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" Systèmes de moteurs à liquide sous pression pneumatiques." @ Cette invention se rapporte à un moteur mécanique et son objet est de fournir un système de moteur à mouvement alternatif, dans lequel un liquide accumulé sous pression pneu- matique dans un réservoir convenable agit sur l'une des faces du piston.
Un autre objet de cette invention est de supprimer dans les moteurs à mouvement alternatif, l'explosion des m'élan- ges gazeux ;simplifiant ainsi grandement leur construction et économisant la chaleur par réfrigération.
Et encore un autre but est d'éviter les brusques secousses se produisant dans les moteurs à explosion ; en les remplaçant par le mouvement doux et uniforme d'un liquide soumis à une pression pneumatique.
Les figures des dessins accompagnant le texte servent à la compréhension de l'invention. Dans ceux-ci :
La figure 1 est une vue de face extérieure du moteur.
La figure 2 est une vue en plan supérieur, partie en coupe.
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La figure 3 est une coupe horizontale sucrant la figu- re 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une coupe longitudinale verticale suivant la ligne 4-4 de la figure 2.
Les figures 5 et 6 sont des coupes verticales trans- versales des robinets d'admission et d'évacuation prévus pour l'entrée et la sortie du liquide dans le moteur, et dans des positions à 90 de celles indiquées dans la figure 4.
La figure 7 est une vue en plan supérieur du système complet du moteur.
Ce système de moteur se compose d'un réservoir fermé
1 pourvu d'un manomètre l'et d'une soupape de sûreté à contre- poids (non figurée), dans lequel est accumulé un liquide tel que eau ou huile sous pression pneumatique ou sous l'action de l'air comprimé, ce liquide étant l'agent qui agit sur l'une des faces du piston 2, ajusté au moyen d'anneaux de garnitures 2' dans un cylindre 3 dans le corps du moteur proprement dit, ce moteur étant semblable à tous les moteurs à explosion à mouve- ment alternatif et constitué par plusieurs cylindres avec pis - tons accouplés par des bielles 4 à la même manivelle 5, en mo- difiant simplement l'angle d'accouplement aux coudes de la ma- nivelle ;
dans les dessins, l'on a figuré qu'un simple cylindre 3 avec ses pistons 2, la manivelle 5 étant montée sur pivot avec palier à bielles 6 supporté par des supports 7 montés à l'intérieur d'un cylindre vertical 8 dont le diamètre est plus grand que celui du cylindre 3 et assemblé intégralement au-dessus de ce dernier, la manivelle étant pourvue d'un volant logé extérieurement au cylindre 8.
Ce cylindre 8 comprend deux parties assemblées par des brides 9 et 10, fixées solide- ment l'une à l'autre par des boulons, et entre ces parties est agencée une séparation horizontale 11 munie en son centre d'une ouverture 12 avec un siège de soupape 13, coopérant avec une soupape à, plateau inférieure 14, dont la tige 15 coulisse dans une perforation de la console 16 formée au oen-
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tre de l'ouverture 12 et assemblée intégralement au moyen @ de bras ou siège de soupape 13, la tige 15 portant à son extré - mité supérieure une goupille transversale 17, agissant comme arrêt sur la console 16, La partie inférieure du cylindre ver - tical 8 est construite pour servir de logement à un piston 18,
ajusté dans ce logement au moyen d'un anneau de garniture 19 et portant une tige inférieure centrale 20 qui s'ajuste et se dé - place à l'intérieur d'un prolongement cylindrique 21 réd@it, formé sous la base du cylindre 8 le piston de grand diamètre 18 et sa tige 20 ayant un alésage axial, 22 à l'intérieur du- quel est montée à glissement une soupape tubulaire 23 avec con- duite longitudinale intérieure 24 recourbée à angles droits à ses extrémités ;
et terminant la soupape 23 dans une tête noyée 24 capable de s'ajuster sur un siège alésé 25 qui se trouve dans l'arrête inférieure de l'alésage 22, la soupape 23 pouvant prendre deux positions limitées par une petite fiche 26, montée à glissement dans un creux 27 pratiqué dans le piston 18, transversalement en face de l'alésage 22 et soumise à la tension d'un ressort hélicoïdal 26 logé dans l'évident 27, la pointe de la fiche 26 pouvant s'ajuster dans deux ren - fonoements correspondants 29 et 30 pratiqués sur la surface la - térale de la soupape 23. Au fond du prolongement cylindrique 21, une vis est filetée sur toute la longueur de celui-ci, elle sert d'arrêt à la soupape 23 dans sa course ascendante.
Sous la face inférieure du plateau à disque 14 est fixée l'extré- mité supérieure d'un ressort hélicoïdal 32 s'appuyant par son extrémité inférieure sur la face supérieure du piston 18. La partie inférieure du cylindre 8 porte un raccord latéral 33 près de la séparation horizontale 11, à ce raccord est fixé un tube 34, de section transversale relativement grande, com - muniquant avec la partie .inférieure du réservoir 1 et sur le même côté de la partie supérieure du cylindre 8.
aboutit un coude de section relativement grande 35, qui communique avec l'intétieur d'un organe 36 de forme conique de l'arbre horizon-
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tal servant de logement au boisseau du robinet d'arrêt 37 muni extérieurement d'une poignée 38 et ayant un conduit transversal 39 et une ouverture 40 pratiqués dans la paroi latérale de conduit. Les lignes d'axe du conduit 39 et de l'ouverture 40 forment entre elles un angle de 90 et du coté extérieur de la chapelle de la soupape 36 fait saillie un raccord 41 relié par un tube 41' de section relativement étroite à la partie supérieure du réservoir 1.
La partie supérieure de la chapelle de la soupape 36 est reliée par un coude tubulaire 42 à un corps tubulaire horizontal 43 formé au-dessus du cylindre 3 et commni- quant avec lui, ce corps 43 étant supporté par une bride hori- zontale 44 à l'intérieur du cylindre 3 et assemblée avec ce der- nier au moyen de boulon 45, le corps tubulaire 45 ayant sur l'un ou l'autre côté du cylindre 3 un logement de forme conique 46,47, les deux servant de logements pour les organes mâles des deux soupapes de distribution 48 et 49 à axes horizontaux et munies d'un simple chemin transversal 50 est montées sur pivots, sur Patine à billes aux extrémités de leurs tiges ou broches 51 et 52.
Ces broches sont munies de roues d'engrenages 53 et 54 disposées sur le même plan vertical et engrenant avec une roue verticale intermédiaire 45 calée sur une broche inactive horizontale 56, les trois roues 53,54 et 55 sont logées dans un carter d'engre- nages 57 dont le couvercle 57' est amovible, étant fixé par des vis 58, ce carter se prolongeant vers le basafin de permettre d'y loger deux autres roues d'engrenage intermédiaire 59 et 60, olavetées sur les broches horizontales inactives 51 et 62, ces roues intermédiaires engrenant avec une autre roue 63 fixée a une extrémité de la manivelle 5 sur cette dernière est fixée,
à l'intérieur du carter 57 une roue à chaîne dentée 64 reliée par une chaîne sans fin 65 avec une autre roue analogue 66 clavetétà l'extrémité de l'arbre horizontal 67 d'un petit mo- teur électrique 68 dont la carcasse est fixée par les vis 69 sur le côté du carter d'engrenage 57 et dont l'arbre est accou- plé à celui de la pompe de compression d'air en communication avec une petite enveloppe d'air comprimé 71, de laquelle part un
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tube 72 relié à la partie supérieure du reservoir 1.
A l'exté- - rieur du carter 57, la manivelle 5 se trouve prolongée en l'accou- plant avec l'arbre d'une pompe rotative 73 pour la circulation du liquide et dont l'enveloppe est fixée au moyen de vis 64 au car- ter 57, l'admission de la pompe étant reliée à un raccord 76 à la partie supérieure de la section inférieure du cylindre 8 au moyen d'un tube 75, de préférence, le raccord 76 est diamétrale- ment opposé au raccord 33 et le tube d'impulsion ou d'échappement de la pompe 73 est relié par un tube 77 à un raccord 78, formé sur l'un des côtés du prolongement réduit inférieur 21 du cylin- dre 8 et en un point qui soit très rapproché du fond du prolon- gement 21.
L'autre extrémité ou corps tubulaire 43 est reliée par un coude tubulaire 79 à un corps creux de forme conique 80, semblable au corps 36 et servant de logement pour le boisseau d'un robinet 81 semblable au robinet 37 décrit précédemmant ;la chapel- le de soupape 80 est munie latéralement d'une ouverture ou évant 82 et cette chapelle 80 est réunie à un coude tubulaire 83 fixé à sa partie Inférieure et communiquant au moyen d'un tube 84 avec le fond du réservoir 1.
Les trois tubes 34, 41' et 72 sont munis respectivement de soupapes de retenue 85,86 et 87, pour éviter le brusque reflux du liquide du réservoir 1 au moteur.
Les parties supérieure et inférieure du cylindre 8 sont munies de tubes 88 et 89 débouchant dans l'atmosphère ;le tune 89 se prolonge vers le haut sur une hauteur au moins égale à la base supérieure du cylindre 8,afin d'égaliser les pressions au- dessus et au-dessous du piston 18.
Le moteur est supporté par des consoles 90, faisant par- tie du cylindre 8, sur une carcasse convenable, telle que, par exemple,, le châssis d'un véhicule.
La pompe de compressions d'air 70, au lieu d'être com- mandée par le moteur électrique 68 avec interrupteur et source d'énergie électrique non figurés, peut être entraînée par mou- lin à vent pour une installation à poste fixe où un tel appareil
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est employé.
Le moyen le plus convenable de réglage du moteur pour son fonctionnement efficace est le suivant ; le boisseau du robinet d'arrêt 81 est placé avec la poignée 38 dirigée vers le haut (figure 1) interceptant le passage au liquide (figure 5) mais permettant la libre communication entre l'admission d'air
82 et le coude 79, en déplaçant la poignée 38 de 90 vers la gauche, l'admission d'air se fermera et le liquide pourra cir- culer (figure 4 ) du réservoir 1 au coude 79, l'écoulement du liquide se produisant par la pression pneumatique qu'il subit dans le réservoir 1.
Le piston 2 étant à la -limite supérieure de sa course, le boisseau du robinet 48 avec sa roue d'engrenage
43 engrènera avec la roue 55, de sorte que dans la rotation de la manivelle 5 à droite, le robinet d'arrêt 48 commence à. don- ner passage au liquide jusqu'à ce que le piston 2 soit parvenu au bas de sa course.
A cet instant, la roue 54 du robinet 49 engrène avec la roue intermédiaire 55 de sorte que dans la rota- tion de la manivelle 5 vers la droite, le robinet 49 commence à laisser s'écouler le liquide vers le coude 42 jusqu'à ce que le piston 2 soit de nouveau parvenu à la partie supérieure de sa course ascendante, quand la sortie du liquide sur le cylindre 3 est fermée par le robinet 49 et l'entrée ouverte par le robinet 48, forment de la sorte les deux phases du cylindre moteur, l'une comprenant l'admission du liquide dans le cylindre 3 et l'autre sortie. Dans la première phase ;le liquide est admis dans le cy- lindre 3 en poussant du piston 2 ;vers le bas, et dans la deuxiè- me phase le liquide est expulsé du cylindre par le piston 2 dans sa course ascendante.
Le robinet 37 dont la poignée 38 est dirigée vers le haut fermera le parcours du liquide du coude 42 au coude 35 (figure 6 ) en mettant à sa place le coude 42 en com- munication avec le tube 41' qui conduit au réservoir 1 en faisant tourner la tige du robinet 37 d'un angle de 90 vers la gauche, l'on fermera la communicat'ion du coude 42 avec le tube 41' pour rétablir le parcours du liquide entre les coudes 42 et 35.
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Le fonctionnement du moteur est le suivant ;une fois les robinets d'arrêt 81 et 37 placés dans les positions montrées dans figure 4, la mise en marche se fera rapidement en démarrant le moteur électrique 68 relié à la manivelle 5 par la transmis- sion formée par les deux roues à chaîne dentée 64 et 66 et la chai'ne sans fin 65, et grâce à la transmission par engrenage formée par les roues à rocher 60,59,55,54 et 53, les soupapes de distribution du liquide 48 et 49 se déplacent suivant les in- clinaisons successives des deux faces du piston, de sorte qu' à la première phase, la soupape 48 s'ouvre et la soupape 49 se ferme, admettant le liquide du réservoir 1, poussé par la pression pneumatique exercée sur la dernière, vers le cylindre 3,
à l'in- térieur duquel elle pousse le piston 2 vers le bas jusqu' à ce qu'il attaque le bas de sa course descendante, quand la soupape d'échappement 49 s'ouvre et la soupape d'admission 48 se ferme, ce qui pousse le liquide du cylindre 3 vers les coudes 42 et 35 en passant dans la partie supérieure du cylindre 8, lorsque la soupape à plateau est ouverte par son ressort 32 entièrement détendu, le liquide passant à la partie inférieure du cylindre 8 à travers l'ouverture 12 de la soupape et par son propre poids, remplit le cylindre 8 au-dessus du piston 18. Le piston 18 se trouve en ce moment au bas du cylindre 8 et la vis d'arrêt 31 ferme la soupape tubulaire 23.
En remplissant le cylindre 8 de liquide qui parvient par le tube 75 jusqu'à, l'admission de la pompe rotative 73 actionnée par sa manivelle 5, la pompe contien- dra le liquide à passer par le tube 77 vers le bas du prolon- gement inférieur 21 au cylindre 8, et ce liquide refoulera vers le haut la tige 20 avec l'e piston 18.
En se comprimant le ressort 32 déplacera la soupape à. plateau 14 vers le haut jusqu'à ce qu'elle ferme l'ouverture 23, et à cet instant, le liquide qui occupe la partie inférieure du cylindre 8 retournera au réservoir 1 par le tube 34, au moment même où le piston 18 atteint l'extrémité supérieure de sa course ascen- dante, la soupape tubulaire 23 venant heurter la soupape à pla- teau 14 et sera poussée vers le bas en ouvrant la communication
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entre la partie supérieure au-dessus du piston 18 et la partie inférieure de la tige 20 comme le montre la figure 4.
En ce mo- ment la partie inférieure du cylindre 8 se vide de liquide, et comme la pompe rotative 73 ne reçoit plus de liquide par le tube 75, elle cesse de fonctionner et la tension du ressort
32 repousse le piston 18 et sa tige 20 vers le bas, jusqu'à ce que le cylindre 8 se remplisse de nouveau de liquide pendant le cycle suivant du moteur et ainsi de suite.
Si, lorsque l'on démarre le moteur 73 pour commencer le mouvement du piston 2, les robinets d'arrêt 81 et 37 sont maintenus dans les positions indiquées par les figures 1, 5 et 6 c'est-à-dire le trajet du liquidé à partir du réservoir 1 étant empêché et l'admission d'air étant ouverte permettant de faire passer l'air atmosphérique par l'ouverture 82, alors le moteur fonctionnera comme pompe de compression d'air qui comprimera l'air dans la partie supérieure du réservoir 1, ceci étant réalisé quand il n'existe pas de pompe de compression d'air 70 ou que celle-ci cesse de fonctionner, afin de maintenir une pression pneumatique convenable dans le réservoir 1, de sorte que le liquide puisse atteindre le moteur entraîné par la pression exercée sur le réservoir 1, si les obturateurs 81 et 37 sont complètement fermés,
démarrant le moteur au moyen du moteur électrique 68, celui-ci sera soumis à des chocs par suite du fait qu'il ne possède pas d'ouverture pour l'aspiration de l'air ou l'évacuation du liquide, chocs qui peuvent survenir à l'intérieur des cylindres.
Il faut comprendre que les détails de construction de l'appareil et sa forme peuvent être modifiés à volonté sans altérer le caractère essentiel ou les caractéristiques de cette invention.