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"PISTON A MOUVEMENT ALTERNATIF, FONCTIONNANT SANS LUBRIFIANT LIQUIDE, POUR COMPRESSEURS A GAZ" @
Dans les compresseurs à air et à gaz, on éprouve un grand inconvénient du fait que le fluide à comprimer se.voit incor- porer des particules extrêmement fines du lubrifiant liquide employé pour la surface frottante du piston, de sorte que, dans la plupart des cas, ce fluide doit être épuré (déhuilé) avant son utilisation. Ce défaut est particulièrement désa- gréable dans l'industrie de la nourriture et de l'alimentation, étant donné que les moindres traces d'huile présentes dans
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l'air influencent défavorablement le goût des aliments.
D'autre part, l'acide carbonique comprimé destiné à la fabrication d'eaux minérales doit être entièrement exempt d'huile, de même que l'air comprimé destiné au nettoyage, aux installations de peinture par projection, et analogues.
Le graissage à la glycérine, dont l'effet lubrifiant est d'ailleurs moins favorable, s'est avéré comme une solution insuffisante en ce qui concerne l'industrie alimentaire, étant donné que, dans un grand nombre de cas, l'air comprimé doit également être exempt de traces de glycérine.
Au cours de ces dernières années, on s'est tourné en partie, dans l'industrie alimentaire, vers le graissage du piston du compresseur à l'aide d'eau distillée. Toutefois, les compresseurs ainsi graissés subissent une trop grande usure des surfaces frottantes du piston. En outre, il est nécessaire d'employer des réfrigérants supplémentaires avec séparateurs d'eau, lorsqu'on veut éviter que le fonctionnement des filtres stérilisateurs ne soit entravé par la teneur en eau de l'air comprimé.
Dans les pistons pour moteurs à gaz et à vapeur, on a appliqué une méthode consistant à fixer rigidement des segments en charbon graphitique dans la manchette du piston, en procé- dant de telle manière que les dits segments en graphite sont mis en place dans le moule, de tella façon que le métal liquide les entoure de trois côtés. D'une part, les segments montés de cette façon ne peuvent pas être remplacés, nais nécessitent, lorsqu'ils sont usés jusqu'à ras de la manchette du piston, le montage d'un nouveau piston; d'autre part, ces segments connus doivent servir aussi bien à supporter le piston qu'à assurer l'étanchéité.
Dans cette construction conrue, on a cherché à assurer l'étanchéité et l'action lubrifiante, d'une
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manière constante, en partant du fait que les températures élevées sous lesquelles travaillent les pistons des moteurs à vapeur, et particulièrement ceux des moteurs à gaz, provo- quent une dilatation suffisamment importante du graphite, pour que le segment en graphite - vu son plus grand coefficient de dilatation comparé à celui du métal dont est constitué le piston - forme, pendant le fonctionnement, une saillie de quelques millièmes, de millimètre par rapport à la manchette métallique du piston..De tels pistons n'ont d'ailleurs pas trouvé une large application dans la construction de moteurs.
Ce mode de fonctionnement n'est pas applicable aux compresseurs à gaz, déjà pour la raison que les températures du piston n'atteignent pas des valeurs suffisamment élevées pour permettre une dilatation du graphite sensiblement supé- rieure à celle du métal du piston. En outre, on a constaté qu'il était tout à fait insuffisant d'utiliser, pour les pistons qui doivent rester étanches aux pressions élevées, des segments fermés, c'est-à-dire non décentrables
Lorsque le cylindre du compresseur est disposé horizon- talement, il est inévitable que les segments porteurs s'usent plus fortement sur le côté sur lequel le piston est couché.
Par conséquent, les segments porteurs noyés à demeure dans le piston, présentent le désavantage qu'on se trouve dans l'obligation de remplacer le piston entier aussitôt que les segments sont usés jusqu'à ras de la manchette métallique du , piston. Lorsqu'il est fait usage de segaents interchangeables suivant l'invéntion, ceux-ci peuvent, après avoir été usés d'un côté dans une certaine mesure, être décalés de 90 degrés ou d'un angle moindre, de sorte que, abstraction faite tota- lement de l'interchangeabilité, un segment porteur suivant l'invention offre une durée utile au moins quadruple de celle
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d'un segment noyé à demeure.
L'invention réside dans le fait que, pour supporter le piston, on prévoit des segments fermes, en charbon graphitique ou analogue, montés immobiles dans le sens radial et qui ne dépassent que d'une faible quantité la surface du piston, tan- dis que, pour réaliser l'étanchéité, on utilise des segments en plusieurs parties, montés élastiquement et établis en une matière auto-lubrifiante et résistant à l'usure, ces segments étant guidés dans des gorges à parois parallèles. La pression élastique des segments d'étanchéité est obtenue utilement par la prévision de bagues d'écartanent élastiques en métal, sem- blables aux segments de piston métalliques connus., ces bagues étant interposées entre les segments d'étanchéité et le corps du piston.
Pour permettre un remplacement facile non seulement des bagues d'écartement pour les segments d'étanchéité, mais aussi des segments porteurs et auto-lubrifiants non subdivisés, on monte les segments porteurs et les segments d'étanchéité dans des congés appropriés du corps de piston, avec interposition de pièces intercalaires appropriées qui déterminent la distance axiale des divers segments, la disposition étant telle qu'après enlèvement d'un organe de serrage, les segments peuvent être détachés du piston dans le sens axial.
On connaît, il est vrai, une construction avec segments en graphite noyés dans la manchette du piston, et qui comporte un segment d'étanchéité métallique prévu à proximité du fond du piston, entre la chambre de combustion et le premier des dits segments en graphite. Ce segment d'étanchéité métallique, donc non auto-lubrifiant et qui ne s'applique que légèrement contre la paroi du cylindre, a toutefois uniquement pour but d'empêcher que le bord, tourné vers la chambre de combustion,
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du premier segment en graphite, ne soit brûlé par les gaz moteurs chauds. Par contre, le joint proprement dit, étanche aux gaz de la chambre de combustion, est formé, dans ce mode de réalisation, connu, par les segments en graphite noyés.
On connaît en outre un segment de piston élastique en métal, qui porte, fixée dans une gorge annulaire en queue d'aronde, une bague en graphite ou en amiante, destinée à former un support pour le lubrifiant. Dans un tel segment, le contact entre la partie métallique du segment et la paroi du cylindre peut être empêché aussi. longtemps que la garniture en graphite ou en amiante, c'est-à-dire le support de lubri- fiant, dépasse légèrement le segment proprement dit. Toutefois, après un temps de fonctionnement trèscourt, la garniture est émoulée ou comprimée dans une telle mesure qu'au cas où la graissage normal par huile viendrait à faire défaut, le grippage entre le segment de piston et la paroi du cylindre devient inévitable.
D'ailleurs, ce mode de réalisation connu du segment de piston avec garniture n'est nullement censé rendre le graissage par huile superflu, mais est conçu en vue d'empêcher un grippage instantané au cas où le dit grais- sage viendrait à. faire momentanément défaut. Cette construc tion n'entre donc pas, elle non plus, en ligne de compte pour des compresseurs à gaz appelés à fournir de l'air par- faitement pur.
Pour réaliser, dans la construction suivant l'invention - laquelle prévoit des segments porteurs et des segments d'étan- chéité séparés, en graphite. ou en une matière solide et auto-lubrifiante analogue, - une interchangeabilité aisée des segments, on prévoit une disposition suivant laquelle chaque segment d'étanchéité avec sa bague d'écartement, ainsi
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que chaque segment porteur, se trouve logé dans un anneau intercalaire métallique de section angulaire. Ces anneaux intercalaires sont enfilés successivement sur le corps de piston, lequel présente à cet effet des congés appropriés, le tout étant assemblé au moyen d'un plateau de piston maintenu par une fixation à vis. Cette construction permet de remplacer les segments en graphite avec le maximum, de facilité.
Le dessin annexé représente un mode d'exécution de l'objet de l'invention. Dans ce dessin :
Fig. 1 montre le piston suivant l'invention en coupe longitudinale;
Fig. 2 montre une bague d'étanchéité en graphite, établie en trois parties;
Fig 3 montre la bague d'écartement élastique destinée au dit segment en graphite;
Fig. 4 montre, en coupe et en élévation, un segment en graphite non divisé.
Sur le corps de piston 1 se trouve logée, dans un congé approprié, la première bague d'écartement 6, autour de laquelle vient se placer le premier segment d'étanchéité 5 en graphite, établi en deux ou trois parties. Le segment porteur 4 qui suit le segment 6 est logé, tout comme les segments d'étanchéité et les segments porteurs qui suivent, dans un anneau inter- calaire 3 de section angulaire. Le diamètre extérieur des anneaux intercalaires est égal au diamètre du corps de piston.
Les diamètres intérieurs de tous les anneaux intercalaires sont également de même grandeur, de sorte que le congé cylin- drique du piston, destiné à recevoir ces anneaux, peut être établi sous forme d'une surface cylindrique unie. Alors que les périphéries intérieures des segments porteurs 4 viennent
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s'appliquer sans jeu contre les anneaux intercalaires respec- tifs, on prévoit,. de la manière usuelle, un faible jeu entre les. bagues, d'écartement métalliques 6 et leurs anneaux inter- calaires respectifs 3, pour permettre aux segments d'étanchéité de s'adapter à. l'alésage du cylindre. Les anneaux interca- laires sont maintenus assemblés par le plateau de piston 2, lequel est serré, par exemple, par l'écrou 7 de la, tige de piston.
Il n'est pas, nécessaire que les segments porteurs et les segments d'étanchéité se suivent alternativement, coma montré uniquement à titre d'exeinple dans la Fig. 1. On pour- rait également disposer plusieurs segments d'étanchéité montés élastiquement, entre deux segments porteurs, ou bien, plusieurs segments porteurs entre. deux segments d'étanchéité. Toutefois, il est utile de prévoir la plus grande distance possible entre le premier et le dernier segment porteur, afin d'obtenir @ un maximum d'écartement entre les points d'appui.
D'autre part, dans le cas de pressions de gaz élevées, il peut être avantageux de prévoir un segment d'étanchéité à chaque ex- trémité du piston, comme le montre la Fig. l, afin de pouvoir disposer le nombre maximum de segments d'étanchéité et de réaliser ainsi un joint parfaitement étanche.
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Ce qui importe uniquement, c'est que la fonction qui consiste à supporter le piston et celle qui consiste, à former un joint étanche soient assignées respectivement à deux groupes de segments, de type et de fonctionnement différents..
REVENDICATIONS.
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