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" FRIED. KRUPP à3tie;sesellschaft If'.
La présente invention se rapporte à des compres- seurs à piston à marche rapide , à simple effet , dans les- quels l'air d'aspiration s'écoule , par des ouvertures mé- nagées dans la paroi du cylindre (lumières d'aspiration ), à la chambre de compression et dans lesquels on emploie des pistons ,munis d'un axe ou tourillon et dort le côté ouvert est tourné vers le carter de manivelle.
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L'invention a pour but d'éliminer , par une cons- truction essentiellemet nouvelle donnée au piston et au cylin -dre , les inconvénients propres . ce genre de compresseurs, en outre de rendre ainsi possible une diminution du poids du piston , et enfin d'éviter l'échauffement de l'huile circu- lant dans ,la machine
Le piston des compresseurs du genre mentionné ci- dessus consiste essentiellement en trois parties réunies entre elles , à savoir : le piston de travai 1 pour le refou- lement et la compression de l'air , la partie médiane du pis ton'avec le palier pour l'axe ou tourillon de piston , et le piston de séparation .
Celui-ci sert à empêcher , pour tou- tes les positions du piston , une communication entre les lu mières d'aspiration et l'intérieur du carter de manivelle car sinon l'huile passerait du carter de manivelle , par le cylindre de travail ouvert d'un coté dans la chambre d'as- piration Dans des compresseurs avec soupapes d'aspiration préalable , l'arête extérieure du piston de travail.découvre les lumières d'aspiration , en totalité ou en partie ,dans le but d'obtenir la charge nécessaire du cylindre ; cette o- bligation est supprimée dans des soupapes d'aspiration , dis posées dans le piston et assurant , elles seules le débit d'air d'aspiration , 9 Le piston e travail et le piston de sé- -partion possèdent le même diamètre et guident le piston dans l'alésage du cylindre.
Le mode de construction décrit présente les inconvé nients fondamentaux suivants:
La longueur minimum du système de piston est déter- minée par le fait que la position du piston de séparation dé- pend de la disposition des lumières d'aspiration . Le piston devient nécessairement long et lourd.
La séparation des chambres mentionnées oblige â don
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-ner au piston de séparation un diamètre égal à celui du cy- lindre.
L'obtention d'un guidage sûr suffisamment long et Sujet une faible usure ,et d'un dispositif d'étanchôité à action efficace pour cette partie du piston , est fortement limitée, car le fort accroissement résultant de poids ,eu gard au diamètre relativement grand ,provoquerait une augmentation i -nadmissible des forces d'inertie Si la chambre d'aspira- tion est soumise à une dépression-par exemple lors du réglage avec obturation de la tubulure d'aspiration ;
la perte d'hui- le, en particulier pour de grands diamètres de cylindres , devient inadmissible .Si d'autre part , la chambre d'as- piration se trouve , pour une compression à plusieurs étages, sous la pression d'air de l'étage précédent ,l'étanchéité du piston de séparation par rapport au carter de nanivelle de- vient particulièrement difficile à réalisera
La chaleur , dégagée par rayonnement à pa:tir du piston de travail , est transmise par les fortes accumulations de matière ,surtout par les pièces de soupape qui ont de grandes dimensions ,presque sans être réduite , au piston de séparation..
Par suite de l'action centrifuge du mécanisme à manivelle , la provision d 'huile du carter à manivelle s'é- chauffe progressivement sous l'action de la surface du pis- ton ,qui est grande et à une température élevée , L'huile devient trop fluide , les pertes par suite de fuites , l'esu- re et la consommation de force augmententUne marche prolon -gée, en particulier de compresseurs fixes , rend par suite nécessaire la plupart du-,temps un dispositif particulier de re -froidissement d'huile..
Alors que , pendant la course d'aspiration. l'air froid entraîné ne vient en contact qu'avec une petite surface chaude du piston ,l'entraînement d'air froid est supprimé pen
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- dant la course de refoulement, étant donné que dans celle- ci , il ne se produit pas de dépression . Il ne se produit qu'un déplacement de la quantité d'air , emprisonnée entre les deux pistons et qui , pendant la durée de la course de refoulement est échauffée par le piston de travail et , au commencement de la. course d'aspiration.. fenêtre dans le cylindre de travail.
La présente invention permet non seulement d'ob- vier aux inconvénients mention és , mais rend possible un nouveau genre de compresseurs , de beaucoup plus avantageux
L'invention est basée sur lefait qu'il est possi ble de ne pas disposer le piston de séparation dans l'alé- sage du cylindre de travail , sans nuire à son rôle consis- tant à séparer la/carter de manivelle et la chambre d'aspira, tion , en montant le piston de séparation dans un cylindre de plus petit diamétre , communiquant avec le cylindre de travail . Dans l'application de cette idée )
on donne au pis- ton de séparation la forme complet d'un piston en pot et on donne à cette partie le tôle principal dans le guidée du système de piston . Cette disposition du piston supprime complètement la dépendance , empêchant de façon absulue jusqu'ici une amélioration du mode de construction , entre la position du piston de séparation et la. disposition des lu mières d'aspiration La surface plus petite du piston donne lieu une forte amenée ,inconnue avec ce genre de compres- seurs , d'air froid de refroidissement à l'intérieur du pis- ton ; en outre elle agit de façon Plus favorable au point de vue thermiqueL'avantage. au point de vue de la. c ons- truction ' d'une diminution de la. longueur du piston , et surtout du poids du piston est essentiel.
Enfin, on obtient, par l'application du prin cipe de l'inven tion, l'effet technique nouveau de la suppression de l'échauf
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-fement d'huile.
Le dessin ci-joint représente ,en deux coupes longitudinales sur les figures I et 2 ,un exemple de l'application de l'invention à un compresseur avec une soupa ne d'aspiration montée dans le piston et assurant à elle seule le débit d'air d'aspiration. La figure 1 représente le compresseur avec la position du niston au commencement de la course d'aspiration , la coupe nassant par la ligne axia- le du tourillon ou axe de piston la figure 2 représente la position du piston à la fin de la course d'aspiration , la coupe passant perpendiculairement à la ligne axiale du tou- rillon de piston.
Le cylindre de travail a est relié à un cylindre b, de forme tubulaire , dont le diamètre intérieur ou alésa- ge estaussi petit que possible . Le piston de séparation , isolant la chambre du carter de manivelle de la chambre d'as piration ±,est oonstitué par un piston en forme de pot, fer- mé d'un côté , avec palier pour le tourillon de piston, et est monté dans le cylindre avec son côté ouvert-tourné vera le carter de manivelle et est rendu étanche par des seg- ments .
Le fond du piston de séparation e est muni d'un sys- tème de nervures très minces , de toute forme désirée ,- dans l'exemple considéré ce sont des nervures plates ,-qui ser vent aussi bien de support pour 1miston de travail h et pour la soupape d'aspiration , montée dans la chambre .1 , que comme ailettes de refroidissement .Ces nervures ou ai- lettes ± ne font saillie en aucun endroit au-delà de la fa- -ce du fond du piston .2 de sorte qu'elles peuvent trouver pla. ce dans la partie cylindrique tubulaire b.
On ne donne à la Daroi latérale 1 du piston de travail aue la longueur néces- saire pour l'emplacement des segments de piston ), nécessaires;
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pour assurer l'étanchéité . Pour obtenir une face extérieure lisse du fond de piston , la paroi leuérale à du piston ext de préférence placée sur le côté du fond n , qui est tourné vers la chambre d1aspiration ' al.e sorte qu'il en résulte la forme d'un pot peu profond , qui recouvre le pistode sépara- tion e à la manière d'un chapeau .
L'arrivée de l'air d'a.s- piration au cylindre ± s'effectue . dans l'exemple considéré par un canal annulaire étroit ¯;
Le fait que le piston de séparation ne sert pas à commander les lumières d'admission d'air , en les masquant et démasquant , permet daes l'application de l'invention ,
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d'avancer le dispositif d'étanohéité s ' indépendant de l'a lésage du cylindre ;
, dans le cylindre a autant que ? per- met la. course n du pistonaddttionnée d'un petit jeu 0" (fi" 2).La longueur totaledu piston devient notablement plus -ne tite, et le piston beaucoup plus léger , que dans la cons- truction habituelle du piston de séparation avec le même diamètre que le cylindre a, car ce dernier ne peut plus , au commencement de la. course d'aspiration , c'est à dire
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dans la. position extrême du piston , faire communiauer le-a - lumières d'aspiration avec le carter de manivelle*
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L'Indépendance complète , e ainsi obtenue , du pis- ton) de zépara t4ion q par rapport a la disposition des :
Lu^ie- res d'aspiration donne lieu, dans des compresseurs avec soupapes d'aspiration assurant à elles seules le débit d'air d'aspiration , à l'avantage supplémentaire qu'on peut dé- terminer librement la longueur de la chambre de refroidisse-
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ment ± s ét8Dt riorué oue l'ouverture d'aspiration peut tou- -jours être disposée à la suite de cette chambre ( figure I)
Lorsqu'on donne au piston de travail la forme d'ux disque simple et peu épais , en renonçant ainsi , la forme
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da pot ', le système de piston devient plus long de la ha,u-
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-teur intérieure du pot.
Le mode de fonctionnement du compresseur suivant le nouveau mode de construction est le suivant
La période d'aspiration commence pour la position du piston , représentée sur la figure 1 , L'air d'aspiration passe du canal d'aspiration I, par les intervalles de grande hauteur , délimitée par les ailettes de refroidissement g, à la soupape d'aspiration .
Comme la résistance d'un système d'ailâttes permet l'emploi d'ailettes très minces , comme en outre les grandes faces d'ailettes sont exposées des deux co -tés au courant d'air froid , et comme enfin la faible masse de matière des ailettes ne permet qu'une faible accumulation de chaleur , il se produit une évacuation importante de la cha -leur élevée , dégagée par rayonnement par le fond de niston h;
Le premier refroidissement est accru de façon importan- te par le fait qu'au ooencement de la course de refoule- ment (figure 2 ) il se produit un nouveau refroidissement des ailettes car-contrairement au mode de construction connu de l'air froid est également aspiré par cette course,, par l'effet de dépression qui se forme . L'air froid, s'écoulant ainsi de façon permanente , accroit notablement l'évacuation de chaleur .
Les pieds des ailettes , reposant sur le fond du piston de séparation , restent par suite froids et par. suite aussi le piston séparé du piston de travail j par les ailettes. on obtient par suite , par des moyens très simples ,non encore connus l'effet technique nouveau aue la chaleur , dégagée du piston de travail par rayonnement est évacuée avant qu'elle soit transmise su piston de sépara- tion. Si. au lieu d'ailette@ aplaties , rectilignes ou courbes on emploie de cloisons de refroidissement ajourées ou en forme de grille , on peut obtenir un accroissement supplémen-
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-taire du refroidissement. L'huile , qui reste froide , con- serve un pouvoir lubrifiant non diminué ;
les pertes dues , des fuites , l'usure et la consommation de force deviennent plus faibles un dispositif de refroidissement d'huile à reflux en particulier pour des compresseurs fixes , de- vient superflue Le diamètre fortement réduit du piston de sé -paration implique par lui-même une perméabilité plus faible Comme en outre on peut employer des segments d'étanchéité en nombre suffisant sans accroissement important du poids ,on obtient un dispositif d'étanchéité sur ) même pour de l'air comprimé
L'invention permet l'emploi de soupapes d'aspira- tion de formes désirées , car le nouvea.u mode de construc- tion du piston permet leur support et leur fixation de fa- çon sûre ainsi qu'une forme appropriée des ailettes de re -froidissement.
De même, ,une évacuation suffisante de chat- leur reste assurée En outre , la construction de grands -compresseurs à plusieurs étages ,à pression finale élevée, devient possible de façon avantageuse . Enfin l'invention neut être appliquée sans que ses avantages soient réduits, à des compresseurs avec lumières d'aspiration commandées par le piston de travail.