Brevet FR2526879A1 — publié le 19831118

La présente invention concerne une glissière de contrôle pour compresseur à vis globique. L'invention concerne également un compresseur utilisant une telle glissière. Les compresseurs du genre visé comprennent une vis globique à profil extérieur cylindrique logée dans un carter cylindrique étanche et coopérant avec un pignon plan pour réaliser des chambres de compression formées chacune par les parois de deux filets consécutifs, la paroi du carter et une face d'une dent du pignon Un orifice d'aspiration est pratiqué dans le carter au voisinage d'une extrémité de la vis, et un orifice d'échappement est pratiqué au voisinage de l'autre extrémité. Le brevet français 76 25 431 prévoit de loger une glissière (ou tiroir) dans une gorge pratiquée dans le carter parallèlement à l'axe de la vis Cette glis- sière affleure la paroi intérieure du carter et est mobile parallèlement à l'axe de la vis pour venir obstruer partiellement l'orifice d'échappement et retar- der plus ou moins l'instant d'échappement, ce qui permet d'augmenter le taux de compression Cependant, dans ce déplacement, l'autre extrémité de la glissière fait apparaître une cavité dans le carter, cavité qui par l'intermédiaire de canaux, fait retourner à l'aspiration une fraction du gaz en début de compression, réduisant ainsi la capacité volumétrique du compresseur. Or, il existe des cas o l'on désire augmenter le taux de compression tout en conservant la même capa- cité volumétrique C'est le cas, par exemple, des com- presseurs de réfrigération suivant les saisons, ou des gisements de gaz naturel en voie d'épuisement. Une solution pourrait consister dans l'utilisa- tion de glissières interchangeables de longueurs diffé- rentes Mais, en vue d'obtenir une coopération étanche avec la vis et un parfait affleurement de la glissière avec le carter, le carter et la glissière sont usinés ensemble, ce qui rend impraticable une telle solution. La présente invention vise à réaliser une glis- sière qui permette de modifier sans inconvénients le taux de compression du compresseur. Ce résultat est obtenu, conformément à l'in- vention, par le fait que la glissière comprend, à son extrémité voisine de l'orifice d'aspiration, une entre- toise démontable enfilée sur une tige de la glissière et fixée par des vis. Suivant que la partie amovible est présente ou non, on est en présence d'une glissière plus courte ou plus longue Dans les deux cas, la partie conservée de la glissière est celle qui a été usinée en même temps que le carter et qui présente donc les qua- lités d'étanchéité requises Le problème du changement de glissière est donc résolu. Cette localisation au voisinage de l'aspira- tion permet que, sans inconvénients, cette entretoise additionne Thne présente pas une étanchéité particuliè- rement soignée. Suivant un autre aspect de l'invention, le compresseur à vis globique comprend une vis à profil extérieur cylindrique logée dans un carter étanche et coopérant avec un pignon plan, et il comprend une glis- sière de contrôle suivant la spécification précitée. D'autres particularités et avantages de l'in- vention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif: la figure 1 est une vue en coupe, perpendi- culairement à l'axe de la vis, d'un compresseur muni d'une glissière conforme à l'invention, suivant I-I de la figure 2; la figure 2 est une vue partielle, en coupe, suivant II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue de la glissière isolée, suivant III-III de la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une vue partielle agrandie de la figure 2; la figure 6 est une vue partielle, schémati- que, suivant III-III de la figure 1, montrant la coopé- ration de la glissière avec l'orifice d'échappement, et développée suivant une partie du pourtour de la vis. En référence aux figures 1 et 2, un compresseur à vis globique comprend une vis 1 à profil extérieur cylindrique montée dans une cavité cylindrique 2 d'un carter 3 pour tourner autour d'un axe 4 grâce à des moyens moteurs (non représentés) Cette vis engrène avec un pignon 5 monté sur un arbre 6 tournant librement sur des roulements 7. A son extrémité inférieure (sur la figure 2), la vis est en relation avec une cavité d'aspiration 8 reliée à une entrée du compresseur, tandis qu'à son extrémité supérieure elle est en relation avec une cavité d'échappement 9 reliée à une sortie du compresseur. Quand on fait tourner la vis 1, celle-ci entraîne le pignon 5 et, à chaque fois qu'une dent du pignon engrène avec un filet de la vis, une certaine masse de gaz prélevée dans la cavité 8 est emprisonnée dans une chambre formée par les flancs de deux filets voisins de la vis, une face de ladite dent et la paroi cylindrique 2 du carter qui coopère avec la vis. La dent poursuivant sa course, le volume de cette chambre diminue et comprime le gaz, jusqu'à ce que cette chambre arrive en face d'un orifice d'échappement triangulaire 11 ( figure 6) ménagé dans le carter et en relation avec la cavité d'échappement 9. Une glissière (ou tiroir) 12 est montée coulis- sante dans une gorge 13 du carter parallèle à l'axe de la vis Cette glissière présente une face 14 taillée suivant le même cylindre que celui de la cavité 2 du carter coopérant avec la vis, de manière à assurer la continuité de cette cavité En pratique, pour assurer cette continuité, l'usinage de la cavité cylindrique 2 est effectué après montage de la glissière dans sa gorge. La glissière 12 comprend deux corps principaux ,16 (voir aussi figures 3 et 5) fixés sur une tige cylindrique 17 ou monobloc avec cette tige Une des extrémités 18 du corps 15 est taillée obliquement pour s'aligner avec le bord de l'orifice triangulaire d'échap- pement 11 L'autre extrémité 19 du corps 15 est sensible- ment perpendiculaire à l'axe de la tige 17. Le corps 16 est situé de manière, une fois la glissière montée, à obturer la gorge 13 pour isoler la cavité d'échappement 9 (figure 2). La tige 17 est montée coulissante à l'une de ses extrémités dans une cavité borgne 22 pratiquée dans le carter et, à l'autre extrémité, dans un écrou 23 démontable muni d'un joint d'étanchéité 24 La tige 17 repose également sur une portée intermédiaire ménagée dans un bossage 20 du carter. On peut ainsi facilement démonter et, éven- tuellement, remplacer la glissière par simple enlèvement de l'écrou 23. Cette disposition ménage une cavité 25 (figure 2) entre l'écrou et le corps 16, et cette cavité est mise en relation avec la cavité d'aspira- tion 8 par un canal 26 pratiqué dans le carter et un canal 27 pratiqué dans la vis pour équilibrer les efforts axiaux sur la glissière. Une entretoise 28 (figures 3 et 4) présentant le même contour que le corps 15 est enfilée sur la tige 17 et fixée sur la face 19 de ce corps par des vis 29. L'épaisseur axiale de l'entretoise 28 est calculée en fonction de considérations qui seront développées ci- après dans l'explication du fonctionnement de l'appareil. En fonctionnement normal, la glissière 12 est placée comme représenté sur la figure 6, c'est-à-dire avec le corps 15 (muni de l'entretoise 28) appliqué contre l'extrémité 21 de la gorge 13 L'extrémité oblique 18 vient alors au niveau du bord oblique de l'orifice d'échappement 11. Si l'on désire augmenter le taux de compres- sion, il faut retarder l'instant d'échappement en amenant l'extrémité 18 en 18 a, ce qui, plus précisémentretarde l'instant o la chambre de compression décrite plus haut arrive en face de cet orifice, augmentant ainsi le taux de compression. On notera ici que de faibles déplacements du bord 18 sont suffisants pour entraîner de fortes variations de taux de compression Par exemple, dans l'exemple d'une vis de diamètre de 240 mm, un déplace- ment d'environ 18 millimètres est suffisant pour entraîner un accroissement du taux de compression de 3 à 5 alors que le corps principal 15 de la glissière a couramment une longueur de l'ordre de 70 à 80 milli- mètres. Mais, en même temps, le bord 19 du corps 15 s'est déplacé en 19 a et le bord opposé de l'entretoise 28 s'est déplacé de la même quantité, ménageant une cavité entre ce bord et le fond 21 de la gorge, ce qui a pour effet de provoquer un retour partiel de gaz à l'aspiration et de réduire la capacité volumétrique du compresseur. Si l'on veut éviter cet effet, on remplace l'entretoise 28 par une autre entretoise plus épaisse; dont l'épaisseur sera égale à la distance entre les lignes 19 a et 21. Si la glissière était, de façon connue, réa- lisée en une seule partie, c'est-à-dire sans la possibi- lité d'adjoindre une entretoise variable au corps 15, la seule façon possible de modifier le taux de compression sans affecter la capacité volumétrique du compresseur serait de changer la glissière pour en adopter une avec un corps 15 plus long Mais cette nouvelle glissière ne coopérerait pas avec la vis avec la même précision que la glissière d'origine usinée montée En effet, les tolérances de fabrication sur la profondeur de la gorge, le diamètre de la glissière et l'entr'axe entre la vis et la gorge s'ajoutent On est ainsi amené, pour éviter le contact entre la vis et la gorge, à ménager un retrait de l'ordre de 2 à 3 dixièmes de mil- limètre, alors qu'il est souhaitable que le jeu entre la vis et le carter soit de l'ordre de 1 à 1,5 dixième de millimètre Il s'ensuivrait une dégradation impor- tante du rendement du compresseur. Le fait de prévoir, suivant l'invention, une entretoise interchangeable élimine cet inconvénient. En effet, l'entretoise n'a pas besoin de présenter la même précision d'usinage que le reste de la glissière. En effet, la fuite la plus importante est celle qui a lieu dans le jeu 31 (figure 5) entre le carter et le ? 6879 corps 16, puisque d'un côté, il y a la haute pression de la cavité 9 et, de l'autre, la basse pression de la cavité 25. Les autres fuites sont celles qui se créent entre la glissière et les sommets des filets de vis, et qui sont liées notamment au jeu 32 (figure 5) entre l'entretoise et ces sommets On comprendra mieux le mécanisme de ces fuites en se référant à la figure 6 o l'on a représenté schématiquement par des traits obli- ques les filets de vis tels que 33, développés On constate que le jeu 32 entre l'entretoise 28 et le som- met de filet 33 provoque une fuite du creux de filet 34 vers le creux de filet 35 Mais ce dernier creux est déjà isolé de l'aspiration, de sorte que la conséquence de la fuite n'est qu'un simple travail de recompression, qui est ici négligeable car s'effectuant dans la phase initiale de compression, donc à basse pression. Il se vérifie donc qu'il n'y a pas lieu, pour usiner l'entretoise 28, de prendre les mêmes précautions que pour le reste de la glissière. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit mais couvre toute variante technologi- que à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 Glissière de contrôle pour compresseur a vis globique ( 1), à profil extérieur cylindrique, logée dans un carter cylindrique ( 3) étanche et coopérant avec un pignon plan ( 5) pour réaliser des chambres de compression ( 34,35) formées chacune par les parois de deux filets ( 33) consécutifs, la paroi ( 2) du carter et une face d'une dent du pignon ( 5) , un orifice d'aspiration étant pratiqué dans le carter au voisinage d'une extré- mité de la vis et un orifice d'échappement ( 11) étant pratiqué au voisinage de l'autre extrémité, ladite glissière ( 12) étant logée dans une gorge ( 13) du carter parallèle à l'axe ( 3) de la vis, affleurant la paroi ( 2) du carter et mobile parallèlement à l'axe du carter pour venir obstruer partiellement l'orifice d'échappe- ment ( 11), cette glissière étant caractérisée en ce qu'elle comprend, à son extrémité voisine de l'orifice d'aspiration, une entretoise ( 28) démontable enfilée sur une tige ( 17) de la glissière et fixée par des vis ( 29). 2 Compresseur à vis globique, comprenant une vis ( 1) à profil extérieur cylindrique logée dans un carter étanche ( 3) et coopérant avec un pignon plan ( 5), et comprenant une glissière de contrôle ( 12) conforme à la revendication 1.