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Compresseur.
La présente invention concerne les compresseurs uti- lisés pour produire de l'air ou des gaz comprimés.
Elle a pour but de procurer un compresseur suscepti- ble de réaliser un grand débit de fluide sous une forte pres- sion et conçu de manière à réduire au minimum l'inertie des masses animées d'un mouvement alternatif..
Dans ce but, le compresseur, objet de l'invention, est caractérisé en ce qu'il présente une multiplicité de chambres de petite profondeur dans lesquelles se meuvent, montés dans un même axe, des pistons animés d'un mouvement de va et vient dans ces chambres.
Dans la réalisation pratique de l'invention, deux séries de chambres sont disposées de part et d'autre ci'un mé-
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canisme de commande destiné à communiquer un mouvement alter- natif aux pistons qui se trouvent dans ces chambres,.
La commande du mouvement alternatif est établie de telle sorte que les pistons se meuvent en sens inverse dans les deux séries de chambres afin d'équilibrer aux points morts de leur course, l'inertie de leur masse en mouvement.
Enfin, pour permettre de réaliser un refroidissement parfait des parois des chambres et d'alléger le jotas des pis- tons, les faces de ces chambres et de ces pistons présentent une inclinaison sur l'axe du compresseur, ce qui permet de créer des conduits pour une circulation d'eau de refroidis- sement dans les parois des chambres et de diminuer le poids des pistons sans que leur resistance en soit réduite.
Lesdessins ci-joints montrent un exemple de réalisa- tion d'un compresseur suivant l'invention.
La figure 1 e stune coupe faite par un plan horizon- tal passant par l'axe du compresseur.
La figure est une coupe verticale pratiquée par le plan II-II de la figure 1.
La figure :3 représente une autre coupe verticale faite par la plan III-III de la figure 1.
Comme le montrent- ces figures, le compresseur est constitué par deux enveloppes cylindriques 1 et réunies bout à bout par des boulons 3. es enveloppes forment intérieurement, par une seconde paroi cylindrique 4 et des entretoises 5 cou- lées en même temps que des enveloppes 1 et 2, des chambres 6 et 7. doutes les chambres 3 sont en communication les unes avec les autres et sont en relation avec l'atmosphère extérieu- re par desouvertures 8.
Les deux chambres 7 sont complètement séparées des chambres 6 par des cloisons 9 et 10. lles communiquant chacu- ne avec une tuyauterie 11 de refoulement du fluide comprimé (fig. ). Par les fonds' ouverts des enveloppes cylindriques 1 et 2, sont introduits deux corps cylindriques 12 formant par
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leurs contours des chambres 13 à parois inclinées 14. Dans l'épaisseur de cesparois sont prévus descreux 15 en vue d'un refroidissement par courant d'eau. Le diamètre extérieur des corps cylindriques 12 est inférieur au diamètre intérieur des parois cylindriques 4 de manière à laisser des espaces annulaires
16.
Les corps cylindriques 12 se prolongent vers l'in- térieur par un flasque cylindrique 17 rabattu à ses extrémités pour former un collier 18 à l'endroit de jonction des deux en- veloppes 1 et 2. Les flasques 17 déterminent la formation d'une part,de chambres annulaires 19 avec les enveloppes 1 et 2,'et d'autre part, de chambres aentrales 20 qui communiquent entre elles*
Dans les espaces annulaires 16 sont établis des four- reaux 21 percés 'd'ouvertures 22 qui mettent en communication .
les chambres 6 des enveloppes 1 et 2 avec les chambres de com- pression 13 au moyen de lumières 28.et 23' prévues dans les parois cylindriques 4 et de lumières 24 et 24' pratiquées dans les corps cylindriques 12 en des endroits appropriés pour per- mettre l'introduction du fluide par chaque face 14 des chambres
13.
A l'intérieur des chambres de compression 13 se trou- vent des pistons 25 à faces inclinées 26 correspondant aux fa- ces inclinées 14 des chambres 13. Ces pistons sont évidés in- térieurement en 27 et coulissent sur des tubes 28 qui sont destinés à absorber les efforts et qui sont fixés d'une part. par des redent:.:
29 prévus sur le pourtour'et à l'extrémité ex- térieure des corps cylindriques 12 et engagés dans des encoches disposées sur une circonférence du tube 28 dont une des extré- mités repose dans des supports 30 de l'ensemble du compresseur, fixés eux-mêmes au sol par des boulons 31 et, d'autre part, par d'autres redents 32 prévus sur les tubes 28 et engagés dans des encoches correspondantes aux extrémités des corps cylindriques 12 fixés eux-mêmes aux supports en 30 et 33 et aux enveloppes 1
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et 2 en 33'. Ce mode de fixation des tubes 28 permet d'éviter tous mouvements longitudinaux et rotatifs de ces tubes.
A l'intérieur des tubes 28 passe un arbre 34 muni extérieurement d'un volant 35. Cet arbre est destiné à communi- quer aux pistons 5 un mouvement de va et vient, ainsi qu'un mouvement alternatif aux fourreaux 21 qui servent de tiroir de distribution.
Sur cet axe et dans la partie médiane du compresseur, est fixée par une cale 38, une rode dentée 37 à double denture inclinée 38.Cette roue dentée 37 est maintenue écartée de l'ex- trémité d'un de -cubes 28 par un épaulement 39 de l'arbre 34 et de l'extrémité de l'autre tube 28 par une bague rapportée 40.
Les deux dentures 8 de la roue 37 engrènent chacune avec deux roues dentées -11 fixées par une cale 42 sur des axes 43 disposés perpendiculairement à l'arbre 34 et qui reposent par leurs extrémités,d'une part,dans l'une des enveloppes 1 et et, d'autre part, dans un logement prévu à l'extrémité des tubes 28.
Sur chaque axe 43 sont calés, dans la chambre 20, un excentrique 44 relié à une tige de commande 45 engagée dans une ouverture46 prévus dans le dernier piston 25, et dans la cham- bre 19, un excentrique 47 relié au fourreau 21. Les angles de calage de ces excentriques sont déterminés de manière que les fourreaux permettent l'introduction d'air par les lumières 23' et 2-:', lorsque les pistons 25 sont ramenés vers la partie cen- trale du compresseur et par les lumières 23 et 24, lorsqu'ils sont repoussés vers l'extérieur.
Des lumières (non représentées) sont pratiquées dans les fourreaux 21 et les parois 4,en face des chambres 7 pour permettre dans cette chambre l'évacuation par les pistons 25, du fluide comprimé qui s'échappe successivement par les lumiè- res 24 et 2-il des corps cylindriques 12.
De plus, les excentriques sont décalés deux par deux
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de 180 l'un par rapport à l'autre, de manière à permettre la , rotation en sens inverse des engrenages afin de réaliser le mou- vement simultané de va et vient des tiges 45 qui commandent les pistons ainsi que des fourreaux distributeurs qui sont action- nés c.hacun par deux excentriques diamétralement opposés.
Le compresseur ainsi construit fonctionne de la ma- nière suivante:
Un mouvement de rotation étant communiqué à l'arbre 34, provoque la rotation de la roue dentée 37 qui engrène avec les roues dentées 41, ce qui donne aux axes 3 un mouvement de rotation correspondant. Les axes 43 tournent ainsi en sens inverse l'un de l'autre et entrainent dans leur mouvement les excentriques 44 et 47. lieux-ci communiquent aux pistons 25 et aux fourreaux de distribution 21, un mouvement alternatif ou de va et vient.
Pendant ce mouvement, l'air frais ou éventuel- lement les gaz à comprimer, pénètrent dans les chambres 6, pas- sent au travers des lumières 23 et 24, lorsque les ouvertures 22 .du fourreau le permettent et occupent l'espace qui leur est of- fert par le mouvement de retrait des pistons 25 dans les cham- bres 13.
Au moment où les pistons reprennent leur mouvement inverse, les fourreaux 21 sont déplacés et obturent les lumiè- res 23 et 24, en découvrant les lumières 23' et 24' qui permet- tent au fluide de pénétrer par l'autre face des chambres de com- pression 13. Ce mouvement des fourreaux 21 découvre également les lumières (non représentées) qui mettent les chambres de com- pression 13 en conununication avec les chambres 7. Le fluide comprimé est donc dirigé dans les chambres 7 et les tuyauteries 11, tandis que l'admission a lieu par les faces opposées des chambres 13.
Il est aisé de se rendre compte, dans ces conditions, que, grâce au dédoublement des chambres de compression établies de part et d'autre du mécanisme de commande et au fait que les pistons multiples travaillent sur chacune de leur face, il
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est possible d'obtenir un fort débit de fluide sous une forte pression. Le nombre aes chambres de compression n'étant pas limité, il est possible de réduire très sensiblement la cour- se effective totale des pistons et, par suite, de diminuer très fottement l'inertie des niasses en mouvement.
La vitesse li- néaire moyenne des pistons étant très faible, il est possible d'augmenter,dans ces proportions considérables, la marche du co presseur jusqu'à obtenir la vitesse moyenne des pistons dans les compresseurs habituellement employés.
D'autre part, les deux faces de chaque piston sont utilisées pour le travail de compression. Il y a donc simulta- nément aspiration sur l'une des faces et compression sur l'au- tre. Le compresseur est à deux temps et à double effet. Comme deux séries de chambres sont prévues de part et d'autre du dispositif de commande, et que les organes sont prévus pour se mouvoir en sens contraire dans ces deux séries de chambres, l'inertie des masses en mouvement est équilibrée à chaque ins- tant tant pour les pistons proprement dits que pour les excen- triques et les fourreaux servant de tiroirs de distribution.
Il y a donc équilibrage par-fait des efforts et, par conséquent, stabilité parfaite lie l'ensemble du compresseur qui ne nécessi- te plus l'emploi de contrepoids poar l'équilibrage des efforts,
La distribution pour fourreaux percés de lumières procure tous les avantages des distributions par tiroirs et eat spécialement indiquée par suite du nombre-élève de cham- bres de compression et la facilité de régler une distribution de ce genre à commande unique et à fonctionnement silencieux et à l'abri de faut dérangement.
Enfin, par l'emploi d'une roue à dentures coniques entrainant les roue dentees calées sur les axes 43, on réa- lise des efforts diriges en sens inverse l'un de l'autre et qui s'annulent, ce qui renforce la stabilité de l'ensemble.
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Compressor.
The present invention relates to compressors used to produce compressed air or gases.
Its object is to provide a compressor capable of producing a large flow of fluid under high pressure and designed in such a way as to reduce to a minimum the inertia of the masses moving in a reciprocating motion.
For this purpose, the compressor, object of the invention, is characterized in that it has a multiplicity of shallow chambers in which move, mounted in the same axis, pistons animated by a reciprocating movement. in these rooms.
In the practical embodiment of the invention, two series of chambers are arranged on either side of a middle.
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control channel intended to communicate an alternating movement to the pistons located in these chambers ,.
The control of the reciprocating movement is established so that the pistons move in the opposite direction in the two series of chambers in order to balance at the dead points of their stroke, the inertia of their moving mass.
Finally, to allow perfect cooling of the walls of the chambers and lighten the jotas of the pistons, the faces of these chambers and of these pistons have an inclination on the axis of the compressor, which makes it possible to create conduits. for cooling water circulation in the walls of the chambers and to reduce the weight of the pistons without reducing their resistance.
The accompanying drawings show an exemplary embodiment of a compressor according to the invention.
FIG. 1 is a section taken through a horizontal plane passing through the axis of the compressor.
The figure is a vertical section taken through the plane II-II of figure 1.
Figure: 3 shows another vertical section made by plane III-III of figure 1.
As shown in these figures, the compressor consists of two cylindrical casings 1 and joined end to end by bolts 3. The casings form internally, by a second cylindrical wall 4 and spacers 5 cast at the same time as casings. 1 and 2, of the chambers 6 and 7. Doubts the chambers 3 are in communication with each other and are in relation with the outside atmosphere through openings 8.
The two chambers 7 are completely separated from the chambers 6 by partitions 9 and 10. They each communicate with a pipe 11 for delivering the compressed fluid (fig.). By the open ends of the cylindrical envelopes 1 and 2, are introduced two cylindrical bodies 12 forming by
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their contours are chambers 13 with inclined walls 14. In the thickness of these walls are provided descreux 15 for cooling by a stream of water. The outside diameter of the cylindrical bodies 12 is smaller than the inside diameter of the cylindrical walls 4 so as to leave annular spaces
16.
The cylindrical bodies 12 are extended inwardly by a cylindrical flange 17 folded down at its ends to form a collar 18 at the junction of the two envelopes 1 and 2. The flanges 17 determine the formation of a on the one hand, annular chambers 19 with envelopes 1 and 2, 'and on the other hand, central chambers 20 which communicate with each other *
In the annular spaces 16 are established sleeves 21 pierced with openings 22 which put in communication.
the chambers 6 of the envelopes 1 and 2 with the compression chambers 13 by means of openings 28. and 23 'provided in the cylindrical walls 4 and of openings 24 and 24' formed in the cylindrical bodies 12 at suitable places for per - put the introduction of the fluid by each face 14 of the chambers
13.
Inside the compression chambers 13 there are pistons 25 with inclined faces 26 corresponding to the inclined faces 14 of the chambers 13. These pistons are hollowed out internally at 27 and slide on tubes 28 which are intended for absorb the forces and which are fixed on the one hand. by cusps:.:
29 provided on the periphery and at the outer end of the cylindrical bodies 12 and engaged in notches arranged on a circumference of the tube 28, one of the ends of which rests in supports 30 of the compressor assembly, fixed to them. themselves on the ground by bolts 31 and, on the other hand, by other cusps 32 provided on the tubes 28 and engaged in corresponding notches at the ends of the cylindrical bodies 12 themselves fixed to the supports at 30 and 33 and to the envelopes 1
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and 2 in 33 '. This method of fixing the tubes 28 makes it possible to avoid any longitudinal and rotary movements of these tubes.
Inside the tubes 28 passes a shaft 34 provided on the outside with a flywheel 35. This shaft is intended to impart to the pistons 5 a reciprocating movement, as well as a reciprocating movement to the sleeves 21 which serve as a slide. of distribution.
On this axis and in the middle part of the compressor, is fixed by a wedge 38, a toothed rode 37 with double inclined teeth 38.This toothed wheel 37 is kept away from the end of a -cubes 28 by a shoulder 39 of the shaft 34 and the end of the other tube 28 by an attached ring 40.
The two teeth 8 of the wheel 37 each mesh with two toothed wheels -11 fixed by a wedge 42 on pins 43 arranged perpendicular to the shaft 34 and which rest by their ends, on the one hand, in one of the envelopes 1 and, on the other hand, in a housing provided at the end of the tubes 28.
On each pin 43 are wedged, in the chamber 20, an eccentric 44 connected to a control rod 45 engaged in an opening 46 provided in the last piston 25, and in the chamber 19, an eccentric 47 connected to the sleeve 21. The The setting angles of these eccentrics are determined so that the sleeves allow the introduction of air through the openings 23 'and 2-:', when the pistons 25 are returned to the central part of the compressor and through the openings 23 and 24, when they are pushed out.
Openings (not shown) are made in the sleeves 21 and the walls 4, opposite the chambers 7 to allow in this chamber the evacuation through the pistons 25, of the compressed fluid which escapes successively through the slots 24 and. 2-there cylindrical bodies 12.
In addition, the eccentrics are offset two by two
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180 with respect to each other, so as to allow the reverse rotation of the gears in order to achieve the simultaneous back and forth movement of the rods 45 which control the pistons as well as of the distributor sleeves which are each actuated by two diametrically opposed eccentrics.
The compressor thus constructed operates as follows:
A rotational movement being communicated to the shaft 34, causes the rotation of the toothed wheel 37 which meshes with the toothed wheels 41, which gives the axes 3 a corresponding rotational movement. The axes 43 thus rotate in the opposite direction to each other and cause the eccentrics 44 and 47 in their movement. These places communicate to the pistons 25 and to the distribution sleeves 21, an alternating or reciprocating movement.
During this movement, the fresh air or possibly the gases to be compressed, enter the chambers 6, pass through the openings 23 and 24, when the openings 22 of the sleeve allow it and occupy the space which they contain. is offered by the retreating movement of the pistons 25 in the chambers 13.
When the pistons resume their reverse movement, the sleeves 21 are moved and block the lights 23 and 24, revealing the ports 23 'and 24' which allow the fluid to enter through the other face of the chambers. compression 13. This movement of the sheaths 21 also uncovers the openings (not shown) which put the compression chambers 13 in conununication with the chambers 7. The compressed fluid is therefore directed into the chambers 7 and the pipes 11, while that the admission takes place through the opposite sides of the chambers 13.
It is easy to realize, under these conditions, that, thanks to the doubling of the compression chambers established on either side of the control mechanism and to the fact that the multiple pistons work on each of their faces, it
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It is possible to obtain a high flow of fluid under high pressure. As the number of compression chambers is not limited, it is possible to very appreciably reduce the total effective stroke of the pistons and, as a result, to reduce very substantially the inertia of the masses in motion.
The mean linear speed of the pistons being very low, it is possible to increase, in these considerable proportions, the operation of the co-presser until obtaining the mean speed of the pistons in the compressors usually used.
On the other hand, both sides of each piston are used for compression work. There is therefore simultaneous suction on one of the faces and compression on the other. The compressor is two-stroke and double-acting. As two series of chambers are provided on either side of the control device, and the members are designed to move in the opposite direction in these two series of chambers, the inertia of the moving masses is balanced at each time. both for the pistons themselves and for the eccentrics and sleeves serving as distribution spools.
There is therefore perfect balancing of the forces and, consequently, perfect stability links the whole of the compressor which no longer requires the use of counterweight for the balancing of the forces,
The distribution for sheaths pierced with lights provides all the advantages of dispensing by drawers and is specially indicated because of the high number of compression chambers and the ease of adjusting such a distribution with a single control and quiet operation. safe from disturbance.
Finally, by the use of a conical toothed wheel driving the toothed wheels wedged on the axes 43, forces directed in the opposite direction to each other and which cancel each other out are produced, which reinforces the overall stability.