Brevet FR2138450A1 — publié le 19730105

La présente invention a pour objet une installation pour la séparation de l'huile des gaz comprimés. On sait que les compresseurs statifs, en particulier les compresseurs à vis, exigent l'injection continue d'une huile de graissage qui, en plus de son action lubrifiante, a aussi pour ralle de soustraire une partie de la chaleur développée par le travail de compression, ce qui a pour but de maintenir la température de fonctionnement dans des limites acceptables. Il est dgalement connu et évidemment nécessaire dans ces appareils de séparer ladite huile des gaz comprimés à leur sortie des compresseurs, et on connaît déjà à ce sujet quelques installations de séparation de ce type, dont le schéma ne s'écarte pas de celui qui suit: - Compresseur - conduite d'arrivée gaz comprimés chargés en huile - séparateur avec filtre - sortie gaz épuré vers l'utilisation - et sortie huile séparée, cette dernière étant à nouveau injectée dans le compresseur, sous l'action d'une pompe, après passage par un refroidisseur approprié. A la sortie de ce refroidisseur, pour maintenir l'huile à la pression voulue, une partie de l'huile froide est renvoyée au réservoir-séparateur, tandis qu'on n'envoie au compresseur que la quantité nécessaire à son fonctionnement. I1 faut noter à ce sujet que la quantité d'huile pouvant être injectée dans le compresseur est sujette à une limite supérieure qui est dictée tant par des exigences de construction que par des exigences fonctionnelles, et c'est pourquoi la quantité en excès débitée par la pompe est évacuée par le régulateur de pression. En d'autres termes, dans les installations actuelles, à la sortie du refroidisseur d'huile, une partie de celle-ci, désormais froide, est renvoyée directement au réservoir-séparateur sans qu'on l'ait utilisée. Etant donné qu'il est impossible de refroidir l'huile au dessous d'une certaine limite dans le système ci-dessus, et du fait de la limitation à iaitité d'huile pouvant être injectée dans le compresseur, les gaz de sortie s'échappent à une température qui, bien qu'elle soit acceptable du point de vue du fonctionnement du compresseur, est cependant telle que ladite huile parvenant au séparateur est en partie sous forme de vapeur. Or, puisque la séparation se fait à l'aide de filtres spéciaux dont les caractéristiques inhérentes de construction et fonctionnelles exigent que ces filtres travaillent avec l'huile se présentant sous forme de gouttelettes, c'est-à-dire à l'état liquide, il s'ensuit que ladite séparation a lieu avec un rendement faible, une partie de l'huile étant évacuée avec le gaz envoyé à l'utilisation. Le but principal de la présente invention est de remédier aux inconvénients susmentionnés en proposant une installation de séparation de l'huile du gaz comprimé qui, grâce à l'emploi de moyens simples, existant déjà dans le circuit, permet d'obtenir un rendement de séparation beaucoup plus élevé à celui qui était réalisable jusqu'à l'heure actuelle. Ces buts et d'autres encore permettent de réaliser l'installation selon l'invention pour la séparation de l'huile d'un gaz comprimé, du type comportant un réservoir-séparateur alimenté par la conduite d'arrivée du gaz comprimé à épurer, un échangeur de chaleur relié à la sortie d'huile séparée dudit réservoir et alimenté par une pompe appropriée, ainsi qu'une conduite reliée à la sortie dthuile dudit échangeur et au compresseur, ladite installation étant caractérisée en ce que le retour d'huile refroidie au réservoir séparateur a lieu par l'intermédiaire d'un post-refroidisseur, qui est de préférence enfermé dans le séparateur même-, et dans lequel l'huile froide provenant de l'échangeur de chaleur est mélangée au gaz comprimé chaud chargé en huile provenant du compresseur, ce qui contribue à réduire notablement la température globale du mélange. Un mode de réalisation d'une installation conçueselon l'invention a été schématiquement représenté à titre d'exemple non limitatif, sur la figure uniqué du dessin annexé. Cette installation comprend: A - Un réservoir-séparateur auquel parviennent les gaz comprimés par l'intermédiaire d'une conduite 1 reliée à la sortie du compresseur E actionné par un moteur électri que M, ledit séparateur servant aussi de réservoir pour l'huile O, B - Un échangeur de chaleur refroidisseur d'huile alimenté par une pompe P qui aspire l'huile du séparateur A à travers une conduite 2 et refoule ladite huile dans l'échan geur B précité par la voie de-la conduite 2', C - Une conduite reliée à la sortie de l'échangeur B, qui se divise en deux branches 3a-3b à travers lesquelles l'huile refroidie est envoyée en partie au compresseur E et en partie à un post-refroidisseur D respectivement, et D - Un post-refroidisseur logé à l'intérieur du réservoir séparateur A, selon le mode de réalisation illustré, dans lequel le mélange huile + gaz comprimé provenant du com presseur est refroidi par échange thermique avec la quantité d'huile en excés arrivant par la dérivation 3b de la conduite C. I1 est évident que la caractéristique principale de cette disposition réside dans le fait d'avoir prévu le post-refroidisseur D, grâce à quoi l'huile en excès débité par la pompe est renvoyée au réservoir-séparateur A par l'entremise dudit post-refroisseur D où le mélange gaz-huile arrivant du compresseur E s'enrichit davantage en huile pour contribuer à faire baisser la température du mélange dans son ensemble. La pompe P de recirculation d'huile est choisie à dessein avec un débit en excès sur la quantité demandée par le compresseur E, de façon que l'excès d'huile froide soit envoyé au postrefroidisseur D. De cette manière, on obtient une réduction considérable de la température du mélange huile-gaz arrivant du compresseur, et ce mélange refroidi se présente aux filtres F avec l'huile à l'état liquide de gouttelettes, qui est précisément nécessaire pour le bon fonctionnement, le bon rendement ou efficacité desdits filtres d'où le gaz épuré est envoyé à l'appareil utilisateur V par la conduite 4. En 5 et 6, on a indiqué respectivement les conduites d'entrée et de sortie de l'eau pour l'échangeur de chaleur B. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENtICAI ONS 1. Installation pour la séparation de l'huile d'un gaz comprimé, du type comprenant un réservoir-séparateur alimenté par la conduite d'arrivée du gaz comprimé à épurer, un échan- geur- de chaleur relié à la sortie huile séparée du réservoir précité et alimenté par une pompe appropriée, ainsi qu'une conduite reliée à la sortie d'huile dudit échangeur et allant au compresseur, caractérisée en ce que le retour de l'huile refroidie au réservoir-séparateur a lieu par l'intermédiaire d'un post-refroidisseur éventuellement enfermé à l'intérieur du séparateur même, et dans lequel l'huile froide provenant de 1' échangeur de chaleur est mélangée au gaz chaud en pression chargé d'huile qui provient du compresseur, ce qui permet de réduire notablement la température du mélange dans son ensemble. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, entre la sortie du compresseur et le réservoir-séparateur est interposé, dans le parcours du gaz, un post-refroidisseur dont l'agent de refroidissement est constitué par de l'huile provenant du réservoir-séparateur même, à travers le refroidisseur. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conduite reliée à la sortie d'huile de l'échangeur de chaleur se partage en deux branches dont l'une amène une partie de l'huile directement au compresseur et l'autre au post-refroidisseur. 4. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le post-refroidisseur se trouve logé en position appropriée à l'intérieur même du réservoir-séparateur précité. 5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le débit de la pompe de recirculation d'huile est choisi plus élevé que celui utilisé normalement, de façon à pouvoir disposer, pour l'acheminement vers le post-refroidisseur, d'une quantité préétablie d'huile en excès. 6. Post-refroidisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il peut être d'un type quelconque, suivant la puissance du compresseur, en ce sens que l'échange thermique peut être obtenu soit par mélange direct de l'huile froide au gaz à refroidir, soit par échange thermique à contre-courant par l'emploi de tuyères à jet d'huile prévues à cet effet, soit par tout autre système adapté à l'application particulière.