Brevet FR2568320A1 — publié le 19860131

L'invention concerne un compresseur à piston possédant des clapets d'aspiration et de refoulement combinés, comprenant une plaque à clapets commune disposée entre le cylindre et la tête de cylindre, qui est pourvue d'orifices d'aspiration et d'une lamelle d'aspiration annulaire, ainsi que d'au moins un orifice de refoulement disposé dans la zone entourée par la lamelle d'aspiration et d'une lamelle de refoulement en forme de languette fixé à la plaque à clapets en dehors du pourtour de la lamelle d'aspiration annulaire. Des compresseurs à piston possédant des clapets combinés de ce type sont déjà connus en différentes exécutions. Le brevet GB 737 908 décrit un compresseur à piston dont la lamelle d'aspiration à peu près annulaire est serrée d'un côté entre le cylindre et la plaque à clapets et contrôle par son extrémité libre les orifices d'aspiration. Dans sa zone intérieure, la lamelle d'aspiration possède un évidement, au-dessus duquel des orifices de refoulement sont prévus dans la plaque formant siège, qui sont contrôlés par une lamelle de refoulement croisant la lamelle d'aspiration par une partie en forme d'arc. Cette disposition permet certes une conformation relativement simple de la tête de cylindre avec une cloison diamé- traie entre La chambre d'aspiration et le chambre de refoulement. Cependant, une partie relativement petite seulement de l'aire du cylindre est disponible pour les orifices d'aspiration. Par les brevets autrichien 265 337, britannique 839 169 et des EUA 2 984 408, on connaît d'autres compresseurs à piston avec des clapets combinés. Aussi bien les clapets d'aspiration que les clapets derefoulement possèdent, selon ces documents, des lamelles en forme de languettes qui traversent le cylindre diamétra- lement. Les orifices de refoulement sont prévus à côté des lamelles d'aspiration pour qu'iLs puissent être traversés par le fluide refoulé. Comme cette réalisation des clapets permet seulement des orifices d'aspiration de faible section d'écoulement comparativement à l'aire de section du cylindre du compresseur, cette construction convient seulement pour des compresseurs relativement gros et pour les exécutions o les exigences en ce qui concerne le débit sont faibles. Dans le cas des clapets de compresseur combinés que l'on connaît en outre par le brevet atlemand DE 866 712, la lamelle d'aspiration comme la lameLle de refoulement se composent chacune d'un anneau relié par des barrettes à une partie centrale. Les parties centrales des deux lamelles sont fixées sur la plaque à clapets par une vis située sur l'axe des clapets. Bien que cette conformation des clapets permette des orifices d'aspiration disposés en arc de cercle dans la plaque à clapets, elle implique une disposition compliquée des orifices et la déviation de l'écoulement du fluide refoulé dans la plaque à clapets, de sorte que la fabrication est onéreuse et que les pertes de pression au passage du fluide par les clapets sont importantes. L'invention vise à perfectionner les compresseurs à piston connus à clapets d'aspiration et de refoulement combinés de manière que, sous un faible encombrement, avec une construction simple et un guidage sans frottement des lameLes obturatrices des clapets, il soit néanmoins possible d'obtenir des sections d'écoule- ment relativement grandes, en particulier pour le clapet d'aspiration, et que l'on obtienne en plus un petit espace nuisible. A cet effet, selon l'invention, la lamelle d'aspiration est constituée de façon en soi connue d'un anneau élastique ouvert à un endroit, qui est fixé par serrage sur la plaque à clapets par une extrémité et dont l'autre extrémité peut se déplacer au contraire librement jusque contre une butée de fin de course, et la lamelle de refoulement croise la lamelle d'aspiration annulaire dans la région du point de fixation de la lamelle d'aspiration, o il n'y a pas d'orifices d'aspiration, et s'étend à partir de son point de fixation sensiblement en direction radiale vers l'orifice de refou- lement par son extrémité libre. Il s'agit ici d'une conformation simple des clapets du compresseur, qui, de manière étonnante, satisfait de façon optimale toutes les conditions essentielles auxquelles doivent répondre de tels clapets. Les deux lamelles obturatrices sont guidées sans frottement, sans que la réalisation de ce guidage ou d'éventuels moyens prévus à cet effet demandent de la place supplémentaire. La Lamelle d'aspiration annulaire du système à clapets selon l'invention permet de disposer des orifices d'aspiration dans une zone étendue du pourtour du cylindre, près du bord de celui-ci, de sorte qu'on peut doter la plaque à clapets globaLement d'une grande section d'écoulement. Du fait dela disposition de la lamelle de refoulement dans une zone o la lamelle d'aspiration ne s'écarte que peu de la plaque à clapets formant siège et o des orifices de passage pour le clapet d'aspiration ne sont pas prévus, le clapet de refoulement n'affecte d'aucune manière le clapet d'aspiration. Les Lamelles obturatrices peuvent être fixées de manière simple à la plaque à clapets, par des vis par exemple. L'espace nuisible du compresseur à piston peut globalement être maintenu petit et la tête de cylindre peut également avoir une forme relativement simple. On connait déjà,par le brevet suisse 38 617, des clapets de compresseur avec une lamelle d'aspiration formée d'un anneau élastique ouvert à un endroit, qui est fixé par serrage sur la plaque à clapets par une extrémité, alors que son autre extrémité est libre- ment mobile jusqu'à une butée de fin de course. Il s'agit cependant de clapets annulaires simples qui peuvent être utilisés tant comme clapets d'aspiration que comme clapets de refoulement et qui sont Logés dans des nids à clapets du compresseur. L'invention au contraire concerne non pas la conformation de la lamelle obturatrice en soi, mais plut6t une disposition dans l'espace particulière de la lamelle d'aspiration et de la lamelle de refoulement l'une par rapport à l'autre. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'axe longitudinal de la lamelle de refoulement est situé au moins approximativement dans le plan axial du compresseur passant par le point de fixation de la lamelle d'aspiration. L'espace disponible pour les clapets est ainsi exploité le mieux. Selon un perfectionnement de l'objet de l'invention, le compresseur à piston peut être réalisé de manière que la lamelle d'aspiration, par son bord extérieur, pénètre sur une partie au moins de sa largeur dans un évidement en forme de rainure annulaire dans la paroi de cylindre contre laquelle s'applique la plaque à clapets, évidement qui forme la butée de fin de course pour la levée de la lamelle d'aspiration. Celle-ci est ainsi disposée de façon protégée et elle est entourée sur tout son pourtour d'une butée de fin de course qui évite sa flexion excessive. Cette disposition permet de surcroît une augmentation supplémentaire de la section d'écoulement parce que l'augmentation du périmètre au-delà du bord du cylindre se traduit également par L'agrandissement de l'arc de cercle sur lequel les orifices d'aspiration sont ménagés dans la plaque à clapets. Pour éviter l'agrandissement désavantageux de l'espace nuisible, il est possible, selon l'invention, que la lamelle d'aspi- ration entoure concentriquement un nez qui fait saillie du fond du piston dans le sens de l'axe du cylindre et qui pénètre de façon en soi connue dans l'orifice de refoulement de la plaque à clapets à la position de point mort en haut du piston. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une coupe axiale de la partie supérieure d'un compresseur selQn l'invention, montrant la tête de cylindre et les clapets; et - la figure 2 est une coupe transversale prise suivant la ligne II-II de la figure 1. Le compresseur représenté comporte un cylindre 1 avec l'alésage 2, dans lequel est disposé coulissant un piston 3. Le cylindre 1 est surmonté d'une tête de cylindre 4 dans laquelle sont ménagées une chambre d'aspiration 5 et une chambre de refoulement 6 séparées l'une de l'autre par une cloison 7. Une plaque à clapets 8 est serrée entre le cylindre 1 et La tête de cylindre 4 et est étanchée vis-à-vis du premier par un joint annulaire 9 et vis-à-vis de la tête 4 par un joint discorde 10. La plaque à clapets 8 présente plusieurs orifices d'aspiration 11 situés sur un arc de cercle concentrique à l'axe du cylindre et, sur cet axe, un orifice de refoulement 12. Aux ori- fices d'aspiration 11 est conjuguée une lamelle d'aspiration annulaire 13 qui est fixée par une extrémité à la plaque à clapets 8 par deux vis 14 prévues au point de fixation, qui recouvre tous les orifices d'aspiration 11 et peut s'en écarter élastiquement dans un évidement 15 en forme de rainure annulaire du cylindre 1. Le clapet de refoulement est constitué d'une lamelle de refoulement 16 en forme de languette qui recouvre l'orifice de refoulement 12 et est fixé à la plaque à clapets 8 par des vis 17. Une nervure saillante 18 dans la chambre de refoulement 6 forme une butée de fin de course pour la levée de la lamelle de refoulement 16. On voit en outre, sur la figure 1, que le piston 3 possède un nez 19 qui fait saillie dans le sens de l'axe et pénètre coaxialement à travers la lamelle d'aspiration 13 dans l'orifice de refoulement 12 de la plaque à clapets 8. La lamelle de refoulement 16 est fixée, par les vis 17, en dehors du pourtour de la lamelle d'aspiration 13 et elle s'étend par son extrémité libre à peu près en direction radiale vers l'orifice de refoulement 12. Comme on peut le voir en particulier sur la figure 2, La lamelle de refoulement 16 croise la lamelle d'aspiration annulaire 13 dans la région du point de fixation de cette dernière, donc à proximité des vis de fixation 14, c'est-à-dire dans une région o la plaque à clapets 8 ne présente pas d'orifices d'aspiration 11. Avec cette disposition, la lamelle de refoulement 16 ne fait donc pas perdre de la place pour les orifices d'aspiration 11, de sorte que ceux-ci peuvent avoir une grande section. L'axe longitudinal de la lamelle de refoulement 16 de l'exemple de réalisation représenté passe à peu près par le plan axial du compresseur contenant le point de fixation de la lamelle d'aspira- tion 13, ce qui correspond à une utilisation optimale de l'espace disponible. Cependant, comme la lamelle d'aspiration 13 ne s'écarte que peu de la plaque 8 formant siège dans la zone faisant suite au point de fixation, il n'est pas possible, de toute manière, de créer une section d'écoulement notable dans cette zone. Il est donc égale- ment dans le cadre de l'invention de prévoir pour la lamelle de refoulement 16 une disposition qui diffère de la disposition optimale de l'exemple représenté et décrit ici, pour qu'elle croise la lamelle d'aspiration 13 latéralement à c8té du point de fixation 14. La cloison 7 entre la chambre d'aspiration 5 et la chambre de refoulement 6 étant concentrique à l'orifice de refoulement 12, la tête de cylindre 4 possède également une forme simple et claire. L'évidement 15 en forme de rainure annulaire ménagé dans le cylindre 1 constitue une butée de fin de course pour la levée de la lamelle d'aspiration annulaire 13, laquelle pénètre dans cet évidement par son bord extérieur au moins. Le nez 19 du piston, qui remplit l'orifice de refoulement 12 à la position de point mort haut du piston, a pour effet que le compresseur possède un petit espace nuisible. REV E N D I C ATI O N S 1. Compresseur à piston possédant des clapets d'aspiration et de refoulement combinés, comprenant une plaque à clapets commune disposée entre le cylindre et la tête de cylindre, qui est pourvue d'orifices d'aspiration et d'une lamelle d'aspiration annulaire, ainsi que d'au moins un oririce de refoulement disposé dans la zone entourée par la lamelle d'aspiration et d'une lamelle de refoulement en forme de languette fixé à la plaque à clapets en dehors du pourtour de la lamelle d'aspiration annulaire, caractérisé en ce que la lamelle d'aspiration (13) est constituée de façon en soi connue par un anneau élastique ouvert à un endroit, qui est fixé par serrage sur la plaque à clapets (8) par une extrémité et dont l'autre extré- mité peut se déplacer au contraire librement jusque contre une butée de fin de course, et que la lamelle de refoulement (16) croise la lamelle d'aspiration annulaire (13) dans la région du point de fixa- tion (14) de la lamelle d'aspiration (13), o il n'y a pas d'orifices d'aspiration (11), et s'étend à partir de son point de fixation (17) sensiblement en direction radiale vers l'orifice de refoulement (12) par son extrémité libre. 2. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe longitudinal de la lamelle de refoulement (16) est situé au moins à peu près dans le plan axial du compresseur passant par le point de fixation (14) de La lamelle d'aspiration (13). 3. Compresseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le lamelle d'aspiration (13) pénètre par son bord extérieur, sur au moins une partie de sa largeur, dans un évidement (15) en forme de rainure annulaire qui est ménagé dans la paroi du cylindre contre laquelle s'applique la plaque à clapets (8) et qui constitue la butée de fin de course pour la levée de la lamelle d'aspiration (13). 4. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la lamelle d'aspiration (13) entoure concentriquement un nez (19) faisant saillie du fond du piston dans le sens de L'axe du cylindre (1) et' pénétrant de façon en soi cornue dans l'orifice de refoulement (12) de la plaque à clapets (8) à la position de point mort haut du piston (3).