Brevet FR2389785A1 — publié le 19781201

La présente invention concerne un dispositif de commande d'une soupape antipompage d'une installation comportant un compresseur centrifuge. I1 est demandé de façon générale aux compresseurs industriels de couvrir une très large plage de fonctionnement pour satisfaire à des débits et des niveaux de pression essentiellement variables. Cette nécessité conduit à utiliser des compresseurs munis de roues centrifuges à ailes en arriere possédant, de par leur dessin même, une limite de pompage naturellement reculée. Malgré cette précaution, on est amené très souvent à équiper l'installation d'un système de protection anti-pompage complementaire. Pour commander l'ouverture de la soupape anti-pompage d'un compresseur on utilise un servo-moteur commandé par un système de régulation utilisant trois informations extérieures qui sont généralement la pression à l'aspiration Po, la pression au refoulement P1 et une grandeur caractéristique du débit, par exemple la pression différentielle d'un organe de mesure du débit tel que tuyère Venturi ou diaphragme. Une relation entre ces trois informations permet d'obtenir une courbe qui approche de la courbe réelle de pompage. Cette relation est une relation parabolique ayant pour variable P1/P0 et le débit. Cependant on sait que la courbe de pompage d'un compresseur n'est pas une courbe de forme réellement parabolique et la protection ainsi réalisée est imparfaite. Par ailleurs il est nécessaire de disposer de trois détecteurs. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et se propose d'obtenir une commande utilisant un système simple et permettant de suivre, avec une garde déterminée, la courbe réelle de pompage. La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'une soupape antipompage d'une installation comportant au moins une roue de compresseur centrifuge dotée d'un diffuseur lisse a' la sortie de la roue, une soupage anti-pompage et des moyens de commande de la dite soupape, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande reçoivent un signal d'information de la proximité du pompage, élaboré au moyen d'une sonde déclinométrique placée dans le diffuseur lisse qui suit ia roue. Selon l'invention, la sonde déclinométrique est située dans le diffuseur lisse sur un diamètre proche de la sortie de la roue. Selon une réalisation particulière de la présente invention, la sonde est une sonde couteau à deux faces dont la position angulaire est déterminée de telle façon qu'elle donne un signal. AP = o en un point du graphique du compresseur situé au débit de pompage aug menté d'une certaine marge donnée, le signal donné par la sonde ayant un signe positif ou négatif selon que le point de fonctionnement est situé dans la région stable ou instable du compresseur Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de commande de la vanne anti-pompage ouvrent la vanne anti-pompage lorsqu'ils reçoivent un signal bP dont le signe correspond à la région instable du compresseur. On a constaté, par ailleurs, que lorsque la cellule de compression utilise une volute pour organe de sortie, il est nécessaire de placer la dite sonde dans le diffuseur lisse en position diamétralement opposée au bec de volute, alors que la position est indifférente dans le cas où on utilise un canal de retour comme organe de sortie. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description d'un exemple de réalisation de l'invention faite ci-après en référence au dessin annexé dans lequel: La figure 1 montre une représentation schématique de l'installation selon l'invention. -La figure 2 montre une sonde suivant l'invention. La figure 3 montre l'emplacement d'une sonde selon l'invention dans une cellule du compresseur avec un canal de retour. La figure 4 est un graphique montrant-la courbe limite du pompage et une courbe de protection pour une cellule du compresseur avec canal de retour en sortie. En se reportant à la figure 1, l'ensemble comporte un compresseur 1, une conduite d'arrivée 2, une conduite de sortie 3 comprenant une vanne 4 de réglage du débit d'utilisation et une conduite anti-pompage 5 dont le débit est réglé par une vanne 6. Cette conduite permet d'assurer à tout instant, pour toutes les vitesses de rotation du compresseur, un débit total du compresseur au moins égal au débit mlnimal au-dessous duquel se produit le pompage.Selon l'invention, la vanne 6 est commandée par l'intermédiaire d'une chable comprenant une sonde déclinométrique 7 placée dans le diffuseur lisse du compresseur, un capteur 8 transformant le signal pneumatique fourni par la sonde en un signal électrique, et une électronique de commande 9 qui, en fonction du signal reçu par le capteur 8, fournit un signal de commande à un servo-moteur 10 qui actionne la vanne 6. La figure 2 donne un exemple de sonde à deux faces, A et B, possédant un trou par face. On cale cette sonde dans le diffuseur de manière à obtenir un signal P nul en un point décalé de 5 à 10 96 de la limite du pompage. La figure 4 montre, pour une cellule de compresseur comportant un canal de retour 11 en sortie (fig. 3), la courbe limite du pompage d et la courbe des P-= o decalée par exemple de 6 %. En ordonnée sont portés les rapports de pression P, / P et en abscisse l'invariant de débit caractéristique du débit dans lequel I est le débit poids en kg/s,To la température absolue d'aspiration du compresseur et Po la pression à l'aspiration. Dans Exemple décrit, l'électronique 9 est adaptée pour donner un signal de sortie commandant l'ouverture de la vanne 6 lorsqutelle reçoit en entrée un signal S dont le signe correspond à la région instable du compresseur. Généralement, on convient d'adopter un signe positif pour la région stable et un signe négatif pour la région instable sur le graphique du compresseur. On peut utiliser également une sonde déclinométrique cylindrique à deux trous, le résultat est le même. Pour une cellule de compression se terminant par une volute, il est nécessaire de placer la sonde en une position diamétralement opposée au bec de volute alors que dans le cas d'une cellule avec canal de retour, la position autour de l'axe du compresseur est indifférente. pans le cas d'un compresseur multicellulaire à n roues, on peut être amené à prévoir deux sondes de détection, l'une des sondes étant située à la sortie de la première roue et l'autre à la sortie de la dernière roue. Dans ce cas, l'ordre d'ouverture de la vanne anti-pompage est donné lorsque l'un des deux signaux au moins, soit A P1 soit EPn traverse la valeur zéro pour devenir négatif. Bien entendu les valeurs numériques indiquées dans le texte ainsi que les courbes ne sont données qu'a titre d'exemple nullement limitatif. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de commande d'une soupape anti-pompage d'une installation comportant au moins une roue de compresseur centrifuge dotée d'un diffuseur lisse à la sortie de la roue, une soupape anti-pompage et des moyens de commande de ladite soupape, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande reçoivent un signal d'information de la proximité du pompage, élaboré au moyen d'une sonde déclinométrique placée dans le diffuseur lisse qui suit la roue. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position angulaire de la sondè dans le diffuseur est réglée de manière à ce qu'elle indique une pression différentielle au nulle pour le point de la courbe pression/débit proche d'une valeur prédeterminée de la limite de pompage et pour lequel on commande la manoeuvre de la soupape anti-pompage. 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite sonde déclinométrique est située dans le diffuseur lisse sur un diamètre proche de la sortie de la roue. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite sonde déclinométrique est une sonde couteau à deux faces dont la position angulaire est déterminée de telle façon qu'elle donne un signal tP = o en un point du graphique du compresseur situé au débit de pompage augmenté d'une certaine marge donnée, le signal donné par la sonde ayant un signe positif ou négatif selon que le point de fonctionnement est situé dans la région stable ou instable du compresseur. 5/ Dispositif selon l'une des revendications- 1 à 3, caractérisé en ce que ladite sonde déclinométrique est une sonde cylindrique à deux trous. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les moyens de commande de la vanne anti-pompage ouvrent la vanne anti-pompage lorsqu'ils reçoivent un signal liP 7/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes comportant une volute comme organe de sortie, caractérisé en ce que ladite sonde, placée dans le diffuseur lisse en sortie de roue, est située en position diamétralement opposée au bec de volute. 8/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes comportant un compresseur a' n roues, caractérisé en ce qu'il comporte deux sondes de détection, l'une à la sortie de la première roue et l'autre à la sortie de la roue n, l'ordre d'ouverture de la soupape antipompage étant donné lorsque l'un des signaux AP1 ou A Pn devient négatif.