<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de réglage pour compresseurs centrifuges.
On sait que dans les compresseurs centrifuges la pression finale à laquelle le liquide ou fluide à comprimer est envoyé dans le faisceau tubulaire croit à mesure que la quantité de fi fluide diminue, pourvu que le nombre de tours de la machine motrice soit constant. Si l'on pose la pression finale P comme fonction du rendement v,on obtient, suivant lenombre de tours, par exemple une des courbes!représentées à la fig. 1 (caracté- ristiques ou courbes de pression et volume),la courbe'1corres- pondant à un petit nombre'de tours, et la courbe 2 à un nombre de tours élevé. Toutefois on a généralement intéret à maintenir constante la pression de débit des compresseurs pour toutes les charges.
Par suite, on munitlla machine d'un régulateur de pression (piston,membrane ou équivalent) de la pression dans le faisceau ou réseau tubulaire;qui,lorsque le débit diminue, réduit le nombre de tours de la machine motrice ou bien,si la machinè motrice ne peut tourner qu'à un nombre de tours cons- tant ,réduit la section de passage de la conduite d'aspira- tion,de manière à ce que la pression de débit reste toujours à la valeur désirée. La pression finale correspond alors à la ligne AB de la fig. l,qui se relève légèrement lorsque V dirai
<Desc/Clms Page number 2>
nue,d*une manière correspondant au petit degré d'irrégularité nécessaire à l'exécution de l'opération de réglage.
On sait en outre que dans tous les compresseurs centrifuges, lorsque le débit diminue au-dessous d'une certaine quantité dépendant du nombre de tours,il se produit un phénomène désigné sous le nom de "pompage" qui a pour effet de soumettre le fluide débité par suite de courants en sens contraires, à des oscilla- tions nuisibles. Dans la fig. 1,la courbe L désigné sous le nom de limite de "Pompage" réunit tous les points des diverses carac- téristiques en lesquels le phénomène en question se produit.
Pour éviter ce phénomène de "pompage" pour les faibles débits, on mon- te souvent dans la conduite de pression,derrière le compresseur, un clapet de retenue automatique,et en outre on prévoit un dispo- sitif qui,lorsque la limite de pompage est atteinte,sépare le réseau du compresseur,qui débite alors à l'air libre par une soupape soufflante, ou qui,suivant une autre proposition,continue à tourner à vide, tandis qu'en même temps par une petite ouver- ture ou un by-Pass du clapet de retenue, une certaine quantité du iluide précédemment débité revient dans le compresseur.
lorsqu ce dispositif de mise hors circuit est mis en activité,l'air cota-* primé nécessaire pour les appareils de consommation est pris à la provision existant dans le réseau,de telle sorte que la pression du réseau diminue peu à pwu jusqu'à unecertainelimite. une fois cette limite atteinte on ouvre de nouveau le clapet de retenue de telle sorte que le compresseur reprend son débit normal,et ce la à une certaine distance de la limite de "pompage" et remplit de nouveau le réseau jusque ce que cette limite de "pompage" soit de nouveau atteinte. le cycle qui vient d'être décrit se Ré pète ensuite. Ce travail intermittent du compresseur permet de travailler,meme pour les faibles débits, au-dessus de la limite de "pompage", c'est à dire qu'on n'a pas besoin de dépasser à gauche le point A de la fig. 1.
Toutefois,la coopération de ce dispositif servant à empêcher le pompage, et du dispositif nommé en premier lieu,servant à main- tenir constante la pression de débit, présente un inconvénient
<Desc/Clms Page number 3>
qui consiste en ce que ce dernier dispositif ,lorsque le débit du compresseur est interrompu et que la pression diminue en con séquence dans le résau, a une tendance à ramener la pression du réseau aussi vite que possible à sa valeur normale.
Il en résulterait que l'ouverture et la fermeture du clapet de rete- nue se succéderaient pour de petits débits, d'une manière per- manente à des intervalles relativement courts.' L'invention a pour objet un dispositif ayant pour but d'empêcher que le dispo- sitif servant à prévenit le pompage fonctionne trop souvent. dans ce but,l'invention propose de procéder au réglage de telle sorte que pour des débits allant depuis le débit maximum jusque un débit voisin de la limite de "pompage",la pression derrière le compresseur soit maintenue constante ou à peu près constante. et qu'ensuite, si la quantité, débitée diminue encore,on travaille avec accroissement de la pression, suivant une caractéristique (courbe résultante de pression et de volume).
L'emploi de ce procédé de réglage aura pour effet,comme on le voit à la fig. 2 de maintenir constante là pression finale de l'air, avec une petite chute de pression z, seulement jusqu'à une limite D-E n,atteignant pas tout à fait la limite de "pompage",tandis que le compresseur travaille,dans le voisinage"de la limite de "pompage",suivant une caractéristique C-D passant par le point 1
Le réglae représenté à la fig. 2 par le diagramme C-D-E peut être réalisé de .deux manières, suivant qu'il s'agit d'un entrainement à nombre de tours constant,ou à nombre de tours variable.
Dans le premier cas ,qui se présente notamment lorsqu l'entrainement se fait par moteurs triphasés,on agit,par l'inté médiaire de l'organe de pression précité,dans les limites de la ligne E-D,sur le registre de la conduite d'aspiration,dans le sens d'une réduction de la section de passage,tandis qu'à partir du point D,son action cesse et la sectio de la con- duite d'aspiration reste constante. Dans le deuxième cas,qui se présente par exemple en cas de commande par turbine à vae
<Desc/Clms Page number 4>
peur,on agit par le réguateur, à la limite e- sur l'organe d'admission de la turbine à, vapeur, et par suite sur le nombre de tours, tandis qu'a partir du point D cette action cesse,et le nombre de tours est maintenu constant.
La fig. 3 représente un exemple du premier cas et la figure 4 un exemple du second cas
Dans la fig. 3, a désigne un compresseur centrifuge avec en- in trainement à nombre de tours variables ,c'est à dire par un mo- teur synchrone,par exemple,dont la conduite d'aspiration b est munie d'un registre c. La conduite de pression e,raccordée en d, contient un clapet de retenue f. Par le by-pass g,muni d'un ajuta ge h,lorsque le clapet de retenue f est fermé,une partie du fluide débité est ramenée pour empêcher le "pompage" de la con- duite de pression dans le compresseur.
En un point quelconque du réseau,iitué de préférence dans le voisinage du clapet de retenue,la conduite i mène à un régu- lateur de pression à membrane,qui ouvre ou ferme le registre c par l'intermédiaire du tiroir de distribution 1 et du moteur m à pression d'huile. lorsque la quantité d'air diminue c'est à di re lorsque la pression de l'air augmente (parcours D-E dans la fig. 2) la pression augmente également sous la membrane k celle- ci se soulève en surmontant la tension du ressort n et ferme, à l'aide du moteur à pression d'huile l,m,le registre c,de dernier ne peut toutefois exécuter le mouvement de fermeture que jusqu'à ce que la membrane k vienne se placer contre la butée p.ajustable au moyen du volant c;
à partir de ce moment,la pression de l'air peut continuer à augmenter dans le réseau,c'est à dire également dans la conduite e, sans que le registre effectue un nouveau mouvement de fermeture. Ce registre reste par suite,lorsque la pression d'air augmente, dans la même position et le compresseur travaille alors suivant la caractéristique y (fig. 2) correspon- dant à cette position du registre.
Si la consommation d'air dans le réseau continue à diminuer la pression d'air augmente alors suivant la partie D-C de la caractéristique y, jusqu'au point C auquel la limite de pom page est atteinte. Alors,le dispositif précité destiné à prévenir le' "pompage" entre en action; le débit d'air est interrompu,le cla
<Desc/Clms Page number 5>
pet de retenue se fe.rme,et il s'établit un retour d'air du réseau par le by-Pass g et l'ajutage h,ainsi que par le com- presseur, dans la conduite d'aspiration b,le compresseur conti- nuant alors à tourner à vide. Par suite de l'interruption du débit d'air,du courant en retour venant du réseau,et de la con- tinuation de la consommation d'air dans le réseau,la pression du réseau diminue alors jusqu'à ce qu'elle atteigne une valeur correspondant au point D de la fig. 2.
A partir de ce moment, si la pression d'air continue à diminuer, le registre commence à s'ouvrir, car le régulateur à membrane entre en action ; lame branes'écarte de la butée ajstable p,parce que la tension du ressort n devient prépondérante,et le registre c s'ouvre un peu sous l'action du moteur à huile l,m. Alors,le compresseur doit recommencer immédiatement à débiter, parce qu'il recit par la conduite d'aspiration une quantité d'air considérable,qui est prépondérante sur le faible courant en retour,que l'ajutage h empêche d'augmenter.Le courant en retour cesse donc, et le compresseur travaille de nouveau sur le réseau.
La pression du réseau commence aussitôt à s'elever de nouveau et la pression d'air augmente de nouveau suivant la courbe D-C le cycle se ré- pétant lorsque le point C est atteint.
Le régulateur de pression à membrane est pourvu d'un volant q, par lequel la tension du ressort n peut être modifiée même au cours du travail,de telle sorte qu'il est possible de déplacer la ligne D-E de la fig. s parallèlement à elle-meme, vers le haut ou vers le bas, et de modifier ainsi à volonté la ' valeur de la pression d'air constante.
EMI5.1
Le but de l,invention1sulvantlequel lorsque la consommation d'air dans le réseau reste faible pendant longtemps,le "pompage" du réseau se produit aussi lentement que possible,est obtenu dans l'exemple qui vient detre décrit,par suite de ce que le registre, lorsque le débit recommence, reste d'abord dans la mer me position,de telle sorte que la section d'entrée de la condui- te d'aspiration ne devient pas plus grande.
On arrive en même temps à ce que la chute de pression ne se produise pas sur un parcours trop grand ; la butée p n'existait pas,la pression
<Desc/Clms Page number 6>
n'augmenterait pas sensiblement,il est vrai, jusqu'à la limite de "pompage", mais ensuite,elle diminuerait fortement,surtout lorsque le réseau se vide lentement,non seulement aux points de consommation mais aussi sous l'action du dispositif précité pour empêcher le "pompage" par retour vers le compresseur. Il se peut,par exemple,qu'un compresseur, ayant une pression fi-.
2. nale normale de 17 kgs par cent ne produise pendant qu'il y a courant en retour, qu'une pression finale d'environ 5 kg/cm2
11 se produirait donc damsle réseau des variations de pression de plusieurs kilos par cm2 ce qui n'est évidemment pas admissi- ble. Ce dernier inconvénient est également éliminé suivant la présente invention, car l'amplitude des variations de pression est limitée vers le haut par la limite de pompage et vers le bas par suite de ce qu'au point D,le régulateur de pression entre de nouveau en action et ne permet pas de diminution ulté- rieure de la pression normale de débit. Les variations corres- pondent ici à la projection de l'arc C-D sur la verticale, soit ! la valeur x dans la fig. 2.
Cette valeur x peut être mainte- nue faible,par suite de ce que la butée p est modifiée,au moyen du volant o de manière à ce que la membrane k ne touche la butée p que quand le compresseur sapproche de la limite de "pompage".
Dans la figure 4,l'invention est représentée appliquée un compresseur centrifuge entrainé par une machine motrice à nombre de tours variable, par exemple par une turbine. les figures 5 et 6 représentent schématiquement des détails de cer- tains organes de la forme d'exécution représentée, r désigneun régulateur de pression à membrane, de construction connue, s désigne un régulateur centrifuge ,1 une machine auxiliaire et t la soupape d'admission de la machine motrice. Le régulateur à membrane r et le régulateur centrifuge s travaillent en omme par l'intermédiaire de la machine auxiliaire 1 sur la soupape obturatrice t,de telle sorte que le diagramme de réglage soit de nouveau réalisé suivant la ligne C-D-E (fig.2).
Si,par exem ple,la consommation d'air diminuant la pression d'air augmente suivant la droite D-E,le régulateur à membrane déplace,en sur- montant la tension du ressort,le point extrême de droite du
<Desc/Clms Page number 7>
levier u,et par suite la tige v vers le bas. D'une manière cor- respondante, la soupape t d'admission de vapeur se fermera dans une mesure plus grande, par l'intermédiaire de la machine auxi- liaire 1 de telle sorte que le nombre de tours diminuera,confor- mément aux caractéristiques dela fig. 2. pendant le réglage sur le parcours D-E,le régulateur centrifuge s est complètement inactif,car une butée v' montée sur la tige v,est fixée de telle sorte sur cette tige que cette dernière devra avoir parcouru d'abord le chemin 1-11 avant que la butée v' rencontre le manchot w' du levier w du régulateur.
Le régulateur centrifuge n.a donc sur le parcours de réglage D, E aucune influence sur l'organe obturateur t ; aucontraire celui-ci se trouve sur le parcours
D-E exclusivement sous l'action du régulateur à membrane r. Ce n'est que lorsque la quantité d'air descend au-dessous d'une valeur correspondant au pointD,c''est à dire lorsque le débit continue à diminuer et qu'il s'agit de fermer encore plus la sou. pape t obturatrice de vapeur, que la butée v' de la tige v,qui continue à descendre,rencontre le manchon w' du levier w du ré- gulateur,et par suite, à partir de ce moment,le régulateur centri. fuge s influe sur la soupape obturatrice de vapeur t. Cependant à ce moment,le régulateur à membrane r est inactif.
En effet, pendant que le nombre de' tours de la machine motrice diminuait progressivement suivant .la droite D-E, proprotinelletn à la diminution du débit d'air, le manchon s' du régulateur s s'est aussi déplacé vers le bas,en raison de la diminution du nombre de tours,et par contre le manchon w' de la tige w s'est déplacé vers le haut, Le régulatuer à membrane r a toutefois fait des- cencre la tige ,avec les butées v' et v,de telle sorte que la butée v' rencontre le manchon w' en¯un point qui correspond au point D du diagramme de la fig. 2 Si alors la quantité d'air continue à diminuer c'est le régulateur centrifuge s qui assurE le réglage,parce que la tige v et le manchon w' de-la tige w restent,à partir de ce moment,en contact entre eux.
Il doit en être ainsi d'autant plus que le régulateur centrifuge tend alor à maintenir un nombre de tours constant.
<Desc/Clms Page number 8>
On passe ainsi à la partie C-D de la caractéristique,de telle sorte que la pression d'air s'élève plus rapidement que sur le parcours D-E. Le régulateur à membrane ne peut plus suivre alors la pression d'air, qui augmente plus fortement, la membrane vient se placer contre sa limite prévue,et la tige v peut alors continuer à se déplacer vers le bas.propor tionnell ement a la consommation d'air, sous l'action du ré- gulateur centrifuge s,la butée v continuant à entrainer la tige r' mais n'ayant plus diction sur le régulateur à mem- brane, parce qu'elle écarte de la membrane la tige s'. La soupape obturatrice de vapeur se trouve alors uniquement sous l'influence du régulateur centrifuge s,et celui-cimaintient constant le nombre de tours de la machine motrice.
Si l'on fait agir alors sur le compresseur du dispositif le libérant de sa charge,par exemple suivant la proposition de Havlicek, on empêche d'Une part la machine motrice et le compresseur de s'emballer,et d'autre part on obtient que le remplissage du réseau d'air comprimé ne se produise pas trop rapidement,parce que le régulateur centrifuge s maintient constant le nombre de tours de la machine motrice suivant la plus basse caracté- ristique admissible.
La fig. 5 représente la liaison de la membrane avec la tige s'. Cette tige prend contact avec la plaque supérieure de fermeture de la membrane,uniquement sous la légère pres- sion du ressort f et elle est par suite facile à soulever.
La fig. 6 montre à plus grande échelle,le passage de la ti ge v avec la butée v' au travers du manchon w' de la tige w du régulateur; labutée v" fixée sur la tige v agit de la même manière sur le manchon de la tige r'.
Au moyen d'un volant on peut donner des tensions diverses au ressort du régulateur à membrane r et amener ainsi à des hauteurs différentes la droite D-E de la figure 2 c'est à di- re régler la pression finale du compresseur à la valeur vou- lue.
<Desc/Clms Page number 9>
Pour empêcher la machinemotrice de s'emballer, la tige w du régulateur est prolongée,dans l'exemple représenté, au-delà du manchon s dans le point extrême u' de ce prolongement prend une tige u qui vient porter contre une butée à ressort u". Lorsque le nombre de tours s'élève au-delà du maximum ad- mfssible, le manchon s' se soulève jusqu'à ce que le prolonge- ment de la tige w soulève la butée u" en surmontant la pression réglai du ressort qui agit sur elle. Par suite le point y' de la tige w se déplace vers le bas, pour prendre par exemple la position y". une tige Z' articulée au point y' vient porter par sa butée a' contre le levier r' et presse ce dernier vers le bas.
Il en résulte que la tige s' est soulevée et que la tige v reposant sur l'autre extrémité du levier r' est abaissée dans une mesure telle qu'elle vient porter par sa-butée v' contre le manchon w' et qu'elle est de nouveau régie uniquement par le régulateur centrifuge.