forme générale d'une coupelle ou encore de calotte sphérique. La partie centrale de cette membrane 3 est pourvue dTun bossage central creux 33 dans lequel est fixée une tige de liaison 7 pourvue d'une vis de serrage 71, cette tige 7 étant fixée à son autre extrémité sur l'axe de sortie 81 d'un organe moteur 8. Cet organe moteur 8 sera constitué soit pas un vibreur électrique entratnant directement l'axe de sortie 81 en déplace ment alternatif suivant la flèche F, soit par un moteur électrique associé à un ensemble mécanique transformant le mouvement de rotation du moteur en déplacement alternatif de l'axe 81 dans le sens de la flèche F. Cet organe moteur 8 est fixé par une vis 82 a une patte latérale 61 de l'embase 6. Le corps 1 est pourvu de deux orifices 11 et 12 qui comportent respectivement des clapets d'admission 9 et de refoulement 10, ces orifices permettant, lors de l'ouverture de ces clapets, soit une entrée de fluide dans la chambre de compression 4 par l'intermédiaire du passage 13, soit la sortie du fluide comprimé par l'excavation 21 et l'embout de sortie 22 du couvercle 2. Chaque orifice 11, 12 comportant les clapets 9, 10 est pourvu d'un épaulement ll constituant le ònd dcun logement 12 qui présente deux prolongements latéraux l2i 122 et un rebord interne 123. Sur le fond de ce logement 122 constitué par l'épaulement 11, est disposée une lamelle souple 13 (voir figure 3), par exemple en caoutchouc, qui présente à cet effet deux prolongements latéraux 131t 132 se logeant dans les prolongements 121 122 du logement 12. Cette lamelle 13, qui est logee à l'intérieur des rebords 123, est d'une épaisseur inférieure & celle de la hauteur des rebords 123 qui servent d'appui à une pince-ressort 14 réalisée sous la forme d'un anneau fendu. Ainsi, cette pince 14 maintient la lamelle 13 dans le logement 12 en coopèrant avec des prolongements 131r 132 tout en permettant le déplacement axial de cette lamelle du fait de la hauteur des rebords 123 qui est plus importante que l'épais- seur de la lamelle 13. Conformément à l'invention également, la coupelle 3 présente une épaisseur décroissante depuis son centre vers sa périphérie et sa périphérie circulaire se prolonge par un rebord plan 34 par lequel la coupelle est serrée de façon étanche entre l'embase 6 et la périphérie du corps 1. Le fonctionnement de ce compresseur est le suivant Suivant la figure 1, ce compresseur est représenté au début de sa période de compression. Lors de l'alimentation de l'organe moteur 8, la tige 7, en se déplaçant axialement, repousse la membrane 3 qui commence à se déformer par sa périphérie du fait de son épaisseur plus faible en cet endroit, puis, lorsque la zone centrale 33 arrive au niveau du plan de la bordure périphérique 34, cette membrane 3 en forme de coupelle est dans une position instable et bascule brusquement dans la position représentée en 32 sur cette figure 1, cette position 32 constituant la deuxième position stable de la coupelle. On constate donc que la réalisation de cette membrane sous la forme d'une coupelle permet d'augmenter le débit du fluide refoulé par l'embout 22 du fait de l'augmentation de la variation de volume de la chambre de compression, cette disposition permettant égalementd'obtenir une amélioration du taux de compression du fait que, sur la deuxième moitié du déplacement de la tige 7, la vitesse de variation du volume de la chambre 4 est accrue par la déformation brusque de la membrane 3 qui tend à se placer dans sa position stable 31 avec une force de détente importante, la membrane 3, dans cette position stable pouvant être considérée comme une structure rigide vis-à-vis du fluide comprimé. Dans cette réalisation, l'épaisseur décroissante de la membrane depuis sa zone centrale vers sa périphérie améliorera la fiabilité du compresseur en évitant la détérioration de la membrane du fait que, lors de son cloquage entre ces positions stables 31 et 32' la coupelle commence à se déformer par sa périphérie, puis progressivement vers sa zone centrale jusqu'à ce que cette zone centrale 33 soit située dans le plan de la bordure 34. Lors du basculement de la coupelle, cette déformation se propage alors en sens inverse de la zone centrale vers la périphérie pour aboutir à la seconde position stable 31 ou De préférence, la forme de l'évidement 4 du corps 9 délimitant, avec la membrane, la chambre de compression 4, présentera une forme et des dimensions correspondant å celles de la coupelle de façon que pour sa position 32 elle seadapte parfaitement contre cette paroi 14. Cette disposition permet également d'améliorer le taux de compression du compresseur. Le compresseur représente sur les dessins ci-joints ne comporte qu'une seule chambre de compression délimités pal le corps 1 et la membrane 3, l'embase 6 étant à cet effet pout vue d'une ouverture 62 correspondant à celle de la coupelle 3. Cependant, il sera également possible de réaliser un compresseur à double effet en remplaçant l'embase 6 par une pièce similaire à celle du corps 1, les deux chambres de compression ainsi réalisées étant séparées par la membrane 3. REVENDICATIONS 10) Compresseur à membrane se composant d'un corps (1) formant une chambre de compression (4) dont l'une des parois est constituée par une membrane (3) se déformant axialement sous l'action d'un organe moteur (8), ce corps comportant en outre deux orifices (11, 12) communiquant avec la chambre de compression et pourvus l'un d'un clapet d'admission (9), l'autre d'un clapet de refoulement (10), compresseur caractérisé en ce que la membrane (3) est constituée par un élément cloqueur e forme . générale de coupelle présentant deux positions stables de repos. 20) Compresseur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane (3) en forme générale de coupelle présente une épaisseur de paroi décroissante depuis sa zone centrale et vers sa périphérie. 30) Compresseur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de compression (4) du corps (1) est réalisée sous la forme d'une coupelle qui correspond en forme et dimensions à celles de la membrane (3) de façon que, pour l'une de ses positions stables, cette coupelle s'applique contre la paroi (14) du corps (1). 40) Compresseur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la membrane (3) présente une bordure périphérique plane (34) par laquelle la membrane est fixée au corps. 50) Compresseur conforme & l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la membrane (3) présente un bossage creux central (33) pour sa fixation à une tige d'actionnement (7) relié à l'organe moteur (8). 60) Compresseur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque clapet (9, 10) est constitué par une lamelle souple (13) maintenue dans le fond (11) d'un logement (12) du corps par une pince-ressort (14), des moyens (123, 14) étant prévus pour maintenir cette pince à une distance du fond (11) du logement (12) qui est supérieure à l'épaisseur de la lamelle (13). 70) Compresseur conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir la pince-ressort à une distance du fond du logement qui est supérieure & l'épaisseur de la lamelle sont constitués d'une part par un rebord périphérique (123) du fond (11) du logement (12), d'autre part par au moins deux évidements latéraux (121t 122) dans lesquels se prolonge la lamelle (13).