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DISPOSITIF D'ECHAPPEMENT DES FLUIDES COMPRIMES DANS LES COMPRESSEURS, NOTAMMENT DANS LES COMPRESSEURS POUR APPAREILS FRIGORIFIQUES.
Les soupapes d'échappement employées usuellement dans les compresseurs sont généralement portées par une des.extrémités de ressortslames fixés à la culasse du compresseur. Ces soupapes présentent de nombreux inconvénients, notamment dans les compresseurs pour appareils frigorifiques où il est nécessaire de prévoir des culasses de forme particulières qui doivent être usinées avec une grande précision. De plus, dans le cas des compresseurs électro-magnétiques dont les pistons ont une fréquence élevée, (de l'ordre de 50 cycles à la seconde) le mouvement de pivotement de la soupape, par rapport au point auquel le ressort qui la supporte est fixé, a pour effet d'accélérer considérablement l'usure de la partie de la soupape qui se trouve du côté de la concavité du segment de courbe décrit par cette soupape.
La présente invention remédie à ces inconvénients en créant un dispositif d'échappement des fluides comprimés dans les compresseurs, notamment dans les compresseurs pour appareils frigorifiques.
Conformément à l'invention, le ou les cylindres dans lesquels le fluide est comprimé comportent, au niveau du point mort correspondant à la phase de compression, des éléments en matière élastique dont le module d'élasticité et/ou la section sont préalablement déterminés pour obtenir un taux de compression désiré, les bords au moins de ces éléments se reserrant ou s'écartant, sous l'action de la pression exercée par le fluide comprimé afin que ce dernier soit admis à passer dans une chambre d'où il est dirigé vers les organes récepteurs.
Suivant une forme de réalisation du dispositif de l'invention, le compresseur comporte une culasse annulaire taraudée dans laquelle est
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fixé un double cylindre comportant, à sa partie médiane, des trous percés suivant des rayons, ces trous débouchant dans le fond d'une gorge dont les côtés sont parallèles sur une certaine hauteur puis évasés de façon à former un berceau annulaire dans lequel le joint élastique est logé ; pistons sont mils en opposition dans le double cylindre pour que le flui- de comprimé soulève le joint et passe dans une chambre délimitée par la paroi externe du cylindre et la paroi interne de la culasse annulaire qui estreliée, par une canalisation, au condenseur de l'appareil frigori- fique.
De nombreuses autres caractéristiques du dispositif de l'inven- tion ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.
Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés.
La fig. 1 est une coupe-élévation partielle d'un compresseur conforme à l'invention.
La fig. 2 est une coupe-élévation, à plus grande échelle, d'un détail de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une coupe-élévation partielle d'une variante de la fige 2.
La fige 5 est une coupe-élévation analogue aux fig. 2 et 4.
La fig. 6 est une coupe-élévation d'une troisième variante.
La fige 7 est une coupe-élévation illustrant une autre forme de réalisation.
La fige 8 est une coupe-élévation partielle d'une variante de la fige 7.
A la fig. 1, 1 et 2 désignent les équipages mobiles d'un compresseur synchrone. L'ensemble du compresseur est enfermé dans une cloche hermétique 3 à l'intérieur de laquelle est fixée une tôle médiane 4 de support.
Cette tôle porte, à sa partie supérieure, les organes de support des équipages mobiles 1 et 2, et à sa partie médiane, les éléments constitutifs du ou des circuits magnétiques inducteurs.
Une culasse 5, présentant un flasque périphérique extérieur 6, est enfilée dans un trou 7 percé à la base de la tôle médiane 4 de fagon que le flasque 6 soit appliqué contre cette dernière.
La culasse 5 est rendue solidaire de la tôle médiane par des boulons 8 et par des tiges filetées 9 qui traversent le flasque 6 de la culasse et la tôle médiane 4.
Les tiges filetées 9 sont enfilées dans des manchons 10 et 11 servant d'entretoises à des pattes d'extrémité 12, 13. Ces pattes sont disposées respectivement en face de deux doigts 14 et 15 et servent de butées de sécurité lorsque l'amplitude des équipages mobiles 1 et 2 tend à devenir trop grande.
Un double cylindre 16, comportant deux épaulements filetés 17 et 18, est vissé dans des taraudages correspondants formés dans la culasse 5.
Le double cylindre 16 délimite, à l'intérieur de la culasse 5, une chambre annulaire 19 dans laquelle s'échappe le fluide frigorifique comprimé par des pistons 20 et 21 qui sont mûs en opposition dans- le double cylindre 16.
22 et 23 désignent des tiges reliant respectivement les pistons 20 et 21 aux équipages mobiles 1 et 2.
Le double cylindre 16 est fermé à ses deux
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extrémités par des capuchons 24 et 25 en caoutchouc synthétique ou autre matière appropriée résistant bien au fluide frigorigène, à la chaleur et aux divers lubrifiants et qui, de plus, sont destinés à amortir les bruits lorsque le compresseur est en fonctionnement.
26 et 27 désignent les pipes d'admission du double cylindre 16.
Ces pipes d'admission sont reliées à des canalisations communiquant avec la basse pression du circuit de l'appareil frigorifique, c'est-à-dire avec la sortie de l'évaporatéur ou avec l'intérieur de la cloche hermétique 3, sui- vant que la canalisation de sortie de l'évaporateur débouche dans cette dernière ou que cette canalisation de sortie est directement reliée aux pipes d'admission 26 et 27.
Les fig. 2 et 3 montrent, à plus grande échelle, le dispositif d'échappement du fluide frigorigène comprimé dans la chambre 28 du double cylindre 16.
Des trous 29 sont percés tout autour du cylindre et à sa partie médiane. Ces trous communiquent avec une gorge annulaire 30 formée tout autour du cylindre. Cette gorge présente à sa base des côtés parallèles 31 et 32, puis des côtés inclinés 33 et 34.
Les côtés inclinés 33, 34 de la gorge 30 forment un berceau annulaire dans lequel est logé un joint torique 35 en caoutchouc synthétique ou toute autre matière élastique appropriée résistant bien à la chaleur, aux fluides frigorigènes et aux divers lubrifiants utilisés dans les machines frigorifiques.
Gomme le montre la fig. 2, lorsque les pistons 20 et 21 sont écartés, c'est-à-dire lorsque la pression régnant dans la chambre 28 est sensiblement égale ou inférieure à celle régnant dans la chambre 19, le joint élastique 35 repose sur les côtés inclinés 33 et 34 de la gorge 30; mais le joint n'est jamais au fond de cette dernière et, par suite, il n'obture jamais directement les trous 29, de sorte que la pression régnant dans la chambre annulaire, délimitée par le fond de la gorge 30 et le dessous du joint élastique 35, est toujours égale à la pression régnant dans ' la chambre 2J.
De cette façon, les forces dues à la compression du fluide frigorigène dans la chambre 28 sont appliquées de façon continue sur toute la périphérie du joint élastique qui travaille ainsi dans les meilleures conditions d'utilisation.
Lorsque les forces dues à la compression du fluide frigorigène dans la chambre 28 sont supérieures à celles dues à l'élasticité du joint 35 et à la pression du fluide frigorigène contenu dans la chambre 19, le joint 35 est soulevé sur toute ou une partie de sa périphérie et le fluide frigorigène contenu dans la chambre 28 s'échappe et entre dans la chambre 19 de la culasse, d'où il est envoyé, par une ou des canalisations appropriées, vers le condenseur (non représenté) de l'appareil frigorifique.
20a et 21a désignent les positions occupées respectivement par les pistons 20 et 21 à la fin de la phase de compression en fonctionnement normal. L'espace nuisible 36, c'est-à-dire l'espace compris entre les deux pistons 20 et 21, est réduit à un volume très petit, correspon- dant sensiblement à la moitié de l'espace nuisible d'un dispositif ordinai- re d'une même cylindrée.
Avec le dispositif sus-décrit, il est facile d'agir sur le taux de compression de l'appareil en utilisant un joint présentant une plus ou moins grande section ou un module d'élasticité plus ou moins grand.
Suivant la fige 4, la culasse 5, précédemment décrite, est con- stïtuée de deux éléments identiques 37 et 38 qui sont fixés, par tout moyen convenable, à la tôle médiane 4.
Les éléments de culasse 37 et 38 portent respectivement des cylindres 39 et 40 maintenus dans ces éléments par des collerettes 41 qui pren-
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nent appui contre des épaulements 42 formés par chacun des éléments de culasse. Une pièce 43 est fixée entre les extrémités des deux cylindres 39, 40 de façon à les fermer complètement, cette pièce présentant, sur chacun de ses deux côtés latéraux, des têtes 44 et 44a qui sont conformées extérieurement de façon qu'elles soient de forme complémentaire à celle des pistons compresseurs 20,21 entraînés par les tiges 22, 23.
Cette disposition particulière permet de réduire au minimum les espaces nuisibles 45 et 46 existant entre les pistons compresseurs 20, 21 et la pièce 43, lorsque ces derniers sont en fin de course, comme le montre la fig.
4.
47 désigne des trous percés radialement près des extrémités de chacun des cylindres 39, 40. Comme dans l'exemple précédent, ces trous communiquent avec une gorge annulaire formée tout autour de chacun des cylindres et avec l'intérieur de ces derniers.
Les berceaux annulaires formés à l'extérieur des cylindres en regard des trous 47 servent de logement à des joints toriques 48 constitués¯ de la même façon que le joint torique 35 précédemment décrit.
Lorsque les pistons 20 et 21 sont écartés, c'est-à-dire lorsque la pression régnant dans les cylindres est sensiblement égale ou inférieure à celle régnant dans la chambre 19, les joints élastiques 48 reposent dans le fond des berceaux annulaires formés par les cylindres.
Lorsque les forces dues à la compression du fluide frigorigène comprimé dans les cylindres sont supérieures à celles dues à l'élasticité des joints et à la pression du fluide frigorigène contenu dans la chambre 19, ces joints sont soulevés et le fluide frigorigène s'échappe dans la chambre 19 formée par les culasses, d'où il est envoyé, par une ou des canalisations appropriées, vers le condenseur de l'appareil frigorifique.
A la fige 5, un disque 49, percé de trous 50 ferme le fond de chacun des cylindres 39, 40 qui sont montés dans les éléments dé culasse 37, 38 de façon semblable à celle représentée à la fig. 4 et décrite cidessus.
Les disques 49 sont fixés aux cylindres au moyen de boulon? 51 vissés dans des taraudages de ces derniers. Ces disques supportent, à leur partie médiane, des bouchons hémisphériques 52 qui ferment partiellement le fond des cylindres 39, 40 en ménageant toutefois un canal annulaire 53.
54 désigne des plaques circulaires fixées sur les faces planes des bouchons 52. Ces plaques servent de butées à des joints toriques élastiques 55 montés sur chacun des bouchons 52.
Lorsque ces joints sont au repos, ils prennent appui contre des épaulements 56, formés par les cylindres, en obturant ainsi les canaux annulaires 53.
Le fonctionnement est analogue à celui décrit précédemment, c'est-à-dire que, lorsque le fluide frigorigène est comprimé par les pistons 20, 21, il repousse les joints 55 qui roulent et/ou glissent sur les bouchons 52 en permettant ainsi au fluide comprimé de passer par les canaux 53, puis de contourner les plaques circulaires 54 pour être admis enfin dans la chambre 19 délimitée par les éléments de culasse 37, 38.
La forme hémisphérique des bouchons 52 permet, comme dans 1' exemple précédent, de réduire au minimum le volume des espaces nuisibles existant en fin de course entre la face de travail des pistons et les fonds de cylindres.
A la fig. 6, les extrémités intérieures 39a et 40a des cylindres 39, 40 présentent des filetages 57 -sur lesquels sont vissés des capuchons 58. Ces capuchons sont percés de trous 59 et forment des bossages tronconi- ques 60 qui sont partiellement engagés dans les cylindres 39, 40 en ména-
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géant toutefois, comme dans l'exemple précédent, des canaux annulaires
53. Ces derniers canaux sont normalement fermés par des joints toriques élastiques 61, analogues à ceux précédemment décrits, qui sont enfilés sur la partie tronconique des bossages 60.
Comme dans les exemples précédents,-les pistons 20, 21 présen- tent une face de travail de forme semblable aux faces d'extrémité des bos- sages 60, afin de réduire le plus possible le volume des espaces nuisibles
Suivant cette forme de réalisation, le fonctionnement est ana- logue à celui décrit précédemment.
A la fig. 7, des plaques 62, qui peuvent par exemple être de section rectangulaire, sont fixées aux extrémités 39a, 40a de chacun des cylindres 39, 40. Ces plaques sont percées de trous 63 et supportent, à leur partie médiane, des pièces 64 dont les faces extérieures sont conformées de façon semblable aux faces de travail des pistons 20, 21.
Chacune des pièces 64 présente une partie cylindrique 65 sur laquelle est enfilée une manchette 66, en matière élastique, qui est main- tenue par une rondelle 67 prenant appui contre la plaque 63 correspondante.
Le bord périphérique de chacune des manchettes 66 repose normalement sur l'extrémité des cylindres 39, 40 en fermant ainsi les canaux annulaires 53 délimités par les pièces 64 et les cylindres.
Lorsque le fluide comprimé par les pistons 20, 21 atteint une pression suffisante, les manchettes sont légèrement repoussées contre 1' action de leur élasticité en permettant ainsi au fluide de s'échapper et d'entrer dans la chambre 19.
Suivant la variante représentée à la fige 8, la plaque 62 supporte un élément 68 à l'extrémité duquel est montée une soupape 69 constituée exactementde la même façon que le piston 21, c'est-à-dire que cette soupape comporte une garniture ou manchette élastique 70 maintenue dans une coupelle 71.
Les soupapes, telles que la soupape 69, sont entièrement engagées dans l'alésage de chacun des cylindres, de sorte que le bord périphérique de leurs garnitures 70 se serre, sous l'action de son élasticité, contre la paroi de l'alésage en empêchant le fluide comprimé de passer avant que sa pression ait atteint une valeur suffisante.
L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit en détail. En particulier, les dispositifs d'échappement représentés et décrits peuvent être montés sur divers autres types de compresseurs, tels que ceux entraînés par un moteur rotatif ou ceux à commande électromagnétique et comportant une navette se déplaçant alternativement et commandant le mouvement de deux pistons reliés aux deux extrémités de cette navette.
REVENDICATIONS.
1 - Dispositif d'échappement des fluides comprimés dans les compresseurs, caractérisé par le fait que le ou les cylindres dans lesquels le fluide est comprimé comportent, au niveau du point mort correspondant à la phase de compression, des éléments en matière élastique dont le module d' élasticité et/ou la section sont préalablement déterminés pour obtenir un taux de compression désiré, les bords au moins de ces éléments se resserrant ou s'écartant, sous l'action de la pression exercée par le fluide comprimé, afin que ce dernier soit admis à passer dans une chambre d'où il est dirigé vers les organes récepteurs.