Brevet FR2352967A1 — publié le 19771223

L'invention concerne généralement un dispositif de production d'air comprimé sec, plus particulièrement pour des quantités relativement faibles d'air telles que celles qui sont nécessaires par exemple pour des moyens d'actionnement et de commande pneumatiques. Il est connu de sécher des gaz comprimés tels que de l'air au moyen de milieux absorbants, par exemple du gel de silice et de l'alumine, qui prennent par intermittence l'humidité de l'air comprimé et qui sont réactivés (voir par exemple l'ouvrage de V. Chlumsky, "Reciprocating and Rotary Compressors, E. & F.N. Spon Ltd, 1965, Chapitre 18.4, pages 488 - 489, qui décrit l'utilisation d'alumine et de gel de silice comme absorbants de l'humidité pour les séchages d'air comprimé et qui suggèrent la réactivation du gel de silice par soufflage intermittent d'air chaud).Il est également connu de réactiver le milieu absorbant en permettant à une partie de l'air comprimé séché de se détendre et de repasser sur le milieu absorbant vers l'atmosphère, le gaz chaud détendu pouvant extraire l'humidité absorbée du milieu absorbant et l'emporter avec lui. Le brevet britannique 850443 décrit un tel procédé. Dans le procédé particulèrement décrit, deux chambres contenant un milieu absorbant sont utilisées par intermittence, le milieu absorbant dans une chambre étant réactivé par une partie de l'air comprimé qui a été séché par passage à travers l'autre chambre contenant un milieu absorbant, et ensuite en inversant les rôles des deux chambres. Le brevet suisse 532947 décrit un procédé dans lequel l'air comprimé à sécher passe à travers une première chambre contenant un mil absorbant, l'air comprimé séché passant ensuite, pour une partie par une valve anti-retour et pour une autre partie par une soupape à papillon, vers une seconde chambre, et ensuite, par l'intermédiaire d'une seconde valve anti-retour, vers une troisième chambre de laquelle l'air comprimé séché peut être extrait pour être utilisé. Lorsque la pression d'air dans la troisième chambre atteint une valeur prédéterminée, un commutateur à détection de pression communiquant avec la troisième chambre actionne un solénoïde commandant l'énergie fournie au compresseur, et une soupape commandant un passage d'air vers l'atmosphère, pour couper le compresseur et simultanément ouvrir la soupape commandant le passage d'air vers l'atmosphère.A cet instant, les valves anti-retour se ferment, mais la soupape à papillon reste ouverte en permettant ainsi à l'air comprimé séché venant de la seconde chambre de retourner par la soupape à papillon et de passer sur le milieu absorbant pour le réactiver, en s'écoulant ensuite vers l'atmosphère. Lorsqu'on utilise l'appareil décrit dans ce brevet suisse, on obtient unq(1étente contrôlée d'une partie de l'air comprimé séché, en augmentant ainsi la capacité de l'air comprimé séché d'absorption de l'humidité, et en obtenant donc une utilisation efficace d'une partie de l'air comprimé séché. L'air doit toutefois passer à travers trois récipients séparés de dimension relativement importante, présentant à l'air de grandes surfaces, et à travers une étendue considérable de conduitsentre les récipients. Cela se traduit par des pertes importantes de la chaleur qui est fournie à l'air par compression.De plus, l'appareil doit comprendre une soupape commandée par solénoïde à l'extérieur du compresseur pour empêcher et permettre le passage de l'air vers l'atmosphère pendant les opérations respectives de compression et de retour en arrière, le solénoïde étant donc nécessaire pour régler à la fois cette valve et le compresseur. La présente inventinn propose un dispositif du type comprenant de telles première, seconde et troisième chambres avec des clapets anti-retour entre les première et seconde chambres et entre les seconde et troisième chambrez, et un passage étranglé entre les première et seconde chambres, mais ce dispositif comprend un seul récipient étanche au fluide partagé par des première et seconde séparations en première, seconde et troisième chambres précitées, la première séparation étant disposée entre les première et seconde chambres et étant traversée par le premier clapet anti-retour et par le passage étranglé, et la seconde séparation étant traversée par le second clapet anti-retour.Ce dispositif présente donc les avantages conférés par une détente contrôlée pendant l'écoulement de retour précité décrit en référence au brevet suisse 532947, mais de plus, il est forme un dispositif compact moins encombrant (les trois chambres étant combinées dans un seul récipient compact) dans lequel la nécessité d'un écoulement en arrière par une tuyauterie entre les chambres est supprimée, et dans lequel la surface totale de dissipation de chaleur avec laquelle l'air doit venir en contact, est sensiblement réduite. Cela se traduit par une réduction considérable des pertes de chaleur, ce qui à son tour diminue le temps durant lequel l'air doit venir en contact avec le milieu absorbant pour réaliser une réactivation efficace de celui-ci. Cela augmente le temps pendant lequel l'air comprimé séché destiné à une utilisation est disponible. Le dispositif comprend également un nombre plus faible d'éléments ou de parties constituantes, ce qui, en plus de la réduction importante des pertes de chaleur, rend le dispositif plus économique à fabriquer et diminue le nombre de parties qu'il faut entretenir ou réparer. Le dispositif est également moins sensible aux pannes ou aux défauts de fonctionnement, il a une sûreté de fonctionnement améliorée, et il présente une prolongation des périodes de fonctionnement entre les inspections, les nettoyages et le renouvellement de son contenu. -Ce dispositif satisfait les conditions particulières concernant l'encombrement et la simplicité de structure, qui sont posées dans le cas des installations petites ou miniatures, plus particulièrement dans le cas d'une utilisation dans des véhicules. Dans un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, la partie précitée de réactivation de l'air comprimé est, après détente et écoulement en arrière sur le milieu absorbant, capable de passer à travers le compresseur vers l'atmosphère. Cela supprime la nécessité d'actionner une valve disposée à l'extérieur du compresseur avant chacune des phasessse compression et d'écoulement en arrière, ce qui réduit de plus le nombre des parties constituantes et augmente donc l'efficacité du dispositif, en offrant des avantages économiques du point de vue de la fabrication, si on le compare à l'appareil décrit dans le brevet suisse 532947. Ce mode de réalisatioapréféré de l'invention ne comprend donc aucun moyen de commutation à part les moyens inévitables de commutation en marche-arrêt de l'entratnement du compresseur lorsque la pression dans le récipient d'air comprimé atteint une valeur prédéterminée. Il est préférable d'inclure, dans un appareil selon l'invention, un-filtre de poussière, disposé sous le milieu absorbant, l'air comprimé étant amené à s'écouler vers le haut à travers la première chambre durant la phase de compression, de telle sorte que la vapeur d'eau se condensant sur le milieu absorbant d'humidité peut s'égoutter de celui-ci à travers le filtre pour ainsi le nettoyer de la poussière. La disposition d'un filtre à poussière en amont du milieu absorbant l'humidité pendant la phase de compression empêche la poussière de l'air de contaminer le milieu absorbant et de diminuer son efficacité. De plus, lorsqu'on amène l'air à s'écouler vers le haut à travers le filtre à poussière et le milieu d'absorption de l'humidité pendant la phase de compression, la vapeur d'eau condensée sur le milieu d'absorption de l'humidité peut s'égoutter vers le bas à travers le filtre à poussière et lave donc ce dernier de la poussière automatiquement. Cela augmente de façon importante le temps de fonctionnement du filtre et du milieu d'absorption de l'humidité, avant que leur nettoyage cu remplacement soit nécessaire. Un mode de réalisation préféré de l'invention est construit de façon à permettre un accès facile au récipient, pour la maintenance ou le changement des parties de l'appareil. Dans cet appareil, le récipient est constitué des deux parties cylindriques disposées axialementbout à bout, chaque partie comprenant un rebord s'étendant radialement vers l'extérieur à cette extrémité axiale, les rebords étant fixés l'un à l'autre de façon détachable pour former un joint étanche au fluide. La première séparation est également amovible, et elle s'étend radialement vers l'extérieur du récipient et a sa partie périphérique extérieure fixée de façon détachable entre les rebords précités. Les deux parties du récipient peuvent donc être écartées l'une de l'autre, et la première séparation peut ainsi être retirée. Cela permet un accès facile à la seconde séparation pour la maintenance ou le changement du clapet anti-retour disposé dans un orifice de celle-ci, ainsi que l'inspection de l'appareil, le renouvellement du milieu absorbant et du filtre mécanique, et le nettoyage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci, apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement la structure d'un dispositif selon l'invention ; et - la figure 2 représente schématiquement une variante de réalisation du dispositif selon l'invention. Dans les dessins, on a indiqué par la référence 1 le compresseur entraîné par un moteur électrique, et par la référence 2 le récipient, qui est partagé par des première et seconde séparations 3 et 4 en une chambre inférieure 5, une chambre centrale 6 et une chambre supérieure 7. Dans la chambre inférieure 5 on a indiqué par la référence 8 un filtre mécanique, et par la référence 9 le milieu absorbant. Un volet ou clapet anti-retour 10 et une petite buse ou tuyère 11 sont situés dans la séparation 3. Un volet ou clapet antiretour 12 est situé dans la séparation 4. On a indiqué en 13 un conduit de pulsation avec un manomètre, dans ou sur la chambre supérieure 7,pour le démarrage et l'arrêt du moteur du compresseur-. Or# indiqué en 14 le tuyau d'air comprimé conduisant au point auquel l'air comprimé séché est nécessaire, et en 15 le robinet d'écoulement de liquide. Les flèches 16 et 17 représentent le débit d'air frais à l'intérieur et à l'extérieur du compresseur 1 respectivement. On a indiqué en 18 un rebord du récipient 2, dans lequel la séparation 3 est montée de façon étanche au fluide. Dans la figure 2, qui représente une variante de réalisation de la partie inférieure du dispositif de la figure 1, on a indiqué en 19 un récipient amovible de collecte de liquide monté entre l'extrémité inférieure de la chambre 5 et le robinet d'écoulement 15. Ce dispositif selon l'invention fonctionne de la façon suivante Lorsque la pression d'air dans le récipient 7 décroit jusqu'à une pression minimale prédéterminée, le manomètre combiné au tuyau 13 amène le commutateur du moteur électrique du compresseur 1 sur "marche", et lorsque la pression maximale prédéterminée est atteinte, il l'amène sur "garrot". De cette façon, le compresseur 1 aspire par intermittence de l'air frais, dans la direction indiquée par la flèche 16 en fonction des besoins d'air comprimé, et 1' envoie en écoulement forcé dans le fond de la chambre 5.Cet air passe tout d'abord à travers le filtre mécanique, qui est constitué d'un milieu connu approprié, tel que des copeaux de métal, de la céramique, des matériaux plastiques ou d'autres substances, et dans lequel les gouttelettes, les fumées et la poussière sont extraites de l'air comprimé. Ensuite, l'air comprimé passe à travers le milieu absorbant et lui laisse la plus grande partie de sa vapeur d'eau, de sorte que l'air comprimé est séché à un point tel que son pobt de rosée tombe endessous d'une valeur limite désirée.L'air comprimé s'écoule ensuite à travers le clapet ou volet anti-retour 10 et la petite buse 11 dans la chambre intermédiaire 6 du récipient, et de celle-ci il s'écoule par le volet ou clapet anti-retour 12 dans la chambre de collecte d'air comprimé 7, depuis laquelle l'air comprimé demandé s'écoule par le tuyau 14 dans le sens de la flèche vers le point où il est nécessaire. Etant donné que le débit de sortie du compresseur est supérieur à la demande maximale prévue des unités de consommation, la pression de l'air comprimé augmente jusqu'à ce que le compresseur soit arrêté au moyen du conduit 13. La période d'absorption se termine alors, et la période de résorption pour la réactivation du milieu absorbant commence. il résulte de l'arrêt du compresseur que l'air comprimé contenu dans la chambre 5 est déchargé et s'écoule en arrière vers l'atmosphère dans la direction de la flèche 17 à travers le compresseur 1, qui peut si on le désire tourner en arrière. En raison de la chute rapide de pression dans la chambre 5, l'air comprimé s'écoule de la chambre 6 à travers la buse Il et revient dans la chambre 5, où il se détend et reprend le liquide déposé sur le milieu absorbant, en réactivant ce dernier. L'air humide s'échappe à l'atmosphère à travers le compresseur 1. Le condensat qui se forme s'échappe à l'atmosphère avec la poussière rassemblée dans le filtre 8, à travers le robinet d'écoulement 15, qui est toujours légèrement ouvert.Dans le cas où l'atmosphère ambiante empêcherait la sortie libre du liquide, on a fixé au robinet d'écoulement 15, dans l'exemple de la figure 2, un récipient détachable 19 de col3ec-te du liqui#de, et le robinet est maintenu fermé, sauf pour la vidange occasionnelle du récipient 19. Le rebord périphérique détachable 18 sur le récipient 2 est utilisé pour le nettoyage occasionnel et le renouvellement du milieu absorbant et du filtre mécanique, et sert à l'inspection et, si nécessaire, au remplacement des clapets 10 et 12 et de la buse 11. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés 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 suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de séchage de l'air comprimé, comprenant une première chambre communiquant avec un compresseur et contenant un milieu d'absorption de l'humidité , une partie de réactivation de l'air comprimé séché détendu pouvant s'écouler en arrière à travers cette chambre sur le milieu absorbant vers l'atmosphère pour retirer de ce milieu absorbant l'humidité absorbée, une seconde chambre communiquant avec la première chambre, une troisième chambre communiquant avec la seconde chambre et écartée du compresseur, l'air comprimé et séché pouvant être extrait de cette troisième chambre pour une utilisation, des premier et second clapets anti-retour prévus entre lesdites première et seconde chambres et lesdites seconde et troisième chambres, pouvant permettre le passage de l'air comprimé séché destiné à être extrait pour une utilisation et empêcher le passage de la partie précitée de réactivation de l'air comprimé séché pendant ltécoulement en arrière précité, et un passage étranglé prévu entre les première et seconde chambres pour permettre l'écoulement en arrière de ladite partie de réactivation de l'air comprimé séché depuis la seconde chambre vers la première chambre et sur le milieu absorbant vers l'atmosphère, caractérisé en ce qu'il comprend un seul récipient étanche au fluide partagé par des première et seconde séparations en première , seconde et troisième chambres précitées, la première séparation étant disposée entre les première et seconde chambres et étant traversée par le premier clapet anti-retour et par le passage étranglé précité, et la seconde séparation étant traversée par le second clapet anti-retour. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de réactivation de l'air comprimé est forcée de s'écouler en arrière à travers la première chambre vers le compresseur, et à travers le compresseur vers l'atmosphère. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première chambre contient également un filtre à poussière disposé sous le milieu d'absorption de l'humidité, l'air comprimé étant amené à s'écouler vers le haut à travers la première chambre pendant la phase de compression, de telle sorte que la vapeur d'eau se condensant sur le milieu d'absorption de l'humidité peut s'égoutter de celui-ci à travers le filtre à poussière, pour ainsi laver la poussière de ce filtre. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient étanche au fluide est constitué de deux parties cylindriques disposées axialement bout à bout l'une avec l'autre, chaque partie comprenant un rebord s'étendant radialement vers l'extérieur à cette extrémité axiale, ces rebords étant montés de façon détachable l'un sur l'autre pour former un joint étanche au fluide entre eux, ladite première séparation s'étendant radialement vers l'extérieur du récipient et comprenant une partie périphérique externe montée de façon détachable entre les rebords précités.