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Régulateur pour compresseur
La présente invention a trait à des régulateurs pour compresseurs de fluide actionnés par un moteur et plus spécialement à un appareil de régulation destiné à faire varier la vitesse du moteur pour adapter ce dernier aux nécessités du débit de fluide entre certaines limites.
Un ensemble compresseur, actionné par moteur, comprend généralement un compresseur agencé pour être entraîné par un moteur à combustion interne. Le compresseur alimente en fluide sous pression un réservoir d'accumulation qui faitpartie de l'ensemble. Dans les installations ordinaires, lorsque
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la pression à l'intérieur du réservoir atteint un maximum toléTable, un dispositif adapté au compresseur décharge ce dernier, ou en d'autres termes, empêche une arrivée ultérieure de fluide dans le réservoir d'accumulation. En même temps, le moteur est ralenti à sa vitesse minima.
Puis,lorsque la pression à l'intérieur du réservoir retombe à une valeur où il doit"être rempli à nouveau pour pouvoir répondre aux nécessités des travaux à effectuer, le dispositif de décharge entre de nouveau en action, et le compresseur recommence à envoyer du fluide sous pression au réservoir. En même temps, le moteur reprend à une vitesse maxima.
Sous certaines conditions de travail, le compresseur se recharge et se décharge à des intervalles rapprochés et le moteur accélère sa vitesse ou la diminue en même temps, s'efforçant de s'adapter aux débits qu'on demande au compresseur. Il en résulte un fonctionnement irrégulier de l'ensemble, à un taux onéreux.
La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif grâce auquel l'ensemble compresseur peutfonctionner à une vitesse, qui, dans la. plupart des cas, pourra répondre aux conditions du travail à effectuer, et sans tourner à une vitesse supérieure à celle que nécessite la charge.
L'invention se propose également de réaliser un appareil de régulation au moyen duquel a) - la vitesse de l'ensemble compresseur se trouve progressivement régularisée par la pression même de débit du compresseur, dans des limites déterminées de pression; b)- ka vitesse de l'ensemble devient minima lorsque le compresseur se décharge.;
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c) - la vitesse du moteur est adaptée progressivement à la press on de débilorsque le compresseur estchargé et se réduià une vi tesse minima lorsque le compresseur est déchargé; d)- la régulation progressivede la vitesse du mo- teur ne peut se produire après qu'une pression déterminée de décharge a été atteinte;
e)- la vitesse du moteur peutêtre réduite à un mini- mum après que la régulation progressive desa vitesse a cessé par suite d'une pression de décharge déterminée;
Ces objets et d'autres encore apparaîtront clairement de la description qui va suivre, à l'aide des dessins annexés dans lesquels: la fig. 1 est une vue en coupe partielle représentant un exemple d'exécution de cetteinvention adaptée à un com- presseurde fluide.
Une partie du régulateur a été reproduite grande échelle pour montrer plus clairement les détails d'exécution ; la fig, 2 est unecoupe de 1 appareil de régulation et du mécanisme de décharge de la fig, 1 exécutée en conformité des principes de cette invention et, la fig. 3 est une vue en coupe de la liai son existante entre le volet d'admissin etl'appareil de régulation de la fig.l.
Si l'on se reporte à la fig.l l'ensemble compresseur comprend un compresseur de fluide désigné par 1, agencé pour 'être entraîné par un moteur à canbustion interne 3, Le moteur et le compresseur sont tous deux supportés par un bâti 5 mon- té sur des roues 7. Le fluide arrive au compresseur par une tuyauterie 9 et passe du compresseur au réservoir d'accumula,-
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tion 11 au moyen de la conduite 13. Entre la tuyauterie 9 et le compresseur 1 se trouve le dispositif de décharge généra- lement désigné par la référence 15.
Comme à l'ordinaire, la vitesse du moteur à combustion interne 3 dépend d'un régulateur qui empêche le moteur de prendre des vitesses excessives. La fig, 1 ne reproduit qu'une partie du régulateur, sous la référence 17, kes détails du régulateur ne faisant pas l'objet decette invention.
Comme on le voit, le régulateur consiste En un arbre 19 reliédirectement à l'arbre à cames ( non représenté) du moteur. Sur un prolongement de l'arbre 19 (non représenté) se trouve fixé le support 21 des poids. Sur le support 21 pivotent les leviers 22 qui scutiennent les poids 23. Autour du prolongement de l'arbre qui supporte la pièce 21 sur laquelle se trouvent les poids du régulateur, on a disposé une douille mobile 25, munie d'une bride 27 destinée à agir sur les bras 29 des leviers 22.
L'extrémité de la douille 25 est obturée par la plaque 31 munie d'un orifice servant de passage à la broche 33, solidaire dela chape 35. Entre les plaques 31 et 35 se trouvent des roulements à billes pour assurer un mouvement de rotation convenable de la douille 25 et de la plaque 31, sans faire tourner la chape 35.
Comme on le voit, la chape 35 est montée à pivot sur le levier 37, lui-même pivotant en 39 sur le bati du moteur et muni d'une saillie 41 destinée à servir de butée au guide du ressort 43. Entre le guide 43 et un autre guide 45 se trouve le ressort du régulateur 47. La tension dece res- sortést réglable de manière à déterminer la vitesse maxima tolérable du moteur, puisque la position du guide 45 est tributaire du boulon 49. Plus le ressort 47 est comprimé, plus le réglage donne une vitesse élevée au régulateur
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puisqu'il faut un effort plus grand de la force centrifuge pour déplacer lespoids 23 vers leur posi ti on la plusécartée. Le boulon 49 est fixé au bâti 5 et est arrêté au moyen d'un écrou de blocage 51.
Dès que la vitesse du moteur augmente, la force centrifuge sépare les poids 23 vers leur position la plus écartée. Par suite de ce mouvement, les leviers 89 déplacent la douille 25 et la plaque 31 hors de l'arbre 19. Il s'ensuitque la chape 55 se déplace également et fait pivoter lelevier 37, ce qui tend à canprimer le ressort 47 du régulateur. Le ressort 47 a donc pour. effet de maintenir les poids 23 dans.leur position de rappel, mais avec une certaine flexibilité.
Sur l'extrémité supérieure du levier 37 est montée une tige 53 au moyen d'une chape pivotante. Cette tige pé- nètre à l'intérieur du carter 55 et se prolonge dans une douille tubulaire 57, qui se trouve dans le carter 55 comme l'indique la fig.2. La tige 53 comporte une fente 59 qui traverse une broche 61 fixée dans la paroi de la douille tubulaire 57. Entre le bout de la tige 53 et l'extrémité de la douille tubulaire 57 se trouve un ressort 63.
Grâce à cette disposition, on voit que la tige 55,soue certaines conditions, peut se déplacer par rapport à la douille 57. Lorsque ce mouvement se produit, la broche 61 se déplace dans la fente 59. Lorsque la tige 53 se déplace vers la gauche, la douille 57 est entraînée et change la position du volet d'admission, ce qui réduit la vitesse comme on le verra plus loin. La partiede la douille tubulaire 57 qui se trouve à l'extérieur du carter 55 est en liaison pivotante avec le levier 64 qui est claveté sur l'axe 67 sur lequel est monté le volet ou papillon 69 situé dans la tuyauterie d'ad-
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mission 71 du moteur. Un levier 73 peut également tourner sur l'axe 67 sur lequel il est maintenu par un moyen approprié, par exemple une bague 75 avec goupille 77.
Le levier 73 se prolonge de l'axe 67 en un point adjacent à la cavité 79 ménagée dans le carter 81. Dans cette cavité 79 se trouve un piston 83 qui est soumis à l'influence de la pression du réservoir, et qui met en communication ce réservoir 11 avec la cavité par la conduite 85. L'extrémité opposée de la cavité est filetée pour recevoir le bouchon 87 qui est percé en 89 pour l'accrochage d'une extrémité du ressort 91 dont l'autre extrémité est fixée dans une ouverture 93 ménagée sur le piston 83.
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he pression. nt2CE;8seÍre à déplacer le piston 85 vers la gauche est déterminée par la tension du ressort 91, et à cet effet, le bouchon 87 estt muni d'une entaille 95 destinée à la pointe d'un outil pour faire tourner le bouchon 87 et régler la tension du ressort. L'extrémité extérieure du bouchon 87 est protégée par un chapeau 96.
Une butée 97, partie intégrante du piston 83, est agencée pour venir en contact avec le levier 73 lorsque le piston se déplace vers la gauche sous l'action de la pression qu'exerce sur lui le fluide dans le réservoir. Sur la parai extérieure du carter 81, pivote un verrou 99 qui'porte un boulon 101 avec écrou de blocage 103. L'écrou 101 traverse leverrou 99 et pénètre à l'intérieur du carter 81 par une ouverture appropriée 105. Le verrou 99 est agencé pour venir en contact avec le levier 73 et l'empêcher de se déplacer sous certaines conditions de pression. Lorsque le piston 83 se déplace vers la gauche sous l'action du fluide dnns le réservoir, en antagonisme avec la tension du ressort 91, la butée 97 vient frapper le boulon 101 avant de toucher le levier 73.
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La forme àonnée à la périphérie de la butée 97 constitue une oame, et lorsque la surface 107 frappe le boulon 101, celui- ci se soulève graduellement pour atteindre son point culminant lorsque la surface 109 arrive en contact avec luio Il en ré- sulte que le verrou 99 se soulève et laisse tourner le le- vier 73 autour de 1*axe 67. Si le déplacement vers la gauche se continue, la tête du boulon 101 vient en contact avec la surface 111 de la butée, et le verrou 99 s'abaisse gra- duellement jusqu'à ce que le levier 73 vienne reposer dans la dépression 113. Lorsque lapression dans le réservoir re- commence à augmenter, il ne se produira pas de déplacement correspondant du levier 73.
Le levier 65 étant claveté sur l'axe 67, il actionne en tournant le volet 69, comme le fait le levier 64, dans un sens correspondant. Le déplacement du levier 65 est comman- dé par le levier73 et dans ce but, un autre boulon 115 avec écrou de blocage 117, traverse le levier 65 etpeut se règles , pour appuyer contre le levier 73. Le boulon 115 sert de moyyn de réglage et détermine la vitesse minima de charge du com- presseur.
Grâoe à cette disposition, lorsque le compresseur démarre, le volet d'admission 69 est maintenu en position d*ouverture par le régulateur, et lorsque la vitesse devient excessive, le régulateur ferme le volet. Dès que la pression dans le réservoir augmente, le piston 83 se déplace vers la gauche et pousse le levier 73 contre le levier 65 pour fermer le volet 69. Mais si la pression vient à tomber, le piston se déplace vers la droite et ouvre alors le volet d'admission
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pour augmenter la vitesse du compresseur et répondre à la charge demandée.
On remarquera que lorsque le piston se déplace pour fermer le volet 69 le régulateur s'actionne dans le sens d'ou-
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verture d:.!J. volet. Lorsque ceci arrive, le ressort 63 dans la 57 douille est comprimé , et le volet se déplace vers la fer- meture, même si le régulateur avait pris une position correspondant à son ouverture. Comme la tension du ressort 63 est assez faible, le piston 83 est en antagonisme avec ce seul ressort pendant le ralentissement du moteur plutôt qu'avec le ressort 47 du régulateur. Il estdonc possible d'utiliser le même dispositif de régulation avec des régulateurs de dimensions différentes et pour des vitesses différentes commandées par les régulateurs, puisque le ressort 63 représenteune charge fixe.
De plus, le piston 83 peut régler la, vitesse du moteur jusqu'à ce qu'une pression détenninée de décharge élevée soit atteinte, et à ce moment le levier 73 est verrouillé. En conséquence, il est possible de régler la vitesse du moteur pendant la charge du compresseur.
Cependant, sila pression tombe, il est essentiel que le flux du fluide sous pression allant au réservoir puisse être déterminé, et c'est à cet effet qu'intervient le Déca- nisue de décharge 15. Ce mécanisme comprend un clapet 119, situé entre la tuyauterie d'arrivée 9 et le compresseur 1.
La fig.3 représente ce clapet dans sa position d'ouverture pour maintenir la charge sur le compresseur. Pour déplacer ce clapet, en position fermée ou de décharge, le piston 121 se déplace dans la cavité 123 et appuie contre un prolongementdu clapet 119.
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L'admission du fluide sous pression dans la cavité 123 pour l'actionnement du piston 121 est commandée par une soupape auxiliaire 125. Cette soupape consiste en une cham - bre 127 en liaison directe avec le réservoir 11 par la conduite 129 communiquant avec la cavité 123 par l'ouverture 131 à laquelle des moyens approeriés fixent la conduite 133,
A l'intérieur de la chambre 127 se trouve un siège de soupape 135 sur lequel repose normalement la soupape 137 au moyen d'un plongeur 139. L'extrémité de la chambre 127 est obturée par un bouchon 141 agencé pour contenir un deuxième bouchon 143. Dans le bouchon 141 et entourant le plongeur 139 se trouve un ressort 145 qui comprime la tête du plongeur 139.
La tension de ce ressort est réglée par la rotation du bouchon 143. Ainsi, lorsque la pression dans le réservoir est suffisante pour surmonter la tension du ressort 145, la soupape 137 s'ouvre et laisse arriver le fluide sous pression dans la cavité 123 où il déplace le piston 121 et le clapet 119 en position de décharge. Lorsque la pression à l'intérieur du réservoir tombe à une valeur à laquelle la tension du ressort est assez forte pour fermer la soupape 137 le fluide resté dans la cavité 123 peut s'échapper à l'air extérieur par le bcuchon 143. Ce'trajet de fuite se ferme lorsque la soupape 137 s'ouvre puis qu'au même instant la soupape 137 repose sur son siège 147.
Lorsque la soupape 137 est ouverte, le fluide sous pression peut aussi passer par la conduite 133 pour arriver à la cavité 149 dans laquelle se déplace le piston 151,Une tige 153 pénètre dans cette cavité et peut se déplacer vers la droite sous l'effet de la pression du fluide agissant sur le piston 151: Lorsque la soupape 137 se ferme, le ressort
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155 déplace le piston 151 vers la gauche, ce qui entraine égale ment la tige 153 vers la gauche. Cette tige estmontée à pi- vot sur le levier 65 claveté sur l'axe du volet d'admission 67, de sorte que lorsque la, pression dans le réservoir est suffisante pour déplacer le piston 151 et la tige 153 vers la droite, la. rotation consécutive du levier 65 entraîne le volet 69 vers sa position de fermeture.
On voit donc que lorsque le compresseur est en décharge la vitesse du moteur passe à la vitesse de ralenti qui peut tre inférieure à la vitesse à laquelle le levier 73 peut être influencé pour e&pêcher une accélération du moteur. Les deux vitesses minima de charge et de décharge pouvant se régler, l'opérateur peut donc déterminer à volonté les vitesses auxquelles le moteur doitfonctionner.
La disposition de la présente invention permet donc de régler la vitesse de l'ensemble pour l'adapter aux conditions de charge tant que la pression dans le réservoir ne dépasse pas une certaine limite déterminée. Lorsque cette limite est atteinte, la régulation cesse et si elle est dépassée, le compresseur se décharge et la vitesse du moteur est réduite à son minimum ou vitesse de ralenti, Ensuite, lorsque la pression dans le réservoir tombe à la pression de recharge, le compresseur aspire à nouveau et la vitesse du moteur augmente jusqu'à la vitesse minima de charge. Ensuite, la régulation de la vitesse est tributaire de la position qu'occupe le piston 83 après que le levier 73 sest dégagé.
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Si donc la tension du ressort 91 a été réglée de manière que la pression dans le réservoir à laquelle le verrou 99 arrête le levier 73 est de 7 Kg par cm2 et que celle à laquelle la surface 111 soulève le verrou pour libérer le levier 73 est de 5,6 Kg par cm2 la régulation de la vitesse du compresseur, quand il se charge, se produira lorsque la pression sera comprise entre 7 kg et 5,6 Kg par cm2 Lorsque la pression sera en dehors de ces limites, le piston 83 naccomplira aucune régulation de vitesse. Le règlage du boulon 115 déterminerla vitesse la plus basse à laquelle le compresseur fonctionnera en charge.
Supposant que la pression à laquelle la soupape 137 s'ouvre est de 7,5 Kg par cm2, lorsque la pression du réservoir augmente, le levier 73 sera verrouillé à 7 Kg par cm2 et à 7,5 Kg le compresseur sera mis en décharge alors que le piston 151 changera la position du volet d'admission pour la faire correspondre à une vitesse minima du moteur. Ensuite, la pression tombant jusqu'à 6,3 Kg par cm2 la soupape 137 se referme pour faire recharger le compresseur, et en même temps la vitesse de charge de ce dernier s'augmente jusqu'à sa vitesse minima de charge. Une chute ultérieure de pression dégage le verrou du levier 73 ce qui permet au piston 83 de régulariser la vitesse et le cycle peut continuer ainsi à nouveau.
On voit, par ce qui précède, que pour des conditions normales de fonctionnement, le régulateur n'effectue pas la régulation de la vitesse du moteur, mais qu'il n'opère cette régulation que lorsque les besoins de la charge sont très élevés ou que la pression dans le réservoir est faible. Dans ces cas, le régulateur intervient pour fermer le volet d'admission.et empêcher un emballement
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du moteur. A d'autres moments, la régulation de la vitesse du moteur s'accomplit en changeant la position du volet d'admission suivant les variations de la pression dans le réservoir.
Il est bien évident que l'on pourrait apporter de nombreuses modifications d'exécution à la présente invention sans pour ceka sortir de son cadre ni de son esprit.