Auto-compresseur à pistous libres opposés. L'invention a pour objet un auto-compres- seur à pistons libres- opposés à démarrage par l'air comprimé, cet air comprimé étant in troduit pour le démarrage dans au moins l'un des espaces de volume variable en fonction de la course des pistons de l'auto-compresseur, par exemple dans au moins un accumulateur d'énergie pneumatique pouvant être présenté par cet auto-compresseur pour en assurer la stabilité de marche.
L'auto-compresseur à pistons libres oppo sés suivant l'invention est caractérisé par des moyens commandés par au moins un des pis tons libres et servant à faire diminuer la pres sion dans cet espace dans le but que l'on puisse employer pour le démarrage de l'air dont la pression est supérieure à la pression maximale régnant dans ledit espace en régime normal.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et une variante de celle-ci: La fig. 1 montre, schématiquement, un auto-compresseur vertical à pistons libres et à deux étages.
La fig. 2 montre une variante de détail. L'auto-compresseur vertical à pistons libres opposés et à deux étages représenté à la fig. 1 comporte deux .groupes de pistons éta gés l', 2', 31 et 12, 22, 32, ces groupes étant mobiles en sens inverse et coagissant avec trois groupes de cylindres coaxiaux, c'est-à- dire un cylindre moteur unique 4, deux cylin dres compresseurs 5', 52 et deux cylindres 61, 62 d'accumulateurs d'énergie.
Le cylindre 5' à basse pression est disposé à la partie infé rieure de la machine et le cylindre 52 à haute pression à la partie supérieure de celle-ci.
Les accumulateurs d'énergie pneumatique interviennent non seulement pour assurer la stabilité en marche normale en compensant les variations que subit, en fonction de la variation des courses de piston, l'énergie de retour contenue dans les coussins d'air qui restent, à la fin des courses de refoulement, dans les espaces morts des cylindres compres seurs, mais également pour obtenir la mise en marche de la. machine et la stabilité pendant la période transitoire de mise en régime, ces accumulateurs étant établis, comme montré sur la fig. 1, aux deux extrémités de la ma chine.
On assure le démarrage de l'auto-compres- seur en injectant de l'air comprimé dans les accumulateurs. Les capacités 71 et 7' de ces accumulateurs communiquent respectivement avec les cylindres 61 et 6' par des soupapes 81 et 82. Lesdites capacités 71 et 7' sont re liées respectivement par des conduits 1(P et <B>10'</B> à un réservoir 9 d'air (le démarrage dans lequel règne une pression supérieure à. la pression maximum qui règne dans les accu mulateurs pendant la. marche normale.
Le conduit 10 fait communiquer le réservoir 9 avec les conduits 101 et 10' par l'intermé diaire d'une soupape 11 dont l'ouverture as sure le remplissage des capacités 71 et 7'. L'ouverture des soupapes 81 et 8', pour obte nir l'introduction de l'air comprimé dans les cylindres 61 et 6' est. commandée par des pis tons 121 et 12' munis de clapets 13, alors que la, fermeture desdites soupapes 81 et 8' est assurée par des ressorts 14.
Lorsque les capacités 71 et 7= sont. rem plies d'air comprimé par suite de l'ouverture de la, soupape 11 il suffit. pour ouvrir les soupapes de communication 81 et 8' en vue de faire démarrer la machine (les pistons étant supposés ramenés vers leurs points morts extérieurs), de diminuer la pression sur la face extérieure des pistons 121 et<B>12)'</B> par l'ouverture d'une soupape 15 fermant une dé rivation 16 du conduit 10.
La machine étant en marche, toute l'éner gie de renvoi est fournie pendant les pre mières impulsions par la. détente de l'air des accumulateurs, la. pression de cet air et les di mensions des accumulateurs étant judicieuse ment choisies à cet effet, cette pression étant, comme déjà dit, supérieure à la pression maximale qui règne dans les cylindres 61 et 6= pendant la marche normale.
Pour la période de mise en régime, an fur et à mesure que le réservoir intermédiaire 1.7. reliant les étages de compresseur 51 et 5', se remplit, l'énergie de détente des capacités d'espace mort de ces étages de compresseurs augmente, et par conséquent, l'énergie four nie par les accumulateurs doit diminuer pro gressivement, afin que la. somme des énergie de retour ne varie qu'entre certaines limites dont dépend le bon fonctionnement de la. ma chine.
cet effet, on fait baisser la pression dans lesdits accumulateurs en mettant les cy lindres 61 et 6' de ces derniers en communi cation, par les conduits l81, 18' et 19, avec l'aspiration d'un compresseur auxiliaire 20, qui comprime de l'air dans le réservoir 9 en vue du démarrag,,, le conduit de refoulement 201 de ce compresseur communiquant avec ledit réservoir.
Lorsque la machine a atteint son régime normal de fonctionnement, la pression d'ali- inentation des accumulateurs doit: demeurer constante, et à cet effet il est prévu une communication entre lesdits accumulateurs et le refoulement de l'étage haute pression, par les conduits 181, 18' au moyen d'un conduit 21, ladite communication étant commandée par une soupape 23,
un clapet de retenue 22 isolant les accumulateurs du refoulement lorsque ceux-ci sont à une pression supérieure à 1a. pression de refoulement.
On pourrait également assurer la commit nication des accumulateurs avec un étage de compression à plus basse pression.
Si la pression dans lesdits accumulateurs ne doit pas être très élevée en fin de course, on peut avantageusement utiliser les capacités 71 et 7' pour augmenter la capacité des cy lindres 61 < :t 6' et, à cet effet, tarer le ressort 14 pour que les soupapes 81 et 8' restent ou vertes pendant la marche.
Bien entendu, le compresseur auxiliaire d'air de démarrage 20 est dimensionné con venablement par rapport aux accumulateurs pour ne pas apporter des perturbations à leur fonctionnement et à cet effet les organes de liaisons cinématiques 301 par l'intermédiaire desquels le groupe de pistons 12, 22, 32 en- traine ce compresseur auxiliaire sont disposés pour décaler convenablement les temps d'as piration et de refoulement dudit compresseur auxiliaire.
Les mêmes organes cinématiques 301 assu rent la commande de la pompe d'injection 31, par butée sur son poussoir 32.
L'arrêt de la machine est assuré par l'ar rêt de l'injection comme montré, en munissant le poussoir 32 de la pompe 31 d'un piston de contrôle 33 coulissant dans un cylindre et sur lequel on fait agir la pression de l'air de dé marrage amené par un conduit 34 et par l'ou verture d'une soupape 35.
Après l'arrêt de la machine et de toute manière avant le démarrage suivant, on pré pare le prochain démarrage en écartant les équipages pistons vers leurs points morts exté rieurs.
Cette manoeuvre est exécutée très simple ment, sans avoir à vider l'air des réservoirs intermédiaires, d'abord en faisant communi quer au moyen des conduits 37 et 38 et de la soupape 24 la face non active du piston haute pression 2= sur laquelle agit la pression in termédiaire, avec l'espace de compression de l'étage à haute pression.
On décharge en même temps la capacité de l'étage basse pression par l'ouverture d'une soupape 26, reliée audit. étage par le conduit 261 et on décharge de semblable manière la pression des accumulateurs par l'ouverture d'une soupape 25.
Comme montré sur la fig. 1, il est prévu une tige 40 commandée par un piston 41 et rappelée par un ressort 42. Cette tige 40 est déplacée au moyen d'air comprimé débité par le réservoir 9 et agissant sur le piston 41, l'air étant amené au cylindre dans lequel cou lisse le piston 41 par un conduit branché sur le conduit 34. Le conduit 34 et celui amenant l'air au piston 41 sont ensuite déchargés par l'ouverture d'une soupape 28.
Sous l'action de l'air comprimé, la tige vient agir sur le pis- ton 21 pour amener les équipages mobiles à leurs points morts extérieurs. -Dès que cette opération est terminée, la soupape 28 est ou verte et la tige 40 revient à sa position ini tiale par la détente de son ressort 42.
L'organe de commande du dosage du com bustible injecté de la pompe d'injection. est constitué par une tige coulissante 52, et est actionné par l'intermédiaire d'une came par un piston 53 soumis à la pression de refoule ment de l'étage à basse pression et équilibré par un ressort. Au lieu d'un ressort, on pour rait prévoir une capsule manométrique agis sant sur le piston à l'encontre de ladite pres sion.
Par un tarage convenable dudit ressort, ou, le cas échéant, de ladite capsule mano- métrique, et en donnant une forme appropriée à la came actionnant la tige 52, on fait en sorte que, jusqu'à la pression de marche du refoulement de l'étage basse pression, le dé bit du combustible injecté augmente avec cette pression de refoulement et qu'au delà, au contraire, ce débit diminue quand cette pression augmente.
On pourrait, dans une variante, combiner l'action de la pression de refoulement de l'é tage à haute pression avec celle de l'étage à basse pression pour obtenir la commande du dosage de l'injection.
Toutes les soupapes 11, 15, 23, 25, 26 et 28 sont commandées à partir d'un levier de manoeuvre unique qui, suivant la position qu'il occupe, assure le démarrage, la mise en régime, la marche normale ou l'arrêt de la machine.
Les soupapes 23, 24, 25 et 26 sont com mandées par des cames montées sur un même arbre 45, dont le déplacement angulaire est obtenu par le levier de manoeuvre 46.
Les soupapes 15 et 28 sont disposées en face l'une de l'autre et leurs tiges 151 et 281 sont disposées sur le passage d'un prolonge ment inférieur du levier 46.
Les soupapes 11 et 35 sont commandées par l'intermédiaire d'un basculeur 47 dont le basculement est provoqué par l'action du prolongement susdit du levier 46. Le levier 46 occupe à l'arrêt la position T et lorsqu'on l'amène, en passant. par la posi tion II, qui est une position intermédiaire, à.
la. position III, on manaeuvre successivement: 10 le basculeur 47 qui fait ouvrir la son- pape 11 pour l'introduction d'air de dérnar- ra.ge dans les capacités 7' et 7\, et \?0 la soupape 1.5 qui, étant ouverte, dé charge les faces extérieures des pistons 12' et 12\ et assure le démarrage de la. machine par l'ouverture des soupapes 8' e1- 8\.
C'est lors de l'arrivée (lu levier 46 dans la. position III que, la. soupape 15 est ouverte. tandis que ce levier 46, dans la position intermédiaire II. ouvre la soupape 11. pour l'introduction (l'air de démarrage dans les capacités 7' et 72 des accumulateurs.
Quand la position II est atteinte. la sor(- pa-pe 23 est encore fermée, riais en passant de II à. III, qui est la. position (le marche nor male, la, soupape 23 est ouverte et met en communication le refoulement (le l'étage à haute pression et les cylindres 6'. 6\. et cette soupape reste ouverte pendant la marche nor male.
Pendant cette rna.n ouvre, les soupapes 21. 25, 26 sont fermées par la. rotation de l'ar bre 45.
Pendant toute la marche, le levier 46 occupe la position III. Pour arrêter la ma chine, on ramène le levier 46 à la position I, ce qui a. pour effet: l o par butée du prolongement sur le bas culeur 47, d'ouvrir la. soupape 35 pour arrê ter la pompe à injection par l'action de la pression d'air de démarrage sur le piston 33 et de déplacer la, tige 40 par la. pression exer cée sur le piston 41 pour amener les équipages mobiles à leur point mort extérieur;
2e d'ouvrir la soupape 24 pour la, décharge de l'étage à haute pression, la. soupape 2:5 de décharge des accumulateurs (l'énergie et la soupape 26 pour la décharge de l'étagt@ à basse pression; 30 de fermer la soupape 23, afin de srip- primer la communication entre le refoulement de l'étage à haute pression et les cylindres 6' et 6z. A la fin de course dudit levier 46 (posi tion I). la soupape 28 est ouverte par ledit levier 46 (ce qui fait que l'air avant actionné le piston 41 s'échappe. de sorte que ce der nier peut retourner dans sa position inactive), la tige 40 est ramenée en place par le ressort 42.
et le poussoir 32 de la pompe d'injection <B>31</B> est libéré de façon (lue la machine se trouve en état (le redémarrer.
Au lieu de faire baisser la pression dans les acemnulaterrrs en mettant ces derniers en communication avec un compresseur auxi liaire 20 comme dans l'exemple décrit ci- dessus, on peut faire baisser cette pression comme on l'a illustré à la fig. ?. qui repré sente partiellement une variante de l'auto compresseur représenté à la fig. 1.
Dans cette variante, on décharge progressivement, c'est- à-dire pendant plusieurs courses successives des pistons lesdits accumulateurs par l'inter- rné(liaire d'un(, sonpa.p(, 48 établie dans le conduit 19 et ouvert(- sons la.
commande d'un mécanisme <B>30</B> relié cinématiquement aux équipages pitons. Cc mécanisme est disposé de manière que dés que sous l'impulsion due à nue énergie (le retour trop grande les pis tons moteurs dépassent leur point mort inté rieur normal, il agit sur la soupape 48 pour ouvrir celle-ci, ee qui diminue l'énergie de retour à l'impulsion suivante, en faisant bais ser la pression dans .les aceumula.teurs.
A la fig. 1, il s'agit (l'un auto-compres- seur dans lequel l'espace de démarrage est constitué par un accumulateur d'énergie de renvoi. Il serait toutefois possible dans ce même auto-compresseur d'utiliser, au lieu du- dit accumulateur, l'espace de compression de l'un des cylindres compresseurs en même temps comme espace de démarrage.
Dans une telle forme d'exécution de l'auto-conrpresseur, tout se passe de la même façon que dans le cas où l'air de démarrage est introduit dans un accumulateur d'énergie de renvoi, comme dans la forme d'exécution décrite ci-dessus. L'air de démarrage est d'a bord introduit dans ledit cylindre compres seur avec une pression supérieure à la pres sion de refoulement dudit cylindre.
Après le début du démarrage dans la période de tran- sition au régime une partie de cet air s'é chappe progressivement du cylindre compres seur, soit en passant par une pompe 20, comme dans l'exemple de la fig. 1, soit au moyen d'une soupape d'échappement 48, comme dans la variante de la fig. 2. Au mo ment où la pression maximum de l'air se trou vant dans le cylindre compresseur, est deve nue égale à la pression normale de refoule ment dudit cylindre, la période de transition a pris fin et le régime normal commence.
Cependant, dans cette forme d'exécution, il faut prévoir des moyens pour bloquer les soupapes d'aspiration et de refoulement .du cylindre compresseur dont l'espace de com pression sert d'espace de démarrage aussi longtemps -que la pression maximum dans ce cylindre compresseur est supérieure à la pres sion normale de refoulement. Sans ledit blo cage, une grande partie de l'air de démarrage s'échapperait tout de suite à travers les sou papes de refoulement.
Il faut prévoir, en ou tre, dans cette forme d'exécution, un disposi tif de commande travaillant en fonction de la pression maximum dans le cylindre compres seur, de manière telle qu'il débloque les sou papes d'aspiration et de refoulement au mo ment où la pression maximum de l'air de dé marrage, se trouvant dans le cylindre com presseur, est devenue égale à la pression nor male de refoulement dudit cylindre. Ledit dispositif de commande doit, en outre, audit moment interrompre la connexion entre la pompe 20 et le cylindre compresseur pour que ladite pompe cesse d'aspirer dans ledit cy lindre.
Si dans cette forme d'exécution la dimi nution de pression dans le cylindre compres seur dont l'espace de compression sert d'es pace de démarrage est provoquée par une sou pape commandée de la même façon que la.
soupape 48 de la fig. 2, l'intervention du dis positif de commande mentionné dans le fonc tionnement de ladite soupape n'est pas néces- saire, .étant donné que cette soupape n'est actionnée qu'au cas où les pistons dépassent leur point mort intérieur normal.