Installation pour alimenter en air comprimé un réseau d'utilisation
La présente invention a pour objet une installation pour alimenter en air comprimé un réseau d'utilisation, comprenant un compresseur volumétrique rotatif pourvu d'un dispositif de refroidissement et de graissage sous pression, un dispositif d'entrée comportant une soupape d'entrée qui laisse pénétrer l'air dans le compresseur quand elle est ouverte, et une capacité d'emmagasinage comportant un premier séparateur pour recevoir le mélange d'air et d'huile déchargé par la sortie du compresseur quand la soupape d'entrée est ouverte.
L'invention se propose de fournir une installation comprenant un compresseur rotatif possédant un dispositif de décharge ou de mise à l'échappement, grâce auquel la puissance pour entraîner le compresseur quand il tourne à vide est fortement réduite comparée à la puissance exigée, dans des conditions analogues, par les compresseurs antérieurs couramment utilisés.
L'installation objet de l'invention est caractérisée par un second séparateur pour recevoir le mélange d'air et d'huile déchargé par la sortie du compresseur quand la soupape d'entrée est fermée, ce second séparateur étant muni de moyens d'échappement dans l'atmosphère con çus pour être mis en communication avec la sortie de décharge du compresseur, chacun desdits séparateurs étant muni de conduites de retour et de récupération d'huile agencées pour être mises en communication avec le compresseur,
des soupapes pour couper normalement la communication entre la conduite de retour d'huile du second séparateur et le compresseur et pour faire communiquer la conduite de retour d'huile du premier séparateur avec le compresseur et pour couper la communication entre la sortie de décharge et les moyens d'échappement dans l'atmosphère et des moyens de commande sensibles à la pression dans la capacité d'emmagasinage pour actionner la soupape d'entrée et lesdites soupapes afin de couper la communication entre le conduit de retour d'huile du premier séparateur avec le compresseur et pour raccorder la conduite de retour d'huile du second séparateur avec le compresseur et pour mettre aussi en communication la sortie de décharge de ce dernier avec les moyens d'échappement dans l'atmosphère.
Une forme de réalisation de l'invention est décrite ciaprès, à l'aide du dessin sur lequel:
La fig. 1 est un schéma du circuit de fluide d'un compresseur rotatif, et montre certains éléments électriques combinés avec ce circuit.
La fig. 2 est un schéma d'un ensemble électrique utilisé avec le compresseur, et
la fig. 3 est une coupe schématique qui montre les détails d'un dispositif de balayage d'huile combiné avec le dispositif de décharge libre .
A la fig. 1, un compresseur rotatif 10 est entraîné par un moteur électrique 11. Ce compresseur est à deux étages 12 et 13. Les cylindres des deux étages sont raccordés par un collecteur 14, de sorte que l'air sous basse pression déchargé du cylindre 12 est introduit dans le cylindre 13 pour y être comprimé davantage. Le cylindre basse pression 12 contient un rotor (non représenté), de préférence du type à palettes coulissantes entraîné par le moteur 11 auquel il est accouplé. Le rotor du cylindre basse pression entraîne le rotor (non représenté), auquel il est accouplé, du cylindre haute pression 13. Le cylindre basse pression 12 est pourvu d'une conduite 15 d'entrée d'air sur laquelle est interposée une soupape ou un tiroir de décharge d'air 16, à deux voies, du type à commande par piston actionné par de l'air comprimé.
Un filtre 17 est aussi prévu pour la conduite d'entrée 15, de façon à filtrer l'air atmosphérique introduit dans le cylindre basse pression.
Une conduite d'air 18 raccordée au filtre 17 est aussi raccordée à l'extrémité amont du collecteur 14 pour aspirer de l'air dans ce dernier. Sur la conduite 18 est interposée une soupape de retenue 19, et cette conduite 18 fonctionne à la manière décrite en détail plus loin, pour empêcher une accumulation inadmissible d'huile dans le collecteur 14.
Le cylindre haute pression 13 est pourvu d'une chambre de sortie ou de décharge, pour le mélange d'air comprimé et d'huile, qui se raccorde, par une conduite de décharge 20, au réservoir récepteur 21, et une soupape de retenue 22 est interposée sur cette conduite. Un réservoir d'huile est représenté en 23, au-dessous du réservoir récepteur 21 auquel il est raccordé. Un séparateur d'huile et d'air 24 est disposé au-dessus du réservoir 21 auquel il est raccordé. Ce séparateur 24 est raccordé à la conduite 25 de distribution d'air comprimé pourvue d'une soupape de retenue 26, cette - conduite amenant l'air comprimé par le compresseur aux points d'utilisation.
Une conduite d'huile 27 part de la partie inférieure du séparateur 24 et aboutit à l'extrémité amont du collecteur 14; elle est pourvue d'un filtre 28 et d'une soupape de retenue 29 en série avec un étranglement du passage qui aboutit au- collecteur 14. La conduite 27 agit pour ramener l'huile séparée du séparateur 24 au collecteur 14 pendant le fonctionnement normal sous charge du compresseur, comme on l'expliquera en détail, plus loin. Sur cette conduite 27 est interposée une électrovanne à deux voies S1, à tiroir à rappel par ressort.
L'huile pour le graissage et le refroidissement est fournie par une pompe 30 accouplée au rotor du cylindre 13. Le refoulement de cette pompe est raccordé par un conduit 31 à une alimentation en huile des cylindres 12 et 13, qui est représentée schématiquement en 32, et un commutateur FLS commandé par l'écoulement est interposé sur cette conduite 31, mais on peut aussi utiliser un interrupteur commandé par la pression. Le côté d'entrée de la pompe 30 est raccordé par une conduite 33 d'huile à un refroidisseur d'huile 34, et un filtre 35 est interposé sur cette conduite. Un commutateur à commande thermique TH1 associé à cette conduite est actionné par la température de l'huile qui circule dans ladite conduite pour se rendre à la pompe.
Ce commutateur TH1 commande un moteur électrique 37 qui entraîne un ventilateur 36 qui fait partie du refroidisseur d'huile. Une conduite d'huile 38 part d'un tiroir de dérivation 40 et aboutit au refroidisseur d'huile 34. Une conduite d'huile-de dérivation 39 est aussi raccordée à ce tiroir 40 et à une conduite d'huile 33 qui part du refroidisseur d'huile 34.
La soupape d'entrée 16, comme précédemment indi qué, fait partie du dispositif de décharge et elle est actionnée par la pression de l'air dans une conduite 41 à laquelle elle est raccordée et qui est pourvue d'une soupape de retenue 42 shuntée par un étranglement 43.
La conduite 41 est raccordée à une conduite 44 ellemême raccordée à une électrovanne à quatre voies S2 à tiroir rappelé par ressort dans une position normale, comme indiqué, quand son électro-aimant de commande n'est pas excité. Cette électrovanne est raccordée par une conduite 45 à une conduite 48 par l'intermédiaire d'un séparateur air et huile 47, cette conduite 48 étant raccordée à la conduite 25 de distribution d'air comprimé. Un étranglement 46 est interposé sur la conduite 25, entre la soupape de retenue 26 et le séparateur 24, la liaison avec la conduite 48 étant du côté haute pression pour assurer l'établissement rapide de la pression au démarrage pour le fonctionnement de la soupape.
Un interrupteur électrique PS actionné par la pression est monté sur la conduite 48.
Un appareil de commande 50, à voies multiples, est monté dans le système et dénommé distributeur à cinq voies; il fait aussi partie du dispositif de décharge. Le distributeur 50 peut être du type à tiroir, comme représenté, centré par ressort de rappel et commandé par des dispositifs pneumatiques 50a et 50b à chacune de ses extrémités. Ce distributeur est commandé par l'électrovanne S2, déjà citée, pour mettre le dispositif soit à l'état de charge, soit à l'état de marche à vide. Le dispositif 50a de commande du distributeur utilisé pour la marche à vide, est raccordé par la conduite 44 à une lumière ou voie de l'électrovanne 52 à quatre voies, à travers une soupape de retenue 51 interposée sur cette conduite 44 et shuntée par un étranglement 52.
Une électrovanne 54 à trois voies est interposée sur la conduite 44, entre le dispositif pneumatique 50a et la soupape de retenue 51 et l'étranglement 52. L'autre dispositif de commande 50b est raccordé à une seconde lumière ou voie de l'électrovanne S2, à quatre voies, par une conduite 53 sur laquelle est interposée une électrovanne S3, à trois voies. Les électrovannes S3 et S4 peuvent être du type à tiroir rappelé par ressort dans une position normale quand leur électro-aimant de commande n'est pas excité. Le distributeur 50 présente trois lumières d'entrée dont une est raccordée, par une conduite 54, à la conduite de décharge 20 qui part du cylindre haute pression 13.
Un interrupteur électrique TH2 à commande thermostatique est monté sur la conduite de décharge 20 de façon à être commandé par la température du mélange d'air comprimé et d'huile déchargé du cylindre haute pression, quand le mélange d'huile et d'air se rend au récepteur d'air 21 ou au distributeur 50.
Le réservoir d'huile 23 est raccordé à une seconde lumière d'entrée du distributeur 50 par une conduite 55 qui part du fond de ce réservoir d'huile. La troisième lumière d'entrée du distributeur 50 est raccordée par une conduite 56 au fond ou à la sortie d'huile d'un séparateur d'air et d'huile à cyclone 57. Ce séparateur 57 présente à son extrémité supérieure une sortie d'air pourvue d'un silencieux d'échappement 58. Des deux lumières de sortie du distributeur, l'une est raccordée par une conduite 59 à l'entrée du séparateur 57 et l'autre est raccordée par une conduite 60 à la lumière d'entrée du tiroir de dérivation 40.
Le circuit électrique de l'installation (fig. 2) est connecté à un réseau de distribution de courant alternatif triphasé de tension appropriée, et il comprend les trois lignes d'alimentation L1, L2 et L3. Un interrupteur tripolaire 61 est interposé sur ces lignes ainsi que les dispositifs usuels de protection contre les surtensions, comme par exemple, les fusibles 61a. Les moteurs électriques 37 et 11, déjà cités, sont connectés aux lignes L1, L2 et
L3 pour entraîner respectivement le ventilateur 36 de refroidissement d'huile et le compresseur rotatif.
Chacun des moteurs 1 1 et 37 est connecté aux lignes de puissance par l'intermédiaire d'un contacteur magnétique qui présente un jeu de contacts normalement ouverts lCRl, 1CR2 et 1CR3 et 2CR1, 2CR2 et 2CR3, commandés par leurs électro-aimants ou enroulements respectifs 1CR et 2CR. Dans chaque contacteur magnétique sont aussi incorporés les dispositifs usuels de protection contre les surcharges constitués par des éléments correspondants thermosensibles et des contacts normalement fermés OL1, OL2, OL3 et OL4.
Comme il ressort du schéma des circuits les dispositifs OL1 et OL2 contre les surcharges sont associés au moteur 11 du compresseur, et les dispositifs OL3 et OL4 contre les surcharges sont associés au moteur 37 du ventilateur.
Aux lignes de puissance L1 et L2 est aussi connecté un transformateur de tension 62, pour le circuit de commande, qui fournit la tension voulue à ce circuit.
Le circuit de commande comprend un circuit de démarrage et d'arrêt pourvu d'interrupteurs manuels de démarrage et d'arrêt 63 et 64, du type à bouton-poussoir. L'interrupteur d'arrêt 64 est normalement fermé et le commutateur de démarrage 63 est normalement ouvert, les contacts de chacun d'eux étant connectés en série entre les conducteurs de sortie du secondaire du transformateur 62. Avec les interrupteurs 63 et 64 est aussi connecté en série l'enroulement 3CR du relais de commande d'un circuit de maintien actionné pour shunter l'interrupteur de démarrage 63, une fois que le compresseur a démarré et fonctionne normalement. Les circuits de démarrage et d'arrêt sont fermés par des contacts connectés en série du commutateur TH2 à commande thermostatique, déjà cité, et les contacts normalement fermés des dispositifs OL1 et OL2 contre les surcharges associés au moteur 11 du compresseur.
Le commutateur thermostatique TH2 est pourvu d'un contact normalement fermé qui s'ouvre quand la température du mélange air et huile déchargé de l'étage haute pression du compresseur dépasse une valeur prédéterminée. Dans la présente forme de réalisation, le commutateur TH2 est réglé pour s'ouvrir à environ 1150 C en coupant le circuit de démarrage et d'arrêt pour protéger le compresseur conte les effets des hautes températures.
En connectant en série les contacts des dispositifs de protection contre les surcharges OL1 et OL2, dans le circuit de démarrage et d'arrêt on obtient une protection supplémentaire pour le compresseur, dans le cas où une surcharge serait appliquée au moteur 11 du compresseur. Une surcharge de ce genre couperait aussi le circuit de démarrage et d'arrêt en supprimant ainsi la mise sous tension du circuit de commande et en déconnectant les moteurs 11 et 37 du compresseur et du ventilateur des lignes de puissance L1, L2 et L3.
Un circuit de maintien est connecté en dérivation avec le circuit de démarrage et d'arrêt et il agit automatiquement pour supprimer la mise sous tension du circuit de commande et pour déconnecter les moteurs 11 et 37 du compresseur et du ventilateur. Ce circuit comprend les contacts 3CR1, normalement ouverts et actionnés par l'enroulement de relais 3CR. Ces contacts sont connectés en série avec les contacts lTRl connectés en parallèle, d'un relais à retardement, et le commutateur FLS, déjà cité, et l'enroulement 2TR, de commande d'un relais à retardement connecté en série avec le commutateur FLS. Les contacts lTRl du relais à retardement sont normalement fermés tandis que les contacts du commutateur FLS sont normalement ouverts.
Comme indiqué précédemment, le commutateur
FLS est interposé sur la conduite 31 de refoulement de la pompe à huile 30 et il est actionné par un débit d'huile minimum désiré nécessaire au fonctionnement du compresseur. Le commutateur FLS assure que de l'huile soit continuellement refoulée au compresseur 10 et il agit pour couper le circuit de commande chaque fois que le débit d'huile s'abaisse au-dessus du minimum déterminé.
L'enroulement 2TR commande les contacts 2TR1, normalement couverts, connectés en série avec les contacts 3CR1 du relais de maintien qui shuntent l'interrupteur de démarrage 63. Le relais à retardement est du type dans lequel l'effet de contact est retardé à partir de l'instant où l'excitation de l'enroulement de commande est coupé. Ainsi lorsque l'interrupteur de démarrage 63 est momentanément fermé, un circuit est fermé par les contacts lTRl et l'enroulement 2TR, en provoquant instantanément la fermeture des contacts 2TR1.
Les contacts 2TR1 étant fermés on peut ouvrir l'interrupteur 63 et le circuit de commande agit pour faire démarrer automatiquement le compresseur et le ventilateur, et les autres éléments associés, même si une interruption momentanée a lieu dans le circuit de maintien.
Si le circuit comprenant l'enroulement 2TR de minuterie est ouvert à un moment ultérieur quelconque, par exemple sous l'effet d'une variation momentanée du débit d'huile dans la conduite 31, les contacts 2TR1 restent fermés jusqu'à l'expiration du délai de retardement. L'excitation de l'enroulement 2TR, à tout moment compris dans un intervalle de retardement, remet le mécanisme en état pour des fonctionnements ultérieurs. On a trouvé qu'un délai d'approximativement cinq secondes était suffisant pour empêcher le fonctionnement intermittent du circuit automatique sous l'effet des variations du débit d'huile de graissage et de refroidissement.
Les enroulements de commande 1CR et 2CR pour les contacteurs magnétiques des moteurs sont connectés dans le circuit de commande et sous la dépendance des circuits de maintien et de démarrage et d'arrêt. Chaque enroulement 1CR et 2CR est connecté en série avec ses contacts de protection contre les surcharges, eux-mêmes connectés en série, OL1 et OL2, OL3 et OL4, respectivement. Les enroulements 1CR et 2CR, avec leurs contacts respectifs de protection contre les surcharges, sont connectés en dérivation, et ils peuvent être connectés au circuit de maintien, soit par un commutateur-sélecteur 65 actionné à la main, soit par les contacts normalement fermés 3TR1 d'un relais à retardement.
La connexion des enroulements de commande 1 CR et 2CR avec le circuit de maintien est effectuée à la jonction des contacts ITRi de la minuterie, connectés en parallèle, et le contact du commutateur FLS commandé par le débit d'huile, grâce à quoi les contacts de relais 3CR1 agissent pour commander la mise en marche des moteurs 1 1 et 37 du compresseur et du ventilateur. Le commutateur-sélecteur 65 est du type à deux positions et il est conçu pour fermer le circuit des enroulements de commande ICR et 2CR, dans une première position, et pour l'ouvrir dans la seconde position.
Comme il ressort du schéma, il y a lieu de noter que le commutateur-sélecteur 65 est connecté en shunt par rapport aux contacts de minuterie 3TR1 et qu'il agit comme by-pass pour ces contacts quand il est dans la première position. Dans le circuit de l'enroulement de commande 2CR, sont interposés les contacts du commutateur TH1, déjà cité, à commande thermostatique. Ces contacts sont du type normalement ouverts, le commutateur étant réglé pour les fermer à 430 C environ et pour les ouvrir à 380 C environ. L'élément thermostatique du commutateur est placé dans la conduite 33 de sortie du refroidisseur d'huile et il agit pour maintenir la température de l'huile entre des limites prédéterminées en commandant la marche du moteur 37 du ventilateur de refroidissement d'huile.
L'enroulement 1TR de commande du relais à retardement est aussi connecté en shunt par rapport aux en
roulements de commande 1CR et 2CR. Ce relais est du type dans lequel l'effet de contact est retardé à partir de l'excitation de l'enroulement de commande.
Dans le présent compresseur, on a déterminé qu'un re
tard d'environ 10 secondes à l'ouverture des contacts
1 TR i convient à un fonctionnement optimum du compresseur. Chaque fois que l'enroulement cesse d'être excité, l'enroulement et les contacts 1TR1 sont instantanément ramenés à leur position normale.
Un circuit automatique de décharge libre est prévu pour, simultanément, ouvrir à l'atmosphère l'échappement de l'étage haute pression du compresseur, isoler le séparateur d'huile et les réservoirs récepteurs d'air, et pour fermer la soupape d'entrée 16 empêchant toute entrée d'air ultérieure. Le circuit de décharge libre comprend les électrovannes S1, S2, S3 et S4. L'excitation de l'électro-aimant de commande de l'électrovanne S1 et de l'électro-aimant de l'électrovanne S2 est effectuée par un commutateur PS commandé par la pression dans la conduite 25 de distribution d'air, par l'intermédiaire de la conduite 48 (fig. 1).
Ce commutateur PS est à pôle unique et à deux contacts. Dans sa première position, ou position de basse pression, le commutateur PS dont le pôle est aussi connecté au circuit de maintien de façon à être en série avec les contacts de relais 3CR1, ferme un circuit pour l'électro-aimant de l'électrovanne S1. Dans sa seconde position, ou position de haute pression, il ferme un circuit pour l'électro-aimant de l'électrovanne S2.
Les limites de la pression de commande du commutateur PS, dans la présente forme de réalisation, sont déterminées pour maintenir un circuit pour 1'électro-aimant de l'électrovanne S1, chaque fois que la pression dans la conduite 25 de distribution d'air comprimé, tombe audessous de 6,3 kg/cm2 et reste au-dessous de 7,35 kglcm2 et pour maintenir un circuit pour 1'électroaimant de l'électrovanne S2 chaque fois que la pression d'air dans la conduite 25 atteint une valeur de 7,35 kg/cm2 et reste au-dessus de 6,3 kg/cm2. Les électro-aimants des électrovannes S3 et S4 sont connectés en parallèle avec l'enroulement de minuterie 1TR et les enroulements 1CR et 2CR de commande des contacteurs magnétiques des moteurs, et ils sont excités tant que le moteur du compresseur est en marche.
L'enroulement 3TR de commande du troisième relais à retardement est connecté en parallèle avec l'électro-aimant de l'électrovanne S2. Ce relais agit pour effectuer le démarrage et l'arrêt automatiques des moteurs 11 et 37 du compresseur et du ventilateur, selon la pression de l'air dans la conduite 25 de distribution d'air comprimé. Il est aussi du type dans lequel l'effet de contact est retardé à partir de l'excitation de l'enroulement de commande. Etant donné que l'enroulement 3TR est connecté en parallèle avec l'électro-aimant de l'électrovanne S2, il est excité en même temps que cet électro-aimant quand la pression dans la conduite de distribution d'air comprimé atteint 7,35 kg/cm2. Mais les contacts 3TR1 ne s'ouvrent pas tant que le délai de retard du relais ne s'est pas écoulé.
A l'expiration de ce retard, les contacts 3TR1 s'ouvrent et coupent l'excitation des enroulements de commande 1CR et 2CR en provoquant l'arrêt des moteurs 37 et 11 du ventilateur et du compresseur, et en coupant l'excitation des électrovannes d'échappement S3 et S4. Le retard, qui peut être de l'ordre de 15 minutes, a été reconnu souhaitable pour que le nombre de démarrages soit limité à quatre
dans un intervalle de temps d'une heure. Ceci est néces
saire pour empêcher le surchauffage du moteur 11 du compresseur sous l'effet du courant de démarrage relativement fort.
Lorsque la pression dans la conduite de
distribution d'air comprimé tombe à 6,3 kg/cm2 en ra
menant ainsi le commutateur PS à son état initial et en
coupant l'excitation de l'électro-aimant de l'électrovanne S2, I'enroulement 3TR de minuterie cesse aussi
d'être excité et il est remis en état prêt pour un autre intervalle de temps. En même temps que la remise en état de l'enroulement de commande 3TR, les contacts
3TR1 se ferment, s'ils étaient ouverts précédemment, en permettant le redémarrage des moteurs 11 et 37 du com
presseur et du ventilateur.
Comme indiqué précédemment, la conduite 18 fait partie d'un dispositif de balayage d'huile, qui empêche l'accumulation d'huile dans le collecteur 14 pendant la marche à vide du compresseur 10. Ce dispositif est montré plus en détail à la fig. 3 et il fonctionne pendant que le compresseur est à l'échappement libre . Ce dispositif de balayage est un dispositif à aspiration d'air qui est raccordé au collecteur 14 et qui fonctionne sous l'effet d'une différence de pression entre le collecteur et la pression de l'air atmosphérique à l'entrée du compresseur, pour aspirer de l'air dans l'atmosphère pendant le cycle de marche à vide et pour l'injecter dans le collecteur dans le sens normal d'écoulement dans ce dernier, pour en balayer l'huile.
La conduite de purge ou d'évacuation 27 qui part du séparateur d'huile 24 agit pour renvoyer l'huile séparée du séparateur 24 au circuit de circulation d'huile par l'intermédiaire du collecteur 14, pendant le fonctionnement en charge du compresseur. Pendant le fonctionnement en charge la pression dans le collecteur 14 entre étages, est sensiblement moindre que celle dans le séparateur 24, grâce à quoi on assure le retour de l'huile séparée au circuit de circulation d'huile. A cet effet, il est nécessaire de choisir un point de réintroduction à basse pression.
Quand le compresseur fonctionne en charge, l'huile qui sort du cylindre basse pression 12 avec l'air passe dans le cylindre haute pression 13 et sort dans le récepteur d'air 21. L'air comprimé s'écoule du récepteur 21 dans le séparateur 24 et les vapeurs d'huile éventuellement contenues dans l'air sont retenues dans les éléments filtrants du séparateur d'huile et passent de ce dernier dans la conduite 27. La soupape de retenue 29, dans la conduite 27, empêche l'huile d'être refoulée dans le séparateur lorsque le compresseur est mis en marche.
Aussitôt que, après le démarrage du compresseur, la pression de l'huile à le'xtrémité de sortie du séparateur d'huile 24, surpasse la pression dans le collecteur 14,
L'huile recueillie par le séparateur d'huile 24 est refoulée dans le collecteur 14. Le courant principal d'huile et d'air, comme indiqué, pendant le fonctionnement en charge du compresseur, s'écoule par le collecteur et l'huile n'a pas tendance à ce moment à s'accumuler dans ce dernier. L'huile et l'air renvoyés du séparateur 24 par la conduite 27 sont simplement ajoutés à ce courant principal.
L'entrée d'air au compresseur est commandée par la soupape 16 qui peut être une soupape d'admission d'un type commun et dont un exemple est représenté à la fig. 3. Elle comprend une soupape 66 à piston actionné par la pression dans le récepteur qui agit par les conduites 41, 44, 45 et 48 commandées par l'électrovanne
S2. Cette soupape 66 est disposée dans un boîtier 68 monté sur le cylindre basse pression 12, au-dessus de son entrée 15 avec laquelle il communique. Le boîtier 68 est pourvu d'une tubulure d'entrée 70 qui présente un siège de soupape 69, à son extrémité interne, avec lequel coopère la soupape 66. A l'extrémité extérieure de la tubulure 70 est monté le filtre 17 à travers lequel l'air atmosphérique est aspiré et filtré avant de pénétrer dans le boîtier 68.
En l'absence du dispositif de balayage d'huile de l'invention, si le compresseur fonctionne à vide pendant de longues périodes, une quantité excessive d'huile s'accumule dans le collecteur 14 entre étages. S'il se produit une demande supplémentaire d'air comprimé après une accumulation d'huile dans le collecteur lorsque le compresseur reprend sa marche en charge, l'huile accumulée est instantanément aspirée dans le cylindre haute pression 13 et, si un volume d'huile suffisamment grand s'est accumulé, il produit un coincement hydraulique entre les palettes du rotor haute pression. Cette accumulation d'huile pourrait endommager ou déformer les palettes.
De même, si le compresseur est portatif et utilisé pour travailler sur un terrain irrégulier, il peut fonctionner avec des angles très aigus qui peuvent provoquer une excessive accumulation d'huile dans l'extrémité la plus basse du collecteur propre à endommager sérieusement ou à briser les palettes du rotor dans le cylindre haute pression. Etant donné que, pendant la marche à vide du compresseur, il n'y a pas d'écoulement important de l'air dans le collecteur 14, du cylindre basse pression au cylindre haute pression, mais que d'autre part, il existe une très basse pression ou un vide dans ce collecteur, qui tend à y provoquer une accumulation d'huile, spécialement à son extrémité d'aval, I'injection d'air de balayage produite par le dispositif de balayage de l'invention et agissant dans le même sens que l'écoulement normal dans le collecteur, empêche l'accumulation d'huile.
On utilise la conduite 18 comme moyen pour empêcher l'accumulation d'huile dans le collecteur 14 entre étages, pendant la période de marche à vide du compresseur. Cette conduite 18 constitue un système de tuyauterie, entre le collecteur entre étages et l'entrée d'air du compresseur qui permet l'aspiration de l'air à travers le filtre 17 d'entrée au collecteur pour produire dans ce dernier un jet qui refoule l'huile du collecteur dans le cylindre haute pression 13. A cet effet, on raccorde la conduite 18, à une extrémité à l'ensemble de la soupape 16, et, à son autre extrémité, à l'extrémité d'amont du collecteur 14. Ainsi, l'extrémité d'entrée de la conduite 18, comme montré à la fig. 3 est raccordée à l'ensemble de la soupape 16 à la tubulure d'entrée 70, en un point intermédiaire entre le filtre 17 et le siège de soupape 69.
L'air admis dans la conduite 18 est, par suite, de l'air filtré. L'autre extrémité, ou extrémité de sortie 73 de la conduite est raccordée au collecteur 14, à son extrémité d'amont, et directement au-dessus du fond du collecteur 14, pour diriger le courant d'air parallèlement au fond du collecteur comme le montre clairement la fig. 3. L'extrémité de sortie 74 de la conduite 27 est aussi, de préférence raccordée au collecteur 14 d'une manière similaire. Les extrémités de sortie 73 et 74 des conduites 18 et 27 sont dirigées vers l'extrémité opposée ou aval du collecteur 14. La conduite 18 est pourvue d'une soupape de retenue 19, déjà citée, qui se ferme quand une pression positive suffisante s'établit dans le collecteur 14, pour empêcher l'écoulement d'air de ce collecteur dans l'entrée de la soupape 16.
Lorsque le compresseur tourne à vide il y circule très peu d'air et, par suite, si le dispositif de balayage de l'invention n'intervenait pas, l'huile s'accumulerait rapidement à l'intérieur du collecteur 14. Etant donné que, dans ce dernier, il règne à ce moment un vide poussé, il existe une différence de pression importante entre le collecteur et le filtre 17 du compresseur qui communique avec l'atmosphère, étant entendu que la soupape 16 est fermée à ce moment. De même, à ce moment, on le verra plus loin, l'électrovanne S1 est fermée et bloque la conduite 27. La différence de pression entre l'air atmosphérique à l'entrée et la basse pression dans le collecteur 14, est utilisée.
Lorsque le compresseur recommence à travailler en charge, la soupape 16 est ouverte par la pression atmosphérique puisque la pression qui la maintenait a été mise à l'échappement par la conduite 41: une pression positive s'établit dans le collecteur 14 et la soupape de retenue 19 est fermée en empêchant le retour de l'air et de l'huile à l'entrée du compresseur.
Le fonctionnement général du compresseur, et spécialement en ce qui concerne la marche à décharge libre est brièvement décrit à propos des schémas des fig. 1 et 2. Dans ces schémas, les divers éléments constitutifs sont montrés dans leurs positions normales lorsque le compresseur ne fonctionne pas. Dans cette condition, l'interrupteur 61 est ouvert et la pression, dans la conduite de distribution 25, peut être égale à la pression atmosphérique ou tout au moins au-dessous de la pression minimum désirée de fonctionnement du compresseur. L'électrovanne S1 de la conduite d'huile du séparateur est fermée puisque son électro-aimant n'est pas excité.
De même, l'électro-aimant de commande de l'électrovanne S2 n'est pas excité et cette électrovanne est dans la position représentée pour ouvrir à l'atmosphère la conduite 44 et faire communiquer la conduite 53 avec la conduite 45. L'électro-aimant des électrovannes d'échappement S3 et S4 ne sont pas excités et les électrovannes bloquent les conduites 44 et 53 et ouvrent à l'atmosphère par l'ouverture d'une lumière d'échappement, les dispositifs respectifs de commande par l'air. Le distributeur d'écoulement 50 est ainsi centré par son ressort de rappel, avec toutes les lumières fermées. La soupape de décharge 16 se trouve alors dans sa position normalement ouverte, son cylindre à air de commande n'étant pas sous pression.
Etant donné que la température de l'huile de graissage et de refroidissement dans le circuit est au-dessous du minimum désiré pour le fonctionnement, le tiroir de dérivation 40 est placé par son thermostat de commande pour raccorder la conduite 60 du distributeur 50 aux deux conduites 38 et 39. Dans la description ci-après du fonctionnement, on a supposé que le commutateur sélecteur 65 était placé dans la position ouverte indiquée par AUTO pour le fonctionnement automatique du démarrage et de l'arrêt ainsi que du déchargement libre automatique. Comme il ressort du circuit électrique de la fig. 2, en plaçant le commutateur sélecteur 65 dans l'autre position, ou position fermée, on supprime les fonctions automatiques de démarrage et d'arrêt du dispositif, mais non pas le fonctionnement en décharge ou échappement libre.
Le démarrage initial du compresseur est précédé par la fermeture de l'interrupteur 61, ce qui a pour effet d'alimenter le transformateur 62 du circuit de com mande, et ce circuit de commande, et aussi de connecter les contacteurs des moteurs 11 et 37 du compresseur et du ventilateur avec la source de courant.
Après la fermeture de l'interrupteur 61, on presse momentanément le bouton de l'interrupteur 63 pour fermer le circuit de démarrage, comme décrit plus haut en détail, et produire la fermeture des contacts de relais 3CR1. Alors que le moteur 11 du compresseur démarre immédiatement, le démarrage du moteur 37 du ventilateur est différé jusqu'à ce que la température de l'huile dans le dispositif se soit élevée à la valeur maximum désirée, par exemple 430 C, pour produire la fermeture du commutateur TH1. Un abaissement ultérieur de la température de l'huile jusqu'à une valeur prédéterminée, par exemple 380 C, produit l'ouverture de l'interrupteur TH1, et la température de l'huile est ainsi maintenue entre les limites voulues.
En même temps que le démarrage du moteur 11 du compresseur, le distributeur 50 est actionné pour mettre le dispositif en état de fonctionnement sous charge.
L'électrovanne de commande S2 n'est pas actionné à ce moment, et la conduite 53 qui communique par l'électrovanne S2 et les conduites 45 et 48 avec la conduite 25 de distribution d'air comprimé, transmet cette pression.
L'électrovanne d'échappement S3 interposée dans la conduite 53 étant donné que son électro-aimant n'est pas excité simultanément au démarrage du moteur 11 du compresseur, est actionnée pour ouvrir la conduite 53 au dispositif à air 50b de commande du distributeur 50, et pour mettre ce dispositif sous pression. L'autre électrovanne d'échappement S4 est commandée en même temps pour raccorder la conduite 44 au dispositif 54b de commande par air.
Lorsque le dispositif 50a est mis à l'échappement dans l'atmosphère par la conduite 44 et la lumière d'échappement de l'électrovanne S2, le dispositif 50b, sous pression, provoque le déplacement du tiroir du distributeur 50 et assure ainsi la distribution indiquée. I1 est à noter que la soupape de retenue 51 est disposée dans la conduite 44 pour permettre l'écoulement libre hors du dispositif de commande 50a, et que le distributeur 50 est rapidement amené à la position en charge, ce qui permet au compresseur 10 d'absorber immédiatement la charge.
Avec le distributeur ainsi amené à la position en charge, la conduite 54 continue à être bloquée et le compresseur 10 refoule nécessairement dans le récepteur d'air 21 par la conduite 20. Les conduites 56 et 59 sont en communication et forment une voie fermée de la sortie de l'huile à l'entrée du séparateur-cyclone 57. La conduite 55, qui part du réservoir d'huile 23, est raccordée à la conduite 60 et complète le circuit d'alimentation en huile par le tiroir de dérivation 40 à commande thermostatique.
Etant donné que la pression dans la conduite 25 de distribution d'air comprimé est, au moment du démarrage initial, au-dessous de la valeur minimum de fonctionnement et peut être à 6,3 kg/cm2, le commutateur
PS est maintenu dans sa première position et excite l'électro-aimant de l'électrovanne S2. Ainsi excitée, cette dernière est ouverte et permet à l'huile séparée de passer du séparateur 24 dans la conduite 27 et dans le collecteur 14 entre étages, en même temps que l'air mélangé à cette huile.
Le fonctionnement, en se poursuivant, permet à la pompe à huile 30 de refouler de l'huile par la conduite 31 dans la galerie d'huile 32 du compresseur 10. Après l'établissement d'un débit d'huile minimum, le commutateur FLS est actionné et ferme ses contacts en shuntant ainsi les contacts lTRl qui restent shuntés aussi longemps que de l'huile s'écoule par la conduite 31 pour refroidir et graisser comme il convient le compresseur 10. En même temps que le démarrage du compresseur 10, l'enroulement 1TR du relais à retardement est excité et il ouvre ses contacts associés lTRl après une période de temps prédéterminée, de 5 à 10 secondes, par exemple. L'ouverture des contacts lTRl place le fonctionnement du compresseur sous le contrôle du commutateur FLS.
A tout moment ultérieur, si le débit d'huile de la pompe 30 est insuffisant pour le refroidissement et le graissage, le commutateur FLS s'ouvre pour couper l'excitation de 1' enroule- ment de relais 2TR. Après un intervalle de temps prédéterminé, de 5 secondes par exemple, des contacts 2TR1 s'ouvrent et ouvrent des contacts 3CR1 pour ouvrir et déconnecter ainsi le reste du circuit de commande du transformateur 62. S'il se produit une interruption momentanée du débit d'huile dans la conduite 31, à un instant plus tard, l'enroulement 2TR du relais à retardement et ses contacts associés 2TR1 empêchent l'arrêt du compresseur 10. Si l'interruption du débit d'huile se prolonge plus de cinq secondes, le contact 2TR1 s'ouvre pour stopper le compresseur et l'empe- cher d'être endommagé.
Ce relais coupe le circuit de commande complet, ce qui nécessite l'actionnement à la main de l'interrupteur de démarrage 63 pour un redémarrage ultérieur. On voit que ce relais à retardement est un dispositif de sécurité qui exige que l'opérateur effectue les réparations et les réglages nécessaires avant que le compresseur puisse continuer à fonctionner.
En supposant que le compresseur 10 et sa pompe à huile 30 fonctionnent normalement de l'air est aspiré à travers le filtre d'entrée 17 et la soupape de décharge 16 ouverte, dans l'étage 12 basse pression du compresseur pendant un cycle de fonctionnement en charge.
L'air est comprimé et déchargé par la conduite 20 dans le récepteur d'air 21 et les autres réservoirs et conduites raccordés à cette conduite, pour constituer l'alimenta- tion en air comprimé. Les contacts du commutateur PS commandé par la pression, restent dans la première position représentée pendant le fonctionnement en charge du compresseur 10 pour une alimentation continue en air comprimé. Un cycle de fonctionnement en charge se poursuit tant qu'il existe une demande continue d'air comprimé, et tant que la pression dans la conduite 25 de distribution d'air comprimé n'atteint pas la pression maximum de fonctionnement qui peut être égale à environ 7 kg/cm2.
Quand les besoins en air comprimé sont entièrement satisfaits, ou si la capacité du compresseur est telle que son débit surpasse les demandes courantes d'air comprimé l'ensemble de compresseur selon l'invention ramène automatiquement le compresseur à l'état d'échappement libre pour réduire au minimum la consommation de puissance. Lorsque la pression maximum désirée de fonctionnement peut être approximativement égale à 7,35 kg;cm2, comme dans les systèmes usuels d'air comprimé, le commutateur PS est réglé pour être actionné par cette pression maximum, et son pôle est commuté sur la seconde position pour exciter l'électro-aimant de l'électrovanne S2. En même temps, l'électro-aimant de l'électrovanne cesse d'être excité et cette dernière rappelée par ressort, se ferme en empêchant un écoulement ultérieur d'huile séparée, hors du séparateur 34.
L'exci tation de l'électro-aimant de l'électrovanne S2 provoque le déplacement de son élément mobile pour faire communiquer les conduites 44 et 41 avec la conduite 45. La mise sous pression du dispositif d'actionnement par l'air de la soupape de décharge 16 est ainsi effectuée
lorsque la pression dans la conduite 41 est égale à celle dans la conduite 25 de distribution d'air comprimé à laquelle est raccordée la conduite 45, et l'air peut s'écouler librement, par la soupape de retenue 42, dans le dispositif de commande par l'air de la soupape de décharge 16. Cette dernière est ainsi fermée et empêche
de l'air de s'écouler dans l'étage basse pression 12.
La conduite 44 étant raccordée à la conduite 45 sous
pression, met sous pression le dispositif 50a de commande du distributeur 50 par l'électrovanne d'échappement S4 qui reste excitée. L'électrovanne d'échappement
S3 reste aussi excitée et le dispositif de commande par
l'air 50b est mis à l'échappement dans l'atmosphère par la lumière d'échappement de l'électrovanne de com
mande S2 qui est alors raccordée à la conduite 53. La mise sous pression du dispositif 50a de commande par air déplace en conséquence le tiroir du distributeur 50 et l'amène dans la position de décharge présentant l'agencement des lumières indiqué. Le déplacement du tiroir du distributeur 50, pour l'amener dans la position de décharge est retardé, étant donné que la soupape de retenue S1 empêche l'écoulement libre dans cette direction et que l'étranglement 52 retarde l'écoulement.
Ce retardement est utile pour assurer que la soupape de déchargement soit fermée avant que le reste de l'équipement soit remis en circuit par le distributeur 50.
Dans la position de décharge, la conduite 54 est mise en communication avec la conduite 59 et l'étage haute pression 13 du compresseur se décharge dans le séparateur à cyclone 57. Pendant la marche à vide, le mélange air et huile déchargé du compresseur 10, est consituté d'huile en majeure partie parce qu'il n'entre que très peu d'air dans le compresseur, et seulement l'air provenant de la conduite 18 du dispositif de balayage, et le séparateur 57 doit avoir une capacité appropriée pour le fonctionnement à vide. Le débit d'huile à travers le compresseur reste en principe le même pour le fonctionnement à vide ou pour le fonctionnement en charge. L'air séparé de la décharge du compresseur s'échappe dans l'atmosphère à travers un silencieux 58.
L'huile séparée par le séparateur 57 est renvoyée au système par la conduite 56 qui est alors en communication avec la conduite 60 par le distributeur 50.
La conduite 55 d'alimentation en huile qui part du réservoir d'huile 23 est bloquée par l'agencement des lumières du distributeur 50 et elle assure l'isolement du dispositif récepteur d'air comprimé. La conduite de purge d'huile 27 est bloquée par l'électrovanne fermée S1, et la conduite 26 est bloquée par la soupape de retenue 22.
Avec ce mode opératoire, l'air antérieurement comprimé dans les divers réservoirs n'est pas perdu quand le compresseur 10 est complètement déchargé pour le fonctionnement à décharge libre, conformément à l'invention. La retenue de l'air comprimé dans les réservoirs a un avantage particulier pour des réservoirs de grande capacité.
Ces réservoirs ont un grand volume et ils exigent du temps pour être mis en pression, ce qui est un inconvénient qui peut être éliminé par ce système. En supposant que les réservoirs soient mis en pression avant le fonctionnement à vide ou que le compresseur soit arrêté, le retour du compresseur au fonctionnement en charge est
accompagné d'un établissement immédiat de la charge
d'air comprimé puisque seules la conduite 54 et la partie
de conduite 20 entre l'étage haute pression 13 et la sou
pape de retenue 22 doivent être mises en pression.
Le fonctionnement à décharge libre du compres
seur 10 avec la soupape de décharge 16 fermée et le
côté haute pression du compresseur ouvert à l'atmos
phère par le distributeur 50, le séparateur 57 et le silen
cieux d'échappement 58, continue jusqu'à ce que la pres
sion dans la conduite 25 de distribution d'air comprimé,
soit tombée à la pression minimum de fonctionnement,
approximativement égale à 6,3 kg/cm2. A cette pression,
le commutateur PS est revenu à sa première position
pour un autre fonctionnement en charge, comme décrit
précédemment. En conséquence, l'électrovanne S1 est
actionnée par l'excitation de son électro-aimant, pour
ouvrir la conduite 27, et l'électrovanne de commande S2
revient dans sa position normale lorsque son électro
aimant cesse d'être excité.
La conduite 44 est de nouveau mise à l'échappement dans l'atmosphère par l'électrovanne S2 et la conduite 53 est de nouveau mise en pression lorsqu'elle est mise en communication avec la conduite 45 par l'électrovanne S2. L'air comprimé dans le cylindre de commande de la soupape de décharge 16 s'échappe par la dérivation à étranglement 43 et le conduit 41, dans l'atmosphère. La dérivation à étranglement 43 empêche le fonctionnement instantané de la soupape
16 pour protéger cette soupape et le compresseur 10. Le dispositif de commande par air 50b est aussi mis de nouveau sous pression et il déplace le tiroir de distributeur 50 pour l'amener à la position de charge, le dispositif 50a étant alors à l'échappement dans l'atmosphère par la conduite 44, la soupape de retenue 51 et la lumière d'échappement de 1' électro -vanne S2.
Le distributeur 50 de commande des voies d'écoulement met en communication les diverses conduites du circuit comme précédemment décrit pour le fonctionnement en charge du compresseur.
Pendant cette marche à vide du compresseur, le dispositif de balayage comprenant l'injection produite par la conduite 18, comme décrit plus haut, et dirigée dans le collecteur 14, fonctionne pour empêcher l'accumulation d'huile dans ce dernier.
L'ensemble de compresseur comprend aussi un circuit de démarrage et d'arrêt automatiques, comme indiqué dans ce qui précède. Pendant la marche à décharge libre , l'enroulement 3 TR de commande du troisième relais à retardement est excité en même temps que l'électro-aimant et l'électrovanne S2. Ce relais à retardement, qui peut agir avec un retard d'approximativement 15 minutes pour actionner ses contacts 3TR1, commande l'arrêt du moteur 11 du compresseur et du moteur 37 du ventilateur. L'intervalle de temps commence au départ du cycle à décharge libre et les contacts 3TR1 s'ouvrent à l'expiration de cet intervalle de temps.
Lorsque les contacts 3TR1 s'ouvrent, les enroulements de commande 1CR et 2CR des contacteurs des moteurs cessent d'être excités et coupent la connexion entre les moteurs 1 1 et 37 des lignes d'alimentation en courant L1, L2 et
L3. L'enroulement de commande 1TR du premier relais à retardement cesse aussi d'être excité à l'expiration de cet intervalle de temps. Les contacts lTRl se ferment instantanément et le commutateur FLS commandé par l'écoulement d'huile s'ouvre ensuite quand le débit d'huile dans la conduite 30 a suffisamment diminué. L'enroulement 2TR du second relais à retardement reste ainsi excité et maintient le contact associé 2TR1 fermé et ce contact maintient le relais excité.
Le contact 3CR1 de ce relais reste fermé pour permettre un redémarrage ultérieur du moteur 11 du compresseur.
Les électro-aimants des électrovannes d'échappement S3 et S4 cessent d'être excités en même temps que les enroulements de commande 1CR, 2CR et 1TR. L'état des lumières de chaque électrovanne est tel que son électro-aimant n'est pas excité, les dispositifs de commande par air 50a et 50b sont mis à l'échappement dans l'atmosphère par une lumière d'échappement des électrovannes respectives S4 et S3. La conduite 44, qui est mise en pression à ce moment par l'électrovanne de commande S2, est bloquée par l'électrovanne d'échappement S4 pour maintenir la pression. Etant donné que le distributeur 50 est centré par son ressort de rappel et que les deux dispositifs de commande par air sont ouverts à l'atmosphère, le tiroir du distributeur est ramené dans sa position centrale dans laquelle toutes les lumières sont fermées.
Dans cette position centrale, le distributeur 50 empêche l'écoulement de fluide dans le circuit, comme, par exemple, un écoulement inverse de l'huile dans la conduite 60, et il exige un minimum de temps pour être amené dans sa position de charge pour un cycle de fonctionnement ultérieur.
Les électrovannes d'échappement S3 et S4 ont pour avantage particulier de stopper le compresseur 10, qu'il s'agisse d'un arrêt normal comme décrit, ou d'un arrêt de sécurité. Dans chaque cas, il est bon que le distributeur soit ramené dans sa position centrale aussitôt que possible. Toutes les lumières du distributeur 50 sont fermées dans cette position centrale pour empêcher l'écoulement dans le système soit de l'huile ou de l'air, soit de leur mélange. Que l'ensemble de compresseur fonctionne en charge ou à vide, le distributeur doit pouvoir revenir instantanément dans sa position centrale.
Chaque fois que la pression dans la conduite 25 de distribution d'air comprimé s'abaisse à 6,6 kg/cm2, le commutateur PS est ramené à la position dans laquelle il coupe l'excitation de l'électro-aimant de l'électrovanne S2, et de l'enroulement 3TR de commande du relais à retardement, et excite l'électro-aimant de l'électrovanne S1. Les contacts 3TR1 de ce relais se ferment immédiatement pour remettre dans le circuit les enroulements 1CR, 2CR et 1TR et les électro-aimants des électrovannes d'échappement S3 et S4. Le moteur 11 du compresseur et le moteur 37 du ventilateur sont ainsi remis en marche, comme décrit plus haut, en liaison avec la phase de démarrage initial.