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BREVET D'INVENTION " MECANISME DE DECOMPRESSION POUR COMPRESSEURS"
La présente invention concerne les compresseurs d'air ou de gaz et vise, plus particulièrement, un procédé et un mécanisme de décompression pour ces compresseurs.
' Un des buts de l'invention est d'établir un système et un mécanisme de décompression pour compresseurs, comportant une double commande par le moyen d'un commutateur inverseur, grâce auxquels système et mécanisme le compresseur peut être automatiquement mis en charge ou déchargé au moment de son démarrage ou de son arrêt, quelle que soit la pression dans le réservoir, ou peut être réglé automatiquement à la charge ou à la décharge à une vitesse constante, cette charge étant commandée par la pression du fluide comprimé et par la consommation.
Un autre but de l'invention est d'établir, dans un mécanisme de décompression pour compresseurs, des moyens grâce auxquels le compresseur démarre à l'état déchargé et ne se trouve chargé qu'après un laps de temps prédéterminé après le démarrage, ce qui permet au compresseur d'atteindre
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sa pleine vitesse avant l'application du couple résistant.
D'autres caractéristiques et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va être faite en regard des dessins annexés qui représentent schématiquement et simplement à titre d'exemple, la forme de réalisation préférée d'un mécanisme de décharge de compresseur conforme à l'invention.
Sur ces dessins :
La figure 1 est une vue schématique d'un mécanisme de décompression pour compresseurs, avec une partie en coupe.
La figure 2 est une coupe de détail à travers une soupape de distribution faisant partie du mécanisme de décompression.
La figure 3 est une vue d'une variante de construction du mécanisme de décompression.
La figure 4 est une coupe verticale, suivant la ligne 4-4 de la figure 3, d'une soupape utilisée dans le mécanisme représenté sur la figure 3.
La figure 5 est une élévation latérale d'une partie du mécanisme représenté sur la figure 3.
La figure 6 représente une autre variante du mécanisme de décompression..
Le mécanisme de décompression ou de décharge représenté sur la figure 1 est associé avec un compresseur 1 à deux étages, du type en V, dans lequel les cylindres 2 et 3 sont déchargés indépendamment par le maintien en position d'ouverture de leur soupape d'aspiration 4. On a supposésur les dessins que cette soupape d'aspiration était du type à lame flexible, mais il est entendu que le mécanisme de décharge conforme à l'invention peut être appliqué à tout type approprié de soupapes et de compresseurs, sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
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La soupape d'aspiration 4 est maintenue en position d'ouverture par le plongeur 5 relié à un piston 6.
Celui-ci se déplace dans un sens et dans l'autre dans le cylindre 7, et le piston et le plongeur sont sollicités vers la position danslaquelle ils n'agissent pas sur la soupape, par un ressort 8 en sorte que lorsque aucune pression n'est exercée sur l'extrémité extérieure du piston 6, la soupape 4 peut fonctionner dans les conditions normales, et le cylindre du compresseur est alors en charge. Le fluide sous pression agissant sur le piston 6 et, par conséquent, sur les plongeurs 1 de chacun des cylindres 2 et 3, est fourni aux cylindres 1 des plongeurs par des conduites appropriées 9 auxquelles la pression est fournie par toute source appropriée, par l'intermédiaire d'une soupape de commande 10.
Cette soupape comprend une enveloppe 11 comportant deux sièges de soupapes 12 et 13 avec lesquels coopèrent des pointeaux 13' et 14'. Le fluide sous pression arrivant du réservoir (non représenté) dans lequel le compresseur refoule, ou de toute autre source de fluide sous pression appropriée, est fourni à l'enveloppe 11 par l'intermédiaire de la conduite 15, et lorsque les pointeaux 13' et 14' sont maintenus dans leur position basse, en comprimant un ressort 14, le pointeau 13' sera fermé, et le pointeau 14', ouvert, et le fluide sous pression pourra arriver directement par l'en- veloppe 11 et les conduites 9, pour provoquer la décompression du compresseur.
La soupape 10 estactionnée par un mécanisme de commande magnétique 16 qui est du genre de celui qui est décrit et représenté dans le brevet pris au même nom et à la même date pour : "Mécanisme de commande de soupape".
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Le mécanisme de commande magnétique 16 comporte le levier de commande 17 qui agit sur le plongeur 18 commandant la soupape. Le plongeur 18 est monté à coulissement dans l'enveloppe 11 de la soupape. Un solénoide 19 est relié au levier 17 pour le pousser vers le bas afin de permettre au fluide sous pression d'affluer dans le tuyau 9 lorsque le solénoïde 19 n'est pas excité. Lorsque le solénoïde 19 est excité, son noyau 19' monte, et le levier 17 est alors sollicité vers le haut par un ressort 20.
L'action du ressort 20 et le mouvement ascendant conséquent du levier 17 sont retardés au moyen d'un dash-pot 21 de manière à ménager un intervalle de temps déterminé entre le démarrage du compresseur et sa mise en charge, afin de permettre au compresseur de prendre sa vitesse maximum avant que le couple de charge lui soit appliqué. Lorsque le levier 17 a atteint la limite de son mouvement vers le haut, les pointeaux 13' et 14' se seront déplacés vers l'intérieur, le pointeau 14' venant s'asseoir sur son siège 13 pour fermer l'admission du fluide sous pression aux décompresseurs des cylindres respectifs, et en même temps le pointeau 13' se sera soulevé de son siège pour permettre au fluide sous pression qui avait été confiné dans les cylindres 7 des décompresseurs et dans les tuyaux 9, de fuir par l'extrémité supérieure ou évent 22 de l'enveloppe 11.
L'excitation du solénoide 19 est commandée par un commutateur à pression 23,de toute construction appropriée,- Un pôle du commutateur 23 est connecté par le fil 24 avec un pôle du solénoïde 19. L'autre pôle du solénoide 19 est connecté par un fil 25 avec le commutateur magnétique de démarrage 26. Ce démarreur magnétique est de tout type
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approprié pouvant être acheté dans le commerce, et il commande l'excitation du moteur, indiqué schématiquement en A, qui entraine le compresseur 1. Le pôle 27 du commutateur à pression 23, auquel est connecté le fil 24, est également connecté au moyen d'un fil 28, avec le contact 29 d'un commutateur inverseur 30. L'inverseur 30 comporte un couteau mobile 31 qui est connecté au moyen du fil 32, avec la bobine du démarreur magnétique 26.
Le contact 33 de l'inverseur 30 est connecté par le fil 34 avec l'un des fils de ligne fournissant le courant au moteur d'entraînement, du côté opposé, par rapport au commutateur magnétique, au côté auquel est connecté le fil 25. Le pôle 35 du commutateur à pression 23 est connecté au même fil de ligne que le fil 34, par le fil 36.
Lorsque le couteau 31 est amené en contact avec le plot 29, l'action du commutateur à pression 23 cesse et arrête le compresseur, et le mécanisme de décompression est actionné de manière à décharger et à charger le compresseur chaque fois qu'il s'arrête ou qu'il démarre. En d'autres termes, il est alors branché de telle sorte que le mécanisme de décompression soit actionné, par la désexcitation du solénoïde 19, chaque fois que le courant du moteur entraînant le compresseur est interrompu, et que lorsque le courant est fourni à ce moteur, le solénoïde 19 soit excité pour supprimer la pression sur les plongeurs de décharge 5 et pour permettre la mise en charge du compresseur.
Lorsque le couteau 31 est amené en prise avec le contact 33 du commutateur inverseur, le compresseur est aussi mis en charge chaque fois qu'il démarre et déchargé chaque fois qu'il s'arrête, mais en plus de cela, la mise en charge
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et la décharge du compresseur sont commandées par la pression du fluide fourni au commutateur à pression 23 par le tuyau 37, de sorte que le compresseur est chargé et déchargé pendant son fonctionnement à vitesse constante.
Le tuyau 37 est, de préférence, relié au réservoir (non représenté) dans lequel le compresseur refoule, de sorte que le compresseur est chargé et déchargé par la pression du fluide comprimé ou par la consommation. Le commutateur à pression 23 est d'un type approprié à diaphragme, qui peut être acheté dans le commerce. Lorsque le couteau ou levier 31 de l'inverseur 30 est dans sa position neutre, c'est-à-dire hors de prise avec les contacts 29 et 33, le mécanisme de décompression et le démarreur 26 du moteur sont rendus inactifs.
Le mécanisme de décompression représenté sur les figures 1 et 2 et décrit jusqu'ici s'applique particulièrement aux petits compresseurs, et lorsque la dimension du compresseur augmente, il devient nécessaire de prévoir une autre construction pour amener le fluide sous pression au mecanisme de décompression, la soupape 10 n'ayant pas une dimension suffisante pour permettre le passage d'une quantité suffisante de fluide sous pression pour faire fonctionner les mécanismes de décompression.
Les figures 3 et 4 représentent une telle construction, dans laquelle le débit du compresseur 40 est commandé par des soupapes de décompression 41 eL 42. Sur les dessins, les soupapes 41 et 42 sont représentées comme étant du type à aspiration, mais on doit comprendre que le mécanisme de décompression perfectionné peut être associé à tout genre convenable de soupapes de commande actionnées par pression, sans se départir de .l'esprit de la présente
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invention.
En outre, tandis qu'on a représenté sur les dessins un mode de décharge particulier du compresseur, par degrés fractionnaires de son débit, il doit être compris que le présent mécanisme de commande peut être associé avec tout système ou dispositif de soupapes de décompression, de poches de dégagement et de dérivations nécessaires pour divers nombres de degrés de charge et de décharge du compresseur auquel le système particulier est appliqué, sans se départir de l'esprit de la présente invention.
Dans cette construction modifiée du système et de l'appareil, le moteur B qui entraîne le compresseur 40, est commandé par un commutateur magnétique de démarrage 43 qui est de tout type approprié et peut être acheté dans le commerce. Le fonctionnement des soupapes de décompression est directement commandé par le décompresseur magnétique 44 qui a une construction semblable au décompresseur magnétique 16 et qui comprend un solénoïde 45 et un levier de commande 46. L'excitation du solénoide 45 est commandée au moyen d'un commutateur à pression 47 et d'un commutateur inverseur 48, qui correspondent respectivement au commutateur à pression et à l'inverseur 30 de la construction représentée sur les figures 1 et 2.
L'inverseur 48 et le commutateur à pression 47 agissent de la même manière que celle qui a été décrite en regard de la figure 1, pour commander l'excitation du solénoïde 45 et par conséquent, la commande du fonctionnement des soupapes de décompression ou de décharge 41 et 42.
Dans la construction représentée sur les figures 3 et 4, l'arrivée directe de fluide sous pression aux soupapes de décompression est commandée par un distributeur 49 muni d'un relais.
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Le distributeur 49 comporte une enveloppe 50 dans laquelle coulisse un piston obturateur 51. Le piston 51 présente un cône de soupape 52 qui coopère avec un siège de soupape 53, et un second cône de soupape 54 qui coopère avec un siège de soupape 55. Le piston 51 est sollicité de bas en haut de manière à tenir le cône 52 sur le siège 53., et le cône 54, à l'écart du siège 55, au moyen d'un ressort 56 et d'une pression de fluide agissant sur le piston 51. Un diaphragme 57 est relié au piston 51 et est actionné par le fluide sous pression de manière à déloger le cône 52 et à asseoir le cône 54.
Le fluide sous pression arrive contre le diaphragme 57 par une soupape 58 dont la construction est identique à celle de la soupape 10 et qui reçoit du fluide sous pression du réservoir (non représenté) ou d'une autre source d'alimentation convenable, par un tuyau 59.
Lorsque le solénoïde 45 est désexcité et que la soupape 58 est actionnée de manière à permettre au fluide sous pression de passer à travers elle, ce fluide passe par le tuyau 60 et agit sur le diaphragme 57, en repoussant le piston 51 vers le bas, à l'encontre de la tension du ressort 56 et de la pression de fluide sur le piston 51. Lorsque le piston 51 est repoussé vers le bas, le fluide sous pression entrant au fond de l'enveloppe 50 par le tuyau 61 en venant du réservoir (non représenté) ou d'une autre source d'alimentation convenable, passe de bas en haut, à travers l'enveloppe 50, et vers l'extérieur, à travers l'ouverture 62 et un tuyau 63, vers les soupapes de décompression 41 et 42, pour les actionner de manière à décharger le compresseur.
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Lorsque le solénoïde 45 est excité et que le levier 46 est déplacé vers le haut, l'admission de fluide sous pression par la soupape 58 contre le diaphragme 57 est coupée, et le ressort 56 agit pour faire remonter le piston 51, en coupant le passage du fluide sous pression par l'orifice 62 et le tuyau 63, et, en même temps, il déloge le cône 54 et permet au fluide sous pression qui est enfermé dans les soupapes de décompression et dans le tuyau 63 de fuir, en refluant, par l'orifice 62, vers le haut, à travers l'espace 64 et vers l'extérieur, par l'orifice 65, à l'atmosphère ou à l'aspiration du compresseur 40, selon ce que l'on veat.
Le dispositif' de dash-pot 66 du décompresseur magnétique 44, qui correspond au.dash-pot 21, retardera la fermeture de la soupape 58, après l'excitation du solénoïde 45, d'un temps suffisant pour permettre au compresseur- de prendre de la vitesse avant l'application du couple de charge.
Le compresseur 40 est refroidi à l'eau, c'est-à-dire qu'il comporte une chemise d'eau 67 autour de son cylindre 67', chemise dans laquelle circule l'eau ou un autre liquide de refroidissement. La circulation de ce fluide de refroidissement. à travers la chemise d'eau est commandée par une soupape 68, qui est une soupape de tout type approprié, actionnée par diaphragme, pouvant être achetée dans le commerce, c'est-âdire du type d'une soupape actionnée par diaphragme du com- merce, dans laquelle le cône de la soupape est amené sur son siège pour couper l'écoulement du fluide à travers la soupape par l'abaissement du diaphragme 69. Dans la présente construction, des moyens sont prévus pour fermer la soupape 68 et couper la circulation de l'eau de refroidissement lorsque le compresseur est arrêté et déchargé.
Notamment,
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le dispositif commandant la soupape 68 d'eau de refroidissement est raccordé à un tuyau 70 raccordé au tuyau 63, de sorte que lorsque du fluide sous pression est amené au tuyau 63, il est amené par le tuyau 70 contre le diaphragme 69 pour fermer la soupape 68.
Sur la figure 6 est représentée une autre variante de construction du mécanisme de décompression du compresseur, dans laquelle des moyens sont prévus pour décharger le compresseur soit lors d'une élévation de la pression du réservoir au-dessus d'un degré prédéterminé, soit lors de la chute de la pression d'aspiration au-dessous d'un degré prédéterminé. Dans cette construction, le compresseur 80 est chargé et déchargé par des soupapes de commande 81 et 82 et est des mêmes type et construction que le compresseur 40, tel que représenté sur la figure 3. L'arrivée de fluide sous pression actionnant les soupapes 81 et 82 se fait au moyen d'un distributeur 83 muni d'un relais, qui est de la même construction et fonctionne de la même façon que le distributeur à relais 49.
L'arrivée de fluide sous pression au distributeur à relais 83 pour son actionnement est commandée par la soupape 84, qui est actionnée à son tour par le décompresseur magnétique 85. Celui-ci est semblable aux décompresseurs 16 et 44 et fonctionne de la même façon.
Toutefois, dans la construction représentée sur la figure 6, l'un des pôles du solénoïde 86 du décompresseur 85 est connecté, au moyen d'un fil 87, au fil de ligne 88 se trouvant d'un côté du démarreur magnétique 89, et l'autre pôle est connecté, par un fil 90, au côté opposé du commutateur 89 du démarreur magnétique, de sorte que lorsque ce dernier est fermé, le solénoïde 86 est excité pour permettre la mise en charge du compresseur 80, et lorsqu'il est ouvert,
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le solénoïde 86 est désexcité pour provoquer la décharge du compresseur.
Le commutateur 89 est actionné par une bobine 91, comm c'est la pratique usuelle dans la construction des démarreurs magnétiques. L'excitation et la désexcitation de la bobine 91 sont commandées par l'inverseur 92 et par deux commutateurs à pression 93 et 94.
Les commutateurs à pression 93 et 94 sont du type approprié, actionnés par diaphragme, dans lequel les diaphragmes sont actionnés par la pression de manière à actionner les commutateurs. Le commutateur à pression 93 est raccordé à l'aspiration du compresseur 80 par un tuyau convenable 95, et le diaphragme est disposé de façon que tant que la pression d'aspiration reste au-dessus d'un degré prédéterminé, le commutateur 93 reste fermé, mais que lorsque la pression d'aspiration tombe au-dessous de ce degré .prédéterminé, le commutateur à diaphragme 93 fonctionne pour ouvrir et interrompre le circuit électrique qui passe par ce commutateur.
Le commutateur à diaphragme 94 est raccordé au refoulement du compresseur par un tuyau 96, et le diuphragme est disposé de façon que ,le commutateur soit fermé jusqu'à ce que la pression de refoulement atteigne un degré prédéterminé et que lorsque la pression passe audessus de ce degré prédéterminé, le commutateur soit actionné pour interrompre ou ouvrir le circuit qui passe par lui.
Le couteau ou levier mobile 97 de l'inverseur 92 est connecté, par un fil 98, à un pôle de la bobine 91.
Le contact 99 de l'inverseur est connecté, par les contacts 105 et 103 du commutateur à pression 93, le fil 100, le
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transformateur 101 et le coupe-circuit ou relais de surcharge 102, au pôle opposé de la bobine 91. Lorsque le levier ou couteau 97 est amené en prise avec le contact 99, l'arrêt et le démarrage du moteur C (représenté schématiquement) qui entraîne le compresseur 80, se trouvent sous la commande de la pression d'aspiration du compresseur par le commutateur à pression 93, de façon que lorsque la pression d'aspiration tombe au-dessous d'un degré prédéterminé, la bobine 91 soit désexcitée, en ouvrant le commutateur 89 et en arrêtant le moteur, le solénoïde 86 étant désexcité au même moment et le fluide de commande étant amené aux soupapes de décompression 81 et 82 pour décharger le compresseur.
Lorsque la pression d'aspiration remonte jusqu'au degré voulu et que le commutateur à pression 93 se referme, le circuit passant par la bobine 91 se referme, etle commutateur 89 est refermé pour dómarrer le acteur C, le solénoide 86 étant excité au mène moment pour couper l'admission du fluide sous pression aux soupapes de commande 81 et 82, et le compresseur se trouve alors mis en charge pour son fonctionnement avec le retard causé par le dash-pot 104.
Le contact 105 du commutateur à pression 93, qui est connecté au contact 99, est ?ussi connecté au contact 106 du commutateur à pression 94, et le contact 107 de ce dernier est connecté au contact 108 le l'inverseur 92. Ainsi, lorsque le couteau 97 est amené en prise avec le contact 108, la commande de la bobine 91 et, par conséquent, du moteur C, dépend de la pression de refoulement du compresseur par le commutateur à pression 94 et aussi de la pression d'aspiration par le commutateur à pression 93.
Aussi longtemps
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que la pression d'aspiration reste au-de.ssus d'un degré prédéterminé, le couteau 97 étant sur le contact 108, et que la pression de refoulement reste au-dessous d'un degré prédéterminé, le commutateur 89 reste fermé, et le compresseur fonctionne en charge.
Lorsque la pression du réservoir ou de refoulement monte au-dessus du degré pré- déterminé, le commutateur 94 s'ouvre, et le circuit élec- trique qui y passe est interrompu, ce qui ouvre le commutateur 89, arrête le fonctionnement du moteur C et décharge le compresseur de la manière décrite plus haut, en permettant l'arrêt et le démarrage et la charge et la décharge du compresseur selon la consommation. Si, toutefois, la pression d'aspiration tombe à ce moment au-dessous de son degré prédéterminé, le commutateur 93 s'ouvre, et le compresseur est arrêté par la rupture de son circuit élec- trique au moyen du commutateur 89.
Lorsque le couteau 97 de l'inverseur 92 est dans sa position neutre, comme cela est représenté sur la figure
6, le compresseur et sa commande sont inactifs.
La soupape de commande d'eau de circulation, indiquée schématiquement en 109, et qui a sensiblement la même construction que la soupape 68, excepté en ce qu'elle est actionnée par un solénoïde au lieu d'un diaphragme, est commandée par l'ouverture et la fermeture du commutateur
89 par la bobine ou le solénoïde 110, de façon que lorsque le commutateur 89 est ouvert, la soupape 109 soit fermée pour couper l'admission d'eau de refroidissement au com- presseur et que lorsque le commutateur 89 est fermé, la soupape 109 soit ouverte pour permettre l'écoulement ou la circulation d'eau de refroidissement à travers le compresseur.
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On comprendra que l'invention ne doit pas être limitée aux constructions et dispositions décrites et repré- sentées sur les dessins, mais que de nombreuses variantes peuvent lui être apportées s@ns sortir de son esprit.