Compresseur. La présente invention a pour objet un compresseur comportant un organe effectuant un mouvement de va-et-vient et délimitant un espate de travail de volume variable, au moins un conduit d'aspiration et un conduit de refoulement s'ouvrant sur ledit espace de travail, chacun de ces conduits étant munis d'organes d'obturation.
Dans les compresseurs de construction connue, l'organe effectuant un mouvement de va-et-vient est généralement constitué par un piston coulissant dans un cylindre. Ce piston porte des organes d'étanchéité coopérant avec les parois du cylindre et sapposant à des fuites de fluide entre le pisten et les parois du cylindre. Les frottements dus aux organes d'étanchéité sont en général tels, que le ren dement des petits compresseurs est très dé fectueux. De plus, ces compresseurs nécessi tent l'adjonction sur le conduit de refoule ment d'un réservoir destiné à égaliser le dé bit et la pression sous laquelle le fluide est délivré. Le volume de ce réservoir est évi demment entre autre fonction du nombre de cycles effectués par le piston dans l'unité de temps.
Mais, d'autre part, plus ce nombre de cycles est élevé, plus l'échauffement des or ganes d'étanehéité est considérable et plus l'usure de ceux-ci et des parois du cylindre est rapide.
Le compresseur objet de l'invention tend <B>à</B> éliminer les inconvénients cités par le fait que l'organe exécutant un mouvement de va- et-vient est constitué par une membrane en matière élastique venue d'une pièce avec, une bordure périphérique serrée entre deux par- times d'un carter, cette membrane portant en son centre un organe actionné dans un mou- wement de va-et-vient, et présentant en coupe une section d'égale résistance à la flexion pour une charge uniformément répartie sur toute sa surface et, représentée par le fluide comprimé, de manière que pour sa position correspondant au volume minimum de,
l'es pace de travail sa face orientée vers ledit espace soit sensiblement plane.
Le dessin schématique annexé montre,<B>à</B> titre d'exemple, una forme d'exécution du compresseur objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue en coupe axiale. La fio,. 2 est une vue en coupe d'une va riante d'exécution,de la, membrane, et de son organe de commande.
La fig. <B>3</B> est une vue en coupe d'une autre variante d'exécution de la membrane -et deson -organe de<U>command</U><B>.</B>
Le oompress-eur représenté au dessin est un eompresseur d'air dont la conduite d'as-- piration s'ouvre dans Faetinosphère. Ce co-m- presseur comporte une membrane<B>1</B> élastique et de forme circulaire. Cette membrane est pourvue d'un bourreleteylindiique 2 sur tout son pourtour. Ce bourrelet est placé dans un chambrage 4 d'un#e partie<B>5</B> d'un carter.
Une pièce d'appui<B>6</B> est interposée entre ledit bourrelet et un écrou<B>7</B> de serrage constituant l'autre partie du,carter. Le diamètre de cette pièce d'appui -est plus grand que le diamètre extérieur du bourrelet 2, de sorte, que lors du serrage de l'écrou 7 la compression du baur- relet 2 est limitée par l'entrée en contact des bords périphériques de ladite pièce d'appui avec un épaulement 8 ducarter.
La membrane 1 porte en son centre un organe de commande 9 aetionné dans un mou vement de va-et-vient. Cet organe de cam- mande est constitué par une bielle fixée rigim- dément par l'une de ses extrémités au centre de la membrane 1 et disposée dans le pro longement de l'axe de celle-ci, L'autre extrémité de cette bielle est pivo- tAe par l'intermédiaire d'un rouleinent <B>à</B> billes 10 sur un maneton Il excentré. Ce, maneton est solidaire d'un manchon 13 fixé rigide ment sur l'extrémité d'un arbre rotatif 14 actionné par un moteur (non rep réssenté).
La membrane 1 présente en coupe diamé trale une section d'égale résistance à la, flexion pour une charge répartie uniformé- mentsur toute sa surface 15 et équilibrée par une poussée centrée sur son axe. Cette seetion est donc décroissante à partir du centre de la membrane et en diréctiGn de ses bords. La membrane est venue d'une pièce avec le buur- relet 2 etest attachée à ce dernier par l'inter médiaire de sections augmentant progressive ment grâce à des arrondis 16.
L'écrou<B>7</B> présente sur sa face disposée en regard de la membrane une partie tronconi que 17 coaxiale à son axe. Cette, partie tronco nique est engagée dans une ouverture circulaire 18 de la pièce d'appui. Une gorge circulaire 19 est pratiquée dans l'écrou 7. Cette gorge est reliée par des canaux 20 à l'espace de travail 21 du compresseur délimité par la face tronconique de l'écrou, d'une part, et, d'autre part, par la face là de la membrane 1.
La pièce d'appui 6 présente la forme d'une cuvette dont le fond est pourvu de lou- verture 18. L'écrou agit sur cette, pièce par l'intermédiaire d'un anneau<B>de</B> caoutchouc 24 interposé entre un rebord 22 de la pièce d'ap pui et une surface plane annulaire<B>23</B> de l'écrou. Afin déviter un endommagement de l'anneau 24, celui-ci est placé entredeux ran- dellés métalliques 26. L'anneau de caoutchouc 2 4 est de largeur plus grande que le rebord 2 2, de sorte que seuls ses bords périphériques sout serrés entre l'écrou et la pièce d'appui, son autre partie épouse élastiquement la forme de la partie cornique de l'écrou, partie sur laquelle débouchent les canaux 20.
Cet anneau de eaoutetchoue, ou autre matière élas tique, comtitue ainsi un organe d'obturotion des canaux 20, ces derniers étant disposés sur un cercle concentrique à l'axe de l'écrou. La pièce d'appui présente encore une, surface tronconique<B>37</B> correspondant<B>à</B> celle de l'écrou et disposée entre le rebord 22 et Fou- verture circulaire 18. Des perçages 38 sont pratiqués dans la pièce d'appui. Ces perçages sont disposés sur un cercle eoncentrique à l'axe de la pièce, d'appui et d'un diamètre légèrement plus petit que le diamètre inté rieur du rebord 22. , La 'gorge 19 est pourvue de deux ron delles 25 formant entretoises pour des an neaux<B>27</B> pourvus chacun d'une ouverture 29.
Un feutre, annulaire 28 remplit l'espaee libre de la gorge et le tout esit maintenu en position dans celle-ei par une bague 39 pour vue de perçages<B>30</B> et serrée sur le bord in- t6ri,eur <B>31</B> de ladite gorge, par un bouchon <B>32.</B> Ce -dernier est vissé dans un ellambrage .central<B>33</B> de l'écrou et présente un perçage axial 34.
Le ellambrage, <B>33</B> est relié<B>à</B> l'espace de travail 21 par -des perçages<B>36</B> disposés sur un -cercle concentrique<B>à</B> l'axe de l'écrou <B>7.</B> Une rondelle de caout-chauc <B>38'</B> serrée sur le fond du chambrage <B>33</B> abture ces perçages <B>36.</B>
Le fonctionniament du compresseur décrit est le suivant: Lorsque l'arbre rotatif l4est entraîné en rotation par le moteur, le maneton <B>11</B> en traîne la bielle<B>9</B> #dians un mouvement clé va- et-vient. L'extrémité de la bielle attachée<B>à</B> la membrane exécute alors un mouvement de va-et-vient translatoire, qui provoque des<B>dé-</B> formations élastiques de, la mem.#yane <B>1.</B> Les déformations de -cette membrane, provoque-nt une variation périodique, du volume de l'es- pa,
ce de travail 21. Lorsque la face 15 de la membrane ,s'écarte, de, l'écrou 7, le volume de l'espace 21 ati gnlente. La pressiGndanstetes pa ceestdonc plus petite que la pression atmosphérique,<B>de</B> ,sorte que l'anneau de caoutcliauc 24 est sou levé de la, surface tronconique 17 de Féerou. Les canaux 20 sont ainsi découverts et de l'air peut entrer dans l'espace 21 en passant par les perçages 30 de la bague 39, puis à travers le feutre 28 qui constitue un dépous- siéreur, puis circulant entre les chicames for- niées par les anneaux 27 et les entretoises 95 fpour atteindre, enfin, les canaux 20 et entrer dans l'espace 21.
Afin de conférer à l'anneau 24 une grande souplesse et en particulier poursituer exactement la, région daas laquelle doit se produire sa principale déformation élastique, celui-ci est pourvu de perçages 35 disposés suivant un cercle dont le diamètre est, légèrement inférieur au diamètre interne des rondelles 26. Ces perçages créent une sec tion de plus grande flexibilité, de sorte que la déformation principale de la rondelle 24 a lieu dans cette région.
Il s'ensuit que, pra tiquement, toute la surface conique 17 est découverte simultanément, de sorte que, d'une pari, la section de passage pour l'air entrant dans l'espace, 21 est relativement eoknsidéra- ble et que, d'autre part, à un faible déplace ment, de Fanneau 24 correspond<B>déjà,</B> une grande section de passage pour l'air. Ainsi, toutes les conditions sont requises pour ob tenir un remplissage obtimum de l'espace 21, Le déplacement de Panneau 24 est limité par la surface conique 37 de la pièce d'appui.
L'air qui pourrait être emprisonné entre cette surface conique et l'anneau 24 et qui pouix- rait s'opposer à l'ouverture complète de ca naux 20 ou provoquer des battements de zet anneau, peut s'échapper par les perçages<B>38</B> et retourner dans l'espace 21.
Lorsque le maneton <B>Il</B> atteint<B>la</B> position opposée<B>à</B> celle représentée au dessin, l'espace de travail 21 atteint son volume maximum. Etant donné que la bielle exécute un mouve ment translatoire dant la, vitesse varie selon une fonction sinusoïdale, il est clair qu'en fin de course d'aspiration le volume de l'es- race 21 naugmente que très faiblement. En conséquence, la pression dans cet espace se rapproche de la pression atmosphérique, de sorte que la différence de pression peut ne plus être suffisante pour maintenir la ron delle 24 en position ouverte.
Dans tous les cas, dès que l'aspiration cesse, e'est-à-dire lorsque le manetan 11 atteint une position ,située à 180' de celle représentée au dessin et que la bielle inverse, le sens, de son dépla cement, la rondelle dec aoutchouc 24 est ap pliquée par sa propre tension élastique, sur la surface conique 17 et obture les canaux 20.
Le maneton 11 continuant sa course pro voque, un déplacement inverse de la bielle 9, de sorte que le volume de l'espace de travail 21 se r6duit jusqu'à ce que la, membrane ait atteint la, position représentée au dessin et pour laquelle sa face 15 est approximative ment. plane. Au cours de ce, déplaeement, la pressiou daafis l'espace 21 augmente. Cette pression agissant sur la rondelle élastique 38', provoque une déformation élastique de celle-ci qui découvre les perçages 36. L'air est alors ref- & ulé pa-r le cliambrage <B>33</B> et le con duit d'échappement 34 aménagés dans le beu- ,chou <B>32.</B>
On remarquera que la, pression régnant dans lespace cle, -travail pendant la, phase de compression agit sur l'anneau 24 et applique celui-ci sur la face tronconique de l'écrou. Ainsi, l'obturation des, -mnaux-d'a-spirat-,ion 20 est absolument étanche.
Grâce<B>à</B> la forme spéciale de la mem brane<B>1,</B> il est possible de réduire<B>à</B> un mini mum le volume mort de l'espace de travail. Comme représenté au dessin, en position de fin de compression, la. face<B>15</B> de #cett-e mem- brame est située idans un plan. En outre, au cun frottement ne gêne le fonctionnement du compresseur et l'étanchéité de l'organe de -compression est très oÀsée, <B>à</B> assurer.
Le nom bre de cycles, effectués, par l'organe de -coin- pression dans l'unité de temps peut être très <B>élevé,</B> de sorte qu'il -est possible, d'une paxt, de supprimer la chambre de compensation dont -sont munis les compresseurs<B>à</B> piston coulissant, par exemple, et, a'autre part, d'obtenir un débit relativement 6élevé sous une pression relativement élevée à l'aide d'un compresseur de dimensions très petites.
En outre, l'air ou le fluide refoulé est entièrement exempt de vapeur de lubrifiant, vapeur dont la présente dans les compres seurs à piston coulissant ne peut être entiè- renient évitée, et qui dans cartains cas oblige <B>à</B> prévoir des dispositifs d'épuration de Paix refoulé.
Selon les va riantes d'exécution représen- téee aux fig. 2 et 3, la membrane est venue de fabrication avec, sa bielle 9. Dans la va riante de la fig. 2, la bielle 9 est moulée d'une pièce avec la, membrane et, afin d'augmenter la rigidité de cette bielle, des éléments fili formes sont enrobés daus la matière de celle-ci.
Dans la variante, de la fig. 3, la bielle 9 est collée ou vulcanisée sur la membrane, ou fixée<B>à</B> cette dernière par tout autre procédé connu de ce genre, de manière que la mem brane et la bielle forment un eusemble indé- montable.
Compressor. The present invention relates to a compressor comprising a member performing a reciprocating movement and delimiting a working space of variable volume, at least one suction duct and a discharge duct opening onto said working space. , each of these conduits being provided with closure members.
In compressors of known construction, the member performing a reciprocating movement is generally constituted by a piston sliding in a cylinder. This piston carries sealing members cooperating with the walls of the cylinder and sapposant to fluid leaks between the piston and the walls of the cylinder. The friction due to the sealing members is generally such that the efficiency of small compressors is very poor. In addition, these compressors require the addition to the delivery duct of a reservoir intended to equalize the flow rate and the pressure under which the fluid is delivered. The volume of this reservoir is obviously among other things a function of the number of cycles performed by the piston in the unit of time.
But, on the other hand, the greater the number of cycles, the greater the heating of the etaneity bodies and the more rapid the wear of these and of the walls of the cylinder.
The compressor object of the invention tends <B> to </B> eliminate the drawbacks mentioned by the fact that the member performing a reciprocating movement is constituted by a membrane of elastic material coming from a part with , a peripheral edge clamped between two parts of a casing, this membrane carrying in its center a member actuated in a reciprocating movement, and having in section a section of equal flexural strength for a load uniformly distributed over its entire surface and, represented by the compressed fluid, so that for its position corresponding to the minimum volume of,
the workspace, its face oriented towards said space is substantially planar.
The attached schematic drawing shows, <B> to </B> by way of example, one embodiment of the compressor object of the invention.
Fig. 1 is an axial sectional view thereof. The fio ,. 2 is a sectional view of an execution variant, of the membrane, and of its control member.
Fig. <B> 3 </B> is a sectional view of another variant execution of the membrane -and its -organe of <U> command </U> <B>. </B>
The compressor shown in the drawing is an air compressor, the suction line of which opens into the atmosphere. This co-presser has an elastic <B> 1 </B> membrane with a circular shape. This membrane is provided with an eyelid bead 2 around its entire periphery. This bead is placed in a recess 4 of a # e part <B> 5 </B> of a housing.
A bearing part <B> 6 </B> is interposed between said bead and a clamping nut <B> 7 </B> constituting the other part of the casing. The diameter of this support piece -is larger than the outside diameter of the bead 2, so that when tightening the nut 7 the compression of the baurelet 2 is limited by the contact of the peripheral edges. of said support piece with a shoulder 8 of the carter.
The membrane 1 carries in its center a control member 9 aetionned in a reciprocating movement. This control member is constituted by a connecting rod rigidly fixed by one of its ends to the center of the diaphragm 1 and arranged in the pro length of the axis of the latter, The other end of this connecting rod is pivoted by means of a <B> ball </B> wheel 10 on an eccentric crank pin Il. This crank pin is integral with a sleeve 13 rigidly fixed to the end of a rotary shaft 14 actuated by a motor (not shown).
The membrane 1 has in diametral section a cross section of equal flexural strength for a load distributed uniformly over its entire surface and balanced by a thrust centered on its axis. This section is therefore decreasing from the center of the membrane and in direction of its edges. The membrane came in one piece with the buurrelet 2 and is attached to the latter by the intermediary of sections progressively increasing thanks to roundings 16.
The nut <B> 7 </B> has on its face disposed opposite the membrane a tronconi part 17 coaxial with its axis. This frustoconical part is engaged in a circular opening 18 of the support part. A circular groove 19 is made in the nut 7. This groove is connected by channels 20 to the working space 21 of the compressor delimited by the frustoconical face of the nut, on the one hand, and, on the other hand , by the face there of the membrane 1.
The support piece 6 has the shape of a bowl, the bottom of which is provided with opening 18. The nut acts on this piece by means of a <B> rubber </B> ring 24 interposed between a flange 22 of the support part and an annular flat surface <B> 23 </B> of the nut. In order to prevent damage to the ring 24, the latter is placed between two metal bands 26. The rubber ring 2 4 is of greater width than the flange 2 2, so that only its peripheral edges are clamped between the nut and the bearing part, its other part elastically conforms to the shape of the cornic part of the nut, the part onto which the channels 20 open.
This ring of eaoutetchoue, or other elastic material, thus comtitue a member for closing the channels 20, the latter being arranged on a circle concentric with the axis of the nut. The support piece also has a frustoconical surface <B> 37 </B> corresponding <B> to </B> that of the nut and disposed between the flange 22 and circular opening 18. Bores 38 are performed in the support piece. These bores are arranged on a circle eoncentric to the axis of the workpiece, bearing and of a diameter slightly smaller than the internal diameter of the rim 22., The groove 19 is provided with two washers 25 forming spacers for <B> 27 </B> rings each provided with an opening 29.
A felt, annular 28 fills the free space of the groove and the whole is held in position in the latter by a ring 39 for view of holes <B> 30 </B> and clamped on the inner edge, eur <B> 31 </B> of said groove, by a stopper <B> 32. </B> This latter is screwed into a .central ellambrage <B> 33 </B> of the nut and has a bore axial 34.
The ellambrage, <B> 33 </B> is connected <B> to </B> the workspace 21 by - holes <B> 36 </B> arranged on a -circle concentric <B> to < / B> the axis of the nut <B> 7. </B> A washer of rubber <B> 38 '</B> tight on the bottom of the recess <B> 33 </B> eliminates these <B> 36. </B> holes
The compressor operation described is as follows: When the rotary shaft is rotated by the motor, the crankpin <B> 11 </B> drags the connecting rod <B> 9 </B> # in a key movement. - back and forth. The end of the connecting rod attached <B> to </B> the diaphragm then executes a translatory back and forth movement, which causes elastic <B> de- </B> formations of the mem. # Yane <B> 1. </B> The deformations of -this membrane, cause-nt a periodic variation, of the volume of the es-,
this working 21. When the face 15 of the membrane moves away from the nut 7, the volume of the space 21 ati gnlente. The pressure is therefore smaller than the atmospheric pressure, <B> de </B>, so that the rubber ring 24 is lifted from the frustoconical surface 17 of Féerou. The channels 20 are thus uncovered and air can enter the space 21 passing through the holes 30 of the ring 39, then through the felt 28 which constitutes a dust collector, then circulating between the formed chicames. by the rings 27 and the spacers 95 f to reach, finally, the channels 20 and enter the space 21.
In order to give the ring 24 great flexibility and in particular to locate exactly the region in which its main elastic deformation must occur, the latter is provided with holes 35 arranged in a circle whose diameter is slightly smaller than the diameter. internal washers 26. These holes create a section of greater flexibility, so that the main deformation of the washer 24 takes place in this region.
It follows that practically all of the conical surface 17 is uncovered simultaneously, so that, of a bet, the passage section for the air entering the space, 21 is relatively small and that, on the other hand, at a low displacement, the ring 24 already corresponds <B> </B> a large passage section for the air. Thus, all the conditions are required to obtain obtimum filling of the space 21. The movement of the panel 24 is limited by the conical surface 37 of the support part.
The air which could be trapped between this conical surface and the ring 24 and which could oppose the complete opening of the channels 20 or cause zet ring beats, can escape through the holes <B > 38 </B> and return to space 21.
When the crankpin <B> It </B> reaches <B> the </B> position opposite <B> to </B> that shown in the drawing, the workspace 21 reaches its maximum volume. Given that the connecting rod executes a translatory movement with the speed varying according to a sinusoidal function, it is clear that at the end of the suction stroke the volume of the spur 21 increases only very slightly. As a result, the pressure in this space approaches atmospheric pressure, so that the pressure difference may no longer be sufficient to keep the washer 24 in the open position.
In all cases, as soon as the suction ceases, that is to say when the manetan 11 reaches a position, located 180 'from that shown in the drawing and the connecting rod reverses, the direction, of its displacement, the rubber washer 24 is applied by its own elastic tension on the conical surface 17 and closes the channels 20.
The crankpin 11 continuing its stroke causes a reverse displacement of the connecting rod 9, so that the volume of the working space 21 is reduced until the membrane has reached the position shown in the drawing and for which its face 15 is approximately. plane. During this displacement, the pressure in the space 21 increases. This pressure acting on the elastic washer 38 ', causes an elastic deformation of the latter which uncovers the holes 36. The air is then returned by the lighting <B> 33 </B> and the duct. exhaust 34 fitted into the beu-, cabbage <B> 32. </B>
It will be noted that the pressure prevailing in the key space, during the compression phase, acts on the ring 24 and applies the latter to the frustoconical face of the nut. Thus, the sealing of the -mnaux-a-spirat-, ion 20 is absolutely tight.
Thanks to <B> </B> the special shape of the mem brane <B> 1, </B> it is possible to reduce <B> to </B> a minimum the dead volume of the workspace . As shown in the drawing, in the end of compression position, the. face <B> 15 </B> of # this mem- brame is located in a plane. In addition, no friction interferes with the operation of the compressor and the sealing of the -compression member is very tight, <B> to </B> to ensure.
The number of cycles, carried out, by the -coin- pressure organ in the unit of time can be very <B> high, </B> so that it -is possible, of a paxt, of eliminating the compensation chamber with which <B> </B> sliding piston compressors, for example, are fitted and, on the other hand, obtaining a relatively high flow rate under a relatively high pressure using a compressor of very small dimensions.
In addition, the air or the discharged fluid is entirely free from lubricant vapor, a vapor the presence of which in sliding piston compressors cannot be entirely avoided, and which in some cases obliges <B> to </ B > provide for devices to purify repressed Peace.
According to the variants of execution shown in FIGS. 2 and 3, the membrane comes from manufacture with its connecting rod 9. In the variant of FIG. 2, the connecting rod 9 is molded integrally with the membrane and, in order to increase the rigidity of this connecting rod, fili-shaped elements are coated with the material thereof.
In the variant, of FIG. 3, the connecting rod 9 is glued or vulcanized to the membrane, or fixed <B> to </B> the latter by any other known method of this kind, so that the membrane and the connecting rod form an unmountable assembly.