FR2833047A1 - Dispositif pour comprimer un fluide - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comprend un bloc-cylindre (100) incluant un alésage (110) de cylindre pénétrant longitudinalement dans le bloc-cylindre, au moins un orifice d'aspiration de fluide croisant l'alésage et des orifices de refoulement en forme de fentes, un piston (200) déplaçable en va-et-vient dans l'alésage, une soupape de refoulement (300) mobile dans l'alésage pour ouvrir et fermer des orifices de refoulement du fluide du bloc-cylindre et comprenant un piston (310) pourvu d'une bride limitant le déplacement de la soupape, et une tête de cylindre (400) formant une chambre de refoulement et communiquant avec les orifices de refoulement.Application notamment aux dispositifs de compression, de pompage et de refoulement d'un fluide au moyen d'un piston à déplacement alternatif linéaire.
Description
des côtés radiaux diamétralement opposés du bloc-cylindre.
La présente invention concerne d'une manière
générale un dispositif de compression et plus particulière-
ment un dispositif pour comprimer, pomper et refouler un fluide moyennant l'utilisation d'un déplacement alternatif linéaire d'un piston. Un exemple typique d'un dispositif classique pour comprimer un fluide est représenté sur les figures 1 et 2
annexées à la présente demande.
Les figures 1 et 2 sont des vues représentant schématiquement, en coupe transversale, la structure et le fonctionnement d'un dispositif classique pour comprimer un
fluide. Le chiffre de référence 10 désigne un bloc-
cylindre, le chiffre de référence 20 un piston, le chiffre de référence 30 une plaque à soupapes et le chiffre de référence 40 une tête de piston. Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, le bloc-cylindre 10 comporte un alésage de cylindre 11 ayant un diamètre prédéterminé et pénétrant dans ce bloc dans la direction de la longueur ou dans la direction longitudinale. Le piston 20 est disposé à l' intérieur de l' alésage 11 du cylindre du bloc-cylindre de
manière à s'y déplacer en va-et-vient.
La plaque à soupapes 30 est disposce au voisinage du bloc-cylindre 10. Un trou 31 d'aspiration du fluide, un trou 32 de refoulement du fluide sont formés dans la plaque à soupapes 30. En outre, la plaque à soupapes 30 possède une soupape d'aspiration 33 (représentée d'une manière plus visible par des lignes formées de tirets sur la figure 2)
et une soupape de refoulement 34 (plus clairement représen-
tée sur la figure 1) qui sont disposées dans cette plaque
pour ouvrir et fermer respectivement le trou 31 d' aspira-
tion du fluide et le trou 32 de refoulement du fluide.
En outre, la tête de cylindre 40 est disposse sur le bloc-cylindre 10 sur un côté o la plaque à soupapes 30 est disposce et dans cette tête sont disposées une chambre 41 d' aspiration du fluide et une chambre 42 de refoulement du fluide. La chambre 41 d' aspiration du fluide et la
chambre 42 de refoulement du fluide sont associées respec-
tivement chacune au trou 31 d' aspiration du fluide et au
trou 32 de refoulement du fluide de la plaque à soupape 30.
En outre un collecteur 43 d'aspiration du fluide et un col-
lecteur 44 de refoulement du fluide, qui communiquent res-
pectivement avec la chambre 41 d' aspiration du fluide et avec la chambre 42 de refoulement du fluide, sont raccordés
à la tête de cylindre 40.
Dans le dispositif classique servant à comprimer le fluide posséJant la structure indiquée plus haut, un fluide est aspiré, comprimé et refoulé par le piston 20 qui se déplace en va-et-vient dans l'alésage 11 du cylindre en recevant une puissance fournie par une source d'entraînement du piston (non représentée). Le piston 20 se
déplace dans l'alésage 11 du cylindre du bloc-cylindre 10.
De facon plus spécifique, lorsque le piston 20 se déplace depuis un point mort haut T (figure 1) de l'alésage 11 du cylindre jusqu'à un point mort bas B (figure 2) de l'alésage 11 du cylindre, la soupape d' aspiration 33
s'ouvre dans le trou d' aspiration 31 de la plaque à sou-
papes 3 en raison de la différence de pression entre l' intérieur de l'alésage 11 du cylindre et l' intérieur de la chambre 41 d'aspiration du fluide, comme représenté sur
la figure 2. C'est pourquoi le fluide est aspiré à l'inté-
rieur de l'alésage 11 du cylindre du bloc-cylindre 10 par
l'intermédiaire du collecteur d' aspiration 43, de la cham-
bre d' aspiration 41 de la tête de cylindre 40 et du trou d'aspiration 31 de la plaque à soupapes 30. La pression dans la chambre de refoulement 42 de la tête de cylindre 40 est supérieure à celle présente à l'intérieur de l'alésage 11 du cylindre, ce qui a pour effet que la soupape de refoulement 34 est retenue dans une position fermée (comme représenté sur la figure 2), et qui provoque la fermeture
du trou de refoulement 32.
D'autre part, lorsque le piston 20 se déplace depuis le point mort bas B t figure 2) de l'alésage 11 du cylindre jusqu'au point mort haut T (figure 1) de l'alésage 11 du cylindre, alors le fluide, qui est aspiré dans l'alésage 11 du cylindre pendant la course descendante du piston, est graduellement comprimé. Enfin, comme représenté sur la figure 1, lorsque le piston 20 atteint le point mort haut T. la pression dans l'alésage 11 du cylindre devient supérieure à la pression dans la chambre de refoulement 42
de la tête de cylindre 40, ce qui a pour effet que la sou-
pape de refoulement 34 ouvre le trou de refoulement 32 de la plaque à soupapes 30. Par conséquent, l'air comprimé est
refoulé par le trou de refoulement 32 de la plaque à sou-
papes 30, dans la chambre de refoulement 42 de la tête de cylindre 40 et sort par le collecteur de refoulement 44. A cet instant, la pression de la chambre d' aspiration 41 de la tête de cylindre 40 est inférieure à celle régnant dans l'alésage 11 du cylindre, et par conséquent la soupape d'aspiration33 est retenue dans une position fermée (comme représenté sur la figure 1), ce qui provoque la fermeture
du trou d' aspiration 32.
En outre, lorsque le piston 20 se déplace à nou-
veau en direction du point mort bas B. le trou d' aspiration 31 est ouvert par la soupape d' aspiration 33, et un trou de refoulement 32 est fermé par la soupape de refoulement 34, ce qui a pour effet que du fluide est aspiré à partir de la chambre d' aspiration 41. Ensuite, lorsque le piston 20 se déplace à nouveau jusqu'au point mort haut T. le fluide entraîné est comprimé et refoulé de facon répétée, selon un
cycle de fonctionnement continu.
Cependant, dans le dispositif classique servant à comprimer le fluide comme décrit précédemment, le fluide
comprimé par le piston 20 n'est pas complètement refoulé.
Une partie du fluide comprimé subsiste dans le trou de refoulement 32 de la plaque à soupapes 30. Par conséquent, alors que le fluide est aspiré, en d'autres termes lorsque
le piston 20 se déplace depuis le point mort haut d'extré-
mité T jusqu' au point mort bas d' extrémité B. le fluide - restant présent à une haute pression, est à nouveau détendu lorsque le piston 20 se déplace sur sa course descendante. Compte tenu du fait que le fluide sous pression élevée est à nouveau détendu, au début de la séquence d' aspiration du fluide, en d'autres termes lorsque le piston 20 se déplace vers le point mort bas d'extrémité B. la pression dans
l'alésage 11 du cylindre est inférieure à celle de la cham-
bre de refoulement 42 de la tête de cylindre 40, mais la pression est supérieure à celle de la chambre d' aspiration 41. C'est pourquoi, au moment o le piston 20 commence sa course descendante, le déplacement vers le point mort bas
d'extrémité B. l' aspiration ne se produit pas immédiate-
ment. En outre, une fois que la pression dans l'alésage 11 du cylindre devient inférieure à celle de la chambre
d' aspiration 41, lorsque le piston 20 se déplace complète-
ment jusqu'au point mort bas d'extrémité B. la soupape d' aspiration 33 est ouverte et un nouveau fluide est
entraîné. Par conséquent, dans le dispositif classique ser-
vant à comprimer le fluide, lorsque le fluide à haute pres-
sion restant dans le trou d' aspiration 32 crée un espace mort de l'alésage 11 du cylindre pendant chaque cycle de la course, la quantité du fluide entraîné dans l'alésage 11 du
cylindre diminue et conduit à une réduction de rendement.
En outre, étant donné que des dispositifs clas-
siques pour comprimer le fluide doivent utiliser la soupape d' aspiration 33 et les soupapes de refoulement 34 possédant une structure complète pour l'ouverture du trou d'aspira tion 31 et du trou de refoulement 32, l'ensemble du dispo sitif formant compresseur est compliqué. En outre il ne se prête pas à un bon procédé de fabrication et par conséquent
la construction conduit à des coûts élevés de production.
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif pour contrôler un fluide, apte à améliorer le rendement en éliminant l'espace mort que l'on trouve dans un alésage de cyllndre classique lorsqu'un fluide comprimé
est complètement refoulé.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif pour comprimer un fluide, apte à réduire le coût de fabrication et améliorer la commodité d'assemblage et la productivité de fabrication lors de la construction de dispositifs de compression, grâce à l'utilisation d'un piston qui ouvre et ferme un orifice d'aspiration du fluide sans comporter un dispositif de sou pape d' aspiration séparé et grâce à l'utilisation d'un ensemble de soupape de refoulement ayant une structure simple. Ces objectifs sont atteints à l'aide d'un dispo sitif pour comprimer un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: un bloc-cylindre comprenant un alésage cylindrique possédant un diamètre prédéterminé et pénétrant dans le bloc-cylindre dans le sens de la longueur, au moins
un orifice d' aspiration du fluide pénétrant dans une direc-
tion croisant l'alésage cylindrique, et au moins un couple d' orifice de refoulement du fluide ayant la forme d' une
fente et posséJant une fente formée à chacune des deux par-
ties d'extrémité de l'alésage cylindrique, un piston destiné à se déplacer en va-et-vient dans l'alésage cylindrique du bloc-cylindre, un ensemble formant soupape de refoulement disposé de manière à être déplacable dans l'alésage cylindrique de manière à ouvrir et fermer sélectivement les orifices de refoulement du fluide du bloc-cylindre, l'ensemble formant soupape de refoulement comprenant un piston de soupape pourvu d'une bride pour limiter le déplacement de l'ensemble formant soupape de refoulement, et une tête de cylindre servant à former une chambre de refoulement communiquant avec les orifices de refoulement du fluide du bloc-cylindre sous l'effet de son raccordement au bloc-cylindre, et la tête de cylindre possédant un passage de refoulement du fluide de la chambre
de refoulement.
Conformément au dispositif décrit ci-dessus pour comprimer un fluide, le fluide est aspiré lorsque l' orifice d' aspiration du fluide est ouvert et fermé sélectivement par le piston se déplagant en va-et-vient dans l'alésage cylindrique du bloc-cylindre. En outre, le fluide est refoulé par l 'orifice de refoulement du fluide ou par le piston de soupape déplacé par la pression accrue du fluide dans l'alésage du cylindre. C'est pourquoi, lorsqu'on retire la soupape d' aspiration classique possédant une structure complexe et que la structure de la soupape de refoulement devient plus simple, l'assemblage et la
productivité du dispositif de compression sont améliorés.
En outre, le coût de fabrication est également réduit de façon remarquable. De plus, étant donné que le fluide à haute pression comprimé dans l'alésage cylindrique est complètement refoulé par l' orifice de refoulement, l'espace mort produit en raison du fluide restant dans l'alésage cylindrique peut être éliminé, et par conséquent le
rendement de compression est amélioré.
Conformément à la forme de réalisation préférée de la présente invention, dans le dispositif pour comprimer un fluide, la position d'un point mort haut d'extrémité du piston est disposé en un point situé légèrement audelà d'une partie d'extrémité de l'alésage du cylindre de sorte que le fluide comprimé dans l'alésage du cylindre est totalement déchargé lorsque le piston et le piston de soupape sont en contact réciproque au niveau du point mort
haut d'extrémité.
En outre, l' orifice d' aspiration du fluide est situé directement en avant du point mort bas d'extrémité, c'est-à-dire la position de retrait maximum du piston, et par conséquent le fluide est aspiré rapidement par la dépression produite dans l'alésage du cylindre lorsque l' orifice d' aspiration du fluide est brusquement ouvert
lorsque le pleton atteint le point mort bas d'extrémité.
L' ensemble à soupape de refoulement comprend de préférence: un piston de soupape destiné à se déplacer dans l'alésage cylindrique, le piston de soupape comportant une bride servant à limiter le déplacement du piston de soupape par venue en contact avec une paroi d'extrémité de l'alésage cylindrique, la bride posséJant un premier bas sage formé approximativement au centre de la bride, une plaque de support disposée dans la tête de cylindre et séparce du piston de soupape par un espace prédéterminé, la plaque de soupape posséJant un second bossage formé de manière à correspondre au premier bossage, une pluralité de passages pour le fluide formés radialement dans une position adjacente au centre du second bassage, et un élément élastique disposé entre le piston de soupape et la plaque de support, l'élément élastique supportant élastiquement et repoussant le piston de soupape devant être déplacé dans une direction dans laquelle le piston de
soupape ferme les orifices de refoulement du fluide.
En outre, le bloc-cylindre peut être agencé de
manière à posséder un aspect circulaire ou un aspect carré.
Les orifices d' aspiration du fluide peuvent être disposés sur deux côtés opposés du bloc-cylindre, ou plus
de deux orifices d' aspiration du fluide peuvent être dispo-
sés de manière à s'étendre à travers le bloc-cylindre à des
intervalles prédéterminés.
Les orifices d'aspiration du fluide peuvent avoir
une forme conique ou être agencés sous la forme d'un ori-
fice à deux étages, comprenant un orifice de diamètre supé-
rieur et un orifice de diamètre inférieur, ou sinon un ori-
fice formé par la combinaison de ces deux types.
En outre, les orifices d' aspiration du fluide peuvent être agencés de manière à posséder une zone d'aspi ration plus étendue, par découpage d'une partie d'au moins un côté du bloc-cylindre. Dans ce cas, étant donné que la zone des orifices d' aspiration du fluide augmente, le fluide peut être aspiré plus efficacement dans l'alésage 11 du cylindre. Selon une autre caractéristique de l'invention,
le piston de soupape est creux.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément élastique comprend un ressort hélicoïdal com
primé.
Selon une autre caractéristique de l'invention,
le profil du bloc-cylindre possède une forme circulaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins deux orifices d' aspiration du fluide sont disposés
dans des positions réciproquement opposces du bloc-
cylindre. Selon une autre caractéristique de l'invention,
les orifices d'aspiration du fluide ont une forme conique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les orifices d'aspiration du fluide comprennent deux
étages, à savoir une première partie d'un diamètre supé-
rieur et une seconde partie d'un diamètre inférieur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'un des orifices d'aspiration est une partie à deux étages comportant une portion de diamètre supérieur et une portion de diamètre inférieur, et l'autre orifice est un orifice de
forme conique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, une pluralité d'orifices d'aspiration sont disposés sur une circonférence extérieure du bloccylindre en étant séparés
les uns des autres par des intervalles prédéterminés.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la pluralité d'orifices d'aspiration comprend des trous
ayant des diamètres prédéterminés.
Selon une autre caractéristique de l'invention,
une découpe ayant une largeur et une profondeur prédétermi-
nées est formée au voisinage des orifices d' aspiration du fluide sur la ciraonférence extérieure du bloc-cylindre, et la pluralité d'orifices d'aspiration, qui comprennent des trous ayant des diamètres prédéterminés, sont disposés au niveau de la découpe en étant séparés les uns des autres
par des intervalles prédéterminés.
Selon une autre caractéristique de l' invention, les orifices d' aspiration du fluide possèdent une zone d' aspiration plus étendue grâce à la présence d'une découpe
latérale s'étendant sur une partie du bloc-cylindre.
Selon une autre caractéristique de l' invention,
les au moins deux orifices d' aspiration du fluide sont dis-
posés en étant à l'opposé l'un de l'autre sur des côtés
radiaux opposés du bloc-cylindre.
Selon une autre caractéristique de l' invention,
le profil du bloc-cylindre a une forme carrée.
Selon une autre caractéristique de l' invention, les orifices d' aspiration du fluide ont une zone d'aspira tion étendue en raison de la présence d'une découpe laté
rale s'étendant au moins sur un côté du bloc-cylindre.
Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins deux orifices d' aspiration de fluide sont disposés
sur des côtés opposés du bloc-cylindre.
D'autres caractéristiques et avantages de la pré
sente invention ressortiront de la description donnée ci
après prise en référence aux dessins annexés, sur les quels: - les figures 1 et 2, dont il a déjà été fait mention, sont des vues en coupe transversale représentant schématiquement une structure et un fonctionnement d'un dispositif classique pour comprimer un fluide; - la figure 3 est une vue en perspective arrachée et à l'état éclaté montrant un dispositif pour comprimer un fluide conformément à la première forme de réalisation préférée de la présente invention;
- les figures 4 à 6 sont des vues en coupe trans-
versale décrivant une structure et un fonctionnement du dispositif pour comprimer le fluide selon la première forme de réalisation préférée de la présente invention représen- tée sur la figure 3; - les figures 7A à 7G sont des vues représentant différentes autres formes de réalisation préférées d'un bloc-cylindre et d' un trou d' aspiration de fluide du dispo sitif pour comprimer le fluide selon la présente invention; et
- la figure 8 est une vue en perspective repré-
sentant une autre forme de réalisation préférée du bloc-
cylindre et du trou d' aspiration du fluide du dispositif
pour comprimer le fluide selon la présente invention.
Ci-après, on va décrire de facon plus détaillée
de s formes de réal i sat ion préférces de la présente inven-
tion en se référant aux dessins annexés.
La figure 3 est une vue en perspective arrachée et éclatée montrant un dispositif pour comprimer un fluide selon la première forme de réalisation de la présente
invention. Les figures 4 à 6 sont des vues en coupe trans-
versale décrivant la structure et le fonctionnement du dis-
positif pour comprimer le flui de con fo rmément à la premi è re forme de réalisation de la présente invention représentée
sur la figure 3.
Comme cela est représenté sur les figures 3 à 6, le dispositif pour comprimer le fluide selon la présente invention comprend un bloc-cylindre 100, un piston 200, un ensemble de soupape de refoulement 300 et une tête de
cylindre 400.
Le bloc-cylindre 100 comprend un alésage de cylindre ou alésage cylindrique 110 possébant un diamètre prédéterminé et pénétrant dans le bloc-cylindre 100 dans le sens de la longueur, au moins un orifice d'aspiration de fluide 130 pénétrant à angle droit par rapport à l'alésage du cylindre et au moins une paire d' orifices 150 de refoulement du fluide agencés sous la forme de fentes comportant une ouverture situce dans les deux parties d'extrémité de l'alésage 110 du cylindre. En outre le bloccylindre 100 possède un bossage de raccordement 170 pour le
raccordement de la tête de cylindre 400 au bloc-cylindre.
Le bloc-cylindre 100 peut être formé de manière à posséder l' aspect d'une configuration de type de forme cir culaire comme représenté sur les figures 7A à 7G, ou d'un type carré tel que représenté sur la figure 8. En théorie, le bloc-cylindre 100 peut être agencé avec n'importe quelle forme parmi un certain nombre de formes. C'est pourquoi l' aspect du bloccylindre 100 ne doit pas être considéré comme l imité par les formes de réali sat ion de la présente
invention décrites ci-après.
En outre dans la forme de réalisation préférée, l' orifice 130 d' aspiration du fluide est représenté comme recoupant à angle droit l'alésage 110 du cylindre, mais la
présente invention n'est pas limitée aux exemples représen-
tés. Si cela est souhaitable pour l'écoulement du fluide et pour la structure, l' orifice 130 d' aspiration du fluide peut être formé dans une position inclinée sous un angle prédéterminé (incluant un angle obLus ou un angle aigu) par
rapport à l'alésage 110 du cylindre.
Le piston 200 est disposé de manière à se dépla-
cer en va-et-vient à l' intérieur de l' alésage 110 du cylindre du bloccylindre 100 et aspire et comprime le fluide en recevant une puissance depuis une source d'entraînement séparée (non représentée), ce qui l'amène à
se déplacer en va-et-vient dans l'alésage 110 du cylindre.
Il est préférable que le piston 200 possède un ncyau creux afin de réduire sa propre charge. Pour la même raison, le
piston 200 peut être formé d'un alliage d'aluminium.
L' ensemble de soupape de refoulement 300 possède un piston de soupape 310 disposé de manière à être dépla cable dans l'alésage 110 du cylindre de manière à ouvrir et fermer sélectivement l' orifice 150 de refoulement du fluide
(figures 4 et 5) du bloc-cylindre 100.
Le piston de soupape 310 est un corps circulaire posséJant un diamètre presque égal au diamètre intérieur de l'alésage 110 du cylindre, et une bride 311 est formée sur une extrémité longitudinale du piston de soupape 310 pour limiter un écoulement du fluide autour du piston de soupape 310 en raison du contact avec une paroi de cylindre définissant une partie d'extrémité de l'alésage 110 du cylindre. C'est pourquoi le piston de soupape 310 ouvre et ferme l' orifice 150 de refoulement du fluide sous l'effet de son déplacement pendant une course ascendante, sans pénétrer complètement dans l'alésage 110 du cylindre. Un premier bossage 312 est formé sensiblement au centre de la
bride 311.
L' ensemble de soupape de refoulement 300 comprend en outre une plaque de support 320 disposée à l'intérieur d'une tête de cylindre 400 à une distance prédéterminée du piston de soupape 310, et un élément élastique 330 disposé entre le piston de soupape 310 et la plaque de support 320
de manière à supporter avec possibilité de flexion le pis-
ton de soupape 310 pour qu'il se déplace dans la direction de fermeture de l' orifice 150 de refoulement du fluide. Par conséquent le piston de soupape 310 ferme l' orifice 150 de refoulement du fluide en étant retenu dans un état initial
par l'élément élastique 330 pendant l'étape de course des-
cendante de l'entraînement du fluide, lors de laquelle il
n'existe aucune pression dans l'alésage 110 du cylindre.
Lorsque la pression appliquée à l'alésage 110 du cylindre est élevoe, en d'autres termes lors de la course ascendante de compression du fluide, le piston de soupape 310 ouvre l' orifice 150 de refoulement du fluide et permet l'évacuation du fluide lorsque le piston de soupape 310 vainc la résistance de l'élément élastique 330 et est repoussé par la haute pression du fluide développée dans l'alésage 110 du cylindre. La plaque de support 320 possède un second bossage 321 formé sensiblement au centre de cette plaque et qui correspond et est situé à l'opposé du premier bossage 312 du piston de soupape 310. Au moins trois passages 322 pour le fluide (figure 3) sont formés radialement en étant équidistants et séparés par une longueur prédéterminée du bord extérieur du second bossage 321. Comme cela est représenté sur les figures 4 et 5,
la plaque de support 320 peut être installée à une extré-
mité du bossage de raccordement 170 du bloc-cylindre 100 étant donné que la tête de cylindre 400 est représentée comme étant raccordée au bossage de raccordement 170 du bloc-cylindre 100, mais le procédé de raccordement n'est pas limité à l'exemple décrit. Sinon, la plaque de support 320 peut être installée au moyen d'un autre procédé, par exemple par soudage. Par ailleurs, on peut utiliser un res sort hélicoïdal comprimé en tant qu'élément élastique 330
et, dans ce cas, le ressort hélicoïdal comprimé est ins-
tallé en étant supporté respectivement par les premier et
second bossages 312, 321 formés respectivement sur le pis-
ton de soupape 310 et sur la plaque de support 320. En outre on peut utiliser n'importe quel type d'élément élas tique pour l'élément élastique 330, y compris le ressort hélicoïdal comprimé décrit ou un ressort en forme de plaque. La tête de cylindre 400 est raccordée au bossage de raccordement 110 du bloc-cylindre 100, et une chambre de refoulement 410, qui communique avec l' orifice 150 de refoulement du fluide est formoe dans la tête de cylindre 400. En outre, un passage 420 de refoulement du fluide, qui communique avec la chambre de refoulement 410, est formé dans la tête de cylindre 400. La structure de la tête de cylindre 400 à l'état installé n'est également pas limitée à un type, et au contraire la tête de cylindre 400 peut être installée en utilisant des vis, comme dans la forme de
réalisation préférée de la présente invention.
Sur les figures 3 à 6, un collecteur d'aspiration de fluide 500 s'étend dans le bloc-cylindre 100 au niveau
de l' orifice d' aspiration 130.
Conformément au dispositif pour comprimer le fluide possédant la structure décrite précédemment, le fonctionnement se déroule comme suit. Le fluide est rapide ment aspiré par la dépression développée dans l'alésage 110 du cylindre lorsque l' orifice 130 d' aspiration du fluide est ouvert sélectivement par le piston 200 qui se déplace en va-et-vient dans l'alésage 110 du cylindre, et le fluide
est complètement refoulé lorsque l' orifice 150 de refoule-
ment du fluide est ouvert lorsque le piston de soupape 310 est repoussé par le fluide à haute pression qui est présent
dans l'alésage 110 du cylindre.
La structure fournit un effet remarquable grâce à l'utilisation de la présente invention, comme cela est illustré sur les figures 4 à 6. En se référant aux figures 4 à 6, la position d'un point mort haut d'extrémité T du piston 200 est réglée légèrement au-delà de la partie d'extrémité de l'alésage 110 du cylindre. Par conséquent, le fluide comprimé dans l'alésage 110 du cylindre peut être complètement refoulé lorsque le piston 200 et le piston de soupape 310 sont en contact au niveau du point mort haut de l'extrémité T. En d'autres termes le fluide sous haute pression, qui subsiste sans être refoulé dans le compres seur classique, n'est pas retenu dans l'alésage 110 du cylindre dans la présente invention, et par conséquent
l'espacement peut être supprimé de façon efficace.
La seconde structure de la présente invention consiste en ce que l' orifice 130 d' aspiration du fluide est disposé à droite avant un pointmort bas d'extrémité B du piston 200. Un dispositif séparé de soupape d' aspiration
pour l'ouverture et la fermeture de l' orifice 130 d'aspira-
tion du fluide n'est pas nécessaire et n'est par conséquent pas prévu, étant donné que le piston 200 lui-même ouvre et ferme de façon sélective l' orifice 130 d' aspiration du fluide par déplacement en va-et-vient dans l'alésage 110 du cylindre. C'est pourquoi, lorsque le piston 200 atteint le point mort bas d'extrémité B. l' orifice 130 d' aspiration du fluide est ouvert instantanément et le fluide est rapide ment aspiré par la force d' aspiration de dépression dans
l'alésage 110 du cylindre. En outre, étant donné qu'un dis-
positif séparé de soupape d' aspiration ayant une structure complexe comme dans le compresseur classique est inutile, la structure du compresseur peut être plus simple. En outre, étant donné que le fluide est rapidement aspiré et refoulé, l'effet de refroidissement du bloc- cylindre peut
être logèrement amélioré.
Par ailleurs, pendant le fonctionnement du dispo-
sitif pour la compression du fluide selon la présente invention, le fluide est aspiré lorsque l' orifice 130 d' aspiration du fluide est brusquement ouvert sous l'effet du déplacement du piston 200 de manière à libérer l' orifice d' aspiration 30. Cependant, lorsque le fluide est aspiré par l' orifice 130 d' aspiration du fluide, la durce de marche à vide est brève en raison de la position de l' orifice d' aspiration 130. Par conséquent la quantité du fluide entraîné peut être inférieure à ce qu'il est souhai table. Compte tenu de ce fait, comme cela est représenté sur les figures 7A à 7G, dans la présente invention au moins deux orifices 130, 130' d' aspiration du fluide sont formés dans la position correspondant au bloc-cylindre 100 de sorte qu'une plus grande quantité de fluide peut être
entraînce rapidement dans l'alésage 110 du cylindre.
Conformément aux autres exemples représentés, les orifices 630, 630' d'aspiration du fluide peuvent être coniques, les parties diminuant graduellement depuis l'extérieur vers l'intérieur du bloc-cylindre 100 comme représenté sur la figure 7A ou bien il peut s'agir d'orifices 730, 730' à deux étages, qui possèdent une por tion de diamètre supérieure et une portion de diamètre inférieure comme représenté sur la figure 7B. En outre, l'un des orifices d' aspiration 430 peut être du type à deux étages avec un diamètre plus grand et un diamètre plus petit, et l'autre orifice d' aspiration 430' peut être agencé avec un trou posséJant un diamètre prédéterminé comme représenté sur la figure 7C. Sinon, on peut former deux orifices d' aspiration 930, 930' sous la forme d'un trou circulaire posséJant des diamètres prédéterminés comme
cela est représenté sur la figure 7D.
En outre, on peut former une pluralité d'orifices 1030 d' aspiration du fluide sur une circonférence extérieure complète du bloc-cylindre 100 afin de garantir une surface plus étendue pour l' aspiration du fluide, comme cela est représenté sur la figure 7G. En outre, une partie du bloccylindre 100 peut être découpée de manière à former une ou plusieurs gorges 1130 qui communiquent avec l'alésage 110 du cylindre, comme représenté sur la figure 7E. Dans l'exemple représenté sur la figure 7F, une partie découpée forme une gorge circonférentielle 1232 ayant une largeur et une profondeur prédéterminées le long de la ciraonférence extérieure du bloc-cylindre 100, et une pluralité d' orifice 1230 d' aspiration du fluide sont formés radialement à des intervalles équidistants prédéterminés, qui s'étendent depuis la gorge 1232 de la partie découpée
dans l'alésage 110 du cylindre.
La figure 8 représente une autre forme de réali-
sation préférée de la présente invention. Comme représenté sur la figure 8, le bloc-cylindre 100 est réalisé avec une forme carrée. Une partie arrachée forme une rainure 1332 qui communique avec l'alésage 110 du cylindre qui traverse le bloc-cylindre 100 et peut être formé sur un côté ou sur
deux côtés du bloc-cylindre de forme carrée 100. Les ori-
fices 1330, 1330' d' aspiration du fluide sont formés au niveau de l' intersection de la rainure 1332 et de l'alésage
du cylindre. Dans ce cas, la zone de l' orifice d'aspi-
ration du fluide peut être élargie et par conséquent le fluide peut plus facilement être introduit dans l'alésage
du cylindre.
Ci-après, on va décrire le fonctionnement du dis positif pour comprimer le fluide selon la présente inven tion et possédant les structures indiquses ci-dessus, en référence aux figures 4 à 6. La structure représentée sur les figures 4 à 6 est donnée à titre d'exemple, et le fonc tionnement est applicable aux autres formes de réalisation
décrites précédemment.
Sur la figure 4 on voit que le piston 200 est complètement déplacé vers le point mort bas d'extrémité B dans l'alésage 110 du cylindre. Lorsque le piston 200 est déplacé de manière à atteindre le point mort bas de l'extrémité B. l' orifice 130 d' aspiration du fluide, qui était fermé par le piston 200, est ouvert de sorte que le
fluide peut pénétrer dans l'alésage 110 du cylindre en pas-
sant par l' orifice 130 d' aspiration du fluide. Lorsque le piston 200 commence à se déplacer depuis le point mort haut d'extrémité T vers le point mort bas d'extrémité B. l' orifice 150 de refoulement du fluide de l'alésage 110 du
cylindre est fermé par le piston de soupape 310, et le pis-
ton 200 est forcé de se déplacer jusqu'au point mort bas d' extrémité B. au moyen d'une source d' entraînement externe (non représentée) pendant l'intervalle du cycle, pendant lequel l' orifice 130 d' aspiration du fluide est également fermé par le piston 200. C' est pourquoi, à l ' intérieur du perçage cylindrique 110 il apparaît une dépression ou un vide. Lorsque le piston 200 continue à se déplacer vers le point mort bas B. la dépression augmente. Enfin, lorsque le piston 200 atteint l' orifice 130 d'aspiration du fluide, qui était précédemment fermé par le piston 200, lorsque le piston 200 atteint le point mort bas d'extrémité B. le fluide est rapidement aspiré par l' orifice 130 d' aspiration
du fluide.
Lorsque le fluide est complètement aspiré, le piston 200 commence à comprimer le fluide aspiré en se déplacant depuis le point mort bas d'extrémité B vers le point mort haut d'extrémité T. A cet instant, l' orifice 130
d' aspiration du fluide est fermé par le déplacement du pis-
ton 200 et le piston de soupape 310 ferme l' orifice 150 de refoulement du fluide lorsque le piston de soupape 310 conserve l'état initial sous l' action de la pression de l'élément élastique 330 et de la chambre de refoulement 410 disposce à l'extérieur de cet élément. C'est pourquoi, étant donné que le piston 200 est forcé de se déplacer en direction du point mort haut d'extrémité T par la source d'entraînement externe (non représentée), le fluide dans
cette zone est légèrement comprimé.
La figure 5 représente l'état dans lequel le pis-
ton 200 est complètement déplacé vers le point mort haut d'extrémité T. Lorsque le piston 200 continue à se déplacer vers le point mort haut d'extrémité T. le fluide est com primé à un degré plus important. Lorsque le piston 200 se
déplace jusque dans une position prédétermince, un équi-
libre entre la pression du fluide et la force résistive de
l'élément élastique 330, qui supporte élastiquement le pis-
ton de soupape 310, est établi, c'est-à-dire lorsque la pression du fluide devient supérieure à la force résistive
de l'élément élastique. Par conséquent, le piston de sou-
pape 310 est repoussé et l' orifice 150 de refoulement du
fluide est ouvert. Enfin le fluide comprimé à haute pres-
sion est refoulé dans la chambre de refoulement 410.
Ensuite le piston 200 continue à se déplacer vers le point mort haut d'extrémité T de sorte que le fluide situé dans
l'alésage 110 du cylindre peut être complètement refoulé.
Pendant le processus indiqué plus haut, le piston 200 et le piston de soupape 310 viennent en contact l'un avec l'autre. Le contact se produit presque en même temps que le fluide situé dans le piston 200 et le piston de soupape 310 est refoulé, ce qui a pour effet que le piston 201 et le piston de soupape 310 peuvent entrer en contact l'un avec l'autre sans provoquer aucun endommagement en raison de la présence entre eux du tampon formé par le fluide à haute pression. Comme décrit précédemment, le piston 200 se déplace jusqu' au point mort haut T disposé en un point situé au-delà de la partie d'extrémité de l'alésage 110 du cylindre, ce qui a pour effet qu'aucun fluide comprimé ne subsiste dans l'alésage 110 du cylindre et que l'espace
mort devient nul.
La figure 6 illustre le processus selon lequel le piston 200, qui a terminé la compression après être venu au point mort haut d'extrémité T. aspire le fluide circulant en direction du point mort bas d'extrémité B. Comme repré senté sur la figure 6, le piston 200 se déplace vers le point mort bas d'extrémité B. Ici le piston de soupape 310 ferme l' orifice 150 de refoulement du fluide, en étant ramené dans la position initiale par la force de l'élément élastique 330, et le piston 200 ferme l' orifice 130 d'aspi ration du fluide au moment o le piston 200 se déplace depuis le point mort haut d'extrémité T au point mort bas B. Lorsque le piston 200 se déplace vers le point mort bas d'extrémité B. la dépression est crcoe dans l'alésage 110 du cylindre. Au cours de la course de déplacement descen dant du cycle, le piston 200 atteint le point mort bas B comme représenté sur la figure 4. Ensuite l' orifice 130 d' aspiration du fluide est brusquement ouvert et le fluide est rapidement aspiré dans l'alésage 110 du cylindre par l'intermédiaire de l' orifice 130 d' aspiration du fluide au moyen de la fente de dépression dans l'alésage 110 du cylindre. Ensuite le cycle d' aspiration et de compression décrit précédemment est à nouveau exécuté. Le fluide est entraîné, comprimé et refoulé sous l'effet d'une répétition continue du processus indiqué ci- dessus.
Par ailleurs, on a représenté et décrit le dispo-
sitif d' aspiration, de compression et de refoulement du fluide, en particulier un gaz. Cependant les spécialistes de la technique constateront que la présente invention peut être appliquce à un dispositif pour pomper un liquide, par
exemple une pompe.
Comme cela a été décrit conformément à la pré-
sente invention, le fluide comprimé à haute pression ne reste pas dans l'alésage du cylindre. Par conséquent l'espace mort du compresseur classique, qui est produit sous l'effet de la nouvelle expansion du fluide subsistant,
peut être éliminé. C'est pourquoi on peut augmenter le ren-
dement de compression et ce compte tenu du fait que lors-
qu'on ut i li se un compres seur po s séJant la structure se lon la présente invention pour un cycle de congélation d'un réfrigération ou d'un épurateur d' air, la congélation et le
retroidissement peuvent être remarquablement améliorés.
En outre, conformément à la présente invention, étant donné que la soupape d' aspiration posséJant une structure complexe est supprimée et que la soupape de refoulement est fabriquce en ayant une structure simple, l'ensemble de la structure du compresseur devient plus
simple et les éléments du compresseur peuvent être assem-
blés dune manière plus facile et automatique. C' est pour
quoi le coût de production est réduit.
En outre, conformément à la présente invention,
la soupape d' aspiration classique est supprimée et le fonc-
tionnement de la soupape de refoulement est amélioré. C'est pourquoi, un compresseur selon la présente invention peut être entraîné d'une manière plus silencieuse étant donné
* qu'il n'existe aucun bruit produit dû à un contact de sou-
pape.
Par conséquent, conformément à la présente inven-
tion, on peut réaliser un compresseur et une pompe ayant un taux de compression élevé et fiable. De même l'assemblage du compresseur et d'une pompe est aisé et permet de réduire
des coûts de production.
Jusqu'à présent, on a illustré et décrit les formes
de réalisation préférées de la présente invention.
Cependant, la présente invention n'est pas limitée aux forme s de réali s at ion décrites ici et des variante s et modifications de l' invention peuvent être réalisées sans
sortir du cadre de cette dernière.
Claims (19)
1. Dispositif pour comprimer un fluide, caracté-
risé en ce qu'il comprend: un bloc-cylindre (100) comprenant un alésage cylindrique (110) posséJant un diamètre prédéterminé et pénétrant dans le bloc-cylindre dans le sens de la longueur, au moins un orifice d' aspiration du fluide pénétrant dans une direction croisant l'alésage cylindrique, et au moins un couple d'orifices (1150) de refoulement du fluide ayant la forme d'une fente et possédant une fente formoe à chacune des deux parties d'extrémité de l'alésage cylindrique,
un piston (200) destiné à se déplacer en va-et-
vient dans l'alésage cylindrique du bloc-cylindre, un ensemble formant soupape de refoulement (300) disposé de manière à être déplacable dans l'alésage cylindrique de manière à ouvrir et fermer sélectivement les orifices de refoulement du fluide du bloc-cylindre, l'ensemble formant soupape de refoulement comprenant un
piston de soupape pourvu d'une bride pour limiter le dépla-
cement de l' ensemble formant soupape de refoulement, et une tête de cylindre (400) servant à former une chambre de refoulement communiquant avec les orifices de refoulement du fluide du bloc-cylindre sous l'effet de son raccordement au bloc-cylindre, et que le fluide est aspiré lorsque l' orifice
d' aspiration du fluide est ouvert sélectivement par le pis-
ton se déplacant en va-et-vient dans l'alésage cylindrique et refoulé par les orifices de refoulement du fluide, ces
derniers étant ouverts sous l'effet du déplacement du pis-
ton de soupape lorsque la pression du fluide dans l'alésage
cylindrique atteint une valeur prédéterminée.
2. Dispositif selon la revendication 1, caracté-
risé en ce qu'une position d'un point mort haut d'extrémité (T) du piston est disposé en un point situé légèrement au delà d'une partie d'extrémité de l'alésage (110) cylindrique de sorte que le fluide comprimé dans l'alésage cylindrique est totalement déchargé lorsque le piston (200) et le piston (310) de soupape sont en contact réciproque au niveau du point mort haut d'extrémité (T).
3. Dispositif selon la revendication 1, caracté-
risé en ce que l' orifice (130) d' aspiration du fluide est disposé juste avant un point mort bas d'extrémité (B) défini par la position la plus rétractée du piston (200) de sorte que le retrait du piston établit une communication fluidique entre l' orifice d' aspiration (150) du fluide et l'alésage cylindrique et que le fluide est aspiré par la dépression créée dans l'alésage (110) cylindrique lorsque l' orifice d' aspiration du fluide est brusquement ouvert
lorsque le piston atteint le point mort bas d'extrémité.
4. Dispositif selon la revendication 1, caracté-
risé en ce que l'ensemble de la soupape de refoulement com-
prend: un piston de soupape (310) destiné à se déplacer dans l'alésage (110) cylindrique, le piston de soupape comportant une bride (31) servant à limiter le déplacement du piston de soupape par venue en contact avec une paroi d'extrémité de l'alésage cylindrique, la bride (311) posséJant un premier bossage formé sensiblement au centre de la bride, une plaque de support (320) disposse dans la tête de cylindre et séparée du piston de soupape par un espace prédéterminé, la plaque de soupape possédant un second bassage (321) formé de manière à correspondre au premier bassage, une pluralité de passages (322) pour le fluide formés radialement dans une position adjacente au centre du second bassage, et un élément élastique (330) disposé entre le piston de soupape et la plaque de support, l'élément élastique supportant élastiquement et repoussant le piston de soupape devant être déplacé dans une direction dans laquelle le piston de soupape ferme les orifices de
refoulement du fluide.
5. Dispositif selon la revendication 4, caracté-
risé en ce que le piston de soupape (310) est creux.
6. Dispositif selon la revendication 4, caracté-
risé en ce que l'élément élastique (330) comprend un
ressort hélicoïdal comprimé.
7. Dispositif selon la revendication 3, caracté risé en ce que le profil du bloc-cylindre possède une forme circulaire.
8. Dispositif selon la revendication 7, caracté-
risé en ce qu'au moins deux orifices (630, 630'; 730, 730') d' aspiration du fluide sont disposés dans des positions
réciproquement opposées du bloc-cylindre (100).
9. Dispositif selon la revendication 8, caracté risé en ce que les orifices (630, 630') d' aspiration du
fluide ont une forme conique.
10. Dispositif selon la revendication 8, caracté risé en ce que les orifices (730, 730') d' aspiration du fluide comprennent deux étages, à savoir une première partie d'un diamètre supérieur et une seconde partie d'un
diamètre inférieur.
11. Dispositif selon la revendication 8, caracté risé en ce que l'un des orifices d' aspiration est une par tie à deux étages comportant une portion de diamètre supé rieur et une portion de diamètre inférieur, et l'autre ori
fice est un orifice de forme conique.
12. Dispositif selon la revendication 7, caracté risé en ce qu'une pluralité d'orifices d'aspiration (1030; 1230) sont disposés sur une circonférence extérieure du bloc-cylindre en étant séparés les uns des autres par des
intervalles prédéterminés.
13. Dispositif selon la revendication 12, carac térisé en ce que la pluralité d'orifices d' aspiration (lQ30; 1230) comprend des trous ayant des diamAtres ... predetermnes.
14. Dispositif selon la revendication 7, caractA-
risA en ce qu'une dAcoupe (1232) ayant une largeur et une s profondeur prAdAtermines est forme au voisinage des orifices d' aspiration du fluide sur la ciconfArence extrieure du bloc-cylindre, et la pluralit d' orifices d'aspiration, qui comprennent des trous ayant des diamtres prAdAterminAs, sont disposs au niveau de la dcoupe en Atant sAparAs les uns des autres par des intervalles prAdAterminAs.
15. Dispositif selon la revendication 7, caractA-
risA en ce que les orifices d' aspiration du fluide possA-
dent une zone d' aspiration plus Atendue grAce la prAsence d'une dAcoupe latArale (1130) s'4tendant sur une partie du bloc-cylindre.
16. Dispositif selon la revendication 15, carac-
tAisA en ce que les au moins deux orifices d' aspiration du fluide sont disposs en {tant l'oppos l'un de l'autre
sur des cts radiaux opposs du bloc-gylindre.
17. Dispositif selon la revendication 3, caract4-
risA en ce que le profil du bloc-cylindre (1QQ) a une forme carre.
18. Dispositif selon la revendication 17, carac 2S tAris en ce que les orifices d' aspiration du fluide ont une zone d' aspiration Atendue en raison de la prsence d'une dcoupe latArale (1332) s'4tendant au moins sur un
ct du bloc-cylindre.
19. Dispositif selon la revendication 18, carac tArisA en ce qu'au moins deux orifices d' aspiration de
fluide sont disposs sur des cts opposs du bloc-
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