Brevet FR3066236A1 — publié le 20181116

Compresseur à plusieurs étages L'invention concerne un compresseur. Les compresseurs selon la présente invention sont utilisés en particulier dans ces installations industrielles, par exemple dans des installations de séparation d'air. Les compresseurs comprennent un boîtier de compresseur et un rotor de compresseur monté dans le boîtier de compresseur, lequel présente plusieurs étages de compresseur. Pour fournir une compression souhaitée qui, vu d'un milieu à comprimer avec un compresseur, plusieurs étages de compresseur, dans le sens d'écoulement du milieu à comprimer, sont disposés les uns derrière les autres, sont requis dans certaines conditions, ce qui exige une conception relativement longue d'un arbre du rotor de compresseur. Toutefois, des longs arbres arbre du rotor de compresseur ont tendance à vibrer, ce qui affecte négativement la dynamique de compresseur. Toutefois, afin de disposer d'arbres de rotor de compresseur relativement longs qui soient moins sujet aux vibrations, il est néanmoins courant, en pratique, de réaliser les arbres avec un plus grand diamètre, ce qui s'associe à une conception d'ensemble plus grande et plus lourde des compresseurs. En variante, plusieurs compresseurs sont connectés en série. La réalisation d'arbres avec un plus grand diamètre ainsi que la connexion en série de plusieurs compresseurs donne lieu à des coûts élevés et est par conséquent désavantageuse. On a besoin de pouvoir disposer d'une conception longue de l'arbre même sur des compresseurs dont le rotor de compresseur est construit avec un arbre de relativement petit diamètre, pour garantir un grand nombre d'étages de compresseur, mais spécifiquement sans affecter négativement la dynamique du compresseur. Partant de ces antécédents, la présente invention a pour objet de créer un nouveau type de 30 compresseur. Cet objet est réalisé par un compresseur comprenant un boîtier de compresseur, avec un rotor de compresseur dans le boîtier de compresseur, qui comprend un arbre et des aubes mobiles formant plusieurs étages de compresseur, caractérisé en ce qu'entre deux étages de 35 compresseur sont disposés un palier magnétique et un palier de sécurité qui sont chacun montés sous forme de paliers fendus sur l'arbre formé en tant qu'arbre d'une seule pièce. 3066236 2 Selon l'invention, un palier magnétique et un palier de sécurité sont disposés entre deux étages de compresseur, lesquels, dans chaque cas, sont montés sous forme de paliers fendus sur l'arbre formé en tant qu'arbre d'une seule pièce. 5 Selon l'invention, il est proposé de former un palier magnétique et un palier de sécurité entre deux étages de compresseur, le palier magnétique et le palier de sécurité étant réalisés sous forme de paliers fendus qui sont montés sur l'arbre d'une seule pièce du rotor de compresseur. Grâce au palier magnétique, les vibrations de l'arbre du rotor de compresseur peuvent être amorties, et grâce à la conception fendue du palier magnétique et 10 du palier de sécurité, l'arbre peut être réalisé d'une seule pièce. Ceci permet alors de fournir un compresseur avec une pluralité d'étages de compresseur dont l'arbre du rotor de compresseur présente une conception longue, un petit diamètre, et est réalisé d'une seule pièce. 15 Selon un perfectionnement de l'invention, le palier magnétique et le palier de sécurité sont reçus dans un logement de palier commun, le logement de palier délimitant, par sections, un chemin d'écoulement entre les deux étages de compresseur, entre lesquels sont disposés le palier magnétique et le palier de sécurité. De ce fait, l'unité constituée par le palier magnétique et le palier de sécurité peut, de manière particulièrement avantageuse, être 20 intégrée dans le compresseur. De préférence, des éléments côté stator du palier magnétique sont reçus sur un support de palier magnétique et des éléments côté stator du palier de sécurité sont reçus sur un support de palier de sécurité, le support de palier magnétique et le support de palier de sécurité 25 étant reliés l'un à l'autre et étant de préférence montés dans le logement de palier commun par le biais du support de palier de sécurité ou par le biais du support de palier magnétique. De préférence, un élément de support ajustable agit sur le support de palier de sécurité ou sur le support de palier magnétique, par le biais duquel les éléments côté stator du palier magnétique et du palier de sécurité sont montés conjointement sur le logement de palier et peuvent être alignés conjointement par rapport à l'arbre. Ceci permet un assemblage simple du palier magnétique et du palier de sécurité sur le logement de palier commun et en outre un alignement avantageux du palier magnétique et du palier de sécurité par rapport à l'arbre par le biais de l'élément de support commun. De préférence, le palier magnétique est un palier magnétique actif qui comprend un capteur pour détecter des vibrations de l'arbre et un actionneur pour amortir les vibrations 3066236 3 - l'arbre. À l'aide d'un palier magnétique actif, des vibrations de l'arbre du rotor de compresseur peuvent être amorties de manière particulièrement avantageuse. 5 Selon un perfectionnement supplémentaire de l'invention, le logement de palier est reçu dans un renfoncement du boîtier de compresseur et est connecté au boîtier de compresseur, de préférence des pales de diffuseur côté boîtier étant disposées sur un côté amont du logement de palier, et des pales de recirculation côté boîtier étant disposées sur un côté aval du logement de palier. Les pales de diffuseur et les pales de recirculation absorbent les 10 forces du palier, en les déchargeant dans le boîtier de compresseur. Des perfectionnements préférés supplémentaires de l'invention sont obtenus à partir de la description suivante. Des exemples de modes de réalisation de l'invention sont expliqués plus en détail à l'aide du dessin sans s'y limiter. Dans les figures : la figure 1 illustre un détail d'un compresseur selon l'invention, à savoir un rotor de compresseur du compresseur selon l'invention ; la figure 2 illustre un détail supplémentaire du compresseur selon l'invention. La présente invention concerne un compresseur, par exemple un compresseur pour une installation industrielle, comme par exemple une installation de séparation d'air. Les figures 1 et 2 illustrent des détails d'un compresseur 10 selon l'invention, la figure 1 illustrant un rotor de compresseur 11 du compresseur 10. Le rotor de compresseur 11 est monté par le biais de paliers 12 dans un boîtier de compresseur 13 qui n'est pas illustré à la figure 1, et qui est toutefois visible à la figure 2 sous forme limitée. 30 Le compresseur 11 comprend un arbre 14 et plusieurs aubes mobiles 15 montées sur l'arbre 14, les aubes mobiles 15 formant plusieurs couronnes d'aubes mobiles et par conséquent plusieurs étages de compresseur 16. Dans l'exemple de mode de réalisation illustré dans la figure 1, les aubes mobiles 15 forment un total de six étages de compresseur 16 qui, dans la 35 direction axiale de l'arbre 14, sont disposés sur l'arbre 14 les uns derrière les autres. 15 20 25 3066236 4 - Selon la présente invention, un palier magnétique 17 et un palier de sécurité 18 sont disposés entre deux étages de compresseur 16, dans l'exemple de mode de réalisation illustré, approximativement au centre axial de l'arbre 14 entre deux étages de compresseur 16. On notera que l'agencement du palier magnétique 17 et du palier de sécurité 18 ne doit 5 pas nécessairement être disposé dans la région du centre axial de l'arbre 14, mais cet agencement du palier magnétique 17 et du palier de sécurité 18 peut également être déplacé dans la direction d'une extrémité axiale d'un côté axial de l'arbre 14 du rotor de compresseur 11. 10 Le palier magnétique 17 et le palier de sécurité 18, dans ce cas, sont réalisés sous forme de paliers fendus, à savoir fendus dans la direction horizontale, de telle sorte qu'ils peuvent être montés sur l'arbre du rotor de compresseur formé en tant qu'arbre d'une seule pièce 14 entre deux étages de compresseur 16. 15 Selon la figure 2, le palier magnétique 17 et le palier de sécurité 18 sont reçus dans un logement de palier commun 19. Le logement de palier 19 est inséré dans un renfoncement dans le boîtier de compresseur 13, le logement de palier 19 délimitant par sections un chemin d'écoulement 20 entre les deux étages de compresseur 16, entre lesquels le logement de palier 19, et par conséquent le palier magnétique 17 et le palier de sécurité 18, 20 sont disposés. Il ressort clairement de la figure 2 que, sur un côté amont du logement de palier 19, sont disposées des pales de diffuseur côté boîtier 21 et, sur un côté aval du logement de palier 19, des pales de recirculation côté boîtier 22, lesquelles sont intégrées dans le chemin 25 d'écoulement 20 et délimitées par sections par le logement de palier 19. Les forces de palier provenant du palier magnétique 17 et du palier de sécurité 18 qui peuvent être introduites dans le logement de palier 19, peuvent être déchargées dans le boîtier de compresseur 13 par le biais des pales de diffuseur côté boîtier 21 et des pales de recirculation côté boîtier 22. 30 Dans l'exemple de mode de réalisation préféré illustré, le palier magnétique 17 est réalisé sous forme de palier magnétique actif qui comprend un capteur 23 pour détecter des vibrations de l'arbre 14 et un actionneur 24 pour amortir les vibrations de l'arbre. Le palier magnétique 17 ainsi que le palier de sécurité 18 comprennent des éléments côté rotor et des 35 éléments côté stator, les éléments côté rotor étant affectés à l'arbre 14 du rotor d'arbre 11 et tournant conjointement avec l'arbre 14, et les éléments côté stator du palier magnétique 17 3066236 5 et du palier de sécurité 18 étant montés sur le logement de palier 19 côté stator. Les éléments côté stator du palier magnétique 17 sont montés sur un support de palier magnétique 25 et les éléments côté stator du palier de sécurité 18 sont montés sur un 5 support de palier de sécurité 26. Le support de palier magnétique 25 et le support de palier de sécurité 26 sont dans ce cas connectés l'un à l'autre par le biais d'éléments d'attache 27 qui s'étendent de préférence dans la direction axiale de l'arbre 14, ceux-ci étant montés sur le logement de palier 19 à l'aide d'un élément de support 27, soit par le biais du palier magnétique 25, soit, comme illustré, de préférence par le biais du support de palier de 10 sécurité 26. Par le biais de l'élément de support commun 27, qui est conçu comme élément de support ajustable et, dans la figure 2, agit sur le support de palier de sécurité 26, le support de palier de sécurité 26 et le support de palier magnétique 25 et par conséquent les éléments 15 côté stator du palier magnétique 17 et du palier de sécurité 18, peuvent être conjointement alignés par rapport à l'arbre 14 du rotor de compresseur 11. Comme déjà expliqué, le palier magnétique 17, dans l'exemple de mode de réalisation préféré, est conçu en tant que palier magnétique actif, qui comprend le capteur 23 et 20 l'actionneur 24. Dans ce cas, des ensembles de stator du capteur 23 sont de préférence attachés à un support de capteur 28 du support de palier magnétique 25 et des éléments côté stator de l'actionneur 24 sont attachés sur un support d'actionneur 29 du support de palier magnétique 25, le support de capteur 28 étant attaché au support d'actionneur 29 et le support d'actionneur 29 étant attaché sur le support de palier de sécurité 26 afin d'être 25 monté sur le logement de palier 19 par le biais de l'élément de support 27 agissant sur le support de palier de sécurité 26. En outre, la figure 2 illustre des câbles 30, 31, un premier câble 30 conduisant à l'actionneur 24 et un deuxième câble 31 conduisant au capteur 23 du palier magnétique 17. 30 Les deux câbles 30, 31 peuvent être connectés par le biais de connecteurs 32, 33 à un dispositif de commande qui n'est pas illustré, qui évalue les vibrations de l'arbre détectées par le capteur 23 et, en fonction du résultat, actionne l'actionneur 24 du palier magnétique 17 pour amortir les vibrations de l'arbre. 35 Grâce à l'invention, il est possible de fournir un compresseur dont le rotor de compresseur 11 présente, dans la direction axiale, un arbre relativement long et, dans la direction 3066236 6 - radiale, un arbre relativement mince 14, afin de fournir plusieurs étages de compresseur 16 avec un compresseur de petite conception, à savoir sans affecter négativement la dynamique du rotor de compresseur 11. À cet effet, un palier magnétique 17 et un palier de sécurité 18 sont montés sur l'arbre d'une seule pièce 14 du rotor de compresseur 11 entre 5 deux étages de compresseur 16, lesquels, dans chaque cas, sont réalisés sous forme de paliers fendus, afin de pouvoir facilement les monter entre les deux étages de compresseur 16. 3066236 7 - Liste des numéros de référence 10 Compresseur 11 Rotor de compresseur 5 12 Palier 13 Boîtier de compresseur 14 Arbre 15 Aube mobile 16 Étage de compresseur 10 17 Palier magnétique 18 Palier de sécurité 19 Logement de palier 20 Chemin d'écoulement 21 Pale de diffuseur 15 22 Pale de recirculation 23 Capteur 24 Actionneur 25 Support de palier magnétique 26 Support de palier de sécurité 20 27 Moyens d'attache 28 Support de capteur 29 Support d'actionneur 30 Câble 31 Câble 25 32 Connecteur 33 Connecteur REVENDICATIONS1. Compresseur (10), comprenant un boîtier de compresseur (13), avec un rotor de compresseur (11) dans le boîtier de compresseur (13), qui comprend un arbre (14) et des aubes mobiles (15) formant plusieurs étages de compresseur (16), caractérisé en ce qu'entre deux étages de compresseur (16) sont disposés un palier magnétique (17) et un palier de sécurité (18) qui sont chacun montés sous forme de paliers fendus sur l'arbre formé en tant qu'arbre d'une seule pièce (14). 2. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier magnétique (17) et le palier de sécurité (18) sont reçus dans un logement de palier commun (19), le logement de palier (19) délimitant, par sections, un chemin d'écoulement (20) entre les deux étages de compresseur (16) entre lesquels sont disposés le palier magnétique (17) et le palier de sécurité (18). 3. Compresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le logement de palier (19) est reçu dans un renfoncement du boîtier de compresseur (13) et est connecté au boîtier de compresseur (13). 4. Compresseur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que sur un côté amont du logement de palier (19), sont disposées des pales de diffuseur côté boîtier (21), et sur un côté aval du logement de palier (19), des pales de recirculation côté boîtier (22). 5. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les éléments côté stator du palier magnétique (17) sont reçus sur un support de palier magnétique (25) et des éléments côté stator du palier de sécurité (18) sont reçus sur un support de palier de sécurité (26), le support de palier magnétique (25) et le support de palier de sécurité (26) étant reliés l'un à l'autre et étant montés dans le logement de palier commun (19) par le biais du support de palier magnétique (25) ou du support de palier de sécurité (26). 6. Compresseur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un élément de support ajustable (27) agit sur le support de palier magnétique (25) ou sur le support de 3066236 9 - palier de sécurité (26), par le biais duquel élément de support (27), les éléments côté stator du palier magnétique (17) et du palier de sécurité (18) sont montés conjointement sur le logement de palier (19) et peuvent être alignés conjointement par rapport à l'arbre (14). 7. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le palier magnétique (17) est un palier magnétique actif qui comprend un capteur (23) pour détecter des vibrations de l'arbre et un actionneur (24) pour amortir les vibrations de l'arbre. 8. Compresseur selon les revendications 5 et 7, caractérisé en ce que le support de palier magnétique (25) comprend un support d'actionneur (29) et un support de capteur (28), le support de capteur (28) étant connecté au support d'actionneur (29), et le support d'actionneur (29) étant connecté au support de palier de sécurité (26).