Moteur à fluide sous pression. La présente invention a pour objet un moteur à mouvement alternatif pouvant fonc tionner sous l'action d'un fluide quelconque sous pression.
Ce moteur comporte un piston mobile dans un cylindre et muni d'un prolongement de diamètre réduit glissant de façon étanche travers un fond du cylindre, un clapet adapté pour obturer un orifice qui est mé nagé dans le fond opposé et qui communique avec un conduit d'échappement, ce clapet étant placé entre ce fond et le piston et étant relié à celui-ci avec un certain jeu dans la direction de l'axe du cylindre, des orifices étant ménagés aux deux extrémités du cylindre pour l'arrivée de fluide sous pression, et des moyens de rappel tendant à écarter le clapet de son siège avec une force sensiblement constante.
Le dessin annexé représente schématique ment, à titre d'exemple, deux formes d'exé cution dont la seconde, qui est une variante de la première, utilise pour le fonctionne ment de la masse des organes mobiles.
Les fig. 1 à 6 sont des coupes verticales, dans les phases de fonctionnement succes sives, de la première forme.
Les fig. 7 à 9 sont des coupes verticales analogues de la deuxième forme.
En référence aux fig. 1 à 6, un cylindre principal 1 est divisé en deux chambres par une cloison 2 perpendiculaire à son axe, cette cloison constituant le fond supérieur de la chambre dans laquelle se meut le piston moteur 9. Cette cloison est percée d'un ori fice central 3 qui peut être obturé par un clapet 11.
Le fluide sous pression est amené dans ce cylindre par deux orifices 4 et 5 et peut s'en échapper par un troisième orifice 6.
Le fond inférieur du cylindre 1 est percé d'une ouverture centrale dans laquelle un prolongement de diamètre réduit 10 du pis ton 9 peut coulisser à frottement étanche. Le fond supérieur du cylindre est sur <B>monté</B> d'un cylindre plus petit 7 terminé par une troisième arrivée de fluide sous pression constante 8.
Le piston 9 est évidé en son centre, comme l'indique le dessin.
Dans le cylindre 7 glisse un piston 13 dont la tige 12 porte le clapet 11.
A son extrémité inférieure, la tige 12 porte une tête 14 placée avec jeu dans la cavité du piston 9 et disposée pour être accrochée par ce piston lorsqu'il descend et repoussée par lui lorsqu'il monte. Le fonctionnement est le suivant: A la position représentée par la fig. 1, les deux pistons sont dans leur position haute, le piston 9 appuyant contre l'extré mité 14 de la tige 12 qui maintient le cla pet 11 appuyé sur son siège.
Le piston 9 reçoit la pression du fluide admis par les orifices 4 et 5, d'une part sur sa face supérieure, d'autre part sur sa face inférieure diminuée de la surface du prolon gement 10 ; il se trouve ainsi dans un état da déséquilibre de pression qui l'oblige à se mouvoir vers le bas.
L'ensemble du piston 13 et du clapet 11 reçoit la pression par des orifices 4 et 8, d'une part sur la surface du clapet 11, d'autre part sur la surface du piston 13 qui a été choisie inférieure à la précédente; il reste donc appliqué sur son siège.
C'est le premier temps du cycle : refoule ment du piston principal vers le bas (fig. 2). La fig. 3 représente la fin de ce premier temps, au moment oh le piston 9 accroche la tête 14 de la tige 12 et écarte par con séquent le clapet 11 de son siège.
A ce moment la pression du fluide arri vant par 4 diminuant rapidement au-dessous du clapet 11, celui-ci constitue avec le piston 13 un nouveau piston différentiel qui cons titue à recevoir la pression constante du fluide moteur arrivant continuellement par l'orifice 8. Un déséquilibre s'établit et l'en semble 11-13 est vivement refoulé vers le bas. C'est le deuxième temps : refoulement du clapet vers le bas (fig. 4).
L'orifice 3 est alors ouvert en grand et le fluide sous pression, arrivant par 4, s'échappe librement par l'orifice d'évacuation 6 (fig. 5).
A ce moment, le piston 9 ne subissant plus de pression sur sa face supérieure et continuant à être repoussé vers le haut par le fluide sous pression venant de l'orifice 5, remonte en poussant l'extrémité de la tige 12 et en surmontant la poussée constante du fluide qui agit continuellement par 8 sur le piston 13.
C'est le troisième temps du cycle, pendant lequel le piston différentiel est constitué par le piston 9 qui subit la poussée ascension nelle sur sa section entière diminuée de la section du prolongement 10 et de la section du piston 13 (fig. 6).
Le mouvement se continue jusqu'à ce que le clapet 11 soit venu s'appliquer sur son siège et tous les organes se retrouvent alors dans la position de départ indiquée sur la fig. 1.
On pourra utiliser les déplacements du piston 9, 10 comme source d'énergie pour actionner un appareil quelconque, par exemple un distributeur de liquide, une petite pompe, etc...
Il est à remarquer que les pressions cons tantes exercées en 5 et en 8 peuvent être produites par des fluides distincts du fluide qui arrive en 4 et s'échappe en 6.
En référence aux fig. 7 à 9, l'appareil se compose d'un cylindre vertical 15 compor tant deux ouvertures d'admission, l'une supé rieure 161, et l'autre inférieure 16b, et sur monté par un conduit d'échappement 17.
Dans ce cylindre 15 se déplace un piston creux 18, comportant un prolongement 19 dont le diamètre est plus petit que celui du piston, mais assez grand pour qu'il y ait entre les faces supérieure et inférieure dudit piston une différence de section propre à assurer les déplacements du piston sous l'in fluence des pressions exercées au-dessus et au-dessous de lui. Le prolongement 19 traverse, d'une faon étanche, la face inférieure du cylindre et sert à transmettre le mouvement à tout dis positif convenable.
Le piston creux 18 comporte une cavité 20 ouverte sur sa face supérieure pour lais ser passer une tige 21 qui porte une masse 22 d'un poids convenablement déterminé et disposée pour se déplacer verticalement dans la cavité 20 sans aucune résistance.
La tige 21 reçoit, à son extrémité supé rieure, le clapet 23 fermant l'ouverture d'échappement 24 qui réunit )e cylindre 15 au conduit d'évacuation 17.
Sur la fig. 7, les organes de l'appareil sont représentés à leur position initiale.
La pression d'admission s'exerce sur le dessus et le dessous du piston 18, si bien que ce piston est poussé vers sa position basse, représentée fig. 8.
Au début de cette course, la masse 22 reposait sur le fond de la cavité 20.
Quand le piston descend, cette masse reste suspendue au siège 24 du fait que la pression exercée sous le clapet est plus grande que l'action continuelle et constante du poids de l'équipage mobile 23, 21, 22. Ce premier temps dure jusqu'à ce que le dessus de la cavité 20 heurte la masse 22 (fig. 8) et l'entraîne vers le bas de façon à la décoller de son siège.
A cet instant la résultante des pressions exercées sur le clapet et les parties qui s'y rattachent devient inférieure à l'action de la pesanteur de sorte que l'équipage 23, 21, 22 tombe sur le fond de la cavité 20 comme l'indique la fig. 9.
L'ouverture d'échappement est ainsi ouverte au-dessus du piston, et la pression d'admission continuant d'agir au-dessous de celui-ci, fait remonter ensemble le piston 18, la masse 22 et le clapet 23 à leur position initiale (fig. 7).
La masse pesante 22 pourrait bien entendu être placée au-dessus du piston 18 ou même au-dessus du clapet pourvu que l'équipage mobile puisse être alternativement entraîné vers le haut et vers le bas par le pistou aux points voulus de sa course.
Un moteur suivant l'invention convient plus particulièrement dans les cas où il n'est pas nécessaire d'économiser à l'extrême le fluide sous pression admis entre le piston et le fond pourvu du clapet. L'avantage que présente le moteur décrit réside surtout dans sa simplicité, l'absence de ressorts et autres organes délicats, et la sécurité du fonction nement.