Brevet FR2520060A1 — publié le 19830722

L'invention se rapporte à un dispositif de com- mande du démarrage pour les compresseurs hélicoïdaux dont le débit de refoulement peut être réglé par une vanne de réglageintercalée dans la conduite d'aspiration et qui est manoeuvrée au moyen d'un dispositif régulateur qui ac- tionné par le fluide sous pression refoulé par le compres- seur, une soupape de commande étant montée en dérivation par rapport à la vanne de réglage. Lorsque la régulation du débit de refoulement des compresseurs hélicoïdaux est assurée au moyen d'une vanne de réglage montée dans la conduite d'aspiration, il est nécessaire de maintenir la vanne de réglage fermée pendant le démarrage du compresseur afin d'éviter une sur- charge brusque de l'installation de compression et, en particulier, du moteur d'entraînement Toutefois, la van- ne de réglage doit s'ouvrir aussitôt après la mise en mar- che pour qu'il puisse s'établir une pression qui est né- cessaire, en particulier, pour l'injection de l'huile Or, cette manoeuvre de la vanne de réglage exige l'existence d'une certaine pression minimum qui n'est pas disponible dans le réseau de fluide comprimé au moment de la première mise en marche de l'installation du compresseur non plus qu'après un arrêt prolongé. Il est déjà connu de mettre en marche, avant le démarrage du compresseur hélicoïdal, un petit compresseur d'air de commande, par exemple un compresseur à pistons qui établit la pression minimum nécessaire pour l'action- nement de la vanne de réglage Toutefois, ces frais relati- vement importants ne se justifient que dans le cas de gran- des installations de compression Par ailleurs, il est connu de prévoir une électrovalve montée en dérivation par rapport à la vanne de réglage et qui s'ouvre pendant le dé- marrage du compresseur hélicoïdal et se ferme après le dé- marrage Dans ce cas, on doit prévoir pour la commande de l'électrovalve des dispositifs électriques qui, non seule- ment, augmentent le prix de revient de l'installation de 2 2520060 compression mais peuvent également nuire à la sécurité du fonctionnement. L'invention a pour but de décrire un dispositif simple pour la commande du démarrage des compresseurs hélicoïdaux qui est actionné par voie exclusivement pneuma- tique et assure l'établissement rapide d'une pression dans l'installation de compression sans utiliser de fluide sous pression extérieur. L'invention résout ce problème par le fait que l'organe obturateur de la soupape de commande est muni d'un ressort agissant dans le sens de l'ouverture et est sollicité dans le sens de la fermeture par le fluide sous pression refoulé par le compresseur Avec ce dispositif, la soupape de commande placée en dérivation par rapport à la vanne de réglage est ouverte lorsque l'installation de compression est sous pression nulle de sorte qu'il exis- te une petite section d'aspiration libre qui permet l'éta- blissement immédiat d'une pression lors du démarrage du compresseur Dès que la pression a atteint un niveau qui suffit pour l'actionnement de la vanne de réglage, la soupape de commande se ferme, après quoi la régulation du débit refoulé est assurée par la vanne de réglage Le dis- poqitif suivant l'invention -se caractérise donc par une simplicité particulièrement grande, puisqu'il ne comporte pas l'utilisation de dispositifs électriques ni d'un com- presseur d'air de commande supplémentaire. La soupape de commande peut être une soupape à deux voies à commande pneumatique qui est actionnée par l'intermédiaire d'un régulateur de pression sollicité par la pression finale du compresseur Le régulateur de pres- sion a uniquement pour fonction de fermer la soupape de commande et de la maintenir fermée dès qu'il existe dans l'installation de compression une pression suffisamment grande pour actionner la vanne de réglage On peut donc adopter une forme de réalisation simple pour ce régula- teur. 3 2520060 Toutefois, suivant l'invention, il est également avantageusement possible de prévoir une soupape de comman- de à action directe qui assure en même temps la fonction de la soupape à deux voies Une forme simple de réalisa- tion de ce genre consiste dans le fait que la soupape de commande présente une membrane qui commande le conduit pas- sant en dérivation par rapport à la vanne de réglage Ici, la membrane est sollicitée par la pression régnant dans l'installation de compression A l'état de pression nulle, elle libère le passage du fluide dans le canal tandis que, lorsqu'elle est sollicitée par la pression, elle ferme le conduit Il peut être prévu un ressort agissant dans le sens de l'ouverture et dont la force élastique est choisie en fonction de la pression de fermeture désirée. Dans une autre forme de réalisation de l'in- vention, la soupape de commande comprend un piston coulis- sant qui peut se déplacer en translation dans un alésage de cylindre et qui commande le conduit passant en dériva- tion par rapport à la vanne de réglage Cette soupape de comande est composée d'un petit nombre d'éléments qui peu- vent être fabriqués de façon simple Pour maintenir le canal de dérivation ouvert lorsque l'installation de compression est sous pression nulle, il est avantageuse- ment prévu, ici également, un ressort qui agit sur le pis- ton coulissant dans le sens de l'ouverture. Dans une autre forme de réalisation de l'in- vention, la soupape de commande peut être incorporée dans le bottier ou dans l'organe obturateur de la vanne de réglage, par exemple dans un obturateur coulissant ou du type volet Dans ce cas, on n'a à prévoir pour le dis- positif de commande de démarrage suivant l'invention aucun appareil extérieur à la vanne de réglage et les condui- tes de liaison supplémentaires sont également supprimées. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- 4 2520060 tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure i est un schéma de principe d'une ins- tallation de compression qui est munie d'un dispositif de commande du démarrage suivant l'invention; les figures 2, 3 et 4 montrent trois variantes différentes du dispositif suivant l'invention qui sont incorporées Aans la vanne de réglage du compresseur hélicoïdal, le dispositif étant illustré dans chaque cas par une coupe médiane axiale de l'organe obturateur de la vanne de réglage. L'installation de compression représentée sur la figure 1 est composée d'un compresseur hélicoïdal 1 muni d'une conduite d'aspiration 2 et d'une conduite de refoulement 3 Dans la conduite d'aspiration 2, est inter- calée une vanne de réglage 4 qui est commandée par un dis- positif régulateur, lequel est sollicité, par l'intermé- diaire d'une conduite de régulation 6, par la pression du fluide comprimé qui règne dans la conduite de refoule- ment 3 En aval du compressseur i est intercalé, dans la conduite de refoulement 3, un réservoir d'huile 7 d'o part une conduite d'injection d'huile qui retourne au com- presseur hélicoïdal 1 Il est également prévu dans la con- duite de refoulement 3, un clapet de retenue de la pres- sion réalisé sous la forme d'un clapet anti-retour Pour la commande du démarrage du compresseur hélicoïdal 1, il est prévu une soupape de commande 11 intercalée dans un conduit de dérivation 10 qui évite ou bypasse la vanne de ré- glage 4 et dont l'organe obturateur est sollicité dans le' sens de l'ouverture par un ressort 12 et, dans le sens de fermeture, par le fluide comprimé refoulé par le compres- seur, par l'intermédiaire d'une conduite de commande 1 i- qui est piquée sur la conduite de refoulement 3. La figure 2 montre une partie de la conduite d'aspiration 2 dans laquelle la vanne de réglage 4 est intercalée Cette vanne est ici constituée par un volet qui peut pivoter autour d'une tige de commandé 14 montée dans la conduite d'aspiration 2 et qui constitue son axe. La conduite de dérivation 10 est composée de deux perça- ges approximativement radiaux, prévus dans la paroi de la conduite d'aspiration 2 de part et d'autre de la vanne de réglage 4 Comme soupapede commande 11, on a prévu une membrane 15 qui recouvre les perçages du conduit de dé- rivation 10 et est fixée sur la conduite d'aspiration 2 par un chapeau 16, lequel est muni d'un raccord 17 pour le raccordement de la conduite de commande 13 Le ressort 12 charge la membrane 15 dans le sens de l'ouverture de la soupape de commande 11. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 3, la soupape de commande Il est intercalée dans la tige de commande 14 de la vanne de réglage 4. Dans cette tige de commande 14 est prévu un alésage cy- lindrique axial 18 dans lequel peut coulisser un piston coulissant 19 qui commande le conduit de dérivation 10 formé par un perçage transversal Le ressort 12 maintient le piston coulissant 19 dans la position ouverte repré- sentée sur la figure 3 Pour l'acheminement de la pres- sion de commande, il est prévu un raccord 17 à l'extrémité extérieure de l'alésage cylindrique 18. Sur la figure 4, on a représenté une variante dans laquelle la vanne de réglage 4 présente un organe obturateur 41 monté pour coulisser dans un bbo tier de vanne 20 L'organe obturateur 21 règle la section de la conduite d'aspiration 2 qui passe à travers le boîtier de la vanne La soupape de commande il est ici montée dans l'organe obturateur 21 de la vanne de réglage 4 et elle est constituée, comme dans l'exemple de réalisation de la figure 3, par un piston coulissant 19 qui peut cou- lisser dans un alésage cylindrique 18 Il est prévu, en qualité de conduit de dérivation 10, un perçage transversal ménagé dans l'organe obturateur 21 Le raccord 17 prévu à l'extrémité de l'alésage cylindrique 18 sert à raccorder 6 2520060 la conduite de commande 13 et le ressort 12 qui agit sur le piston coulissant 19 maintient la soupape de commande 19 ouverte lorsque la pression de commande vient à faire défaut. Le mode d'action du dispositif décrit est le sui- vant: lors du démarrage du compresseur hélicoïdal 1 re- présenté sur la figure 1, la vanne de réglage 4 est tout d'abord fermée Lorsque l'installation de compression est à pression nulle, par exemple lors de la première mise en marche, ou après un long temps d'arrêt, la vanne de régla- ge 4 ne peut pas être ouverte parce que la pression de manoeuvre agissant sur le dispositif régulateur 5 et qui est nécessaire pour cette ouverture fait défaut La sou- pape de commande 11 est au contraire maintenue ouverte par le ressort 12, puisqu'au début, elle ne reçoit pas de pression par la conduite de commande 13 Le compresseur hélicoïdal 1 peut donc aspirer le fluide par le conduit de dérivation 10 de sorte qu'il s'établit relativement ra- pidement une pression dans le réservoir d'huile 7 Le clapet 9 de retenue de la pression transmet cette augmenta- tion de pression L'injection d'huile commande donc aus- sitôt sous cet effet, par la conduite 8, de sorte qu'on évite ainsi les éventuelles détériorations du compresseur hélicoïdal par défaut de lubrification Dès que la pres- sion a atteint une valeur qui suffit pour l'actionnement de la vanne de réglage 4, la soupape de commande 11 se ferme, après quoi la régulation du débit du compresseur hélicoidal 1 est assurée par la manoeuvre de la vanne de réglage 4 commandée par le dispositif régulateur 5, lequel est sollicité par la pression qui règne dans la conduite de refoulement 3, par l'intermédiaire de la conduite de gulation 6 Lorsque, après l'arrêt de l'installation de compression, la conduite de refoulement 3 est sous pression nulle, le dispositif régulateur 5 ferme la vanne de ré- glage 4 Etant donné que la pression de la commande 13 s'annule également, le ressort 12 ouvre la soupape de com- mande 11 et il ouvre par conséquent le conduit de dériva- 7 2520060 tion 10, de sorte que l'installation de compression est maintenant prête pour une nouvelle opération de démarrage. Dans les exemples de réalisation représentés sur les figures 2, 3 et 4, l'actionnement de la soupape de com- mande se produit directement sous l'action du fluide sous pression envoyé par la conduite de commande 13 et par l'intermédiaire du raccord 17 Dans la forme de réalisa- tion de la figure 2, ce fluide sous pression agit sur la membrane 15, de sorte que, lorsque la valeur de la pression acheminée est suffisante, cette membrane est appliquée sur les orifices de perçages qui forment le conduit de dé- rivation 10, en surmontant la force du ressort 12 Dès que la pression s'annule dans la conduite de commande 13, le ressort 12 soulève à nouveau la membrane 15 des perçages. Dans les formes de réalisation suivant les figures 3 et 4, la pression de commande acheminée par le raccord 17 agit sur le piston coulissant 19 qui, ici également, ferme le conduit de dérivation 10 en surmontant la force du ressort 12, en présence d'une valeur suffisante de la pression acheminée En remplacement de cet actionnement direct de la soupape de commande 16, il est toutefois également pos- sible de prévoir comme soupape de commande une simple soupape à deux voies et d'actionner cette soupape au moyen d'un régulateur de pression, lequel peut également être d'une construction simple La conduite de commande 13 prévue sur la figure 1 mènerait alors à un régulateur de pression Dans tous les exemples de réalisation, le dispo- sitif suivant l'invention garantit qu'au moment du dé- marrage du compresseur hélicoldal, il s'établit sans re- tard une pression qui suffit pour l'actionnement de la vanne de réglage. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple sans sortir du cadre de l'invention. 8 2520060 REVENDICATIONS 1 Dispositif de commande du démarrage pour les compresseurs hélicoïdaux dont le débit de refoulement peut être réglé par une vanne de réglage intercalée dans la con- duite d'aspiration et qui peut être manoeuvrée au moyen d'un dispositif régulateur, lequel peut être actionné par un fluide sous pression refoulé par le compresseur, cepen- dant qu'il est prévu une soupape de commande en dérivation par rapport à la vanne de réglage, ce dispositif étant ca- ractérisé en ce que l'organe obturateur de la soupape de commande ( 11) est muni d'un ressort qui agit dans le sens de l'ouverture et est sollicité dans le sens de la ferme- ture par le fluide sous pression refoulé par le compres- seur. 2 Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la soupape de commande ( 11) est une sou- pape à deux voies à commande pneumatique, qui est action- née par l'intermédiaire d'un régulateur de pression sol- licité par la pression de sortie du compresseur ( 1). 3 Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la soupape de commande ( 1) comprend une membrane ( 15) qui commande un conduit disposé en dériva- tion par rapport à la vanne de réglage ( 4). 4 Dispositif suivant la revendication 1, carac- tériséen ce que la soupape de commande ( 11) comprend un piston coulissant ( 18) qui peut se déplacer en transla- tion dans un alésage de cylindre ( 18) et commande un con- duit disposé en dérivation par rapport à la vanne de ré- glage ( 4). Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que la soupape de commande ( 11) est montée dans un boîtier ( 20) ou dans l'or- gane obturateur ( 21) de la vanne de réglage ( 4), par exem- ple, dans un organe obturateur coulissant ou pivotant de la vanne de réglage.