FR3146499A1 - Dispositif de pompage et procédé de détection d’un risque d’endommagement d’un stator d’une pompe à cavités progressives d’un dispositif de pompage - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif de pompage (2) propre à pomper un fluide, le dispositif comportant un carter (4), une pompe à cavités progressives (16) comportant un stator (20) et un rotor hélicoïdal (22), le stator comporte un chemisage en élastomère (32), le stator comporte une extrémité d’aspiration (34) accouplée au carter et une extrémité de refoulement (36) opposée à l’extrémité d’aspiration ; caractérisé en ce qu’il comporte un premier capteur de température (38) situé dans une zone adjacente à l’extrémité de refoulement (36) pour mesurer périodiquement une première température (T1) d’une partie d’élastomère située dans la zone adjacente à l’extrémité de refoulement, et une unité de traitement (42) propre à comparer la première température (T1) mesurée à un premier seuil (S1) et à générer un signal d’avertissement, lorsque la première température est supérieure audit premier seuil.
Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1
Description
L’invention concerne le domaine des pompes à cavités progressives. En particulier l’invention concerne un dispositif de pompage et un procédé de détection d’un risque d’endommagement d’un stator d’une pompe à cavités progressives d’un dispositif de pompage.
Les dispositifs de pompage sont largement utilisés dans des installations de remplissage de contenants de l’industrie agroalimentaire, de l’industrie pharmaceutique ainsi que dans des industries de traitement des eaux et des industries du pétrole et du gaz. Les installations de remplissage sont généralement utilisées pour remplir différents contenants avec différents fluides. La température peut varier considérablement d’un fluide à l’autre.
Les dispositifs de pompage comportent un carter comprenant une ouverture propre à réceptionner un fluide à pomper, un arbre d’entrainement logé dans le carter et accouplé à un moteur d’entrainement, et une pompe à cavités progressives comportant un stator et un rotor hélicoïdal logé dans le stator. Le rotor est entrainé en rotation par l’arbre d’entrainement pour déplacer le fluide. Le stator est généralement constitué par un tube métallique et un chemisage en élastomère collé sur la face interne du tube métallique. Le chemisage en élastomère présente une forme en hélicoïde. En fonctionnement normal, lors de sa rotation, le rotor glisse contre les parois du chemisage en élastomère. Le fluide pompé joue un rôle de lubrifiant en atténuant les frottements entre le rotor et l’élastomère.
Certaines conditions de fonctionnement du dispositif de pompage entrainent une usure et un vieillissement anticipés du stator. Ainsi, lorsqu’une vanne de l’installation est fermée ou lorsque les tuyauteries de l’installation sont encrassées, la pression du fluide pompé augmente dans les tuyauteries de l’installation. L'augmentation de la pression du fluide entraîne un échauffement de l’élastomère du stator. La pression importante et l’échauffement engendrent une détérioration de cet élastomère.
Par ailleurs, lors de la mise en route de la pompe à cavités progressives, il est nécessaire de remplir la pompe manuellement avec un fluide afin d’éviter un frottement sans lubrifiant du rotor contre l’élastomère. Un tel fonctionnement est généralement appelé « fonctionnement à sec ». Cette opération de remplissage peut parfois être omise entrainant en quelques minutes un échauffement et une brulure de l’élastomère.
Pour éviter une détérioration de l’élastomère par application d'une pression importante ou par échauffement, il est connu de disposer un capteur de température dans une partie du stator du côté aspiration pour détecter au plus tôt une augmentation de la température de l’élastomère. Le capteur de température est connecté à un boitier électronique. Lorsque la température mesurée dépasse un seuil prédéfini, un signal d’alerte est généré. La valeur du seuil est définie par des opérateurs de maintenance de l'installation en observant les variations de température de l’élastomère pendant plusieurs jours et en ajoutant une valeur par rapport à la température maximale observée. Toutefois, certains fluides à pomper présentent une température élevée, la valeur ajoutée est élevée pour éviter l’émission de signaux d’alerte intempestifs. Il en résulte que en cas de fonctionnement à sec ou de pompage d’un fluide ayant une faible température, la détection de l'échauffement est détectée de manière trop tardive de sorte que l'élastomère est abîmé par la forte pression et les températures élevées.
Une fois que l’élastomère est endommagé, le stator doit être changé dans sa totalité. Le remplacement d’un stator nécessite l’arrêt de la chaine de production pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours car le remplacement d’un stator est une opération complexe qui nécessite l’intervention d’une équipe spécialisée. De plus, un nouveau stator est couteux. Enfin, le recyclage d'un stator nécessite une quantité d'énergie importante de sorte que les stators sont généralement mis au rebus. Cette mise au rebus est néfaste pour l'environnement et pour l'image de l'entreprise.
En conséquence, il est souhaitable de proposer un dispositif de pompage et un procédé permettant d’éviter l’échauffement de l’élastomère et d’augmenter la durée de vie du stator.
En particulier, il est souhaitable de proposer un dispositif de pompage et un procédé permettant de détecter les cas de surpression de sa pompe à cavités progressives.
Il est également souhaitable de proposer un dispositif de pompage et un procédé permettant de détecter plus rapidement les cas de fonctionnement à sec de la pompe à cavités progressives.
La présente invention a pour objet un dispositif de pompage propre à pomper un fluide, le dispositif comportant :
- un carter ayant une face externe ;
- une pompe à cavités progressives comportant un stator et un rotor hélicoïdal logé dans le stator, le stator comportant un tube d’armature et un chemisage en élastomère fixé dans le tube d’armature, le stator comporte une extrémité d’aspiration accouplée au carter et une extrémité de refoulement opposée à l’extrémité d’aspiration ;
caractérisé en ce qu’il comporte un premier capteur de température situé dans une zone adjacente à l’extrémité de refoulement pour mesurer périodiquement la première température d’une partie d’élastomère située dans la zone adjacente à l’extrémité de refoulement, et une unité de traitement propre à comparer la première température mesurée à un premier seuil et à générer un signal d’avertissement, lorsque la première température est supérieure audit premier seuil.
Avantageusement, le premier capteur de température et le traitement de ses mesures permettent de détecter les cas de fonctionnement de la pompe à cavités progressives en surpression.
- un carter ayant une face externe ;
- une pompe à cavités progressives comportant un stator et un rotor hélicoïdal logé dans le stator, le stator comportant un tube d’armature et un chemisage en élastomère fixé dans le tube d’armature, le stator comporte une extrémité d’aspiration accouplée au carter et une extrémité de refoulement opposée à l’extrémité d’aspiration ;
caractérisé en ce qu’il comporte un premier capteur de température situé dans une zone adjacente à l’extrémité de refoulement pour mesurer périodiquement la première température d’une partie d’élastomère située dans la zone adjacente à l’extrémité de refoulement, et une unité de traitement propre à comparer la première température mesurée à un premier seuil et à générer un signal d’avertissement, lorsque la première température est supérieure audit premier seuil.
Avantageusement, le premier capteur de température et le traitement de ses mesures permettent de détecter les cas de fonctionnement de la pompe à cavités progressives en surpression.
Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre. Elles peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
Le dispositif comporte un deuxième et une troisième capteurs de température ; le deuxième capteur de température étant propre à mesurer périodiquement la température représentative de la température du fluide pompé, dite température de référence ; le troisième capteur de température étant propre à mesurer périodiquement une troisième température d’une partie d’élastomère située dans une zone adjacente à l’extrémité d’aspiration ; le deuxième et le troisième capteurs de température étant adaptés pour transmettre les températures mesurées à l’unité de traitement,
et dans lequel l’unité de traitement est propre à déterminer la différence entre la température de référence et la troisième température; l’unité de traitement étant conformée pour délivrer un signal d’avertissement lorsque la différence déterminée est supérieure à un deuxième seuil.
Avantageusement, cette différence ne dépend pas de la température du fluide pompé de sorte que le seuil défini est fixe quel que soit la température du fluide pompé.
Avantageusement, le seuil défini peut être déterminé avec plus de précision car il n’est pas nécessaire de tenir compte d’une marge qui correspondrait aux variations de température des différents fluides pompés. En conséquence, le signal d’avertissement est délivré plus rapidement de sorte que le risque d’endommagement de l’élastomère est considérablement diminué.
Avantageusement, le troisième capteur de température peut également être utilisé pour surveiller la température du fluide pompé sortant de l’installation du client.
Le deuxième capteur de température est agencé sur la face externe du carter.
Avantageusement, le deuxième capteur de température n’est pas en contact du fluide pompé de sorte que les conditions d’hygiène relatives au fluide pompé sont respectées.
Le dispositif comporte un deuxième et une troisième capteurs de température ; le deuxième capteur de température étant propre à mesurer périodiquement la température représentative de la température du fluide pompé, dite température de référence ; le troisième capteur de température étant propre à mesurer périodiquement une troisième température d’une partie d’élastomère située dans une zone adjacente à l’extrémité d’aspiration ; le deuxième et le troisième capteurs de température étant adaptés pour transmettre les températures mesurées à l’unité de traitement,
et dans lequel l’unité de traitement est propre à déterminer la différence entre la température de référence et la troisième température; l’unité de traitement étant conformée pour délivrer un signal d’avertissement lorsque la différence déterminée est supérieure à un deuxième seuil.
Avantageusement, cette différence ne dépend pas de la température du fluide pompé de sorte que le seuil défini est fixe quel que soit la température du fluide pompé.
Avantageusement, le seuil défini peut être déterminé avec plus de précision car il n’est pas nécessaire de tenir compte d’une marge qui correspondrait aux variations de température des différents fluides pompés. En conséquence, le signal d’avertissement est délivré plus rapidement de sorte que le risque d’endommagement de l’élastomère est considérablement diminué.
Avantageusement, le troisième capteur de température peut également être utilisé pour surveiller la température du fluide pompé sortant de l’installation du client.
Le deuxième capteur de température est agencé sur la face externe du carter.
Avantageusement, le deuxième capteur de température n’est pas en contact du fluide pompé de sorte que les conditions d’hygiène relatives au fluide pompé sont respectées.
Le dispositif comporte en outre un capteur de vibration propre à mesurer l’état de vibration du stator et à transmettre cet état de vibration à l’unité de traitement.
Avantageusement, les mesures de l’état de vibration permettent de confirmer un risque d’endommagement du stator.
Avantageusement, les mesures de l’état de vibration permettent de confirmer un risque d’endommagement du stator.
L’unité de traitement comporte une mémoire dans laquelle l’unité de traitement est propre à stocker les températures mesurées par au moins le premier capteur de température, et dans lequel l’unité de traitement comporte une interface de communication propre à transmettre les températures mesurées vers un terminal de communication en utilisant un protocole de communication sans fil à courte distance.
Le dispositif comporte une batterie propre à alimenter l’unité de traitement.
L’invention a également pour objet un procédé de détection d'un risque d'endommagement d’un stator d’un dispositif de pompage d’un fluide à pomper, le dispositif de pompage comportant un carter, une pompe à cavités progressives comportant un rotor hélicoïdal et un stator, le stator comportant un tube d’armature et un chemisage en élastomère, le stator comprenant une extrémité d’aspiration accouplée au carter et une extrémité de refoulement opposée à l’extrémité d’aspiration, un premier capteur de température propre à mesurer périodiquement une première température d’une partie de l’élastomère située adjacente à l’extrémité de refoulement du stator et une unité de traitement ; le procédé comportant les étapes suivantes :
a) mesure de la première température par le premier capteur de température ;
b) comparaison de la première température mesurée avec un premier seuil, par l’unité de traitement ;
c) répétition des étapes a) et b) ; et génération d'un signal d'avertissement lorsque la première température est supérieure au premier seuil.
a) mesure de la première température par le premier capteur de température ;
b) comparaison de la première température mesurée avec un premier seuil, par l’unité de traitement ;
c) répétition des étapes a) et b) ; et génération d'un signal d'avertissement lorsque la première température est supérieure au premier seuil.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de pompage comportant en outre un deuxième capteur de température propre à mesurer périodiquement une température représentative de la température du fluide pompé, dite température de référence, et un troisième capteur de température propre à mesurer une troisième température d’une partie de l’élastomère du stator située adjacente à l’extrémité d’aspiration, le deuxième capteur de température et le troisième capteur de température étant adaptés pour transmettre les températures mesurée à l’unité de traitement ; le procédé comportant les étapes suivantes :
d) mesure de la troisième température par le troisième capteur de température ;
e) mesure de la température de référence par le deuxième capteur de température ;
f) détermination de la différence entre la troisième température et la température de référence ;
g) comparaison de la différence déterminée avec un deuxième seuil ;
h) répétition des étapes d) à g) ; et génération d'un signal d'avertissement lorsque la différence est supérieure au deuxième seuil.
d) mesure de la troisième température par le troisième capteur de température ;
e) mesure de la température de référence par le deuxième capteur de température ;
f) détermination de la différence entre la troisième température et la température de référence ;
g) comparaison de la différence déterminée avec un deuxième seuil ;
h) répétition des étapes d) à g) ; et génération d'un signal d'avertissement lorsque la différence est supérieure au deuxième seuil.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comporte une étape de comparaison de la température de référence à un troisième seuil et de génération d’un signal d’avertissement lorsque la température de référence est supérieure au troisième seuil.
Avantageusement, le deuxième capteur permet de vérifier la température du fluide à pomper à son entrée dans le dispositif de pompage. Ce qui permet de vérifier qu’il n’y a pas de panne sur l’installation de remplissage en amont du dispositif de pompage.
Avantageusement, le deuxième capteur permet de vérifier la température du fluide à pomper à son entrée dans le dispositif de pompage. Ce qui permet de vérifier qu’il n’y a pas de panne sur l’installation de remplissage en amont du dispositif de pompage.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comporte une phase préalable au cours de laquelle la valeur du deuxième seuil est déterminée, la phase préalable comprenant les étapes suivantes :
i) mesure périodique de la troisième température et de la température de référence à une fréquence définie pendant une durée définie ;
k) détermination de la troisième température maximale parmi les troisièmes températures mesurée au cours de la durée définie ;
m) détermination de la différence entre la troisième température maximale et la température de référence mesurée au même moment ;
n) obtention de la valeur du deuxième seuil par addition à la différence déterminée d’une valeur comprise entre 10 degrés et 20 degrés, et de préférence d’une valeur égale à 15 degrés.
i) mesure périodique de la troisième température et de la température de référence à une fréquence définie pendant une durée définie ;
k) détermination de la troisième température maximale parmi les troisièmes températures mesurée au cours de la durée définie ;
m) détermination de la différence entre la troisième température maximale et la température de référence mesurée au même moment ;
n) obtention de la valeur du deuxième seuil par addition à la différence déterminée d’une valeur comprise entre 10 degrés et 20 degrés, et de préférence d’une valeur égale à 15 degrés.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comporte une étape de transmission des températures mesurées à un terminal de communication par une liaison sans fil à courte distance.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comporte une étape de transmission des températures réceptionnées par le terminal de communication vers un serveur en utilisant une liaison sans fil.
En référence à la , le dispositif de pompage 2 selon l’invention comporte un carter 4, un moteur non représenté ayant un arbre de sortie 6 et un arbre flexible d’entraînement intermédiaire 8 logé dans le carter 4.
Le carter 4 est muni d’une ouverture 10 de réception du fluide à pomper. Le carter 4 possède une face interne 12 et une face externe 14.
L’arbre flexible d’entraînement intermédiaire 8 est accouplé à une de ses extrémités à l’arbre de sortie 6 de manière à être mis en rotation par l’arbre de sortie.
Le dispositif de pompage 2 selon l’invention comporte en outre une pompe à cavités progressives 16 et un conduit 18 de refoulement du fluide généralement appelé pipe.
L’arbre flexible d’entraînement intermédiaire 8 est accouplé à une de ses extrémités à l’arbre de sortie 6 de manière à être mis en rotation par l’arbre de sortie.
Le dispositif de pompage 2 selon l’invention comporte en outre une pompe à cavités progressives 16 et un conduit 18 de refoulement du fluide généralement appelé pipe.
La pompe à cavités progressives 16 comprend un stator 20, un rotor hélicoïdal 22 logé dans une cavité hélicoïdale 24 du stator 20 et des pieds 23 supportant le stator.
Le stator 20 comprend un tube d’armature 26 généralement métallique ayant une face interne 28 et une face externe 30, et un chemisage en élastomère 32 collé contre la face interne 28 du chemisage en élastomère.
Le stator 20 comporte une extrémité d’aspiration 34 accouplée au carter et une extrémité de refoulement 36 opposée à l’extrémité d’aspiration et solidarisée de manière étanche au conduit 18 de refoulement.
Le dispositif de pompage 2 comporte en outre un premier capteur de température 38, un deuxième capteur de température 40, un troisième capteur de température 41 et une unité de traitement 42 propre à recevoir les températures mesurées par le premier capteur 38, le deuxième capteur 40 et le troisième capteur 41.
Le premier capteur de température 38 est propre à mesurer une température d’une partie du chemisage en élastomère. En particulier, il est agencé dans une partie de l’élastomère qui est située dans une zone adjacente à l’extrémité de refoulement 36 du stator. Dans la présente demande de brevet, le terme « zone adjacente » doit se comprendre comme signifiant une zone située à au moins d’une distance définie du bord 44 du stator.La distance définie étant inférieure ou égale à 25% de la longueur totale du stator. Pratiquement, il est monté dans une partie du chemisage en élastomère à partir d’un orifice pratiqué dans le tube d’armature.
Le premier capteur de température 38 est propre à mesurer une température d’une partie du chemisage en élastomère. En particulier, il est agencé dans une partie de l’élastomère qui est située dans une zone adjacente à l’extrémité de refoulement 36 du stator. Dans la présente demande de brevet, le terme « zone adjacente » doit se comprendre comme signifiant une zone située à au moins d’une distance définie du bord 44 du stator.La distance définie étant inférieure ou égale à 25% de la longueur totale du stator. Pratiquement, il est monté dans une partie du chemisage en élastomère à partir d’un orifice pratiqué dans le tube d’armature.
Avantageusement, le premier capteur de température et le traitement de ses mesures permettent de détecter les cas de surpression comme explicité ci-après dans le procédé de détection.
Le deuxième capteur de température 40 est propre à mesurer une température représentative de la température du fluide pompé dite température de référence Tref. Le deuxième capteur de température 40 est, par exemple, agencé contre la face externe 14 du carter. Comme le carter est réalisé en métal, il acquiert par conduction thermique la température du fluide pompé introduit par l’ouverture 10 du carter de sorte que le deuxième capteur mesure une température représentative de la température du fluide pompé.
Le troisième capteur de température 41 est également propre à mesurer une température d’une partie du chemisage en élastomère. En particulier, il est agencé dans une partie du chemisage en élastomère qui est située dans une zone adjacente à l’extrémité d’aspiration 34 du stator. Tout comme précédemment, le terme « zone adjacente » doit se comprendre comme signifiant une zone située à moins d’une distance définie du bord 45 du stator,la distance définie étant inférieure ou égale à 25% de la longueur totale du stator.
Avantageusement, le deuxième et le troisième capteurs de température ainsi que le traitement de leurs mesures permettent de détecter les cas de fonctionnement à sec, comme explicité ci-après dans le procédé de détection.
Avantageusement, aucun des capteurs de température n’est en contact du fluide pompé de sorte que les conditions d’hygiène relatives au fluide pompé sont respectées.
Selon une variante moins avantageuse, le deuxième capteur de température 40 est agencé contre la face interne 12 du carter.
L’unité de traitement 42 est montée dans un boitier 46 fixé, par exemple, sur le carter 4 ou sur l’entretoise 47.
En référence à la , l’unité de traitement 42 comprend un processeur 48 ou un circuit intégré spécifique (ASIC) propre à exécuter les commandes d’un programme pour la mise en œuvre d’un procédé de détection décrit ci- après en liaison avec la .
L’unité de traitement 42 est propre à recevoir les températures mesurées par le premier 38, le deuxième 40 et le troisième capteur de température 41. A cet effet, l’unité de traitement 42 comporte soit un connecteur 49 soit une interface de communication sans fil également représenté par la référence 49.
Parallèlement, les capteurs de température 38, 40, 41 sont soit munis d’un câblage électrique propre à être connecté au connecteur 49, soit munis d’une interface de communication sans fil propre à communiquer avec l’interface de communication sans fil 49 de l’unité de traitement.
L’unité de traitement 42 peut comprendre une mémoire 50. La mémoire 50 peut comprendre une mémoire à accès aléatoire, dite RAM et une mémoire morte dite ROM. La mémoire 50 est propre à stocker un premier seuil S1, un deuxième seuil S2, un troisième seuil S3, des mesures de température du premier 38, du deuxième 40 et du troisième 41 capteurs de température et des instructions de commande pour la mise en œuvre du procédé de détection décrit ci- après.
L’unité de traitement 42 peut comprendre une interface de communication 52 qui est propre à transmettre des données numériques à courte distance en utilisant un protocole de communication sans fil à courte distance tel que « Bluethooth » (marque déposée) ou « Wifi » (marque déposée) ou sur longue distance en utilisant des réseaux de communication type GSM, ou encore une communication filaire de type Ethernet.
L’unité de traitement 42 peut également comprendre une interface utilisateur 54 pour recevoir des entrées d'un utilisateur ou pour afficher des informations à un utilisateur.
De préférence, le dispositif de pompage 2 comporte un capteur de vibration 56 connecté au processeur 48. De préférence, le capteur de vibration 56 est agencé dans boitier 46. Le capteur de vibration est propre à mesurer périodiquement un état de vibration de la pompe. Les états de vibration sont transmis à l’unité de traitement 42.
Le dispositif de pompage 2 comporte avantageusement une batterie 58 connectée au processeur 48. De préférence, la batterie 58 est agencée dans le boitier 46.
Selon une variante moins avantageuse, le dispositif de pompage comporte uniquement le premier capteur de température T1. Dans ce cas, l’unité de traitement 42 délivre un signal d’avertissement uniquement pour les cas de fonctionnement de la pompe en surpression. La mémoire 50 ne comporte que le premier seuil S1 et seul le premier seuil S1 est déterminé au cours de la phase préalable.
Selon une variante non couverte par la demande de brevet, le dispositif de pompage comporte uniquement le deuxième capteur de température T2. Dans ce cas, l’unité de traitement 42 délivre un signal d’avertissement uniquement pour les cas de fonctionnement de la pompe avec un fluide à température trop élevée. La mémoire 50 ne comporte que le troisième seuil S3 et seul le troisième seuil S3 est déterminé au cours de la phase préalable.
La illustre les étapes d’une phase préalable 60 du procédé de détection d'un risque d'endommagement d’un stator du dispositif de pompage 2 décrit ci-dessus.
Au cours de cette phase préalable 60, un premier seuil S1 et un deuxième seuil S2 sont définis. La phase préalable 60 est une phase d’apprentissage réalisée lorsque le dispositif de pompage 2 est monté dans l’installation de remplissage et fonctionne dans des conditions normales de production. Au début de la phase préalable, la pompe à cavités progressives est remplie manuellement. Puis, le moteur d’entrainement de la pompe est mis en route et le fluide à pomper est introduit dans le dispositif de pompage par l’ouverture 10.
Au cours d’une étape 62, la troisième température T3 et la température de référence Tref sont mesurées périodiquement. L’étape 62 dure pendant une durée définie. Cette durée est par exemple de 24 heures. La fréquence de mesure est par exemple comprise entre 10 secondes et 10 minutes.
La troisième température T3 et la température de référence Tref sont transmises à l’unité de traitement 42 et enregistrées dans la mémoire 50.
Au cours d’une étape 64, l’unité de traitement 42 détermine la troisième température T3 maximale mesurée au cours de l’étape 62.
Puis, au cours d’une étape 66, l’unité de traitement 42 calcule la différence entre la troisième température T3 maximale et la température de référence Tref qui avait été mesurée au même moment.
Au cours d’une étape 68, une valeur comprise entre 10 degrés et 20 degrés réglable est ajoutée à la différence calculée au cours de l’étape 66 pour obtenir la valeur du deuxième seuil S2.
Au cours d’une étape 64, l’unité de traitement 42 détermine la troisième température T3 maximale mesurée au cours de l’étape 62.
Puis, au cours d’une étape 66, l’unité de traitement 42 calcule la différence entre la troisième température T3 maximale et la température de référence Tref qui avait été mesurée au même moment.
Au cours d’une étape 68, une valeur comprise entre 10 degrés et 20 degrés réglable est ajoutée à la différence calculée au cours de l’étape 66 pour obtenir la valeur du deuxième seuil S2.
De préférence, une valeur égale à 15 degrés est ajoutée à la différence calculée au cours de l’étape 66 pour obtenir la valeur du deuxième seuil S2.
La valeur du premier seuil S2 est proposée à un utilisateur et est enregistrée dans la mémoire si l’utilisateur accepte celle-ci.
Avantageusement, la valeur du deuxième seuil S2 est valable quel que soit la température du fluide à pomper par l’installation de remplissage dans laquelle le dispositif de pompage est monté.
Au cours d’une étape 70, la première température T1 est mesurée à intervalle de temps régulier pendant une durée définie. La fréquence de mesure peut être de 3 minutes. La durée est par exemple de 24 heures.
Les valeurs de la première température T1 sont transmises à l’unité de traitement 42 et sont enregistrées dans la mémoire 50.
A la fin de la durée définie, au cours d’une étape 72, l’unité de traitement 42 détermine la première température maximale parmi les premières températures T1 mesurées au cours de la durée définie. Puis, une valeur comprise entre 10 degrés et 20 degrés réglable est ajoutée à la première température maximale pour obtenir la valeur du premier seuil S1.
A la fin de la durée définie, au cours d’une étape 72, l’unité de traitement 42 détermine la première température maximale parmi les premières températures T1 mesurées au cours de la durée définie. Puis, une valeur comprise entre 10 degrés et 20 degrés réglable est ajoutée à la première température maximale pour obtenir la valeur du premier seuil S1.
De préférence, le premier seuil S1 est obtenu par ajout d’une valeur égale à 15 degrés est ajoutée à la première température T1 maximale.
La valeur du premier seuil S1 est proposée à un utilisateur et est enregistrée dans la mémoire sur acceptation de celle-ci.
En variante, la valeur du premier seuil S1 est obtenue en utilisant la même méthode que pour déterminer la valeur du deuxième seuil, à savoir en retranchant la température de référence Tref à la première température T1 maximale, ladite température de référence ayant été mesurée au même moment que la première température.
La valeur du premier seuil S1 est proposée à un utilisateur et est enregistrée dans la mémoire sur acceptation de celle-ci.
En variante, la valeur du premier seuil S1 est obtenue en utilisant la même méthode que pour déterminer la valeur du deuxième seuil, à savoir en retranchant la température de référence Tref à la première température T1 maximale, ladite température de référence ayant été mesurée au même moment que la première température.
Une valeur d’un troisième seuil S3 peut également être enregistrée dans la mémoire. Ce troisième seuil S3 correspond à température de référence maximale autorisée pour le fluide à pomper. La valeur de ce troisième seuil peut être définie par l’utilisateur à partir de l’interface utilisateur 54. La valeur de ce troisième seuil S3 est également enregistrée dans la mémoire 50.
En référence à la , le procédé de détection débute par une étape 74 au cours de laquelle une première température T1 d’une partie de l’élastomère située dans une zone adjacente à l’extrémité de refoulement 36 est mesurée par le premier capteur de température 38.
Au cours d’une étape 76, l’unité de traitement 42 compare la première température T1 mesurée avec le premier seuil S1.
Au cours d’une étape 76, l’unité de traitement 42 compare la première température T1 mesurée avec le premier seuil S1.
Si la première température T1 est inférieure au premier seuil S1, les étapes 74 et 76 sont répétées après un intervalle de temps de par exemple 3 minutes.
Si la première température T1 est supérieure au premier seuil S1, alors l’unité de traitement génère au cours d’une étape 78 un signal d'avertissement.
Ce signal d’avertissement peut, par exemple, être un signal sonore ou un message transmis à un ordinateur ou à un smartphone. Ce signal d’avertissement peut être transmis à un commutateur adapté pour éteindre la pompe à cavités progressives sur réception de ce signal.
Au cours d’une étape 80, le troisième capteur de température 41 mesure la température d’une partie de l’élastomère située dans une zone adjacente à l’extrémité d’aspiration 34.
Au cours d’une étape 82, une température représentative de la température du fluide pompé, dite température de référence, est mesurée par le deuxième capteur de température 40.
Au cours d’une étape 84, l’unité de traitement 42 calcule la différence entre la température de référence Tref et la troisième température.
Au cours d’une étape 82, une température représentative de la température du fluide pompé, dite température de référence, est mesurée par le deuxième capteur de température 40.
Au cours d’une étape 84, l’unité de traitement 42 calcule la différence entre la température de référence Tref et la troisième température.
Au cours d’une étape 86, la différence déterminée est comparée avec le deuxième seuil S2.
Si la différence déterminée est inférieure au deuxième seuil S2, les étapes 80 à 86 sont répétées après un intervalle de temps de par exemple comprise entre 10 secondes et 10 minutes.
Si la différence déterminée est inférieure au deuxième seuil S2, les étapes 80 à 86 sont répétées après un intervalle de temps de par exemple comprise entre 10 secondes et 10 minutes.
Si la différence déterminée est supérieure au deuxième seuil S2, l’unité de traitement génère au cours d’une étape 88 un signal d'avertissement.
Ce signal d’avertissement peut, par exemple, être un signal sonore ou un message transmis à un ordinateur ou à un smartphone. Ce signal d’avertissement peut être transmis à un commutateur adapté pour éteindre la pompe à cavités progressives sur réception de ce signal.
Le procédé de détection peut également comporter une étape 90 au cours de laquelle la température de référence Tref est comparée à un troisième seuil S3.
L’unité de traitement 42 génère un signal d’avertissement lorsque la température de référence Tref est supérieure au troisième seuil S3. Cette étape permet avantageusement de vérifier la température du fluide pompé à son entrée dans le dispositif de pompage. Ce qui permet par exemple de savoir s’il n’y a pas de panne sur l’installation de remplissage en amont du dispositif de pompage.
Au cours d’une étape 92, un terminal de communication 94 comportant une interface de communication à courte distance de type « Bluethooth » ou « Wifi » se connecte à l’unité de traitement 42 par l’intermédiaire de l’interface de communication 52.
L’unité de traitement 42 génère un signal d’avertissement lorsque la température de référence Tref est supérieure au troisième seuil S3. Cette étape permet avantageusement de vérifier la température du fluide pompé à son entrée dans le dispositif de pompage. Ce qui permet par exemple de savoir s’il n’y a pas de panne sur l’installation de remplissage en amont du dispositif de pompage.
Au cours d’une étape 92, un terminal de communication 94 comportant une interface de communication à courte distance de type « Bluethooth » ou « Wifi » se connecte à l’unité de traitement 42 par l’intermédiaire de l’interface de communication 52.
Le terminal de communication 94 est par exemple un smartphone ou une tablette.
Il peut comporter une carte SIM ou une connexion filaire au réseau local.
L’unité de traitement 42 transmet les valeurs de la première température, de la deuxième température et éventuellement de la troisième température au terminal de communication 94. L’unité de traitement 42 peut également transmettre au terminal de communication 94 les états de vibration mesurés par le capteur de vibration 56 et les valeurs du premier seuil, du deuxième seuil et du troisième seuil.
Lorsque le terminal de communication 94 comporte une carte SIM, le procédé peut comprendre une étape de transmission 96 de ces données du terminal de communication 94 vers un serveur 98 d’un réseau de communication tel qu’un réseau internet ou un réseau de communication, tel qu’un réseau mobile GSM, UMTS, 3G, 4G, 5G, etc.
La présente demande de brevet concerne également un dispositif de pompage 2 propre à pomper un fluide, le dispositif comportant :
- un carter 4 ayant une face externe 14 ;
- une pompe à cavités progressives 16 comportant un stator 20 et un rotor hélicoïdal 22 logé dans le stator, le stator comportant un tube d’armature 26 et un chemisage en élastomère 32 fixé dans le tube d’armature ;
- un troisième capteur de température 41 propre à mesurer une troisième température T3 d’une partie d’élastomère 32 située dans la zone adjacente à l’extrémité d’aspiration 34
- une unité de traitement 42 propre à recevoir ladite température de la partie du chemisage en élastomère ;
caractérisé en ce qu’il comporte un deuxième capteur de température 40 propre à mesurer une température représentative de la température du fluide pompé, dite température de référence Tref ; le deuxième capteur de température 40 étant adapté pour transmettre la température de référence à l’unité de traitement, et dans lequel l’unité de traitement est propre à déterminer la différence entre la température de référence Tref et la troisième température T3 ; l’unité de traitement 42 étant conformée pour délivrer un signal d’avertissement lorsque la différence déterminée est supérieure à un deuxième seuil défini.
- un carter 4 ayant une face externe 14 ;
- une pompe à cavités progressives 16 comportant un stator 20 et un rotor hélicoïdal 22 logé dans le stator, le stator comportant un tube d’armature 26 et un chemisage en élastomère 32 fixé dans le tube d’armature ;
- un troisième capteur de température 41 propre à mesurer une troisième température T3 d’une partie d’élastomère 32 située dans la zone adjacente à l’extrémité d’aspiration 34
- une unité de traitement 42 propre à recevoir ladite température de la partie du chemisage en élastomère ;
caractérisé en ce qu’il comporte un deuxième capteur de température 40 propre à mesurer une température représentative de la température du fluide pompé, dite température de référence Tref ; le deuxième capteur de température 40 étant adapté pour transmettre la température de référence à l’unité de traitement, et dans lequel l’unité de traitement est propre à déterminer la différence entre la température de référence Tref et la troisième température T3 ; l’unité de traitement 42 étant conformée pour délivrer un signal d’avertissement lorsque la différence déterminée est supérieure à un deuxième seuil défini.
Claims (11)
- Dispositif de pompage (2) propre à pomper un fluide, le dispositif comportant :
- un carter (4) ayant une face externe (14) ;
- une pompe à cavités progressives (16) comportant un stator (20) et un rotor hélicoïdal (22) logé dans le stator, le stator comportant un tube d’armature (26) et un chemisage en élastomère (32) fixé dans le tube d’armature,
le stator (20) comporte une extrémité d’aspiration (34) accouplée au carter et une extrémité de refoulement (36) opposée à l’extrémité d’aspiration ;
- un troisième capteur de température (41) propre à mesurer une troisième température (T3) d’une partie d’élastomère (32) située dans la zone adjacente à l’extrémité d’aspiration (34) ;
- une unité de traitement (42) propre à recevoir ladite troisième température ;
caractérisé en ce qu’il comporte un deuxième capteur de température (40) propre à mesurer une température représentative de la température du fluide pompé, dite température de référence (Tref) ; le deuxième capteur de température étant adapté pour transmettre la température de référence à l’unité de traitement (42),
et dans lequel l’unité de traitement (42) est propre à déterminer la différence entre la température de référence (Tref) et la troisième température (T3) ; l’unité de traitement (42) étant conformée pour délivrer un signal d’avertissement lorsque la différence déterminée est supérieure à un deuxième seuil (S2). - Dispositif de pompage (2) selon la revendication 1, qui comporte un premier capteur de température (38) situé dans une zone adjacente à l’extrémité de refoulement (36) pour mesurer périodiquement une première température (T1) d’une partie d’élastomère située dans la zone adjacente à l’extrémité de refoulement, et dans lequel l’unité de traitement (42) est propre à comparer la première température (T1) mesurée à un premier seuil (S1) et à générer un signal d’avertissement, lorsque la première température est supérieure audit premier seuil.
- Dispositif de pompage (2) selon la revendication 1, dans lequel le deuxième capteur de température (40) est agencé sur la face externe (14) du carter.
- Dispositif de pompage (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, qui comporte en outre un capteur de vibration (56) propre à mesurer l’état de vibration du stator et à transmettre cet état de vibration à l’unité de traitement (42).
- Dispositif de pompage (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’unité de traitement (42) comporte une mémoire (50) dans laquelle l’unité de traitement est propre à stocker les températures mesurées par au moins le premier capteur de température (38), et dans lequel l’unité de traitement (42) comporte une interface de communication (52) propre à transmettre les températures mesurées vers un terminal de communication (94) en utilisant un protocole de communication sans fil à courte distance.
- Dispositif de pompage (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, qui comporte une batterie (58) propre à alimenter l’unité de traitement (42).
- Procédé de détection d'un risque d'endommagement d’un stator (20) d’un dispositif de pompage (2) d’un fluide à pomper, le dispositif de pompage comportant un carter (4), une pompe à cavités progressives (16) comportant un rotor hélicoïdal (22) et un stator (20), le stator (20) comportant un tube d’armature (26) et un chemisage en élastomère (32), le stator (20) comprenant une extrémité d’aspiration (34) accouplée au carter et une extrémité de refoulement (36) opposée à l’extrémité d’aspiration, un deuxième capteur de température (40) propre à mesurer périodiquement une température représentative de la température du fluide pompé, dite température de référence (Tref), et un troisième capteur de température (41) propre à mesurer une troisième température d’une partie de l’élastomère du stator située adjacente à l’extrémité d’aspiration (34), le deuxième capteur de température (40) et le troisième capteur de température (41) étant adaptés pour transmettre les températures mesurée à une unité de traitement (42) ; le procédé comportant les étapes suivantes:
a) mesure (80) de la troisième température (T3) par le troisième capteur de température (41);
b) mesure (82) de la température de référence (Tref) par le deuxième capteur de température ;
c) détermination (84) de la différence entre la troisième température (T3) et la température de référence (Tref);
d) comparaison (86) de la différence déterminée avec un deuxième seuil (S2) ;
e) répétition des étapes a) à d) ; et génération (88) d'un signal d'avertissement lorsque la différence est supérieure au deuxième seuil (S2). - Procédé de détection selon la revendication 7, le dispositif de pompage (2) comportant en outre un premier capteur de température (38) propre à mesurer périodiquement une première température (T1) d’une partie de l’élastomère située adjacente à l’extrémité de refoulement (36) du stator ; le procédé comportant les étapes suivantes :
f) mesure (74) de la première température (T1) par le premier capteur de température (38);
g) comparaison (76) de la première température (T1) mesurée avec un premier seuil (S1), par l’unité de traitement (42) ;
h) répétition des étapes f) et g) ; et génération (78) d'un signal d'avertissement lorsque la première température (T1) est supérieure au premier seuil (S1). - Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 7 et 8, qui comporte une étape de comparaison (90) de la température de référence (Tref) à un troisième seuil (S3) et de génération d’un signal d’avertissement lorsque la température de référence (Tref) est supérieure au troisième seuil (S3).
- Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, qui comporte une phase préalable au cours de laquelle la valeur du deuxième seuil (S2) est déterminée, la phase préalable (60) comprenant les étapes suivantes :
i) mesure (62) périodique de la troisième température (T3) et de la température de référence (Tref) à une fréquence définie pendant une durée définie ;
ii) détermination (64) de la troisième température (T3) maximale parmi les troisièmes températures mesurée au cours de la durée définie ;
iii) détermination (66) de la différence entre la troisième température (T3) maximale et la température de référence mesurée au même moment ;
iv) obtention (68) de la valeur du deuxième seuil (S2) par addition à la différence déterminée d’une valeur comprise entre 10 degrés et 20 degrés, et de préférence d’une valeur égale à 15 degrés. - Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, qui comporte une étape de transmission (92) des températures mesurées à un terminal de communication (94) par une liaison sans fil à courte distance.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2401574A FR3146499A1 (fr) | 2024-02-16 | 2024-02-16 | Dispositif de pompage et procédé de détection d’un risque d’endommagement d’un stator d’une pompe à cavités progressives d’un dispositif de pompage |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR2401574A FR3146499A1 (fr) | 2024-02-16 | 2024-02-16 | Dispositif de pompage et procédé de détection d’un risque d’endommagement d’un stator d’une pompe à cavités progressives d’un dispositif de pompage |
| FR2401574 | 2024-02-16 |
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| FR2302223A Division FR3146498A1 (fr) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | Dispositif de pompage et procédé de détection d’un risque d’endommagement d’un stator d’une pompe à cavités progressives d’un dispositif de pompage |
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| FR3146499A1 true FR3146499A1 (fr) | 2024-09-13 |
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|---|---|---|---|
| FR2401574A Pending FR3146499A1 (fr) | 2024-02-16 | 2024-02-16 | Dispositif de pompage et procédé de détection d’un risque d’endommagement d’un stator d’une pompe à cavités progressives d’un dispositif de pompage |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2940395A (en) * | 1956-01-20 | 1960-06-14 | Perfect Circle Corp | Control means for pumping apparatus |
| DE2311770A1 (de) * | 1973-03-09 | 1974-09-19 | Seeberger Gmbh & Co Kg F | Verfahren und anordnung zur ueberwachung des betriebes von exzenterschneckenpumpen |
| US20090129937A1 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-21 | Noralta Technologies, Inc. | Downhole pump controller |
| US20200124046A1 (en) * | 2017-01-16 | 2020-04-23 | Vogelsang Gmbh & Co. Kg | Controlling the gap geometry in an eccentric screw pump |
| US20200166031A1 (en) * | 2017-05-16 | 2020-05-28 | Circor Pumps North America, Llc. | Progressive cavity pump having improved stator dry-running protection |
-
2024
- 2024-02-16 FR FR2401574A patent/FR3146499A1/fr active Pending
Patent Citations (5)
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