BE1009184A6 - Systeme de regulation d'un generateur de pression hydraulique. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un générateur de pression hydraulique comprenant une pompe actionnée par un moteur et un réservoir de fluide hydraulique. Le moteur de la pompe est à vitesse variable, ladite vitesse étant déterminée par un dispositif comparateur électronique. Ce comparateur est alimenté par une valeur de consigne et par un signal électrique provenant d'un capteur de pression installé sur le circuit hydraulique alimentant le dispositif consommateur de pression et de débit.

Description

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  Système de régulation d'un générateur de pression hydraulique. 



  L'invention concerne les générateurs de pression hydraulique et plus particulièrement un système de régulation de la pression et du débit délivrés par un groupe hydraulique. 



  Les générateurs hydrauliques sont bien connus et servent à alimenter en pression et débit hydraulique de nombreux types de machines ou mécanismes de puissances et de tailles très diverses. On mentionnera en particulier des engins de levage, des organes de commande en électromécanique ou encore des presses industrielles. 



  La demande d'un réseau hydraulique peut varier au cours du temps. La mise sous pression se fait grâce à une pompe entraînée par un moteur électrique auquel est elle est reliée de manière connue via un accouplement élastique. 



  Dans un groupe traditionnel, le moteur est asynchrone et l'entraînement se fait à couple nominal et vitesse nominale. La pompe dont l'aspiration est alimentée en fluide à partir d'un réservoir, refoule le fluide de manière continue. 



  A cause de cette action continue de la pompe la pression dans le circuit hydraulique pourrait augmenter dangereusement dans le cas ou apparaît soudainement une diminution de la demande en débit du réseau. C'est pourquoi 

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 une soupape est généralement montée à la sortie de la pompe. Dès que le seuil de pression est dépassé, seuil préréglé à la soupape en fonction des caractéristiques de fonctionnement nominal du réseau, celle-ci dévie une partie du débit vers le réservoir. 



  On obtient ainsi une régulation de pression. Cette opération induit cependant un laminage du fluide qui s'échauffe. Il en résulte qu'il y a lieu de monter dans le circuit un échangeur de chaleur qui assure le refoidissement. 



  Du fait de la rotation continue de la pompe et du moteur à haute vitesse et de la nécessité de disposer d'un échangeur de chaleur, le groupe hydraulique fonctionnant suivant le principe traditionnel est bruyant et grand consommateur d'énergie dont une partie substantielle est perdue. 



  L'invention propose un système de régularisation qui évite ces inconvénients. 



  Selon l'invention on réduit la vitesse du moteur et de la pompe au minimum nécessaire à l'adaptation du débit délivré par la pompe à la demande du réseau, tout en maintenant dans le circuit une pression pratiquement constante. 



  Dans ce but, l'entraînement de la pompe est assuré par un moteur ajustable en vitesse et limitable en couple, avantageusement un moteur triphasé classique et de 

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 puissance adaptée à l'application. La pompe doit donc être d'un type capable de travailler à basse vitesse, par exemple une pompe à engrenages ou à pistons. 



  Un capteur de pression transforme la mesure de pression dans le circuit en un signal électrique qui est appliqué à un comparateur électronique dans lequel une consigne a été introduite. Cette consigne correspond à la pression que l'on désire maintenir dans le circuit et, de préférence, doit pouvoir être ajustée en cours d'utilisation. 



  A partir de la différence entre ces deux valeurs, le comparateur génère un signal qui est exploité par un variateur agissant sur le moteur d'entraînement de la pompe. La régulation se fait ainsi par action sur la vitesse du moteur avec limitation au niveau du couple, de manière à toujours rétablir l'équilibre à la pression voulue. 



  Pour avoir une régulation efficace, le comparateur à gain variable délivre au variateur de vitesse une consigne qui est fonction de l'amplitude de la différence entre la pression mesurée et la pression de consigne ; le moteur tournant d'autant plus vite que cette valeur est grande de manière à augmenter le débit fourni par la pompe. 



  Par mesure de sécurité électrique et mécanique, le variateur limite également le couple du moteur à sa valeur nominale. Par sécurité ultime, on installe une soupape de pression limitant celle-ci au maximum admissible dans le circuit hydraulique. 

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 Le laminage du fluide dû essentiellement à l'action fréquente ou même continue de la soupape dans le principe traditionnel ne se produit plus. Il n'est donc plus nécessaire de disposer d'un échangeur de chaleur, ce qui réduit l'encombrement du groupe et son prix. 



  Il y a cependant toujours lieu de monter dans le circuit un accumulateur, qui sert à amortir les chocs provenant de coups de bélier dus aux stades transitoires de la configuration du réseau, ainsi qu'un manomètre, p. e. un manomètre à aiguille, qui constitue un moyen visuel de contrôle, simple et efficace, de la pression dans le circuit. 



  On comprendra que le système peut être appliqué à tous les systèmes hydrauliques à l'exception de ceux où il faut employer une pompe devant tourner à grande vitesse, par exemple une pompe à palettes. 



  Les avantages consistent en une augmentation du paramètre cos phi du moteur avec une diminution de la consommation électrique. Il y a également une diminution du niveau sonore et de la pollution thermique du système. La durée de vie de la pompe augmente et la pointe du courant de démarrage diminue. 



  Les fig. 1 et 2 illustrent l'invention de manière non limitative. 

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  La fig. 1 montre sous forme de schéma un exemple du principe traditionnel et la fig. 2 illustre schématiquement un exemple d'un dispositif selon l'invention. 



  Dans la fig. 1 on indique un réservoir de fluide hydraulique 1 avec un circuit muni d'un filtre 2 classique, d'une pompe 3 entraînée par un moteur 5 triphasé par l'intermédiaire d'un accouplement élastique. On prévoit également sur le circuit un échangeur de chaleur 6, un manomètre 8, un clapet de non-retour 9, un accumulateur 10 , le dispositif étant connecté au réseau utilisateur 11. 



  L'accumulateur 10 sert de tampon au variation de pression et est avantageusement du type à membrane, p. e. sous une pression d'azote à 9 bar. Le dispositif doit en outre être muni d'une valve de pression 7 qui ramène l'excès d'huile dans le réservoir 1 dès que la pression dans le circuit excède un seuil prédéterminé. 



  Dans la fig. 2 on indique de même un réservoir de fluide hydraulique 10 avec un circuit muni d'un filtre 20 classique, d'une pompe 30 entraînée par un moteur 50 triphasé via un accouplement élastique 40. Un échangeur de chaleur n'est plus nécessaire. On prévoit cependant également, un manomètre 60 et un accumulateur 80, le dispositif étant connecté au réseau utilisateur 12.

   A titre de sécurité uniquement, le dispositif est muni d'une valve de pression 70 qui ramène l'excès d'huile dans le réservoir 10 dans le cas où un excès de pression se produit en dépit du système de régulation selon l'invention. 

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 L'alimentation du moteur triphasé 50, p. e. un moteur asynchrone Dutchi de 1,5 Kw, se fait à l'intervention d'un variateur 110 connecté à un comparateur 100, du type à gain étagé, dans lequel est introduit une consigne x comparée périodiquement à une valeur fournie par un capteur de pression 90 installé sur le circuit, p. e. du type à céramique avec un signal de sortie 4-20 mA. La différence entre ces deux valeurs détermine le signal envoyé au variateur qui actionne le moteur et la pompe. 



  Les différentes connections seront avantageusement prévues avec des câbles blindés pour éviter toute interférence entre le moteur de la pompe et le circuit électronique de régulation qui se trouve dans son voisinage, p. e. prévu dans une armoire associée à un châssis supportant le circuit de génération de pression hydraulique proprement dit. 



  Selon un détail de réalisation, le moteur est muni d'un ventilateur à alimentation indépendante de façon à ce que le moteur puisse tourner à basse vitesse sans chauffer.

Claims (5)

1. Revendications 1. Générateur de pression et de débit hydraulique comprenant une pompe actionnée par un moteur et un réservoir de fluide hydraulique caractérisé en ce que le moteur de la pompe est à vitesse réglable, ladite vitesse étant déterminée par un dispositif comparateur électronique alimenté par une valeur de consigne et par un signal électrique provenant d'un capteur de pression installé sur le circuit hydraulique alimentant le dispositif consommateur de pression et de débit, ledit comparateur commandant un variateur alimentant le moteur de la pompe, ledit comparateur commandant un variateur qui alimente le moteur de la pompe.
2. 2. Générateur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est muni d'un accumulateur.
3. 3. Générateur selon n'importe laquelle des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une valve de sécurité connectée à un circuit ramenant l'excès de fluide hydraulique vers le réservoir lorsque la pression d'alimentation du fluide excède une valeur prédéterminée.
4. 4. Générateur selon n'importe laquelle des revendications précédentes caractérisé en ce que le moteur est un moteur à ventilation forcée. <Desc/Clms Page number 8> EMI8.1
5. 5. Générateur selon n'importe laquelle des revendications précédentes caractérisé en ce que la pompe est une pompe à engrenages.