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"PROCEDA ET DISPOSITIF POUH LA MARCHE DE COMPRIS HEURS CENTRIFUGES QUI NE SONT UTILISES QUE PAR INTERMITTENCES." "
Dans certaines installations, telles que les appareils Bessemer, les compresseurs centrifuges ne sont utilisés que périodiquement, en ce sens qu'entre deux périodes de souf- gage consécutives se trouve intercalée une période de repés pendant laquelle le compresseur marche à vide. Dans de tels cas, les pertes résultant de la marche à vide du compresseur jouent un rôle considérable dans les frais d'exploitation, et on cherche par conséquent à les réduire dans la mesure du possible.
Dans le cas de compresseurs à commande par tur- bines à vapeur cotte réduction s'obtient en réduisant très fortement la vitesse; la commande électrique permet égale- ment le réglage de la vitesse, mais ce réglage revient très
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cher.
Or il est connu d'une part, de fermer, pendant les périodes de marche à vide, les côtés aspiration et refou- 1 ement des compresseurs centrifuges et d'y créer le vide à l'aide de dispositifs spéciaux, tels que des pompes à vide avec ou sans réservoir à vide spécial. On obtient ainsi l'avantage, que même en faisant tourner le compresseur à la vitesse normale, lorsque la pression est réduite par exemple à 1/10 de la pression initiale, l'énergie absorbée à vide n'est plus que d'environ 3 % de l'énergie absorbée à pleine charge, au lieu de 30 %. Il est connu d'autre part égale- ment de réduire l'énergie absorbée à vide en fermant l'aspi- ration et en mettant la chambre de compression en commu- nication avec l'atmosphère, de telle manière que, grâce à son fonctionnement propre,
le compresseur engendre une certaine dépression à l'intérieur de son enveloppe.
La présente invention a pour objet un procédé combinant les deux mesures qui précèdent, dans le but de créer, dans la partie du compresseur qui fonctionne à vide, le maximum de dépression possible, en combinant avec un dispositif permettant d'obtenir, dans des périodes de marche à vide de courte durée, une évacuation aussi prompte que possible. L'invention consiste à mettre le côté refou- lement du compresseur en communication avec la pompe à vide, l'aspiration étant fermée, ce qui a pour résultat que grâce à la propre capacité d'aspiration du compresseur, le vide créé par la pompe à vide est renforcé par le dit compresseur de manière progressive depuis le côté refoulement jusqu'au côté aspiration.
Si la pompe à vide est capable de maintenir du coté refoulement une pression absolue de 0,1 kilogramme
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par centimètre carré, pi;r;;v.tvmple;¯et.si.lé compresseur pos-
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sède un rapport de compression de 1 à 3, la pression absolue du côté aspiration n'est plus que de 0,033 kilogramme/cm et la pression moyenne absolue de 0.1+0.033/2 0.065 kilo- gramme par centimètre carré, et le travail absorbé en marche à vide n'est plus que de 0.033 x 30% soit, en chiffres ronds:
1%
Cette réduction de la dépense d'énergie à vide peut se réaliser surtout avec les compresseurs centrifuges pour cette raison que l'énergie qu'ils absorbent en marche à vide est principalement du travail de ventilation qui varie avec la pression absolue du fluide emprisenné, tandis que dans les compresseurs à piston les pertes d'énergie en marche à vide sont uniquement une conséquence des frotte- ments mécaniques, qui ne diminuent pas dans le mê me rapport à mesure que la pression de travail s'abaisse.
11 y a cependant encore un autre perfectionnement possible :
Dans le cas de changements de régime de courte durée, tels qu'il s'en produit par exemple dans le travail de soffnage de convertisseurs Bessemer, il est indispensable que le vide s'établisse aussi rapidement que possible pour permettre d' utiliser l'économie réalisable pendant toute la ducée de la marche à puissance réduite. Un perfectionnement supplémentaire de l'objet de l'invention consiste des lors à activer l'évacuation en assurant au préalable une décharge du compresseur dans l'atmosphère, après quoi seulenent on met le compresseur en communication avec un réservoir à vide dans lequel reste du contenu du compresseur peut continuer à s'évacuer dans un minimum de temps.
L'achèvement de l'é- vacuation du compresseur et du réservoir à vide peut s'of-
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fectuer à l'aide d'une pompe à air. Afin d'éviter que la continuation de l'évacuation du compresseur ne soit ralen- tie du fait de la présence du réservoir à vide, ce réservoir peut être mis hors circuit une fois l'équilibre des pressions établi, de telle sorte que la pompe à vide n'ait ensuite plus qu'à compléter l'évacuation du contenu du compresseur. rendant la période de travil normal du compresseur , la pompe à vide est branchée sur le réservoir à vide , de telle sorte que de la pression d'équilibre établie précé- demment, celui-ci est ramené à nouveau à être prêt pour le vide maximum.
Outre qu'il permet d'abréger la durée d'éva- cuation, ce dispositif accumulateur présente encore cet autre avantage technique de permettre de laisser marcher la pompe d'une manière continue, ce qui est surtout très impor- tant lorsque les changements de régime à opérer sont fré- quents. La puissance de la pompe à vide elle-même est d'un ordre de grandeur très secondaire. -four abaisser une pres- sion d'équilibre de 0,5 kg/cm2 à 0,1 kg/cm2 (pression absolue) par exemple, cette pompe en refoulant contre l'atmosphère aura à travailler avec un rapport de pressions qui varie entre 1,0 2 et 1,0 10.
Le travail de compression lso- thermique pour 10 mètres cubes d'air aspiré par minute est alors, exprimé en chevaux- vapeur:
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pi. vie 1 li 7,7 lisp, coinld- 60.75 ¯¯$l 7,7 comp- tant un rendement isothermique de 50 %, environ 15 à 10 HP.
Or, in ne doit pas être difficile, pour le vide final adopté de 90 % 0,1 kg/cm2 abs. de limiter aux 10 mètres cubes ad- mis par minute les pertes par les fuites aux presses-étoupes et aux organes d'arrêt 4 'un compresseur de 1000 HP par exem- ple, de telle sorte que le débit de la pompe à vide ne se- rait que de 1,5% à 1% de celui du compresseur principal.
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En tenant compte du frottement des paliers, qui demeure inva- riable à 1% environ, le travail total de marche à vide se- rait par conséquent dans lecas ci-desses d'environ 2,5 % à 2 %. Le processus de l'évacuation devient stable à un vide tel que le débit total des fuites fasse équilibre à la capacité de débit de la pompe à vide. Un organe de distribution disposé d'une façon spéciale, qui fait éga- lement l'objet de la présente invention, permet de provoquer, au moyen d'une seule -manoeuvre, les changements de branche- ments indiqués plus haut, de telle sorte que la conduite n'exiga aucune attention spéciale du personnel et que toute fausse manoeuvre est impossible.
La fig. 1 montre à titre d'exemple un mode de réalisation de l'objet de l'invention. Soit 1, par exemple - l'étage de basse pression d'un-1 compresseur et .2. son étage de haute pression, les deux étages étant actionnés l'un et l'autre par le acteur commun 3. L'étage de haute pression 2 sera supposé n'être utilisé que par intermittence et sera pendant ce temps coupé du réseau à air comprimé 5, par exemple au moyen de l'organe..! et du clapet de retenue 9.
En travail normal le fluide à comprimer, qui arrive par la tubulure d'aspiration 4 , passe par l'étage debasse pression 1 et se rend, la vanne 7 étant ouverte, à tra- vers l'étage de haute pression ± et par la tuyauterie 8 et le clapet de retenue , à la conduite de refoulement 5, le clapet de retenue ± se fermant automatiquement. 8i l'on ferme la vanne 7, l'étage de haute pression 2. ne peut plus débiter ; le fluide à comprimer se rend à l'étage de passe pression directement par le clapet de retenue . à la conduite de refoulement 5, le clapet de retenue . se fermant automatiquement, de telle sorte que l'étage de haute pression ?, tourne vide.
L'organe de changement de @
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direction 11 (by-pass) est alors manoeuvré de façon à l'amener de sa position primitive l dans sa position il ( Fig. 2), dans laquelle le cylindre de haute pression'?, qui se trouvait hors circuit est mis en communication avec l'atmosphère par la conduite 10 et l'orifice 16, de telle sorte que la pression au cylindre de haute pression retombe à la pression atmosphérique.
Si l'on continue à tourner l'organe de changement de direction 11, de manière à interrompre la communication la avec l'atmosphère et à mettre la conduite 1Q. en communication, par l'intermédiaire de la conduite 12- ( position III de la figure 2 ) avec le réservoir à vide dans lequel le vide a été maintenu au moyen de lapompe à vide 1±, l'équilibre qui s'établit entre les pressions fait que le contenu du compresseur de haute pres- sion continue à se détendre et dès lors le travail de marche à vide de la partie haute pression du compresseur se réduit encore davantage.
En continuant à tourner l'organe e chan- gement de direction 11, on met hors circuit le réservoir à vide, et l'on établit la communication entre la conduite- 1Ç2 et la conduite d'aspiration 13 de ,la pompe à vide ( posi- tion IV de la fig.2 ) qui évacue le contenu du cylindre de haute pression demanière à y faire un vide aussi complet que possible ce qui, grâce à la Mise hors circuit préalable- ment effectuée de l'accumulateur de vide, peut avoir lieu en un minimum de temps.
Pour faire débiter à nouveau le cylindre de haute pression, on manoeuvre l'argane de changement de direction 11 en sens inverse, ce qui remet tout d'abord l'ac- cumulateur de vide 14 en communication avec la pompe à vide et avec le cylindre de haute pression, et s'accompagne d'une égalisation des pressions en retour, vers le compresseur; @
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en continuant à tourner l'organe de changement de direction 11 on met le compresseur en communication avec l'atmosphère, pro- voquant ainsi une nouvelle élévation de la pression ; et, fina- lement l'ouverture 16 se ferme également ( position 1 de la fig. 2) ; lecompresseur se retrouve alors branché, au moyen de l'organe 7, pour un refoulement normal.
Au cas où le fluide à comprimer ne doit pas s'échapper à l'air libre, les orifices d'échappement 16 et 17 peuvent être reliés de la manière in- diquée 'en pointillé à la fig.l à la conduite d'aspiration 4
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du compresseur de basse pression 1.
Homme pompe à vide, on peut utiliser une pompe à piston} une pompe rotative ou un éjecteur. On peut faire en sorte que, une fois le vide maximum atteint dans le réservoir de vide, la pompe à vide soit arrêtée automatique- ment et soit remise en marche dès que le vide diminue, afin de ne pas la maintenir inutilement en marche.
Ce dispositif est applicable non seulement au mon- tage d'étages de compresseurs décrit à la fig.l, mais égale- ment à d'autres combinaisons quelconques de compresseurs. On pourrait par exemple aussi bien isoler momentanément de la con- duite de refoulement l'étage de basse pression d'un compres- seur à plusieurs étages, ou bien l'un de deux compresseurs marchant en parallèle et y faire le vide.
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