Brevet FR2549541A1 — publié le 19850125

La présente invention concerne les dispositifs d'entrainement pour machines rotatives telles que les centrifugeuses destinées aux installations de fabrication du sucre, et plus particulièrement les dispositifs d'entrainement à asservissement pour de telles machines. Actuellement, les centrifugeuses sont entraidées en rotation par un moteur électrique multi-pôles et sont asservies électriquement par des dispositifs ayant un très mauvais rendement. I1 en résulte une consommation d'énergie importante. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de créer un dispositif d'entraînement à asservissement pour centrifugeuse qui soit relativement simple, fiable et d'un coût modéré. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'entrainement pour machines rotatives telles que les centrifugeuses, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte, pour actionner la centrifugeuse, un moteur hydraulique à débit variable de fluide hydraulique alimenté par une pompe.hydraulique à débit variable elle-m8me alimentée par une pompe de gavage entraînée par un moteur électrique, et une valve proportionnelle destinée à régler le débit du moteur hydraulique et de la pompe à débit variable. I1 en résulte une augmentation notable du rendement énergétique, vis-à-vis des systèmes classiques à entraînement électrique, et, par exemple, il est ainsi possible d'entraîner une centrifugeuse nécessitant classiquement un moteur électrique de 90 chevaux, par un moteur hydraulique actionné par un moteur électrique de 60 chevaux seulement. Cette augmentation de rendement de l'ordre de 25 % est obtenue par le fait que la faible inertie des systèmes hydrauliques permet des freinages et des accélérations extrêmement rapides. La présence d'un moteur à cylindrée variable a pour avantage de permettre la transmission d'un couple important aux faibles vitesses, et l'obtention de vitesses élevées en diminuant la cylindrée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, se rapportant à une forme de réalisation préférentielle donnée à titre d'exemple non limitatif et représentée sur l'unique dessin ci-joint montrant un schéma hydraulique de cette forme de réalisation. Le dispositif représenté se rapporte à une centrifugeuse de dimension; relativement grandes, destinée à l'industrie sucrière, et comportant un tambour 1 devant atteindre une vitesse de l'ordre de 1 400 tours par minute, mais susceptible d'être entraîné, lors du démarrage, à une vitesse faible, avec un couple important. Selon l'invention, de manière générale, l'arbre de commande Il du tambour 1 est accouplé par un organe d'accouplement 12 approprié, à l'arbre de sortie 21 d'un moteur hydraulique 2 à débit variable de fluide hydraulique, lequel moteur 2 est relié paris conduits 22, 23 à une pompe à débit variable 3 reliée elle-meme hydrauliquement à une pompe de gavage 4 dont l'arbre d'entraînement 41 est accoupié, par un organe d'accouplement 42, à l'arbre 51 d'un moteur électrique 5 (transmission hydraulique). Le fluide d'actionnement du moteur hydraulique 2, mis en circulation par les pompes 3, 4, est amené par une canalisation 43, d'un réservoir 6.Une valve proportionnelle 7 est reliée par un conduit commun 70, prolongé par des conduits respectifs 71, 72, à des organes de commande du moteur hydraulique 2 et de la pompe 3 pour régler le débit de ceux-ci en fonction de la vitesse désirée. IL cette fin, la valve proportionnelle 7 comporte une bobine de commande 73 reliée à une carte électronique d'asservissement (non représentée) destinée à l'alimenter électriquement, comportant cinq points de consigne de vitesse avec réglage des rampes d'accélération et de ralentissement. En fonction de la consigne, la bobine 73 est alimentée de telle sorte que la valve 7 délivre une pression commandant la variation de la pompe ici entre trois et dix-huit bars e; celle du moteur, à la suite, ici de vingt à cinquante bars. L'organe de commande du moteur hydraulique 2 relié à la valve proportionnelle 7 est une valve 24 de commande d' un vérin 25 couplé au plateau du moteur 2 pour faire varier la cylindrée de ce dernier par modification de l'inclinaison du plateau. De même, l'organe de commande de la pompe 3 à débit variable relié à la valve proportionnelle 7 est une valve 31 de commande d'un vérin 32 couplé au plateau de la pompe 3 pour faire varier la cylindrée de cette dernière par modification de l'inclinaison du plateau. Une canalisation 44, qui part de la pompe de gavage 4, comporte deux ramifications 45, 46 aboutissant respectivement l'une à la valve proportionnelle 7et l'autre à un orifice similaire de deux clapets anti-retour 331, 332 dont l'autre orifice est relié pour le clapet 331 à l'un des conduits 22 reliant la pompe à débit variable 3 au moteur hydraulique 2 et pour le clapet 332 à 11 autre conduit 23 ; deux autres clapets anti-retour 333, 334 branchés en série en sens inverse des clapets 331, 332 relient également les conduits 22, 23, et leur point commun est relié par une canalisation 34 à une valve de régulation de pression 35. l'es clapets 331, 332, 333, 334 sont donc en quelque sorte montés en pont entre d'une part les conduits 22, 23 et d'autre part la ramification 46 et la canalisation 34. La ramification 46 aboutissant au point commun aux deux clapets anti-retour 331, 392 aboutit également à des valves 335, 336, 337, les valves 5, 336 étant des valves de surpression en parallèle sur les clapets 331, 332. Sur la ramification 45, sont branchés un manomètre 451indiquant la pression de gavage, et un manostat de scurité 452 destiné à provoquer l'arrêt du dispositif en cas d'absence de pression de gavage, disposés chacun en marie avec une vanne 453, 454 respective. Pans la canalisation 43 reliant le réservoir 6 à la pompe de gavage 4, est insérée une vanne de sécurité électrique lu3'1. Le réservoir 6 est équipé d'un indicateur de pression 61 de sécurité. Des filtres sont insérés dans divers conduits et canalisations, par exemple un filtre 221 équipe le conduit 22 reliant la pompe à débit variable au moteur hydraulique, et un filtre 441 équipe la canalisation 44 issue de la pompe de gavage 4. Be dispositif colporte également des circuits de fuite, circuits annexes, dérivations etc., appropriés, représentés en traits interrompus court. : > ur les dessins, par exemple des canalisations reliant les différents organes de l'ensemble pompe de gavage 4 - pompe à débit variable 3 - valve de commande 31 - clapets 331, 332, 333, 334 - valves 335, 336, 337 --valve de régulation de pression 35, des canalisations de l'ensemble moteur hydraulique 2 - valve de commande 24 - vérin 25, des canalisations de l'ensemble valve proportionnelle 7, une canalisation 36 reliant la valve de commande d'inclinaison 31 à la valve proportionnelle 7, une canalisation de circuit de fuite 74 reliant la valve proportionnelle 7 au réservoir 6, et deux canalisations d circuit de fuite 37, 38 issues respectivement de 11 ensemble pompe de gavage pompe à débit variable 3 etc. et de l'ensemble moteur hydraulique 2 - valve de commande 24 etc.., se réunissant en une unique canalisation 39 aboutissant au réservoir 6. Un refroidisseur 8 est branché dans la branche de circuit de retour de fluide constituée par la canalisation 39 aboutissant au réservoir 6, car le laminage exercé par la pompe de gavage élève la température du fluide ; des clapets tarés anti-retour 81, 82 sont branchés respectivement en série et en parallèle avec le refroidisseur 8. Un clapet taré anti-retour 381 est également inséré dans la canalisation 38 provenant de l'ensemble du moteur hydraulique 2, en vue d'éviter le dégavage du moteur. Lors de la mise en fonctionnement du dispositif, le moteur électrique 5 entraîne la pompe de gavage 4, laquelle alimente en fluide provenant du réservoir 6 la pompe à débit variable 3 qui alimente elle-même (en circuit fermé) le moteur hydraulique à débit variable 2 entraînant en rotation le tambour 1, sous la commande de la valve proportionnelle 7, qui règle le débit du moteur hydraulique et de la pompe à débit variable. Les accélérations et les freinages sont très rapides grace à la faible inertie des systè0 hrdrauliques, ce qui permet, comme il a été vu, un excellent rendement. Grâce à la valve proportiomlelle de pression 7 asservie par carte électronique, délivrant une pression suivant réglage, la variation de la pompe 3 est commandée ici entre trois et dix-huit bars, et celle du moteur hydraulique 2 à la suite de vingt à cinquante bars, avec, conme cela a été vu, cinq points de consigne de vitesse avec réglage des rampes d'accélération et de ralentissement. Be freinage hydrostatique procuré par le dispositif permet la suppression du frein prévu spécifiquement dans is dispositifs d'entraînement conventionnels par moteur électrique uniquement. Si des anomalies de fonctionnement sont détectées, par exemple à la lecture de la pression de gavage, ou par le manostat de sécurité, ou encore par l'indicateur de niveau de pression, le fonctionnement est arrêté manuellement ou automatiquement, ou encore modifié par les différents valves et clapets. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation ci-dessus décrite et représentée, et on pourra prévoir d'autres formes et modes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS -;. Dispositif d'entraînement pour machines rotatives telles que les centrifugeuses, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte, pour actionner la centrifugeuse, un moteur hydraulique (2) à débit variable de fluide hydraulique ali mefté par une pompe hydraulique (3) à débit variable elle meme alimentée par une pompe de Oavage (4) entraînée par un moteur électrique (5), et une valve proportionnelle (4) des~ tinée à régler le débit du moteur hydraulique (2) et de la pompe à débit variable (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un des organes hydrauliques à débit variable (2, 3) comporte un plateau à inclinaison variable actionné par un vérin (25, 32) commandé par une valve (24, 31). 3. Dispositif selon au moins l'une quelconque des re vendications 1 et 2, caractérisé encre que la valve proportionnelle (7) comporte une bobine de commande (73) reliee à une carte électronique d'asservissement. 4. Dispositif selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte, dans une canalisation (39) de retour du fluide hydraulique provenant de la pompe de gavage (4), un refroidisseur de fluide (8).