Brevet FR2754317A1 — publié le 19980410

Pompes à vide ou compresseurs à palettes destinés au transfert de gaz et leur utilisation en milieu explosible. L'invention concerne des pompes ou des compresseurs à palettes, appelés récepteurs antidéflagrants et leur20 utilisation pour le transfert de gaz en milieu explosible. Les pompes utilisées peuvent nécessiter une étanchéité absolue au passage de l'arbre moteur, que ce soit pour des raisons de sécurité (fuite des fluides vers l'extérieur) ou25 pour garantir la pureté du fluide. Cette étanchéité peut être obtenue à l'aide de garnitures doubles avec un bourrage par un fluide intermédiaire et/ou un système qui permet de contrôler les fuites vers l'espace intermédiaire. Cependant, ces systèmes se révèlent complexes et coûteux,30 nécessitant de plus de nombreux systèmes additionnels de contrôle. On a également proposé des entraînements magnétiques sans joint tournant à la transmission moteur-récepteur, ces35 accouplements magnétiques à aimants permanents offrant l'avantage de ne pas nécessiter de liaisons matérielles entre les éléments transmettant le couple et permettant en conséquence une étanchéité parfaite. Cependant, ces accouplements magnétiques sont essentiellement utilisés avec un milieu liquide et présentent des difficultés d'emploi sur une machine sèche, en particulier en milieu explosible, et n'ont donc pas été utilisés avec des compresseurs ou pompes à vide à palettes. Le principal obstacle rencontré à l'utilisation des accouplements magnétiques dans l'entraînement des compresseurs et des pompes à vide, en particulier en milieu explosible, est l'échauffement important subi par certaines parties de l'accouplement. En effet, un des principaux inconvénients est lié aux risques de blocage du rotor du récepteur pouvant intervenir en cours de fonctionnement, le décrochage de l'accouplement entraînant un échauffement très important des aimants. En résultat de ce décrochage de l'accouplement, les couronnes internes et externes, qui supportent les aimants, sont alors soumises à un champ magnétique variable et sont en conséquence le siège de courants de Foucault. L'échauffement de la couronne externe peut être rapide et il peut atteindre des températures qui ne sont pas acceptables en milieu explosible.25 Une solution permettant de contrôler les échauffements intervenant au cours du blocage peut consister à utiliser des capteurs assurant un contrôle des conditions thermiques au niveau des aimants. Cependant, ces capteurs, dans le30 cadre d'une utilisation en milieu explosible, doivent également être antidéflagrants. Il apparaît donc que la plupart des pompes actuelles ne répondent pas à des normes de sécurité suffisantes pour35 permettre une utilisation en zone explosible en toute sécurité, en particulier dans le cas du blocage du rotor du récepteur, l'échauffement intervenant alors conduisant à des températures élevées et dangereuses risquant de provoquer des explosions. De plus, les conditions de températures auxquelles peuvent être soumises de telles pompes nécessitent le choix de matériaux a forte résistance thermique. Afin de pallier ces inconvénients, l'invention propose une pompe à vide à entraînement à accouplement magnétique propre à être utilisée en milieu explosible, c'est-à-dire qu'en cas d'échauffement trop élevé des aimants survenant lors d'un blocage du rotor du récepteur, ladite pompe comporte des moyens susceptibles de stopper cet échauffement, prévenant ainsi une augmentation trop importante de la température qui pourrait notamment entraîner des risques d'explosion en milieu explosible et/ou la corrosion de certains matériaux constituant la pompe. A cet effet, l'invention concerne une pompe à vide ou compresseur à palettes caractérisée en ce qu'elle comporte un entraînement à accouplement magnétique par aimants permanents propre à fonctionner en milieu explosible. De préférence, les aimants d'accouplement sont choisis de telle sorte que leur point de Curie est inférieur à une température déterminée, lesdits aimants perdant leurs propriétés magnétiques au-dessus de ladite température déterminée de telle sorte que ladite pompe est utilisable30 en milieu explosible. L'invention concerne également l'utilisation en milieu explosible d'une telle pompe à vide. Ainsi, avantageusement, lorsque le seuil de température estimé critique est atteint, l'accouplement magnétique entre l'arbre moteur et l'arbre de la pompe est interrompu. De ce fait, il ne se crée plus d'échauffement des aimants et la température peut être rétablie à une valeur acceptable, en particulier en milieu explosible. Il est donc possible selon l'invention de proposer une pompe qui permet l'interruption de l'activité magnétique des aimants du fait même de leurs propriétés intrinsèques. Selon les milieux dans lesquels la pompe est utilisée, on peut choisir différentes températures limites, les aimants étant alors choisis parmi ceux présentant un point de Curie tel que, au-dessus de la température limite désirée, ils perdent leurs propriétés magnétiques. Ainsi, les aimants permanents utilisés en milieu explosible présentent une température de limite de fonctionnement relativement basse, contrairement à celle des aimants habituellement utilisés dans les accouplements magnétiques. Selon la présente invention, il n'est par conséquent plus nécessaire de devoir recourir à des moyens externes de contrôle de la température, en particulier lors d'un blocage, qui commandent également la mise en arrêt du moteur, par exemple si la température dépasse un seuil de température limite.25 En effet, le dispositif de protection consistant en la perte des propriétés magnétiques des aimants au-delà d'une température limite est totalement indépendant de tout autre élément tel qu'une sonde, un capteur, etc. Selon une forme de réalisation de l'invention, il est possible de prévoir, de manière complémentaire, des moyens de mise en arrêt de la pompe avant que l'accouplement magnétique atteigne une température trop élevée. Une sonde35 de température ou thermovélocimétrique dans la zone concernée peut permettre d'obtenir ce résultat. En outre, lors d'un blocage du rotor du récepteur, le couple résistant tend à disparaître et l'intensité consommée par le moteur diminue. Il est alors avantageux que la pompe comporte un relais à minimum d'intensité détectant une baisse du couple moteur et commandant la coupure de l'alimentation du moteur. Lors du fonctionnement d'une pompe à accouplement magnétique, la cloche d'étanchéité est située dans un champ magnétique tournant et la cloche d'étanchéité est donc le siège de courants de Foucault. Lesdits courants sont transformés en chaleur provoquant également un échauffement au cours du fonctionnement normal de l'appareil. Cet échauffement, s'il s'avère trop important peut rendre l'usage de l'accouplement impossible en zone explosible. On assure ainsi également une sécurité au cours du fonctionnement de la pompe. Dans une forme de réalisation préférée d'une pompe selon l'invention, on prévoit un ventilateur extérieur assurant une ventilation à l'extérieur de la cloche d'étanchéité afin de réguler l'échauffement lié aux courants de Foucault et intervenant en cours de fonctionnement au sein de ladite25 cloche d'étanchéité installée entre les aimants des rotors interne et externe. Il est également possible de prévenir cet échauffement en adaptant une cloche d'étanchéité non conductrice de l'électricité, par exemple en matériaux céramiques, composites, etc.30 On peut également prévoir une sonde de température qui soit déclenche une alarme, soit commande l'arrêt du moteur. On décrira maintenant plus en détail un exemple de réalisation de l'invention à l'aide du dessin annexé dont la figure unique est une coupe longitudinale d'une pompe selon l'invention. Un rotor externe 1 est fixé à un arbre moteur 2 par l'intermédiaire d'un plateau d'entraînement 3. A l'intérieur du rotor externe 1 est emboîté un rotor interne 4. Ledit rotor interne 4 est également fixé à un plateau d'entraînement 5 sur lequel est fixé un arbre 6 d'entraînement de la pompe. Sur la face extérieure du rotor interne 4 sont installés des aimants permanents 7 qui font face à des aimants permanents 8 présents sur la face intérieure du rotor externe 1. Afin d'assurer l'étanchéité, une cloche d'étanchéité 9 est installée entre les aimants respectifs 7, 8 du rotor interne 4 et du rotor externe 1. Ladite cloche 9 montée sur le rotor interne 4, solidaire du corps de la pompe 10, permet une étanchéité totale de la pompe 10 vis-a- vis du milieu extérieur. Selon l'invention, les aimants 7, 8 sont choisis tels que leur point de Curie soit inférieur à la température limite de fonctionnement souhaitée. D'autres systèmes de contrôle de la température peuvent être prévus additionnellement. Ainsi, un ventilateur extérieur 11, calé sur l'arbre moteur 2, permet une régulation de la température de la cloche d'étanchéité 9, l'air envoyé circulant à l'extérieur de ladite cloche 9 entre le rotor externe 1 et le rotor interne 4 comme cela30 est représenté par des flèches sur la figure 1. De préférence, on réalise une couronne en métal non étincelant sur la cloche 9 et/ou l'arbre 6. On peut ainsi prévenir le risque d'étincelles par contact de parties métalliques, l'accouplement magnétique comportant des pièces en mouvement relatif avec des jeux relativement faibles. REVENDICATIONS 1. Pompe ou compresseur à palettes, caractérisée en ce qu'elle comporte un entraînement à accouplement magnétique par aimants permanents propre à être utilisé en milieu explosible. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les aimants (7, 8) d'accouplement sont choisis de telle sorte que leur point de Curie est inférieur à une température déterminée, lesdits aimants (7, 8) perdant leurs propriétés magnétiques au-dessus de ladite température déterminée. 3. Pompe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un relais à minimum d'intensité détectant une baisse du couple moteur et commandant la coupure de l'alimentation du moteur. 4. Pompe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un ventilateur extérieur (11) régule la température au sein d'une cloche d'étanchéité (9) installée entre les aimants (7, 8) des rotors interne (4) et externe (1), l'air envoyé circulant à l'extérieur de25 ladite cloche (9). 5. Pompe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la cloche d'étanchéité (9) est constituée en un matériau non conducteur de l'électricité.30 6. Pompe selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte une couronne en métal non étincelant sur la cloche (9) et/ou l'arbre (6) d'entraînement de la pompe (10).35 7. Pompe selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une sonde de température ou thermovélocimétrique. 8. Utilisation en milieu explosible d'une pompe selon l'une des revendications 1 à 7.