Dispositif compresseur La présente invention a pour objet un dis positif compresseur comprenant un compres seur présentant un ensemble rotatif pourvu de deux rotors à palettes coaxiaux tournant cha cun dans une chambre de travail d'un carter commun.
Ce dispositif compresseur est carac térisé selon l'invention par une source de lubri fiant sous pression reliée à au moins un canal longitudinal du carter, et à un passage longi tudinal présenté par l'ensemble rotatif, ce ca nal et ce passage étant disposés de façon que du lubrifiant sous pression soit amené à chaque extrémité de chaque rotor, afin de lubrifier les dites extrémités des rotors et d'empêcher les fuites de gaz hors du carter.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif compresseur selon l'invention.
La fig. 1 est une vue de côté de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en coupe de la sou pape de retenue insérée dans le conduit de re foulement du compresseur de cette forme d'exé cution.
La fig. 3 représente une vue longitudinale, en coupe, du réservoir de gaz et d'accumula tion d'huile de cette forme d'exécution.
La fig. 4 montre le compresseur de cette forme d'exécution, en coupe longitudinale. La fig. 5 est une vue en coupe selon 5-5, à la fig. 4, en regardant en direction des flèches.
La fig. 6 est une vue en coupe selon 6-6, à la fig. 4, en regardant en direction des flèches. La fig. 7 est une vue en coupe selon 7-7, à la fig. 4, en regardant en direction des flèches. Le compresseur du dispositif représenté pré sente un carter 10 comprenant les cylindres à basse et à haute pression 11 et 12, lesquels contiennent respectivement les rotors à palettes 13 et 14 disposés coaxialement (fig. 4).
Le rotor à basse pression 13 est entraîné par un moteur 15 accouplé à l'extrémité extérieure du- dit rotor, tandis que le rotor à haute pression 14 est, à son tour, entraîné par le rotor à basse pression 13 au moyen d'un arbre flexible 16 transmettant l'effort de torsion reliant l'extré mité intérieure du rotor 13 et l'extrémité exté rieure du rotor 14. L'air pénètre dans le compresseur par l'ori fice 17 de l'étage à basse pression. De l'huile de refroidissement est injectée dans la cham bre de travail de cet étage par les ajutages 18. L'air comprimé qui se décharge de l'étage à basse pression, passe à l'étage à haute pression dans la chambre de travail duquel de l'huile est projetée par des tuyères 26.
De l'étage à haute pression, l'air comprimé, chargé d'huile, tra verse un tuyau de décharge 129 et passe dans le réservoir à huile 19 à l'intérieur duquel la plus grande partie de l'huile se sépare de l'air. Le reste de l'huile entraînée dans l'air, en est séparé par le séparateur d'huile 20, monté à l'intérieur du réservoir 19, l'air épuré passant du séparateur 20 aux tuyaux d'alimentation 22.
L'huile qui a été séparée de l'air par le séparateur retourne à la partie inférieure du réservoir 19 par le tuyau 23, une pompe 24 et le tuyau 124. Une pompe d'alimentation 25, entraînée à partir du rotor 14, sert à pomper l'huile qui s'est accumulée à la partie inférieure du réservoir pour l'amener aux tuyères 18 et 26. L'huile déchargée par la pompe 25 est éga lement amenée vers diverses surfaces à l'inté rieur du compresseur dans le but de lubrifica tion et, étant donné que la pression de l'huile dépasse la pression de décharge du compres seur, également pour qu'elle serve à assurer l'étanchéité des éléments intérieurs du compres seur.
Les rotors 13 et 14 sont respectivement munis de rainures radiales 27 et 28, dans les quelles les palettes 29 peuvent coulisser. Les axes des rotors 13 et 14 sont situés en une po sition excentrée par rapport aux axes des chambres de travail 30 et 31, des cylindres 11 et 12. En outre, les axes des rotors 13 et 14 sont disposés de telle manière par rapport aux chambres 30 et 31 et les chambres elles-mêmes sont conformées de telle façon que les rotors se trouvent en contact avec les parois des chambres, la largeur de cette surface de con tact étant approximativement égale à la dis tance qui sépare les palettes 29.
Les extrémités opposées du cylindre à basse pression 11 sont fermées par des plaques 32 assujetties contre les extrémités du cylindre par des têtes intérieure et extérieure, 33 et 34 res pectivement. Chacune de ces têtes 33 et 34 est munie d'un logement, respectivement 35 et 36. Ces logements contiennent les paliers 37 et 38 dans lesquels tournent les tourillons 39 et 40 du rotor 13.
Les ouvertures 41, pratiquées dans les pla ques 32, à travers lesquelles passent les touril lons 39 et 40, ont un diamètre plus grand que ces tourillons, afin de permettre la libre circula- tion de l'huile sous pression dans l'espace com pris entre la face terminale du rotor 13 et la face correspondante de la plaque 32 fermant la chambre 30. De cette façon, on assure l'étanchéité qui a pour but d'empêcher la fuite du gaz sous pression des chambres le long de l'axe du rotor 13, tandis que ces surfaces se trouvent être lubrifiées de façon appropriée et par conséquent protégées contre les effets d'usure.
La tête extérieure 34 est munie d'un flas que évasé 42 assujetti par des boulons à un carter 43 contenant un volant 44 claveté sur un prolongement 45 du tourillon 40, la partie opposée du volant 44 étant boulonnée à l'arbre 46 du moteur 15. Dans le logement 36 de la tête 34 est prévu un dispositif d'étanchéité 47 empêchant les fuites d'huile. Afin d'empêcher les fuites d'huile de se produire le long des pla ques 32, chacune des têtes 33 et 34 est munie d'un rebord 48 recouvrant les extrémités des plaques 32 et les extrémités accouplées du cy lindre à basse pression 11, des bagues de rete nue 49 interposées entre les rebords 48 et le cylindre 11, assurant l'étanchéité.
Des têtes intérieure et extérieure 50 et 51 respectivement, sont prévues au cylindre à haute pression 12 et sont semblables à la tête 33. Elles présentent également des rebords 52 recouvrant les plaques 53 formant la chambre 31 et qui sont maintenues en place par ces têtes. Des ouvertures 54 dans les plaques 53 laissent passer librement les tourillons inté rieur et extérieur 55 et 56 du rotor 14. Les têtes 50 et 51 sont également munies de loge ments 57 pour les paliers 58 et 59 dans les quels tournent, respectivement, les tourillons 55 et 56.
Les têtes 33, 34, 50 et 51 sont assujetties à leurs cylindres respectifs par des boulons 60, et les têtes 33 et 50 sont reliées au moyen de boulons 61. Une bague d'écartement 63 est in sérée dans le logement 35 du palier 37, entre les paliers 37 et 58.
Les chemins de roulement intérieurs 66 et 67 des paliers 37 et 58 respectivement, sont maintenus en position au moyen d'une bague 68, entourant une bague fendue 69 pouvant coulisser le long de l'arbre 16. Des chevilles 70 parallèles à l'axe des rotors et portées par la bague 68, sont disposées entre les chemins de roulement intérieurs 66 et 67, dans le but d'empêcher un déplacement longitudinal de ces chemins de roulement par rapport l'un à l'autre.
Le rotor 14 est muni d'un alésage axial 71, dans lequel est logé l'arbre 16. La longueur de l'arbre 16 dépasse la longueur du rotor 14 et la partie intérieure terminale de cet arbre se prolonge à l'intérieur d'un logement 72 mé nagé dans le tourillon 39 du rotor 13. La paroi de ce logement 72 est munie de rainures longi tudinales 74, dans lesquelles s'engagent des nervures correspondantes 73 de l'arbre 16. L'extrémité extérieure de l'alésage 71 est sem- blablement pourvue de rainures 75 dans les quelles s'engagent des nervures 76 de l'arbre flexible <B>16.</B>
Tout effort de torsion ou tout autre effort fourni par le moteur d'entraînement, est distri bué sur toute la longueur de l'arbre flexible, ce qui a pour effet de réduire à un minimum les risques de rupture des moyens d'accouple ment des rotors. Il est également à noter qu'avec cette disposition, l'étage à haute pres sion peut être rapidement retiré de l'étage à basse pression en enlevant simplement les bou lons 61 et en faisant coulisser l'arbre 16 hors des rainures 74.
A la tête 51 de l'étage à haute pression se trouve fixé, au moyen de boulons 176, le car ter de pompe 77 contenant les pompes 24 et 25. Le carter 77 se compose de deux parties 78 et 79 pour les pompes 24 et 25 respectivement, la partie 79 étant intercalée entre l'extrémité extérieure de la tête 51 et la partie 78. La pompe 24 est une pompe à engrenage, la partie 78 étant munie d'une chambre à engrenage 80 ; les orifices d'amenée et de décharge 81 et 82, respectivement, sont également prévus dans la partie 78.
A l'intérieur de la chambre 80 sont disposées les roues dentées 83 et 84 engrenant ensemble, la roue 83 pivotant autour d'un axe 85 dont l'une des extrémités est logée dans la partie 78 et maintenue en place par une plaque 86 boulonnée à l'extrémité extérieure de la partie 78, plaque servant à délimiter l'un des côtés de la chambre 80. La roue 84 est la roue d'entraînement, et est montée en bout d'un ar bre 87, dont l'extrémité opposée est munie de nervures 88 engagées de façon coulissante dans les rainures 75 pratiquées dans la paroi de l'alésage 71 du rotor 14.
La pompe 25 est également une pompe à engrenage présentant une construction simi laire à celle de la pompe 24. La partie du car ter 79 présente une chambre à engrenage 90 présentant respectivement un orifice d'amenée 91 et un orifice de décharge 92. Les roues den tées contenues dans la chambre 90 sont indi quées par les nombres 93 et 94, le numéro 93 indiquant la roue entraînée, montée sur un axe 95 dont une extrémité est montée dans la par tie 79 tandis que l'autre extrémité se trouve logée dans la partie 78. La roue d'entraînement 94 est clavetée sur l'arbre 87.
L'orifice de décharge 92 de la pompe d'ali mentation 25 présente une forme recourbée en arc de cercle et presque toute la longueur de cet orifice de décharge se trouve située en face du logement de palier 57 extérieur. Des ca naux longitudinaux 96 et 97 communiquant avec ce logement 57, sont pratiqués dans le carter comprenant les cylindres 11 et 12 ; le canal 97 conduit à la tuyère 26 de l'étage à haute pression tandis que le canal 96 conduit à la tuyère 18 de l'étage à basse pression et conduit également au logement de palier 36, à l'extrémité extérieure de l'étage à basse pres sion.
Ainsi, l'huile déchargée par la pompe 25 se trouve convoyée directement aux paliers 38 et 59 du compresseur dans le but de les lubrifier, et il est également à noter que cette même huile, en passant par ces paliers, pénètre entre les surfaces terminales extérieures des rotors 13 et 14 et les faces correspondantes des pla ques 32 et 53, lubrifiant non seulement ces sur faces dans le but de réduire l'usure, mais ren dant aussi effectivement étanches les chambres de travail contre les fuites du gaz comprimé le long des rotors.
La profondeur des rainures 75 est un peu plus grande que la hauteur des nervures 76 et 88 des arbres 16 et 87, respectivement, et l'ac couplement par nervures et par rainures 73 74 est également prévu de façon analogue. En outre, l'arbre 16 est pourvu d'un forage central 99. Ainsi, de l'huile passera du passage de dé charge 92 dans le logement de palier 57, le long des espaces qui se trouvent entre les arêtes des nervures 76 et 88 et le fond des rainures 75 et ensuite dans les logements 35 et 57 par le canal 98 de section annulaire formé entre la paroi de l'alésage 71 et l'arbre 16. D'autre part, de l'huile parvient aux logements 35 et 57 en passant entre les rainures 75 et les nervures 88, par le forage central 99 de l'arbre 16 et entre les rainures 74 et les nervures 73.
Des loge ments 35 et 57 l'huile est chassée entre les faces d'extrémité intérieures des rotors 13 et 14 et les faces correspondantes des plaques 32 et 53 en contact avec ces faces des rotors. En passant, l'huile lubrifie les paliers 37 et 58.
La portion terminale extérieure 100 de l'ar bre 16 a un diamètre plus petit et des canaux 101 prévus dans cette partie permettent à l'huile de parvenir dans le passage 99. L'huile se déchargeant par le passage 99 à l'extrémité intérieure de l'arbre 16, pénètre dans une pe tite chambre 102 formée par un évidement obtenu par fraisage du fond du logement 72. Depuis cette chambre 102, l'huile passe entre les arêtes des nervures 73 et le fond des rainu res 74 dans les logements des paliers 35 et 57.
L'huile utilisée pour assurer l'étanchéité, pour la lubrification et pour le refroidissement ainsi que mentionné ci-dessus, est prélevée du réservoir 19 par la pompe 25.
Dans le réservoir 19 est monté le manchon 103 du séparateur d'huile 20. L'ouverture d'en trée 104 du manchon 103 se trouve disposée à l'une des extrémités du réservoir 19 et la sortie 109 du tuyau 129 se trouve située dans le ré servoir à l'extrémité opposée de ce réservoir, de sorte que le gaz passant de la sortie 109 à l'ou verture d'entrée 104 du séparateur est obligé de traverser sensiblement toute la longueur du réservoir 19, ce qui permet ainsi à une grande quantité de l'huile entraînée par le gaz de se séparer de lui avant que le gaz ne pénètre dans le séparateur.
Le gaz qui traverse le filtre se trouve épuré de l'huile qu'il contenait encore et cette huile séparée dans le séparateur est récoltée à l'ex trémité de décharge du manchon 103 par le conduit de décharge 23. Un orifice de décharge 106 du gaz situé du même côté que cette extré mité du manchon 103 et que le conduit 23, mais décalé en direction verticale par rapport à celui-ci, permet à l'air qui est maintenant épuré de s'écouler par le tuyau 111 dans les tuyaux 22.
Le séparateur 20 s'introduit dans le réser voir par une ouverture 108, située à l'extré mité du réservoir adjacente à la sortie 109.
Afin que l'huile entraînée par le gaz péné trant dans le réservoir 19 soit facilement sépa rée de lui avant que ce gaz pénètre dans le séparateur 20, la sortie 109 est placée à une certaine distance au-dessus du fond du réser voir. La sortie 109 du tuyau 129 revêt la forme d'un coude à 90 dans le plan horizontal de façon à diriger le courant de gaz qui pénètre dans le réservoir, vers la surface terminale adjacente de ce dernier. Ainsi, non seulement le parcours du courant partant de la sortie 109 vers l'ouverture 104 du séparateur 20 est sen siblement égale à la longueur du réservoir 21, mais il faut également noter qu'il y a double inversion du parcours de l'air entre ces deux points.
Le manchon 103 est assujetti du côté de l'extrémité de décharge du séparateur 20 dans l'ouverture 108 présentée par un collier 110 soudé à la paroi du réservoir 19.
Sur le tuyau de décharge 111 du séparateur 20 sont montés des disques circulaires perfo rés 112. Ces disques 112 ont sensiblement le même diamètre que le diamètre intérieur du manchon 103 et sont disposés à égale distance les uns des autres tout le long et dans des plans transversaux par rapport au tuyau 111, de fa çon à former des chambres 113 dans lesquelles est disposée une matière filtrante 114, telle que de la laine brute.
Le tuyau de décharge 111 occupe l'entière longueur du réservoir 21 et l'une des extré mités 115 du tuyau<B>111</B> se prolonge au-delà de l'ouverture d'entrée 104 du manchon 103, et est montée dans une extension tubulaire 116 d'un élément de support 117 fixé à la paroi du réservoir 19. Un tuyau 22 fixé par tarau dage dans l'élément 117 se trouve en commu nication avec le tuyau 111. Par cette disposi tion, le tuyau<B>111</B> sert de support au man chon 103.
L'extrémité terminale opposée 120 du tuyau de décharge 111 se prolonge au-delà du disque terminal 112, étant soudé à un couver cle 121 fermant l'ouverture 108 et fixé au col lier 110. Par cette disposition, on forme un compartiment 123 situé entre le disque termi nal 112 et le couvercle 121 et l'huile séparée du gaz est récoltée dans ledit compartiment 123 et déchargée à travers le conduit de dé charge 23 traversant le collier 110.
Le conduit de décharge 23 communique avec l'orifice d'admission 81 de la pompe 24, la décharge 82 de la pompe 24 étant reliée à un conduit 124 relié à la partie inférieure du réservoir 19. La pompe 24 aspire donc l'huile du compartiment<B>123</B> du séparateur 20 pour l'envoyer dans le réservoir 19. Etant donné que la pompe 24 sert uniquement à surmonter la différence de pression existant entre le com partiment 123 et l'intérieur du réservoir, diffé rence de pression due à la baisse de pression provoquée par le passage de l'air à travers le séparateur, cette pompe peut être de construc tion relativement légère.
Et puisque cette pompe est appelée à pomper une plus petite quantité d'huile que la pompe 25, les roues 83 et 84 ont un diamètre plus petit que les roues 93 et 95 de la pompe 25.
Pour empêcher que l'huile ne puisse, le cas échéant, passer du réservoir 19 par le tuyau de décharge 129 dans l'étage haute pression du compresseur, une soupape de retenue 125 se trouve insérée dans le tuyau de décharge 129. Cette soupape est disposée de telle façon qu'elle s'ouvre, permettant le libre passage de l'air provenant du compresseur toutes les fois que ce dernier est en action, et qu'elle se ferme sous l'effet d'un faible ressort 126 toutes les fois que le compresseur ne fonctionne pas.
Dans le but d'empêcher l'inondation du compresseur par de l'huile chassée dans les chambres de travail par les tuyères 18 et 26 par suite d'une perte d'huile pouvant avoir lieu à travers la pompe 25 lorsque le compresseur ne fonctionne pas, un tuyau compensateur 127 relie la partie supérieure du réservoir 19 et le tuyau de décharge 129 de l'étage à haute pres sion, en un point situé en amont de la sou pape 125. De cette façon, toutes les fois que le compresseur n'est pas sous charge, la pres sion dans le réservoir 19 tendant à chasser de l'huile à travers la pompe 25 et de là à travers les passages 98 et 99 et les tuyères 18 et 26 vers les chambres de travail se trouve être éga lisée au moyen du tuyau compensateur 127, ce qui empêche toute circulation de l'huile.
Le tuyau compensateur 127 présente un diamètre considérablement plus petit que le diamètre du tuyau de décharge 129 de sorte que, seule, une portion relativement insigni fiante d'air déchargé de l'étage à haute pres sion traverse le tuyau compensateur 127 pour se rendre dans le réservoir 19, afin de ne pas diminuer l'effet séparateur de la disposition de la sortie 109.
De l'huile, du fond du réservoir 19, est constamment amenée par le conduit 128 à l'ad mission de la pompe 25, laquelle, à son tour, fournit de l'huile à une pression plus élevée que celle de la décharge du compresseur, aux paliers, aux surfaces d'étanchéité du compres seur et aux tuyères d'où cette huile est éjectée dans les chambres de travail des deux étages.