<Desc/Clms Page number 1>
MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Monsieur Arthur Freeman SANDERS Perfectionnements aux soupapes à levée et aux compresseurs alternatifs équipés de ces soupapes. Demande de brevet anglais en sa faveur du 26 Septembre 1942.
Le compresseur alternatif ordinaire.comprend une soupa- pe d'évacuation ou de transfert qui doit rester ouverte pendant une durée considérablement moindre que la soupape d'échappement d'un moteur à combustion interne et qui doit de préférence s'ou- vrir à un moment où la pression dans le compresseur atteint une valeur telle qu'il ne peut y avoir que peu ou pas de reflux de gaz du réservoir dans lequel le compresseur débite.
Le but principal de l'invention est de fournir un dis- positif de commande perfectionné pour soupape de transfert de compresseurs alternatifs.
L'invention est relative à un compresseur alternatif pourvu d'une soupape à levée s'ouvrant vers l'extérieur, qui est amenée impérativement dans'la position de fermeture en concor- dance avec le mouvement du piston du compresseur, la pression du réservoir servant à la maintenir fermée jusqu'à ce que la pression du compresseur dépasse celle du réservoir d'une quantité suffisante.
Suivant l'invention, le déplacement impératif de la soupape dans le sens de la fermeture est provoqué par une came ou autre dispositif de commande agissant sur la tige de la sou- .pape par l'intermédiaire d'un dispositif hydraulique. Si la sec- tion transversale du plongeur hydraulique est plus grande que celle de la tige de soupape, la course de la soupape sera pro- portionnellement plus grande que la course effective du plongeur, c'est-à-dire que la soupape pourra se fermer en moins de temps, pour un dispositif de commande donné, que si ce dernier agissait directement sur la tige de la soupape. Le plongeur et la tige de soupape ne doivent pas nécessairement se trouver en alignement.
Le dispositif de commande peut comporter une came agissant direc- tement sur le plongeur ou indirectement sur celui-ci par l'in- termédiaire d'un. culbuteur, le plongeur étant ramené'dans la position initiale par ressort dans l'un ou"l'autre cas, ou bien, suivant une modification, en vue d'éviter la nécessité d'em- ployer des ressorts au cas où de grandes vitesses doivent pouvoir être envisagées, il peut être constitué par un excentrique dont la tranche agit sur le plongeur impérativement dans les deux sens.
La figure unique du dessin annexé est une coupe verti- ; cale partielle d'une soupape de transfert et du dispositif de commande suivant l'invention, pour un compresseur alternatif.
<Desc/Clms Page number 2>
Dans la forme de construction représentée, le piston à mouvement alternatif 11 du compresseur fonctionne à l'intérieur d'un cylindre 12, 13 étant une soupape d'admission de forme normale et 14 une soupape à levée s'ouvrant vers l'extérieur pour transférer l'rir comprimé du cylindre dans le passage 15 du réservoir. La tige de soupape 10 fonctionne dans l'alésage de plus petit diamètre d'un guide de soupape pourvu d'un alésage de plus grand dicmètre dans lequel fonctionne un plongeur 17, et entre ces deux alésages il y a du liquide dans l'espace 18. Le plongeur est représenté comme étant repousse vers l'extérieur par un ressort 19, de manière que sa tête coopère avec une came 20 montée sur un arbre 21.
Il est prévu une lumière de fuite 23 pour le liquide, qui est proportionnée de manière à faire office de décharge afin que la poussée hydraulique soit insuffisante pour fermer la soupape lorsque la pression du compresseur dépasse notablement celle du réservoir, ou jusqu'à ce que l'effort mécanique exercé par le plongeur surmonte toute contre pression de ce genre. Si on le désire, la disposition peut être telle que la lumière de fuite soit normalement masquée par la tige de soupape et démasquée lorsque la soupape est presque fermée.
L'un des buts de l'invention est de fournir un dispositif assurant une fermeture exceptionnellement rapide de la soupape de transfert. Par suite de la grande vitesse de fermeture et de la force de fermeture supplémentaire due à l'excès de la pression du réservoir sur celle du compresseur lorsque le piston du compresseur recommence sa course d'aspiration, c'est-à-dire au début de cette course, il y a tendance que la soupape heurte le siège de soupape 25 à grande vitesse. Il est pour cette raison, très désirable de faire le siège de soupape en une matière élastique assez ferme, ayant un degré de friction interne élevé. Un simple siège amortisseur garni de caoutchouc synthétique résistant à l'action de l'huile et de la chaleur peut convenir.
En service, la disposition est telle que la pression du réservoir dans lequel le compresseur débite (c'est-à-dire celle qui règne dans le passage 15 du réservoir) contribue à assurer la fermeture finale de la, soupape 14 et à maintenir la soupape fermée.
La came cesse de préférence graduellement d'exercer la pression de commande (c'est-à-dire la pression de fermeture) sur le plongeur ainsi qu'on le remarquera en considérant la forme de la came en 27.
Une lumière de fuite par exemple, celle désignée par 23 - permet le retour du liquide lorsque le plongeur opère son mouvement de retrait.
Le plongeur est représenté comme commandant d'une manière connue des lurnières 29 par l'intermédiaire desquelles un réservoir à liouide 30 communique avec l'espace en-dessous du plongeur lorsque ce dernier occupe sa position médiane, la lumière 23 communiquant avec ce réservoir. La pression qui y règne peut être maintenue par une pompe (non représentée), l'excès de liquide étant ramené au coté admission de la pompe, également d'une manière connue.
Les lumières sont disposées de telle manière Que le déplacement du plongeur vers l'intérieur ne donne lieu à aucune pression appréciable dans l'alésage de son cylindre jusqu'à ce ou'il ferme les lumières. La tige de soupape est ensuite soumise à une pression qui provque l'application de la soupape 14 sur son siège ou l'amené de préférence très près de celui-ci. Le moment de la fermeture de la soupape est déterminée avec précision par l'arrivée du plongeur dans sa position médiane comme indioué.
De préférence, la pression de commande agissant sur le plongeur cesse complètement bien avant que la pression du compresseur ait atteint dans les conditions normales la, pression du réservoir, de telle sorte que la soupape de transfert peut s'ouvrir lorsque les conditions de pression dans le compresseur et le réservoir le permettent et s'ouvre ainsi plus tôt au'il n'est demandé
<Desc/Clms Page number 3>
dans les conditions normales, lorsque c'est nécessaire, - par exemple lors de la mise en marche du compresseur.
La soupape peut s'ouvrir vers la fin de la course de retrait du plongeur, ou lorsque ce dernier est complètement retiré, ou au commencement de la. course active du plongeur, et l'extrémité libre de celui-ci du côté opposé à la came est de préférence pourvue d'un avidement' 32 destiné à loger l'extrémité de la tige de soupape avec un faible jeu, de telle sorte que si celle-ciy pénètre lors de la course active du plongeur une action d'amortissement par friction s'exerce (le plongeur pourrait autrement entrer directement en contact avec la tige) au début de l'accélération imprimée à la soupape dans le sens de la fermeture.
<Desc / Clms Page number 1>
DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
PATENT OF INVENTION Monsieur Arthur Freeman SANDERS Improvements to lift valves and reciprocating compressors equipped with these valves. English patent application in his favor of September 26, 1942.
The ordinary reciprocating compressor includes an exhaust or transfer valve which must remain open for a considerably less time than the exhaust valve of an internal combustion engine and which must preferably open at a when the pressure in the compressor reaches a value such that there can be little or no backflow of gas from the tank into which the compressor is delivering.
The main object of the invention is to provide an improved control device for the transfer valve of reciprocating compressors.
The invention relates to a reciprocating compressor provided with an outwardly opening valve which is imperatively brought into the closed position in accordance with the movement of the piston of the compressor, the pressure of the reservoir. used to keep it closed until the compressor pressure exceeds the reservoir pressure by a sufficient amount.
According to the invention, the imperative movement of the valve in the closing direction is caused by a cam or other control device acting on the valve stem by means of a hydraulic device. If the cross-sectional area of the hydraulic plunger is larger than that of the valve stem, the valve stroke will be proportionally larger than the effective plunger stroke, i.e. the valve will be able to move. close in less time, for a given control device, than if the latter acted directly on the valve stem. The plunger and valve stem do not have to be in alignment.
The control device may include a cam acting directly on the plunger or indirectly on the latter by means of a. rocker arm, the plunger being returned to the initial position by spring in either case, or alternatively, following a modification, in order to avoid the necessity of employing springs in the event of large speeds must be possible, it can be constituted by an eccentric whose edge acts on the plunger in both directions.
The single figure of the accompanying drawing is a vertical section; partial wedge of a transfer valve and of the control device according to the invention, for a reciprocating compressor.
<Desc / Clms Page number 2>
In the form of construction shown, the reciprocating piston 11 of the compressor operates within a cylinder 12, 13 being a normal shaped intake valve and 14 being an outwardly opening lift valve for transfer the compressed air from the cylinder into the passage 15 of the reservoir. The valve stem 10 operates in the smaller diameter bore of a valve guide provided with a larger dicmeter bore in which a plunger 17 operates, and between these two bores there is liquid in the space 18. The plunger is shown as being pushed outwards by a spring 19, so that its head cooperates with a cam 20 mounted on a shaft 21.
A leakage port 23 is provided for the liquid which is proportioned to act as a discharge so that the hydraulic thrust is insufficient to close the valve when the pressure of the compressor significantly exceeds that of the reservoir, or until the mechanical force exerted by the plunger overcomes any back pressure of this kind. If desired, the arrangement can be such that the leakage lumen is normally masked by the valve stem and unmasked when the valve is nearly closed.
One of the aims of the invention is to provide a device ensuring exceptionally rapid closing of the transfer valve. As a result of the high closing speed and the additional closing force due to the excess pressure of the reservoir over that of the compressor when the compressor piston starts its suction stroke again, i.e. at the start During this stroke, there is a tendency for the valve to strike the valve seat 25 at high speed. It is therefore very desirable to make the valve seat of a fairly firm resilient material having a high degree of internal friction. A simple shock-absorbing seat lined with synthetic rubber resistant to the action of oil and heat may be suitable.
In service, the arrangement is such that the pressure of the reservoir into which the compressor delivers (that is to say that which prevails in the passage 15 of the reservoir) contributes to ensuring the final closing of the valve 14 and to maintaining the pressure. valve closed.
The cam preferably gradually ceases to exert the control pressure (i.e. the closing pressure) on the plunger as will be appreciated by considering the shape of the cam at 27.
A leakage light for example, that designated by 23 - allows the return of the liquid when the plunger operates its withdrawal movement.
The plunger is shown as controlling in a known manner the lights 29 by means of which a fluid reservoir 30 communicates with the space below the plunger when the latter occupies its central position, the port 23 communicating with this reservoir. The pressure which prevails there can be maintained by a pump (not shown), the excess liquid being returned to the inlet side of the pump, also in a known manner.
The ports are arranged so that movement of the plunger inward does not give rise to any appreciable pressure in the bore of its cylinder until it closes the ports. The valve stem is then subjected to a pressure which causes the application of the valve 14 on its seat or preferably brought very close thereto. The timing of the valve closing is precisely determined by the arrival of the plunger in its middle position as untied.
Preferably, the control pressure acting on the plunger ceases completely well before the compressor pressure has reached under normal conditions 1a, tank pressure, so that the transfer valve can open when the pressure conditions in. the compressor and the tank allow it and thus opens earlier than required
<Desc / Clms Page number 3>
under normal conditions, when necessary, - for example when starting the compressor.
The valve may open near the end of the plunger withdrawal stroke, or when the plunger is fully withdrawn, or at the beginning of the. active stroke of the plunger, and the free end thereof on the side opposite the cam is preferably provided with a recess 32 for accommodating the end of the valve stem with a small clearance, so that if this enters during the active stroke of the plunger a damping action by friction is exerted (the plunger could otherwise come into direct contact with the rod) at the start of the acceleration imparted to the valve in the direction of the closing.