Brevet FR2539463A1 — publié le 19840720

L'invention se rapporte à un dispositif de com- mande pour compresseurs hélicoïdaux, notamment pour la mise en marche et pour la régulation du ralenti, disposi- tif qui comprend une vanne de réglage intercalée dans la conduite d'aspiration du compresseur hélicoïdal pour as- surer la régulation du débit et une soupape de dériva- tion intercalée dans une conduite de dérivation qui con- tourne la vanne de réglage. Dans la régulation du débit des compresseurs hé- licoîdaux au moyen d'une vanne de réglage intercalée dans la conduite d'aspiration, il est nécessaire de main- tenir la vanne de réglage fermée au moment de la mise en marche, pour éviter une surcharge brusque de l'installa- tion de compression et, en particulier, également une surcharge brusque du moteur d'entraînement En revanche, on doit ouvrir ou maintenir ouverte une section de passa- ge d'une aire déterminée afin qu'il puisse s'établir ra- pidement une pression qui est nécessaire pour assurer le refroidissement par injection de liquide et également pour commander la manoeuvre de la vanne de réglage. Pour maintenir ouverte la section de passage né- cessaire lorsque la vanne de réglage est fermée, il est connu de réaliser la vanne de réglage sous une forme de construction non étanche, par exemple, en prévoyant une vis de butée réglable pour l'élément obturateur de la vanne de réglage, en particulier pour le volet de régla- ge, ou bien en ménageant une petite ouverture de passage dans le volet de réglage lui-même Toutefois, il n'est pas possible d'adopter ces mesures dans des installa- tions de compression qui sont constamment sous la pres- sion du réseau et dans lesquelles, par conséquent, le clapet anti-retour qui empêche le reflux du fluide com- primé est intercalé dans la conduite d'aspiration et non pas dans la conduite de refoulement en aval du compres- seur, parce que, dans ces installations, la conduite d'aspiration doit être fermée à joint étanche lorsque le compresseur est à l'arrêt Par ailleurs, un inconvénient consiste en ce que la section de passage de ces ouvertu- res de passage ne peut pas être adpatée à différentes conditions de fonctionnement du compresseur. On trouve également des inconvénients analogues dans le dispositif également connu dans lequel il est prévu comme soupape de dérivation une électro-vanne qui est ouverte pendant le démarrage du compresseur hélicol- dal et fermée après le démarrage Par ailleurs, dans cet- te disposition, il est nécessaire de prévoir des disposi- tifs électriques supplémentaires pour la commande de l'é- lectro-vanne. L'invention a pour but de perfectionner des dis- positifs de commande pour compresseurs hélicoïdaux déjà connus de telle manière que, lorsque le compresseur est à l'arrêt, la conduite d'aspiration soit fermée de façon fiable, et que, au contraire, au moment de la mise en marche et dans le fonctionnement au ralenti, la soupape de dérivation libère des sections de passage possédant des aires différentes. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que la section de passage de la soupape de déri- vation est réglable en au moins deux échelons et par le fait que, dans la conduite de dérivation, est intercalé un clapet anti-retour qui bloque le reflux du fluide par la conduite de dérivation, en sens inverse de l'aspira- tion L'utilisation d'une soupape de dérivation ainsi constituée garantit d'une façon simple que, lorsque la conduite d'aspiration est fermée à joint étanche par la vanne de réglage servant à la régulation du débit, il pourra se dégager par l'intermédiaire de la conduite de dérivation au moment de la mise en marche du compresseur une section de passage relativement grande qui permettra un établissement rapide de la pression et que, au régime de ralenti, on obtiendra par diminution de la section de passage un effet d'étranglement suffisant pour établir une dépression et assurer ainsi une réduction de la puis- sance absorbée par le moteur d'entraînement Le clapet anti-retour intercalé dans la conduite d 7 e dérivation em- pêche le fluide comprimé de refluer dans la conduite d'aspiration. Selon une autre forme de réalisation de l'inven- tion, la soupape dé dérivation peut constituer en même temps un clapet anti-retour Il suffit alors d'une seule soupape intercalée dans la conduite de dérivation pour assurer la fonction désirée. Dans une forme préférée de réalisation de l'in- vention, la soupape de dérivation comprend un élément ob- turateur constitué de préférence par une bille qui est pressée par un ressort de rappel sur son siège de soupa- pe en face duquel se trouve une butée de course que l'on peut régler dans la direction de l'ouverture de l'élé- ment obturateur Il s'agit ici d'un mode de construction de soupape simple, qui n'est composé pratiquement que de trois pièces tournées *et qui peut remplir avantageuse- ment toutes les conditions exigées dans le cadre du dis- positif selon l'invention La butée de course peut être composée ici d'un poussoir guidé mobile en translation dans le corps de la soupape, qui peut se déplacer dans le sens de l'ouverture de l'élément obturateur sous l'ac- tion d'un ressort et en antagonisme par rapport à la for- ce de ce ressort sous l'action d'un fluide sous pression qui agit par l'intermédiaire d'une membrane ou d'un pis- ton Ceci permet également d'obtenir une commande simple de la soupape de dérivation. Le dispositif selon l'invention peut être enco- re perfectionné par le fait que la section de passage de la soupape de dérivation peut être commandée par un dis- positif de commande en fonction de la pression du réseau qui règne en aval du compresseur, avec possibilité de choisir une grande section de passage pour l'opération de mise en marche du compresseur et une section de passa- 2-539463 ge plus petite, de préférence réglable, pour le fonction- nement au ralenti En réponse à une modification de l'é- tat de fonctionnement du compresseur, la soupape de déri- vation se commute alors automatiquement sur la section de passage nécessaire pour l'état de fonctionnement du moment, par exemple pour le démarrage ou pour le régime de ralenti En supplément de cette commutation, on peut également prévoir une possibilité de réglage de la sec- tion de passage, par exemple en vissant l'un sur l'autre deux éléments du corps de la soupape. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est un schéma d'une installation de compresseur qui est équipée du dispositif de commande se- lon l'invention les figures 2 et 3 représentent une forme de ré- alisation de la soupape de dérivation selon l'invention, dans deux positions de travail différentes, par une cou- pe médiane axiale. L'installation de compression représentée sur la figure 1 est composée d'un compresseur hélicoïdal 1 dont la conduite d'aspiration est désignée par 2 et la conduite de refoulement par 3 Dans la conduite d'aspira- tion 2 est intercalée une vanne de réglage 4 qui sert à la régulation du débit et est actionnée par un disposi- tif de régulation 5 auquel la pression d'un fluide com- primé est transmise, en qualité de grandeur réglante, par l'intermédiaire d'une conduite de régulation 6 En aval du compresseur, on trouve tout d'abord dans la con- duite de refoulement 3 un réservoir d'huile 7 d'o part une conduite d'injection d'huile 8 menant au compresseur 1 Dans la conduite de refoulement 3 est également inter- calé un réservoir de pression 9, d'o part la conduite menant aux appareils utilisateurs. La vanne de réglage 4 et un clapet anti-retour 11 également intercalé dans la-conduite d'aspiration 2, sont contournés par une conduite de dérivation 12 dans laquelle sont également intercalés un clapet anti- retour 13 et une soupape de dérivation 14 La soupape de dériva- tion 14 peut être commandée au moyen d'un dispositif de commande 15 qui est intercalé dans une conduite de com- mande 16 qui mène du réservoir de pression 9 à la soupa- pe de dérivation 14. Les figures 2 et 3 représentent un exemple de réalisation de la soupape de dérivation 14 Cette soupa- pe comprend un corps de soupape composé de deux éléments 17 et 18 qui sont vissés l'un dans l'autre au moyen d'un filetage 19 Dans l'élément inférieur 18 du corps, se trouve un siège de soupape 20 présentant un conduit de passage 21 qui est commandé par une bille 22 servant d'é- lément obturateur de la soupape Un conduit de sortie 23 est ménagé latéralement dans l'élément inférieur 18 du corps La bille 22 est chargée par un ressort de rappel 24 de faible force qui l'applique sur le siège de soupa- pe 20 La course d'ouverture dela bille 22 est limitée par un poussoir 25 qui est g Miidé dans l'élément supé- rieur 17 du corps, avec possibilité de se déplacer en translation en surmontant la force d'un ressort 26, et qui est appliqué sur une membrane 28 par sa tête élargie 27 En introduisant un fluide sous pression au moyen d'un conduit de commande 29, on peut repousser la membra- ne 28 vers le bas, vers le poussoir 25, jusqu'à ce que la tête 27 bute contre une butée 30 ménagée dans l'élé- ment supérieur 17 du corps, comme ceci est représenté sur la figure 3. Le mode de fonctionnement du dispositif décrit est le suivant: au moment de la mise en marche du compresseur hélicoïdal 1 représenté sur la figure 1, la vanne de réglage 4 est tout d'abord fermée Lorsque l'installation de compression est sous pression nulle, par exemple au moment de la première mise en marche ou encore après un arrêt prolongé, la vanne de réglage 4 ne peut pas être ouverte parce qu'on ne dispose pas dans le réservoir de pression 9 de la pression de fluide néces- saire pour faire manoeuvrer la vanne de réglage 4 par l'intermédiaire du dispositif de réglage 5 Cependant, il est nécessaire d'ouvrir une section de passage suffi- samment grande dans la conduite d'aspiration pour qu'il puisse s'établir une pression de commande et également pour assurer la lubrification du compresseur 1 à partir du réservoir d'huile 7 et par l'intermédiaire de la con- duite d'injection d'huile 80 C'est à cet effet qu'est prévue la conduite de dérivation 12 La soupape de déri- vation 14 intercalée dans cette conduite est ouverte en permanence, de sorte qu'on dispose de la section de pas- sage nécessaire pour la mise en marche. Ainsi qu'il ressort des figures 2 et 3, la cour- se d'ouverture de la bille 22 de la soupape de dériva- tion 14 peut être réglée en deux échelons Lorsqu'aucun fluide sous pression n'est acheminé par le conduit de commande 29, le poussoir 25 se trouve dans sa position limite supérieure, de sorte que la bille 22 de la soupa- pe peut décrire sa course complète et que la soupape de dérivation 14 libère une section de passage de grande aire Si, au contraire, un fluide sous pression est ache- miné par le conduit de commande 29, le poussoir 25 est repoussé vers le bas, comme indiqué par la figure 3, de sorte que la course de la bille 22 de la soupape et, avec elle, également la section de passage à travers la soupape de dérivation 14 sont réduites Dans le disposi- tif de la figure 1, la modification de la section de pas- sage de la soupape de dérivation 14 qui vient d'être dé- crite se produit sous l'effet du dispositif de commande , en fonction de la pression régnant dans le réservoir de pression 9. Lorsque le réservoir de pression 9 est sous 2539463:; pression nulle ou présente une pression relativement fai- ble, le conduit de commande 29 de la-soupape de dériva- tion 14 est également sous pression nulle de sorte que cette soupape libère la grande section de passage La soupape de dérivation 14 prend cette position lorsque le compresseur 1 est à l'arrêt ou au moment o l'on doit le faire démarrer Si la vanne de réglage 4 est encore fer- mée, la soupape de dérivation 14 libère alors, pendant l'opération de mise en marche, une section de passage suffisamment grande pour assurer l'établissement rapide de la pression et une lubrification suffisante du com- presseur 1 Lorsqu'au cours de l'accroissement de la pression dans le réservoir de pression 9, la pression at- teint sa valeur maximale désirée, le compresseur 1 est commuté sur le régime de ralenti Dans le fonctionnement au ralenti, la vanne de réglage 4 est fermée Toutefois, la conduite d'aspiration 2 ne doit pas être entièrement fermée parce que, autrement, il ne se produirait pas une lubrification suffisante du compresseur 1 La section d'aspiration restante doit cependant être aussi petite que possible mais en tout cas plus petite que la section d'aspiration libérée pendant le démarrage de l'installa- tion de compression Pour atteindre ce résultat, la sou- pape de dérivation 14 est commutée par le dispositif de commande 15 sur la position représentée sur la figure 3, dans laquelle le poussoir 25 se trouve dans sa position limite inférieure et o la course de la bille 22 de la soupape est réduite en conséquence L'aire exacte de la section de passage désirée à travers la soupape de déri- vation 14 peut être réglée avec précision par vissage de l'un des éléments 17 et 18 du corps dans l'autre, au moyen du filetage 19. Aussi bien pendant la mise en marche que dans le fonctionnement au ralenti, le fluide aspiré traverse la soupape de dérivation 14 dans le sens des flèches tra- cées sur les figures 2 et 3 Etant donné que la bille 22 de la soupape est sollicitée vers le siège 20 de la sou- pape par le ressort de rappel 24, la soupape de dériva- tion 14 joue en m Ortme temps le rôle d'un clapet anti-re- tour qui empêche le fluide de refluer par la conduite de dérivation 12 La soupape de dérivation 14 réalisée con- formément aux figures 2 et 3 remplace ainsi le clapet an- ti-retour 13 représenté dans la conduite de dérivation 12 sur la figure 1, de sorte que ce clapet peut être sup- primé. 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 non li- mitatif sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif de commande pour compresseurs hé- licoldaux, notamment pour la mise en marche et pour la régulation du ralenti; comprenant une vanne de réglage intercalée dans la conduite d'aspiration du compresseur hélicoïdal pour assurer la régulation du débit et une soupape de dérivation intercalée dans une conduite de dé- rivation qui contourne la vanne de réglage, ce disposi- tif étant caractérisé en ce que la section de passage de la soupape -de dérivation ( 14) peut être réglée en au moins deux échelons et en ce que, dans la conduite de dérivation ( 12), est intercalé un clapet anti-retour ( 13) qui empêche le-fluide de refluer par la conduite de déri- vation ( 12) en sens inverse de l'aspiration. 2 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce la soupape de dérivation ( 14) constitue en même temps un clapet anti-retour. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la soupape de dérivation ( 14) comprend un élément obturateur constitué de préfé- rence par une bille ( 22) qui est pressée par un ressort de rappel { 24) sur son siège de soupape ( 20) en face du- quel se trouve une butée de course ( 25) que l'on peut rè- gler dans la direction de l'ouverture de l'élément obtu- rateur. 4 Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que la butée de course est constituée par un poussoir ( 25) guidé mobile en translation dans le corps ( 17, 18) de la soupape, qui peut se déplacer dans le sens de l'ouverture de l'élément obturateur ( 22) sous l'action d'un ressort ( 26), et en antagonisme par rap- port à la force de ce ressort sous l'action d'un fluide sous pression qui agit par l'intermédiaire d'une membra- ne ( 28) ou d'un piston. Dispositif selon l'une quelconque des r-ven- 2539-46 dications 1 à 4, caractérisé en ce que la section de pas- sage de la soupape de dérivation ( 14) peut être comman- dée par un dispositif de commande ( 15) en fonction de la pression du réseau qui règne en aval du compresseur ( 1), avec possibilité de choisir une grande section de passa- ge pour l'opération de' mise en marche du compresseur ( 1) et une section de passage plus petite, de préférence ré- glable, pour le fonctionnement au ralenti.