Brevet FR2644550A1 — publié le 19900921

ENSEMBLE COMBINE DE REGULATEUR DE PRESSION D'HUILE ET D'INDICATEUR DE BASSE PRESSION D'HUILE POUR UN COMPRESSEUR DE FLUIDE REFRIGERANT, La présente invention concerne, d'une façon géné- ' rale, les compresseurs de fluide réfrigérant et, plus particulièrement, les régulateurs de pression d'huile et les détecteurs de pression d'huile pour des compresseurs de fluide réfrigérant. Le brevet US 4 586 875 décrit un compresseur de réfrigérant comportant une pompe à huile pour lubrifier le compresseur. En plus du régulateur de pression dis- posé dans un alésage du corps de l'ensemble compresseur/ pompe, bien que cela ne soit pas représenté dans ce bre- vet US 4 586 875; il faut également un manostat exté- rieur séparé qui est raccordé de manière à réagir à la pression fournie par la pompe à huile. Ce manostat fonc- tionne lorsque la pression de l'huile tombe en-dessous d'une valeur minimale prédéterminée. Du fait que le car- ter du compresseur est raccordé de façon étanche au sys- tème de réfrigération fermé associé, la pression du car- ter varie à la fois au-dessus et en-dessous de la pres- sion atmosphérique. Un manostat exige donc une canalisa- tion d'équilibrage raccordée de manière à communiquer la pression du carter du compresseur au manostat, pour que ce manostat fonctionne de façon appropriée, et également pour ramener dans le carter du compresseur l'huile qui s'échappe par le manostat. Le manostat augmente le prix de revient du compresseur de fluide réfrigérant et la canalisation d'équilibrage peut occasionnellement être à l'origine de fuites d'huile vers l'extérieur. En bref, la présente invention crée la combinaison d'un régulateur de pression d'huile et d'un indicateur de basse pression d'huile pour effectuer la régulation et le contrôle de la pression d'huile d'une pompe à huile qui est associée fonctionnellement à un compres- seur de fluide réfrigérant comportant un carter conte- nant de l'huile destinée à être distribuée à des points de lubrification du compresseur par la pompe à huile. Un circuit de retour d'huile faisant partie intégrante de l'enveloppe de l'ensemble compresseur/pompe fonctionne également comme une canalisation d'équilibrage, ce qui supprime le besoin d'une ligne d'équilibrage extérieure qui peut être à l'origine d'une fuite. Plus particulièrement, l'ensemble de régulateur et d'indicateur de pression d'huile comprend un corps de régulateur de forme allongée comportant des première et seconde extrémités et une cavité centrale qui s'étend entre ces extrémités. La première extrémité se comporte comme un passage d'entrée pour établir une communication d'écoulement de fluide avec la pression d'huile qui doit être soumise à une régulation et à un contrôle et un chapeau étanche aux fluides ferme hermétiquement la seconde extrémité. Un piston allonge, conducteur de l'électricité, est disposé de manière à coulisser axia- lement à l'intérieur de la cavité du corps du régula- teur, ce piston comprenant des première et seconde extrémités et une cavité centrale qui s'étend entre les extrémités. Un moyen de sollicitation, sous la forme d'un ressort de compression, pousse le piston vers la seconde extrémité du corps du régulateur, et la cavité centrale du piston fait communiquer la pression d'huile avec la seconde extrémité du corps du régulateur pour que s'exerce sur le piston une force qui s'oppose à la force de sollicitation. Une augmentation de la pression de l'huile fait déplacer le piston axialement vers la première extrémité du corps du régulateur jusqu'à ce que des ouvertures d'échappement à la fois dans le corps du régulateur et dans le piston commencent à être alignées, à une pression d'huile prédéterminée,de manière à former un circuit d'échappement ou de détente qui assure une régulation de la pression de l'huile et qui revient jus- qu'au carter du compresseur par l'intermédiaire du cir- cuit de retour d'huile intégré. Un élément conducteur de l'électricité est supporté de façon isolée par le chapeau étanche aux fluides à la seconde extrémité du corps du régulateur, cet élément étant accessible à l'intérieur de la cavité du corps du régulateur. Quand le compresseur est au repos et quand le compresseur fonctionne et que la pression d'huile est inférieure à une valeur de sécurité minimale prédétermi- née, le ressort de sollicitation pousse en permanence le piston vers la seconde extrémité du corps du régulateur. Le piston conducteur de l'électricité vient en contact avec l'élément conducteur de l'électricité supporté par le chapeau étanche aux fluides et met cet élément élec- triquement à la-'ttrre en signalant à une commande asso- ciée que la source de force motrice du compresseur doit être mise hors fonction. Le circuit de retour d'huile n'est mis en communi- cation d'écoulement de fluide avec le côté haute pres- sion de la source d'huile que lorsque la pression de régulation est atteinte. Toutefois, le circuit de retour d'huile est toujours en communication d'écoulement de fluide avec le côté sollicitation du piston pour équili- brer de façon appropriée ce piston en vue de son posi- tionnement précis en fonction de la différence entre la force de sollicitation et la force issue de la pression d'huile ainsi que pour ramener dans le carter du com- presseur toute huile qui s'est échappée par le piston. La présente invention sera mieux comprise à la lec- ture de la description détaillée donnée ci-après, en référence aux dessins qui sont donnés à titre purement illustratif et non limitatif, et sur lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe d'un régulateur et d'un indicateur de pression d'huile réalisés selon les enseignements de la présente invention, le piston mobile du régulateur et l'indicateur étant représentés en posi- tion d'indication montrant que la pression d'huile en cours de contrôle se trouve en-dessous d'une valeur minimale prédéterminée; et la Figure 2 est une vue en coupe du régulateur et de l'indicateur de pression d'huile représentés sur la Figure 1, sauf que le piston est montré dans une posi- tion de régulation de pression. En se référant maintenant aux dessins, on voit que la Figure 1 est une vue en coupe d'un régulateur de pression d'huile et d'un indicateur de pression d'huile, ce régulateur et cet indicateur étant désignés plus sim- plement ci-après "le régulateur 10, lequel est réalisé selon les enseignements de la présente invention. Le régulateur 10 est disposé dans un alésage 12 d'un corps ou enveloppe 14 associé à une pompe 16 à huile et à un compresseur 18 de fluide réfrigérant. Le corps 14 est relié électriquement à la terre, comme on peut le voir en 19. la pompe 16 à huile pompe l'huile 20 dans un car- ter 22 à huile du compresseur 18. Le corps 14 comprend de façon intégrée un passage 24 de fuite ou de retour d'huile qui raccorde mutuellement l'alésage 12 et le carter 22. Un autre passage (non représenté) dans le corps 14 assure un apport d'huile 20 à la pompe 16. Le compresseur 18 et la pompe 16 sont entraînés par une source appropriée 26 de force motrice, comme par exemple un moteur électrique ou un moteur à combustion interne. L'agencement approprié des corps de compresseur et de pômpe, des alésages et des passages d'écoulement d'huile, intégrés et d'interconnexion que l'on peut uti- liser est clairement représenté dans le brevet US pré- cité 4 586 875. Par exemple, en utilisant les références de la Figure 2 de ce brevet, le régulateur 10 peut être installé dans l'alésage 44 du couvercle 32 en remplace- ment du régulateur classique 70 de pression représenté sur la Figure 3 dudit brevet. Un manostat extérieur et une canalisation d'équilibrage, qui seraient normalement adjoints à l'agencement de ce brevet, ne sont pas néces- saires dans la présente invention, car la fonction du manostat est également assurée par le régulateur 10. Le régulateur 10 comprend un corps cylindrique allongé 28 de régulateur comportant des première et seconde extrémités axiales 30 et 32, respectivement, le long de l'axe longitudinal 34. Le corps 28 du régulateur commence par une surface extérieure filetée 36 ayant un diamètre choisi de manière à se visser dans un filetage situé à un endroit prédéterminé à l'intérieur de l'alé- sage 12. En se dirigeant vers la seconde extrémité 32, on voit que le corps 28 du régulateur forme un gradin vers l'intérieur depuis la partie filetée 36 jusqu'à une partie 38 qui a un diamètre inférieur au diamètre de l'alésage 12, puis la partie 38 forme un gradin vers l'extérieur jusqu'à une partie 40 qui s'ajuste sans jeu mais de façon coulissante dans l'alésage 12. Une chambre 41 est ainsi formée entre le corps 28 du régulateur et l'alésage 12, cette chambre étant en communication d'écoulement de fluide avec le passage 24 de fuite d'huile et avec le carter 22 du compresseur 18. A l'extrémité extérieure de l'alésage 12, le corps 28 du régulateur forme un gradin vers l 'extérieur de manière à définir un épaulement 42 qui porte contre une surface 43 entourant l'alésage 12. Le corps 28 du régu- lateur forme ensuite un gradin vers l'extérieur jusqu'à une partie 44 qui a le diamètre le plus grand du corps, cette partie se prolongeant jusqu'à la seconde extrémité 32 du corps 28. Le corps 28 du régulateur délimite une cavité axiale 46 qui s'étend entre les extrémités 30 et 32. La cavité 46 est délimitée par la surface intérieure 48 qui commence à la première extrémité 30, cette surface 48 ayant un premier diamètre intérieur prédéterminé. Quand la cavité 46 atteint la partie du corps 28 qui se trouve à l'intérieur de la partie 44 ayant le diamètre exté- rieur le plus grand, la cavité 46 forme brusquement un gradin vers l'extérieur jusqu'à une partie 50, en for- mant un épaulement 52 à l'endroit de la transition. La partie 50 forme un gradin vers l'extérieur jusqu'à une partie filetée 54 adjacente à la seconde extrémité axiale 32 du corps 28 du régulateur, en formant un épau- lement 55 à l'endroit de la transition. Le régulateur 10 comprend un piston cylindrique allongé 56 conducteur de l'électricité et comportant des première et seconde extrémités axiales 58 et 60, respec- tivement, le long de l'axe longitudinal 34. Le piston 56 commence à la première extrémité axiale par une partie 62 ayant un diamètre choisi de manière à s'ajuster sans jeu mais à pouvoir coulisser axialement facilement, dans la partie 48 du corps 28 du régulateur. La partie 62 se prolonge sur une distance prédéterminée puis le piston 56 forme un gradin vers l'intérieur jusqu'à une partie 64 ayant un diamètre inférieur au diamètre intérieur de la partie 48. La partie 64 se prolonge sur une distance prédéterminée puis le piston 56 forme un gradin vers l'extérieur jusqu'à une partie 66 qui a un diamètre égal au diamètre de la partie 62, en formant une chambre 68 entre le piston 56 et le corps 28 du régulateur. La par- tie 66 se prolonge sur une distance prédéterminée et le piston 56 forme de nouveau un gradin vers l'intérieur jusqu'à une partie 70 qui a un diamètre inférieur au diamètre intérieur de la partie 48 du corps 28, par exemple un diamètre égal au diamètre de la partie 64. La partie 70 se prolonge sur une distance prédéterminée et le piston 56 forme ensuite un gradin vers l'extérieur jusqu'à une partie 72 qui a un diamètre plus grand que le diamètre de la partie 48 du corps 28 du régulateur. La partie 72 se prolonge sur une distance prédéter- minée puis le piston 56 forme brusquement un gradin vers l'extérieur jusqu'à une partie 74 qui définit le diamé- tre le plus grand du piston 56, en formant un épaulement à l'endroit de la transition. Le diamètre de la par- tie 74 est choisi de manière à s'ajuster sans jeumais de façon à coulisser facilement, dans la partie 50 du corps 28. La partie 74 se prolonge jusqu'à la seconde extrémité axiale 60 du piston 56. Le piston 56 définit une cavité axiale 76 qui s'étend entre les extrémités axiales 58 et 60. La cavité 76 est délimitée par une surface 78 qui peut présenter un diamètre constant d'une extrémité à l'autre. Le corps 28 du régulateur comprend une pluralité d'orifices ou ouvertures 80 de détente de pression d'huile, par exemple quatre ouvertures équidistantes, deux étant représentées sur les figures. Les ouvertures , qui traversent complètement la paroi 82 du corps 28 formée par la cavité 46, se trouvent dans la partie 38, au voisinage immédiat de la transition entre la partie 38 et la partie filetée 36. Le corps 28 du régulateur comprend, en outre, un orifice ou ouverture d'équili- brage 84 traversant la paroi 82, cet orifice d'équili- brage 84 se trouvant, dans la partie 38, au voisinage immédiat de la transition entre la partie 38 et la par- tie 40. Le piston 56 comprend une pluralité d'orifices ou ouvertures 86 de détente de pression, par exemple quatre ouvertures équidistantes, deux étant représentées sur les figures. Les ouvertures 86, qui traversent complè- tement la paroi 88 du piston 56 formée par la cavité 76 se trouvent dans la partie 64 du piston 56 et raccordent la cavité 76 à la chambre 68. Le piston 56 est disposé à l'intérieur de la cavité 46 définie par le corps 28 du régulateur, un moyen de sollicitation se présentant sous la forme d'un ressort de compression 90, conducteur de l'électricité, étant disposé de manière à solliciter le piston 56 vers la seconde extrémité axiale 32 du corps 28. Les épaulements 52 et 75 du corps 28 et du piston 56, respectivement, jouent le rôle de sièges de ressort pour le ressort 90. Un chapeau cylindrique 92 étanche aux fluides ferme hermétiquement la seconde extrémité axiale 32 du corps 28 du régulateur. Le chapeau 92 comporte des première et seconde extrémités axiales 94 et 96. Le chapeau 92 com- mence par une partie filetée 98 adjacente à la première extrémité axiale 94, cette partie 98 ayant un diamètre qui lui permet de se visser dans la partie 54 du corps 28. Le chapeau 92 forme ensuite un gradin vers l'exté- rieur jusqu'à une partie 100 qui se prolonge jusqu'à la seconde extrémité axiale 96 en formant un épaulement 101 à l'endroit de la transition. Un joint torique 102 peut être placé à l'intérieur de la cavité 46 du corps 28 sur l'épaulement 55 avant que le chapeau 92 soit vissé dans le corps 28, de telle sorte que la première extrémité axiale 94 du chapeau 92 comprime efficacement le joint torique 102 lorsque l'épaulement 101 atteint la seconde extrémité axiale 32 du corps 28 et porte contre cette extrémité. Un élément conducteur de l'électricité, comme par exemple un boulon 104, est porté de façon isolée par le chapeau 92. Le boulon 104 comprend des parties tige et tête 108 et 110, respectivement. Le chapeau 92 comprend une cavité s'étendant centralement entre les extrémités axiales 94 et 96 qui logent, sans jeu, une bague 106 isolant de l'électricité et comportant une ouverture dimensionnée de manière à loger sans jeu la partie tige 108 du boulon 104. La partie tête 110 du boulon 104 est espacée, de façon isolée, de la première extrémité axiale 94 du chapeau 92 par une rondelle isolante 112. La tige 108 s'étend vers l'extérieur depuis la seconde extrémité axiale 96 du chapeau 92, une rondelle isolante 114 est disposée autour de la tige 108, et un écrou 116 est vissé sur la tige 108 pour maintenir le boulon 104 dans l'état assemblé avec le chapeau 92. Un fil électri- que 118 de commande est relié électriquement au boulon 104, par exemple par des rondelles métalliques 120 et 122 et un écrou 124. Le fil 118 de commande est relié au dispositif de commande 125 qui est relié fonctionnelle- ment à la source 26 de force motrice de manière que cette source 26 de force motrice soit mise hors fonction lorsque le fil électrique 118 est mis à la masse. Quand le régulateur 10 est en fonction, la pression engendrée par la pompe 16 à huile est communiquée à la seconde extrémité axiale 60 du piston 56 par l'intermé- diaire de la cavité 76. La tête 110 du boulon peut être fendue, comme représenté en 126, pour empêcher la tête du boulon d'obturer de façon étanche la cavité 76. Quand la pompe 16 à huile ne fonctionne pas et quand elle n'engendre pas une pression minimale prédéterminée, comme par exemple une pression manométrique d'environ 0,34 mbar ou 0,69 mbar (5 ou 10 psig), le ressort 90 pousse le piston 54 contre la tête 110 du boulon, ce qui a pour effet de relier le fil 118 de commande à la terre électrique 19 par l'intermédiaire du boulon 104, du pis- ton 56, du ressort 90, du corps 28 du régulateur et du corps 14 associé à la pompe 16 à huile et au compresseur 18. Le dispositif de commande 125 met hors fonction la source 26 de force motrice. Le dispositif de commande comprend un contact qui empêche la mise hors fonc- tion de la source 26 de force motrice pendant son démar- rage, cela durant un temps suffisant pour que la pres- sion d'huile atteigne une valeur supérieure au niveau minimal prédéterminé. Quand la pression d'huile a atteint une valeur appropriée, cette pression étant communiquée à la seconde extrémité axiale 60 du piston 56 par l'intermé- diaire de la cavité 76, elle exerce sur la seconde extrémité axiale une force qui s'oppose à la force appliquée à l'épaulement 75 par le ressort 90. La faible pression appropriée règne à coup sûr à l'intérieur du compartiment 128 du ressort, ce qui est nécessaire pour un fonctionnement correct du piston 56, pour la raison que ce compartiment ou chambre 128 est, comme on le remarquera, en communication d'écoulement de fluide avec le carter 22 et, de ce fait, avec la pression dans ce carter, par l'intermédiaire de l'orifice d'équilibrage 84, de la chambre 41 et du passage 24. A mesure que la pression d'huile augmente, le pis- ton 56 est déplacé vers la première extrémité axiale du corps 28 du régulateur. Comme on peut le voir sur la Figure 2, à la pression de régulation du régulateur 10, un circuit d'écoulement de fluide est établi entre la cavité 76 du piston 56 et le carter 22. Le piston 56 se déplace vers la première extrémité axiale 30 du corps jusqu'à ce que la chambre 68, qui comprend des ouvertu- res 86, atteigne les ouvertures de détente 80 du corps 28. Le circuit de détente s'ouvre dans la mesure néces- saire pour maintenir la valeur réglée prédéterminée de il la pression d'huile, à savoir 3 bars (45 psig) manomé- triques. En résumé, le régulateur 10 peut être substitué au régulateur classique de pression d'huile d'un compres- seur de fluide réfrigérant. On peut retirer le manostat extérieur de contrôle de basse pression d'huile ainsi que sa ligne d'équilibrage et obturer hermétiquement les ouvertures qui en résultent. Le régulateur 10 assure à la fois une fonction de régulation de pression et une fonction de détection de basse pression d'huile, sans aucune canalisation d'équilibrage extérieure. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif, et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. Revendications 1. Ensemble (10) de régulateur de pression d'huile et d'indicateur de basse pression d'huile pour la régu- lation et le contrôle de la pression d'huile d'une pompe à huile (16) de compresseur associée fonctionnellement à un compresseur (18) comportant un carter sous basse pression contenant de l'huile (20) de lubrification de compresseur devant être distribuée sous une pression plus élevée en des points de lubrification de compres- seur, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps allongé (28) de régulateur comportant des première et seconde extrémités (30, 32), ce corps de régulateur définissant une cavité centrale (46) qui s'étend entre les première et seconde extrémités du corps, la première extrémité définissant un passage d'entrée établissant une communication avec la pression d'huile devant être soumise à un contrôle et à une régu- lation, un chapeau (92) étanche aux fluides à la seconde extrémité du corps de régulateur, un piston allongé (56) conducteur de l'électricité et comportant des première et seconde extrémités (58, ), ce piston délimitant une cavité centrale (76) qui s'étend entre les première et seconde extrémités de ce piston, ledit piston étant disposé en vue d'un mouvement de coulissement axial à l'intérieur de la cavité du corps du régulateur, un moyen de sollicitation (90) poussant le piston vers la seconde extrémité du corps du régulateur, la cavité centrale du piston faisant communiquer la pression d'huile avec l'extrémité du corps du régulateur pour exercer sur ce piston une force qui s'oppose au moyen de sollicitation, des ouvertures de détente (80, 68, 86) dans le corps (28) du régulateur et dans le piston (56), ces ouvertures établissant un circuit de détente pour la régulation de la pression de l'huile lorsque la pression de l'huile atteint une valeur qui surmonte l'action du moyen de sollicitation et déplace le piston sur une dis- tance prédéterminée dans un sens l'éloignant de la seconde extrémité du corps du régulateur, et un élément (104) conducteur de l'électricité qui est supporté de façon isolée par le chapeau et qui est accessible à l'intérieur de la cavité définie par le corps du régulateur, le piston (56) venant en contact avec cet élément (104) conducteur de l'électricité et le reliant à la terre lorsque la pression d'huile est insuffisante pour surmonter l'action du moyen de sollicitation (90) et déplacer le piston dans un sens l'éloignant de la seconde extrémité du corps du régulateur, cela afin de donner une indication signalant que la pression d'huile est inférieure à une valeur prédéterminée. 2. Ensemble de régulateur et d'indicateur de pres- sion d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de sollicitation (90) est un ressort de compression conducteur de l'électricité. 3. Ensemble de régulateur et d'indicateur de pres- sion d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément conducteur de l'électricité supporté par le chapeau est un boulon à tête fendue, la fente empê- chant le boulon de fermer l'ouverture définie par le piston quand le piston est en contact avec le boulon. 4. Ensemble de régulateur et d'indicateur de pres- sion d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de détente de pression d'huile est en communication (24) d'écoulement de fluide avec le carter du compresseur. 5. Ensemble de régulateur et d'indicateur de pres- sion d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend dans le corps du régulateur un orifice d'équilibrage (84) disposé en communication d'écoulement de fluide avec le carter du compresseur. 6. Ensemble de régulateur et d'indicateur de pres- sion d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (14) de compresseur associé au compresseur et définissant un circuit (24) de retour d'huile entourant la partie du corps de régulateur qui comprend l'ouverture de détente (80) pour ramener l'huile jusqu'au carter (22). 7. Ensemble de régulateur et d'indicateur de pres- sion d'huile selon la revendication 6, caractérisé enf ce que qu'il comprend dans le corps (28) de régulateur une ouverture d'évent (84) disposée en communication d'écou- lement de fluide avec le circuit (24) de retour d'huile pour appliquer la pression de carter sur le côté du pis- ton (56) o se trouve le moyen de sollicitation. 8. Ensemble de régulateur et-d'indicateur de pres- sion d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde extrémité du piston comprend une partie agrandie cylindrique (74) comportant des premier et second côtés (75, 60) destinés à recevoir respectivement la force de sollicitation et la force issue de la pres- sion d'huile et comprenant dans le corps (28) un orifice d'équilibrage (84) qui fait communiquer la pression du carter avec le premier côté de la partie cylindrique du piston.