Brevet FR2745042A1 — publié le 19970822

PERFECTIONNEMENTS AUX COMPRESSEURS A PISTONS Afin d'éviter les inconvénients et même les dangers de l'oxydation des huiles ou des graisses dans les compresseurs, les solutions jusqu'à maintenant utilisées étaient soit le recours à une membrane mobile dont le mouvement permet une compressiori par la variation du volume, soit d'adapter des compresseurs classiques à pistons en dyant recours à des solutions mécaniques d'une durée assez éphémère; ces deux solutions ont un point commun: un coût de envient élevé et des frais d'exploitation importants. La présente invention apporte une solution simple et peu onéreuse à ces problèmes. En effet, la mise au point de la fabrication industrielle des revêtements de frottement d'une efficacité remarquable comme le Carbone Diamant permet une dmélioration considérable des coefficients de frottement de nombreux corps. Un exemple simple des résultats possibles est donné par le fait qu'un cylindre revêtu de Carbone Diamant tourne avec un jeu de moins de 0,02 mm dans un autre cylindre également revêtu avec une extrême facilité tandis que l'introauction d'une huile de lubrification avec sa viscosité a pour effet d'augmenter le frottement d'une manière très nette. Dans ces conditions, l'emploi d'un transformateur de mouvement en barillet est particulièrement inuiqué. I1 convient de rappeler que cette sorte de transformateur de mouvement exclut pratiquement l'emploi des soupapes en raison de la complexité de commande de celles-ci et n'apporte aucune amélioration aux problèmes des clapets qui conservent leur mouvement saccadé et bruyant; malgré cela la supériorité des compresseurs haute pression "en barillet" a été prouvée par la confiance de différentes Marines depuis le début de la commercialisation de ceux-ci vers les années 1960. En revanche, l'emploi d'un transformateur de mouvement conjugué avec des mécanismes à tiroirs tournants présente de nombreux avantages qui sont expliqués dans la réalisation exposée. Les explications de fonctionnement de la partie "compression" sont données par les différentes figures sans qu'il soit détaillée la réalisation du transformateur de mouvement connu depuis fort longtemps et mise en lumière par de nombreux brevets comme, par exemple le brevet français NO 13.332.574 délivré le 10 Juin 1963. La Figure 1 est un schéma d'une coupe des cylindres 1 et 3 d'un compresseur à 4 étages comportant donc 4 cylindres. Les améliorations sont dues à l'emploi des produits de frottement de haute qualité comme le Carbone Diamant commercialisé sous le nom de DIAMOLITH qui permet l'emploi aisé de pistonstiges (1) ayant tous la même masse et qui sont guidés par les chemises (2) et par les bagues (3) implantées dans un plateau (4) solidaire de la structure rigide du compresseur dont le plateau (5) fait également partie. Dans une telle configuration, la course est la même pour tous les cylindres tandis que l'alésage tient compte du taux de compression. La partie supérieure des différents cylindres a donné lieu aux Figures 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7. Toujours dans la Figure 1 se trouve l'axe (6) qui est dans le prolongement de la partie axiale de l'arbre coudé, axe sur lequel est fixé l'engrenage (7) qui assure la transmission bien coordonnée du mouvement de rotation vers les engrenages (8) liés à la pièce tournante (9) dans laquelle se trouve l'échancrure (10) qui permet la mise en communication durant un temps donné de la partie fixe sous pression (11) de la pièce (12) venant du cylindre précédent (ou de l'air libre si il s'agit du premier cyiindre) et l'évacuation du gaz comprimé vers le cylindre suivant par le canal (13); ce canal peut être direct sans percement de la chemise comme il est indiqué sur la Figure 2 ou, si les dimensions réduites du cylindre l'exigent, faire un cheminement après le perçage de la chemise comme il est indiqué sur la Figure 6. I1 est évident que, pour assurer une bonne étanchéité, la partie tournante (9) devra avoir un jeu minimum lors de sa rotation contre la partie basse de la partie fixe sous pression (11) et contre la chemise (2), donc être recouverte d'un revêtement de frottement aussi performant que possible dans les parties en contact. Avec la disposition de la biellette assurant la transmission du mouvement depuis le plateau osciliant jusqu'au piston-tige (1) il est facile de faire varier sur un ou plusieurs cylindres le taux de compression: il suffit que la cransmission du mouvement soit effectuée par deux bielles de longueur variable; pour cela les bielles sont constituées de deux tubes coulissants munis sur une certaine longueur d'un filtage intérieur pour le plus gros tube et d'un filetage extérieur pour le plus petit; ces tubes peuvent ainsi permettre de réaliser bielle (ou biellette) de la longueur voulue car par un quelconque moyen mécanique, goupille par exemple, sera obtenu le blocage du filetage. I1 est bien évident que tout autre moyen de coulissement ou de fixation rentre dans le cadre de la présente invention. Faut-il préciser que dans la réalisation ci-dessus décrite, la masse des ensembles des deux bielles reste toujours la même, évitant les balourds préjudiciables au bon fonctionnement. La variation aisée du taux de compression dans un cylindre rend beaucoup plus facile le mélange de deux gaz dont l'un a subi une certaine compression à un étage choisi en raison de la pression souhaitée pour effectuer le mélange tandis que l'autre gaz à une pression voisine vient d'un réservoir sous pression muni d'un dérendeur-régulateur ou d'un autre compresseur. La Figure 2 est une coupe du "bouchon" se trouvant à la partie supérieure des chemises (2) tandis que la Figure 3 est une vue par dessous du "bouchon". La Figure 4 est une coupe de la pièce tournante (9) tandis que la Figure 5 est une vue par dessous de cette pièce. La Figure 6 est une coupe du "bouchon" à laquelle il est nécessaire d'avoir recours lorsque le diamètre du piston est devenu trop petit pour réaliser le "bouchon" suivant la méthode indi quée dans la Figure 2 tandis que la Figure 7 est une coupe de la pièce tournante très analogue à celle de la Figure 4 mais qui doit être réalisée avec une extrême précision en raison de l'étanchéité nécessaire avec une pression élevée. Les avantages de la solution proposée sont très importants comme il est rappelé ci-dessous. - l'utilisation de revêtement de frottement de très haute qualité, Carbone-Diamant par exemple, supprime l'emPloi dangereux des huiles de lubrification et améliore le rendement; - le mouvement des pièces exclut toute possibilité de vibration car ces pièces n'ont que des mouvements de rotation simple ou des mouvements rigoureusement sinusoldaux; - les ouvertures et les fermetures des arrivées et des départs des gaz n'ont aucune accélération brutale; - le niveau sonore propre déjà abaissé peut encore être aisément diminué par l'emploi d'une matière plastique permettant dans une certaine zOne de fréquence l'absorption des vibrations d'une manière quasi parfaite; ; - les coûts de fabrication sont très diminués en raison de la facilité de construction qui ne nécessite que des machines universelles et très peu d'outillage tandis que le nombre de pièces nécessaires est beaucoup plus faible. REVENDICATIONS 1 Système de compression des gaz caractérisé par l'utilisaconjuguée d'un transformateur de mouvement en barillet et d'une distribution rotative à tiroirs pour assurer l'arrivée et le départ des gaz dans chaque cylindre du compresseur. 2 Système de compression des gaz suivant la revendication 1 caractérisé par la nature des mouvements mécaniques des pièces mobiles: mouvement sinusoïdal des pistons et rotation des pièces de distribution excluant toute accélération brutale. 3 Système de compression des gaz suivant les revendications 1 et 2 caractérisé par la très grande précision de la synchronisation des ouvertures et des fermetures des arrivées et des départs des gaz 4 Système de compression dea gaz suivant les revendications précédentes caractérisé par son rendement mécanique supérieur obtenu par la nature des mouvements employés et par l'utilisation de revêtement de frottement de très haute qualité. 5 Système de compression des gaz suivant la revendication 1 dans lequel bielles et/ou biellettes ont une longueur variable correspondant au taux de compression choisi. 6 Système de compression des gaz suivant les revendications précédentes caractérisé par un niveau sonore très faible obtenu par la conjugaison de la nature des mouvements avec l'utilisation de matières insonorisantes dans la z8ne des fréquences pouvant se produire.