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Perfectionnements aux compresseurs à plusieurs étages.
Cette invention se rapporte aux compresseurs à plusieurs étages du type alternatif et elle a pour but de réaliser une construction compacte et simple destinée plus spécialement à la compression d'air ou de gaz.
Suivant cette invention, le compresseur à plusieurs étages du type ci-dessus mentionné comporte en combinaison avec un arbre à manivelles actionné à une vitesse relativement élevée, au moins un cylindre, avec piston à l'intérieur, constituant le premier étage, ce piston recevant un mouvement alternatif de cet arbre à manivelles à grande vitesse, un second arbre à manivelles disposé à proximité du premier arbre à manivelles et actionné par ce der- nier à la moitié de sa vitesse par l'intermédiaire d'engrenages, et des pistons dans des cylindres constituant les étages suivants, ces pistons recevant un mouvement alternatif du second arbre à manivelles,
les soupapes de chaque cylindre du premier étage étant actionnées impérativement par des moyens mécanides tandis que les soupapes des cylindres de chacun des étages suivants sont actionnées automatiquement. Les soupapes d'admission et d'échappe- ment du premier étage sont du type à tiroir et sont actionnées par l'arbre tournant à la moitié de la vitesse de l'arbre à mani- velles du premier étage, et l'ouverture et la fermeture des lu- mières d'admission et d'échappement sont effectuées lorsque ces soupapes à tiroir se déplacent à leur vitesse maximum, c'est-à-dire pendant la partie médiane de la course de chaque soupape.
L'arbre qui actionne ces soupapes à tiroir est l'arbre à manivelles qui communique un mouvement alternatif aux pistons dans les cylindres des étages suivants, ces cylindres et pistons étant disposés coaxialement aux soupapes a tiroir auxquelles ces pistons des étages suoérieurs sont reliés, de telle sorte qu'ils sont action- nés par l'intermédiaire des soupapes. Chacune de celles-ci agit donc comme une crossette à laquelle est reliée d'une part le pis- ton d'un étage supérieur et d'autre part une bielle partent d'une manivelle du second arbre à manivelles.
Suivant une disposition avantageuse la soupape d'échappement ou de refoulèrent du premier étage est reliée au piston du troisième étage et lui sert de crossette,cette soupape étant actionnée par un arbre à manivelles que l'arbre à manivelles qui agit sur le premier étage fait tour- ner à la moitié de sa vitesse par l'intermédiaire d'engrenages. A une seconde manivelle de cet arbre à manivelles tournant à la moitié de la. vitesse est reliée la soupape d'admission ou d'aspi- ration du cylindre du premier étage et cette soupape agit à son @
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tour comme une crossette pour le piston du cylindre du second étage. De ce piston peut partir un plongeur qui exécute un mouvement alternatif dans le cylindre d'un quatrième étage.
Ce dernier peut être supprimé si le compresseur ne comprend que trois étages.
Des réfrigérateurs intermédiaires peuvent être établis entre les différents étages et un réfrigérateur complémentaire peut être employé pour refroidir le gaz débité par le dernier étage ou l'étage le plus élevé.
Les dessins annexés représentent schématiquement et à titre d'exemple un mode de construction d'un compresseur à quatre étages suivant.cette invention. Dans ces dessins,
Figure 1 est une vue en élévation partiellement en coupe verticale du compresseur, la coupe étant faite suivant la ligne 1-1 de la Figure 2 en regardant dans le sens des flèches. La coupe montre les soupapes à piston du.premier étage et les cylindres du second,du troisième et du quatrième étages, la coupe étant faite suivant le plan dans lequel se trouve l'axe de l'arbre à manivelles ou communique le mouvement alternatif à ces soupapes et les pistons fonctionnant dans ces cylindres.
Figure 2 est une vue en plan du compresseur représenté sur la figure 1.
Figure 3 est une coupe verticale' transversale suivant la ligne 3-3 de la figure 1, et la ligne brisée 3-3 de la figure 2, la coupe représentant le piston et le cylindre du premier étage, la soupape d'admission de celui-ci, et les cylindres, pistons et soupapes des second et quatrième étages.
Figure 4 est une coupe verticale semblable à la figure 3, mais faite suivant la ligne4-4 de la figure 1 et suivant la ligne brisée 4-4 de la Figure 2, et montrant le cylindre et le piston du premier étage, la soupape de refoulement de ce cylindre, et le cylindre et le piston du troisième étage.
Il existe deux arbres à manivelles dont l'un A peut être appelé arbre principal, tandis que l'autre B peut être considéré comme arbre à manivelles secondaire ou arbre subsidiaire. Le compresseur est actionné par une force provenant d'une source appropriée et appliquée de toute manière convenable à l'arbre princi- pal A, tandis que l'arbre subsidiaire B est actionné par l'intermédiaire des engrenages C par .l'arbre A de telle maniere qu'il tourne à la moitié de la vitesse de ce dernier. Ces deux arbres A et B sont parallèles et né sont pas disposés à une grande distance l'un de l'autre, l'axe de l'arbre B se trouvant dans un plan horizontal situé au-dessus du plan similaire qui passe par l'axe de l'arbre A ainsi qu'on le voit sur les figures 3 et 4.
Le plan vertical dans lequel se trouvent l'axe de l'arbre B et les axes des pistons actionnés par cet arbre est situé en arrière du plan vertical qui passe par l'axe du cylindre du premier étage comme on peut le voir sur la figure 2 ainsi que sur les figures 3 et 4. Vu en plan, comme le montre la figure 2, le cyliridre D du premier étage, avec le piston E qui se trouve à l'intérieur, apparaît comme ayant d'un côté les cylindres F et G avec les soupapes à piston H et J qui s'y trouvent. Sur le même axe que le cylindre F mais au-dessus de ce dernier se trouvent le cylindre K du second étage avec le piston L, qui y est animé d'un mouvement de va-etvient, et le cylindre M du quatrième étage avec le piston plongeur N à l'intérieur.
Dans l'axe du cylindre G et au-dessus de ce dernier se trouve le cylindre 0 du troisième étage avec le piston P qui y est animé d'un mouvement alternatif.
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Les soupapes à tiroir du premier étage sont creuses et la soupape d'aspiration H commande une lumière d'admission Dl au cylindre D du premier étage et une lumière d'amenée F1 faisant communiquer l'atmosphère avec le cylindre de soupape F comme le montre la figurées. La soupape J commande la lumière d'échappement ou de refoulement D2 du cylindre D et l'air comprimé passe par la soupape J et le cylindre G dans le conduit Gl qui communique judicieusement avec un réfrigérateur intermédiaire de type approprié qui n'est pas rep'ré'sente sur le dessin.
De ce réfrigérateur intermédiaire de premier étage, l'air passe par la soupape d'aspi- ration K1 dans le cylindre K du second étage, d'où il est refoulé par la soupape d'échappement K2 dans un 'second réfrigérateur in- termédiaire K2 qui n'est pas non plus représenté sur le dessin.
De ce réfrigérateur du second étage l'air est amené par la soupape d'aspiration 01 dans le cylindre 0-du troisième étage d'où il passe . par la soupape de refoulement 02 à un réfrigérateur intermédiaire de troisième étage qui n'est pas représenté. Finalement l'air pé- nètre dans le cylindre M du quatrième étage de compression par la soupape M1 et est refoulé par la soupape M2.
, Les' soupapes à tiroir creux H et J sont sensiblement iden- tiques comme construction générale et comportent des lumières mé- nagées dans les parois de leurs parties supérieures. Dans la soupa- pe H qui joue également le rôle de crossette, se trouve une cloi- son H1 en-dessous de laquelle est monté le tourillon H2 qui établit la liaison de la soupape avec l'arbre à manivelles B. De cette cloison H1 une bielle d'accouplement Q va au piston L du second étage. Cette bielle d'accouplement presente à ses extrémités des surfaces courbes qui s'adaptent d'une manière correspondante aux surfaces courbes des coussinets de palier portas respectivement par la cloison Hl et le piston L. Les extrémités de la bielle d'accouplement sont maintenues en prise avec les sièges courbes de ces coussinets par des dispositifs appropriés.
La disposition évite les difficultés qui pourraient se produire par suite d'un défaut d'alignement entre les cylindres F et K. Une bielle d'ac- couplement semblable est disposée entre une cloison Jl dans la soupape à piston J, qui remplit également la fonction de crossette pour .le tourillon J2, et le piston P du troisième étage.
En 'conduisant l'air du cylindre D du premier tage dans le fond du cylindre G, en-dessous du piston P du cylindre 0 d'un étage supérieur, on réduit la différence de pression sur les ba- gues du piston de l'étage supérieur.
Il peut y avoir une soupape d'étranglement de type appro- prié dans le conduit d'aspiration communiquant avec la lumière d'admission F1 de la soupape d'aspiration. Dans la culasse du cylindre D du premier étage il peut y avoir une lumière commandée par une soupape à levée qui doit comprimer un ressort en se levant.
Cette soupape peut être soulevée à l'aide d'un levier de manoeuvre qui agit sur l'extrémité de la tige de soupape lorsqu'on désire supprimer la pression dans le cylindre ou empêcher une compression, par exemple au démarrage ou à la décompression.
Les soupapes des cylindres correspondant aux second, troisième et quatrième étages sont d'un type dont le fonctionnement s'opère automatiquement. Dpns le cas du cylindre K du secind étage, chacune des soupapes Kl et KP est constituée d'un disque monté librement, bien que soumis à l'action d'un faible ressort, entre un siège perforé et une pièce de retenue. Les lumières commandées par ces soupapes sont pratiquées dans la culasse du cylindre K.
En ce qui concerne le piston P du troisième étage, il présente la forme d'un plongeur cylindrique dont le fût est de longueur re- lativement grande. Le fond du cylindre 0 et la face du piston sont @
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coniques, les lunières étant ménagées dans le fond incliné du cylindre. La soupape-d'admission 01 est de préférence du type à tige axiale tandis que la soupape de refoulement 02 est constituée par un.disque sur lequel agit un ressort.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Compresseur à plusieurs étages du type alternatif, caractérisé par la combinaison d'un arbre à manivelles actionné 3 une vitesse relativement élevée, avec au moins un cylindre à piston constituant le premier étage, ce piston recevant un mouvement alternatif de l'arbre à manivelles a grande vitesse, un second arbre à anivelles disposa à proximité du premier et actionné par celui-ci à la moitié de sa vitesse par l'intermédiaire d'engrenages, et des pistons dans des cylindres constituant les étages suivants, ces pistons recevant un mouvement alternatif du second arbre à manivelles, les soupapes de chaque cylindre du premeier étage étant actionnées d'une manière impérative mécanique- ment,
tandis que les soupapes des cylindres de chacun des étages suivants fonctionnent automatiquement.
2) Compresseur à plusieurs étages du type alternatif, caractérisé par la combinaison d'un arbre à manivelles muni de dispositifs pour le faire tourner, avec au moins un cylindre à piston constituant le premier étage, ce piston recevant un mou- vement de va-et-vient de cet arbre a manivelles, des soupapes d'admission et de refoulement actionnées mécaniquement afférentes à ce cylindre de premier étage, un second arbre à manivelles muni de dispositifs pour le faire tourner à la moitié de la vitesse du premier arbre à manivelles à proximité duquel il est placé,un dispositif pour actionner les soupapes du cylindre du premier étage au moyen de ce second arbre à manivelles, des pistons 'dans des cylindres constituant les étages inférieurs, ces pistons recevant un mouvement alternatif du second arbre à manivelles,
et des soupapes qui fonctionnent automatiquement pour les cylindres des tages suivants.
3) Compresseur à plusieurs étages du type alternatif suivant les revendications 1 ou 2, dans lequel les soupapes d'ad- mission et de refoulement de chacun des cylindres du premier étage sont du type à tiroir et sont actonnées par l'arbre manivelles tournant a la moitié de la vitesse à laquelle tourne l'arbre à manivelles du premier étagé, l'ouverture'et la fermeture des lu- mières d'admission et de refoulement étant effectuées pendant que ces soupapes à tiroir se déplacent à leur vitesse maxime, c'est-à- dire pendant la partie médiane de la course de chacune des soupa- pes.
4) Compresseur à plusieurs étages du-type alternatif, caractérisé par la combinaison d'un arbre à manivelles'qui commu- nique un mouvement alternatif au moins à un piston dans un cylin- dre constituant le premier étage, avec des soupapes à tiroir qui fonctionnent comme soupapes d'admission et de refoulement du cy- lindre de premier étage, un second arbre à manivelles qui tourne à la moiti; de la vitesse du premier arbre à manivelles et actionne ces soupapes à tiroir, et des cylindres pistons constituant les étages supérieurs et disposés coaxialement aux-soupapes à tiioir, par l'intermédiaire desquelles ces pistons des étages supérieurs sont actionnés par le second arbre à manivelles.