<B>Dispositif de réglage d'une machine à pistons libres</B> La présente invention a trait à un disposi tif de réglage d'une machine à pistons libres, présentant un accumulateur pneumatique d'é nergie de renvoi des pistons vers le point mort intérieur. Cette machine pourrait être par exemple soit un compresseur, soit un généra teur de gaz moteurs chauds.
Ce dispositif est caractérisé selon l'inven tion en ce qu'il comprend un organe mobile soumis sur une de ses faces à une pression correspondant à la moyenne des pressions régnant dans l'accumulateur, une poussée dé pendant d'une caractéristique de fonctionne ment de la machine, agissant sur cet organe à l'encontre de l'action de ladite pression, un siège de soupape solidaire dudit organe, une soupape sollicitée contre ledit siège et mo bile de façon à pouvoir suivre le déplacement du siège sur une partie de sa trajectoire, une butée pour limiter le déplacement de la sou pape dans un sens de façon à ce qu'elle soit séparée du siège lorsque celui-ci poursuit son déplacement dans ce sens,
une seconde sou pape coopérant avec la première soupape de façon qu'elle soit ouverte lorsque l'organe mo bile présentant le siège de la première soupape déplace cette dernière de façon à l'éloigner de la butée, et des moyens commandés par la se conde soupape pour mettre ledit accumulateur en communication avec une source d'air com primé, lorsque la seconde soupape est ouverte.
Le dessin représente à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif selon l'inven tion et une variante. La fig. 1 est une vue schématique, partie en coupe, d'un générateur de gaz à pistons li bres, comportant cette forme d'exécution du dispositif de réglage ; la fig. 2 est une coupe verticale centrale de cette forme d'exécution, et la fia. 3 est une coupe fragmentaire d'une <B>variante.</B> La fig 1 du dessin représente un généra teur de gaz moteurs à pistons libres désigné dans son ensemble par 10, et pourvu à cha que extrémité d'un accumulateur pneumatique 11 d'énergie de renvoi des pistons libres vers leur point mort intérieur.
Ces accumulateurs sont réunis par une canalisation compensa trice 12. Le générateur de gaz comporte les pistons libres opposés travaillant dans le cy lindre moteur 14, les cylindres compresseurs 16 et les cylindres accumulateurs. Les espaces de volume variable 17 situés du côté intérieur des cylindres 16 constituent des accumulateurs pneumatiques d'énergie agissant en sens in verse des accumulateurs 11.
La machine décrite présente un dispositif de réglage, représenté en détail à la fig. 2 et qui comprend: un corps 20 pourvu d'un rac- cord supérieur de canalisation 22 réunie à l'échappement du moteur, d'une canalisation 24 de raccordement à une bouteille d'air com primé 26, et de deux canalisations de raccor dement 28 et 30, à la canalisation compensa trice 12 des cylindres accumulateurs 11.
La canalisation 28 est à dessein restreinte, afin que les faibles fluctuations n'influencent pas les éléments de commande ; la canalisation amortie ainsi obtenue permet à la com mande de répondre aux variations d'une pres sion correspondant à la moyenne des pressions régnant dans la canalisation compensatrice 12 et non aux pressions minimum et maximum qui peuvent y régner. Le montage du corps 20 du dispositif ne sera pas décrit.
Un cylindre 32, situé à la partie supérieure du corps 20 du dispositif communique directe ment avec la canalisation 22, et le piston 34 travaillant dans ce cylindre est ainsi soumis à tous moments à la pression d'échappement. Le piston 34 est poussé vers l'intérieur de son cy lindre par un ressort de réglage 36 intercalé en tre la tige 37 du piston et la tête 38 d'un siège mobile de soupape 40. La tête 38 est fixée au centre d'une membrane 42 dont le bord exté rieur est scellé dans le corps 20.
Le siège mobile 40, dont la tête 38 forme la partie supérieure, est guidé dans un alésage 4,4 du corps 20, par une collerette à garniture formant piston 46, et est pourvu d'un conduit central 48 qui s'ouvre dans une chambre à évent 50 située au-dessus de la membrane 42. Une soupape 52 ferme normalement le con duit 48 par contact étanche avec l'extrémité inférieure du siège mobile 40. La soupape 52 est pourvue d'une tige de guidage 54 associée à une partie appropriée usinée dans le corps 20 pour assurer le mou vement linéaire de la soupape. La soupape est poussée vers le haut par un ressort 56 placé entre un clapet à plateau 58 et une partie fixe 60 du corps 20, le clapet à plateau s'enga geant sur la tige 62 de la soupape 52.
Le mou vement remontant de la soupape 52 est limité par une série de saillies 64 dépassant dans l'alésage 44 sur le trajet de déplacement de la soupape.
Une chambre 66, entourant la soupape 52, communique avec la canalisation amortie 28 de raccordement à la canalisation compensa trice 12 au moyen des conduits 68, 70 et 72. Par conséquent, lorsqu'un mouvement sépa rant le siège 40 de la tête de la soupape ouvre celle-ci, la chambre 66, et par suite les accu mulateurs s'évacueront par l'intermédiaire du conduit 48 et de la chambre 50. Le conduit 72 du corps 20 s'ouvre dans une chambre 74 située au-dessous de la mem brane 42, de sorte que le dessous de cette membrane est soumis à la moyenne des pres sions existant dans la canalisation compensa trice 12, et elle est repoussée vers le haut par cette pression. A cette force s'oppose la force exercée par la pression de commande agissant sur le piston 34 et transmise par l'intermé diaire du ressort 36 et de la tête 38.
Un choix approprié des surfaces relatives du piston 34 et de la membrane 42 permet d'assurer une commande appropriée pour une gamme éten due de régimes, le facteur essentiel étant les caractéristiques de fonctionnement de la tur bine ou autre appareil consommateur du gaz fourni par la machine décrite.
La canalisation 30 est commandée direc tement par une soupape inférieure 80 située dans une chambre 82 du corps 20, constam ment relié à la bouteille 26.
La soupape inférieure 80 est montée sur une tige 84 formée sur la face inférieure d'un piston 86 travaillant dans un cylindre 88 usiné dans le corps 20 du dispositif. La tige 84 est traversée par un conduit central 90 qui com munique avec le cylindre 88 au-dessus du pis ton 86, mais ce conduit est étranglé en 92 à son extrémité supérieure. La face inférieure du piston 86 est soumise à la pression de la cham bre 82 et de l'air comprimé grâce à un con duit de raccordement direct 94.
Les faces su périeure et inférieure de ce piston supportent donc la même pression, lorsque les conditions sont stables, mais si le cylindre 88 vient à s'évacuer et la pression agissant sur la face su périeure à se détendre, la pression agissant sur la face inférieure prédominera alors jus qu'à ce que l'air passant par l'extrémité étran glée du conduit 90 ait à nouveau rempli le cylindre à la pression initiale. Dans certaines conditions de déséquilibre de pression, le pis ton 84 remonte alors dans son cylindre et ou vre la soupape de remplissage 80. Un ressort 96 pousse le piston vers le bas pour fermer la soupape 80 lorsque les pressions s'équili brent à nouveau sur les deux faces du pis ton 86.
Le cylindre 88 est commandé à son extré mité supérieure par le clapet à plateau 58, et s'évacue, lorsque ce clapet est ouvert, dans la canalisation 12 par l'intermédiaire du conduit 70. Le cylindre pourrait s'évacuer dans l'atmo sphère, mais il est préférable de conserver l'air disponible.
En ce qui concerne le fonctionnement, si l'on suppose que le générateur de gaz moteur décrit fonctionne correctement à courses et fréquence normales pour alimenter en gaz une turbine associée, le dispositif de réglage dé crit ci-dessus ne fonctionne que sous l'effet d'un écart des conditions de fonctionnement correct. Si pour une raison quelconque la pres sion d'échappement s'élève, la pression ré gnant dans le cylindre supérieur 32 s'élève également et le piston 34 se déplace vers le bas à l'encontre de la compression du ressort de réglage 36. La membrane 42 s'abaisse, ainsi que le siège mobile 40 et la soupape associée 52 ; le clapet à plateau 58 s'ouvre tandis que la soupape 52 reste fermée.
Cette condition se réaliserait également si, pour une raison quelconque, les accumulateurs perdaient de leur charge et que la presson diminue au-des sous de la membrane 42.
Quand le clapet 58 quitte son siège, l'air contenu dans le cylindre inférieur 88, à la pression totale d'alimentation, se précipite dans la conduite 12 par les conduits 70 et 72. Les forces appliquées sur les deux faces du pis- ton inférieur 86 sont maintenant en déséquili bre, la pression étant plus forte sur la face inférieure que sur la face supérieure. Le pis ton remonte dans son cylindre et sépare la sou pape inférieure 80 de son siège, à l'encontre du ressort 96. L'air comprimé de la bouteille 26 entre dans la canalisation compensatrice 12 et dans les accumulateurs 11. Une plus grande quantité d'énergie est ainsi disponible pour repousser les pistons l'un vers l'autre pour leur course de compression, cette énergie compensant l'augmentation de pression d'échap pement.
Lorsque la pression s'élève au point au quel l'équilibre désiré est atteint, la pression agissant sur la face inférieure de la membrane 42 force cette dernière et le siège mobile as socié 40 à remonter et permet au ressort 56 de refermer le clapet 58 sur son siège pour em pêcher tout autre échappement d'air du cylin dre inférieur 88. L'air de la bouteille d'air com primé continuant à entrer par le conduit 90 et l'étranglement 92, la pression au-dessus et au-dessous du piston inférieur 86 s'équilibre bientôt et le ressort 96 faisant redescendre le piston, ramène la soupape 80 sur son siège et ferme la communication avec la canalisation de remplissage 30.
Si, pour une raison quelconque, la pres sion d'échappement devient inférieure à celle du fonctionnement normal, ou si les cylindres accumulateurs prennent de la surcharge, la membrane 42 remonte pour comprimer le res sort 36 sous l'effet de la pression maintenant excessive agissant sur sa face inférieure. Le siège mobile 40 se sépare alors de la soupape 52, car cette dernière ne peut suivre le siège que jusqu'à la limite déterminée par les sail lies 64 de l'alésage 44. Le conduit 48 étant maintenant ouvert, l'évacuation des accumu lateurs peut s'effectuer dans la chambre 50 et dans l'atmosphère, par l'intermédiaire des ca nalisations 12 et 28, et des conduits 72, 70 et 68.
Lorsque les pressions reprennent leur équilibre, la membrane 42 reprend sa position normale et la soupape 52 se referme. On remarquera que l'énergie de renvoi se trouve ainsi réglée selon les modifications de charge se répercutant en une variation de la pression d'échappement, et corrigée, pour toute condition de charge donnée, du point de vue perte de charge ou surcharge pouvant résul ter de toute autre cause telle que fuite aux pistons, etc. Dans la variante représentée à la fig. 3, on introduit une pression de commande supplé mentaire au moyen d'une canalisation 100 par tant d'une canalisation compensatrice 102 re liant les deux espaces 17 constituant des ac cumulateurs à action inverse des accumula teurs 11.
La- canalisation 100 est raccordée au cylindre supérieur 32 qui est maintenant divisé en deux cylindres axialement concentriques 32, 32a. Le cylindre 32 est raccordé à la ca nalisation d'échappement par la conduite 22, tandis que le cylindre 32a est raccordé par la canalisation 100 à la canalisation compensa trice 102.
Le piston 34 est maintenant repré senté sous la forme d'un piston à gradins com prenant un piston inférieur 34a travaillant dans le cylindre 32a et d'une partie supérieure 34 fonctionnant dans le cylindre 32. Ce piston composé est soumis à la somme de la pression régnant dans les accumulateurs inverses et de la pression d'échappement, et toute variation appréciable de l'une ou l'outre de ces pres sions fera fonctionner les éléments précédem ment décrits pour augmenter ou diminuer l'énergie de renvoi des accumulateurs 11. Lors que la pression dans les espaces 17 augmente, la fréquence de fonctionnement du moteur augmente.
Une augmentation de la pression des accumulateurs inverses provoque une aug mentation de l'énergie de renvoi des accumu lateurs 11, mais le dispositif décrit fonctionne de telle sorte que la machine marchant à fré quence plus élevée et charge plus forte fournit considérablement plus de gaz à la turbine ou autre appareil consommateur de gaz. La variante de la fig. 3 est également avan tageuse dans le cas d'installations comportant plus d'un générateur de gaz moteur à pistons libres.