FR2609309A1 - Device for monitoring the operation of a pump - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention a pour objet un dispositif de commande automatique du fonctionnement à la demande d'une pompe volumétrique à liquide, permettant en particulier, de contrôler la pression et le débit dans le circuit de refoulement du liquide. L'invention trouve une application particulière dans la commande d'une pompe de secours. The subject of the invention is an automatic control device for operation on demand of a positive displacement liquid pump, making it possible in particular to control the pressure and the flow rate in the liquid delivery circuit. The invention finds a particular application in the control of a backup pump.
On emploie couramment, dans l'industrie, des pompes volumétriques pour liquide et l'on en connaît de nombreux types, telles que les pompes rotatives, à piston rotatif, à -palettes, à engrenages, à vis, etc. Volumetric pumps for liquid are commonly used in the industry and many types are known, such as rotary, rotary piston, vane, gear, screw, etc. pumps.
Dans de nombreuses applications, les pompes ne doivent pas débiter de façon constante, et il est nécessaire de pouvoir, à volonté, contrôler la pression et/ou le débit dans le 7 e circuit de refoulement, et en particulier, mettre la pompe en service ou à bien à débit nul sans l'arrêter et sans perte d'énergie. Divers moyens peuvent être employés à cet effet, et en particulier, on peut placer un étranglement sur l'aspiration mais il en résulte alors des à-coups de pression importants qui peuvent être dangereux pour la pompe ou le reste de l'installation. I1 en résulte en outre un échauffement du liquide qui doit, de préférence, être évité. In many applications, the pumps do not have to flow constantly, and it is necessary to be able, at will, to control the pressure and / or the flow in the 7th delivery circuit, and in particular, to put the pump into service. or at zero flow without stopping it and without loss of energy. Various means can be used for this purpose, and in particular, a throttle can be placed on the suction, but this results in significant pressure surges which can be dangerous for the pump or the rest of the installation. I1 also results in overheating of the liquid which should preferably be avoided.
L'invention a pour objet un - dispositif permettant, de façon très simple et sans modification importante du circuit, de contrôler le débit et/ou la pression dans le circuit de refoulement d'une pompe, sans arrêt de celle-ci et sans laminage et échauffement du liquide. The subject of the invention is a - device making it possible, very simply and without significant modification of the circuit, to control the flow rate and / or the pressure in the discharge circuit of a pump, without stopping the latter and without rolling and heating of the liquid.
Dans une application particulièrement intéressante, le dispositif selon l'invention permet de contrôler le fonctionnement en cas de besoin d'une pompe de secours en relève d'une pompe principale. In a particularly advantageous application, the device according to the invention makes it possible to control the operation if a backup pump is needed in connection with a main pump.
Conformément à l'invention, le dispositif comprend un circuit d' intercommunication entre les circuits de refoulement et d'admission de la pompe, branché respectivement, en aval de la pompe sur le circuit de refoulement et, en amont, sur le circuit d'admission et des moyens de contrôle du débit de liquide renvoyé en amont de la pompe par ledit circuit d'intercommunication en fonction de la pression régnant dans le circuit de refoulement. According to the invention, the device comprises an intercommunication circuit between the delivery and intake circuits of the pump, connected respectively, downstream of the pump to the delivery circuit and, upstream, to the delivery circuit. intake and means for controlling the flow of liquid returned upstream of the pump by said intercommunication circuit as a function of the pressure prevailing in the discharge circuit.
Selon une caractéristique essentielle, les moyens de contrôle du débit dans le circuit d' intercommunication sont constitués par une valve comprenant un corps branché sur le circuit d'intercommunication et ménageant un passage pour le liquide, un organe mobile de contrôle de l'ouverture et de la fermeture dudit passage et des moyens de commande dudit organe mobile en fonction de la pression souhaitée dans le circuit de refoulement. According to an essential characteristic, the means for controlling the flow in the intercommunication circuit are constituted by a valve comprising a body connected to the intercommunication circuit and providing a passage for the liquid, a movable member for controlling the opening and closing said passage and means for controlling said movable member as a function of the desired pressure in the delivery circuit.
Dans un mode de réalisation préférentiel, le corps de la valve limite un conduit cylindrique comprenant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, relié chacun par une branche du circuit d'intercommunication, respectivement au circuit de refoulement et au circuit d'admission de la pompe et l'organe mobile de fermeture est un tiroir monté coulissant dans le conduit cylindrique entre une position de fermeture d'au moins l'un des orifices et une position de mise en communication des deux orifices par un espace de passage ménagé sur le tiroir. In a preferred embodiment, the valve body limits a cylindrical conduit comprising an inlet port and an outlet port, each connected by a branch of the intercommunication circuit, respectively to the discharge circuit and to the intake circuit of the pump and the movable closing member is a slide-out slide mounted in the cylindrical conduit between a closed position of at least one of the orifices and a position of communication of the two orifices by a passage space provided on the drawer.
De façon avantageuse, les moyens de commande de l'organe mobile comprennent un piston susceptible de pousser l'organe mobile en position d' ouve.rture contre l'action d'un moyen élastique de maintien de l'organe mobile en position de fermeture, ledit piston étant monté couli-ssant dans une chambre de commande alimentée en fluide sous une pression égale à celle régnant dans le circuit de refoulement de la pompe, ledit moyen élastique étant taré pour maintenir l'organe mobile en position de fermeture jusqu'à ce que la pression dans le circuit de refoulement atteigne un niveau déterminé. A cet effet, la chambre de commande de la valve est reliée par une conduite de prise de pression en un point du circuit de refoulement de la pompe. Advantageously, the means for controlling the movable member comprise a piston capable of pushing the movable member into the open position against the action of an elastic means for holding the movable member in the closed position. , said piston being slidably mounted in a control chamber supplied with fluid under a pressure equal to that prevailing in the discharge circuit of the pump, said elastic means being calibrated to maintain the movable member in the closed position until that the pressure in the discharge circuit reaches a determined level. For this purpose, the control chamber of the valve is connected by a pressure tapping line at a point in the discharge circuit of the pump.
Dans une application particulièrement avantageuse, le dispositif selon l'invention est associé à une pompe de secours dont le circuit de refoulement est branché sur le circuit de refoulement d'une pompe principale pour venir en relève de celle-ci, le débit du circuit d'intercommunication étant réglé en fonction de la pression dans ledit circuit de refoulement, de telle sorte que le liquide débité par la pompe de secours soit renvoyé en amont de celle-ci, tant que la pression dans le circuit de refoulement de la pompe principale dépasse un niveau déterminé, la pompe de secours fonctionnant ainsi en permanence. In a particularly advantageous application, the device according to the invention is associated with an emergency pump, the discharge circuit of which is connected to the discharge circuit of a main pump to take over from it, the flow of the circuit d intercommunication being adjusted as a function of the pressure in said delivery circuit, so that the liquid delivered by the emergency pump is returned upstream thereof, as long as the pressure in the delivery circuit of the main pump exceeds a determined level, the emergency pump thus operating continuously.
Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante de certains modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre d'exemple et représentés sur les dessins annexés. However, the invention will be better understood from the following description of certain particular embodiments of the invention, given by way of example and shown in the accompanying drawings.
- la Fig. 1 et la Fig. 2 représentent schématiquement deux modes de réalisation particuliers du dispositif;
- la Fig. 3 est un schéma d'application du dispositif à une pompe de secours.- Fig. 1 and FIG. 2 schematically represent two particular embodiments of the device;
- Fig. 3 is a diagram of application of the device to a backup pump.
Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement une pompe 1 reliée en amont à une conduite d'admission 11 et, en aval, à une conduite de refoulement 12 qui débite dans un circuit d'utilisation symbolisé par une conduite 13 mais qui peut être de toute forme. In Fig. 1, there is shown schematically a pump 1 connected upstream to an intake pipe 11 and, downstream, to a discharge pipe 12 which flows into a use circuit symbolized by a pipe 13 but which can be of any shape .
Le circuit de refoulement 12 et le circuit d'admission 11 sont reliés par un circuit d'intercommunication 2 comprenant une branche amont 21 branchée en dérivation sur la conduite de refoulement 12 de la pompe 1 et une branche aval 22 débouchant dans la conduite d'admission 11. Un moyen 3 de contrôle du débit est interposé sur le circuit d'intercommunication 2, entre la branche amont 21 et la branche aval 22. De la sorte, il est possible de renvoyer vers l'amont de la pompe au moins une partie du liquide refoulé par celle-ci, avec un débit réglé per le moyen de contrôle 3. Ce dernier peut être un tiroir, un clapet, un robinet ou d'une façon générale, tout système de fermeture pouvant être ouvert ou fermé à volonté de façon à régler le débit circulant dans le circuit d'intercommunication 2. The discharge circuit 12 and the intake circuit 11 are connected by an intercommunication circuit 2 comprising an upstream branch 21 connected as a branch on the discharge pipe 12 of the pump 1 and a downstream branch 22 opening into the delivery pipe. intake 11. A means 3 for controlling the flow rate is interposed on the intercommunication circuit 2, between the upstream branch 21 and the downstream branch 22. In this way, it is possible to send at least one pump upstream. part of the liquid discharged by it, with a flow rate adjusted by the control means 3. The latter can be a drawer, a valve, a tap or generally, any closure system that can be opened or closed at will so as to regulate the flow circulating in the intercom circuit 2.
Dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures, le moyen de contrôle du débit est une valve comprenant un corps 31 limitant un conduit cylindrique 32 à l'intérieur duquel est monté coulissant et de façon étanche, un tiroir 4 constituant un organe mobile de commande de l'ouverture ou de la fermeture du circuit d' intercommunication 2. A cet effet, le tiroir 4 est muni dans sa partie centrale d'un évidement 41 compris entre une partie avant 42 et une partie arrière 43 de même section transversale que le logement 32. Les deux branches, respectivement amont 21 et aval 22 du circuit d'intercommunication 2 débouchent dans le logement 32 par deux orifices, respectivement amont 34 et aval 35, séparés d'une distance un peu inférieure à la longueur de l'évidement 41 de telle sorte que, par coulissement du tiroir 4, il soit possible, soit de mettre en communication les deux branches 21 et 22 du circuit 2, soit de fermer l'un des orifices, par exemple l'orifice aval 35, par la partie correspondante 43 du tiroir 4. In the preferred embodiment shown in the figures, the flow control means is a valve comprising a body 31 limiting a cylindrical conduit 32 inside which is slidably and sealingly mounted, a drawer 4 constituting a movable member of control of the opening or closing of the intercommunication circuit 2. For this purpose, the drawer 4 is provided in its central part with a recess 41 comprised between a front part 42 and a rear part 43 of the same cross section as the housing 32. The two branches, respectively upstream 21 and downstream 22 of the intercommunication circuit 2 open into the housing 32 by two orifices, respectively upstream 34 and downstream 35, separated by a distance slightly less than the length of the recess 41 so that, by sliding the drawer 4, it is possible either to put the two branches 21 and 22 of the circuit 2 into communication, or to close one of the orifices, for example the downstream orifice 35, by the corresponding part 43 of drawer 4.
De préférence, l'orifice aval 35 débouche dans le fond d'une rainure annulaire 33 formant collecteur. Preferably, the downstream orifice 35 opens into the bottom of an annular groove 33 forming a manifold.
Le tiroir 4 est repoussé vers l'avant en fin de course par un ressort 44 et, dans cette position, la partie arrière 43 recouvre le collecteur 33. The drawer 4 is pushed forward towards the end of its travel by a spring 44 and, in this position, the rear part 43 covers the manifold 33.
La partie avant 42 du tiroir 4 constitue un piston qui 1 imite dans le logement 32 une chambre de commande 45. Une conduite de prise de pression 5 débouchant dans la chambre de commande 45 est reliée par un circuit de pilotage 14 en un point du- circuit d'utilisation 13. La pression régnant dans le circuit 13 est ainsi appliquée sur le piston 42 et tend à repousser le tiroir 4 contre l'action du ressort 44. Ce dernier peut donc être taré de façon à permettre le déplacement vers l'arrière du tiroir 4, en mettant en communication les deux branches 21 et 22 du circuit d' intercommunication 2, lorsque la pression appliquée sur le piston 42 dans la chambre de commande 45 dépasse un niveau déterminé par le tarage du ressort 44. The front part 42 of the drawer 4 constitutes a piston which 1 imitates in the housing 32 a control chamber 45. A pressure tapping line 5 opening into the control chamber 45 is connected by a control circuit 14 at a point of the use circuit 13. The pressure prevailing in circuit 13 is thus applied to the piston 42 and tends to push the drawer 4 against the action of the spring 44. The latter can therefore be calibrated so as to allow movement towards the rear of the drawer 4, by putting the two branches 21 and 22 of the intercommunication circuit 2 into communication, when the pressure applied to the piston 42 in the control chamber 45 exceeds a level determined by the setting of the spring 44.
De la sorte, la pompe 1 peut fonctionner en permanence en refoulant le liquide par le circuit 12 sous une pression déterminée vers le circuit d'utilisation 13. In this way, the pump 1 can operate continuously by pumping the liquid through the circuit 12 under a determined pressure towards the use circuit 13.
Si, pour une raison ou une autre, la pression dans le circuit d'utilisation 13 dépasse une limite fixée et qui correspond au tarage du ressort 44, le tiroir 4 se déplace sous l'action de cette pression de façon à c voir le circuit d' intercommunication et la pression dans le circuit de refoulement 12 tombe à une valeur voisine de la pression dans le circuit d'admission 11. Lorsque la pression revient au niveau souhaité dans le circuit d'utilisation 13, la force exercée sur le piston 42 redevient inférieure à celle du ressort 44 qui ramène le tiroir 4 en position de fermeture, la pompe 1 débitant normalement dans le circuit de refoulement 12.Un clapet de non retour 51 placé sur la conduite de prise de pression 5 permet de s'assurer que la pression dans la chambre de commande 45 est toujours au moins égale à la pression de pilotage régnant dans le circuit d'utilisation 13. If, for one reason or another, the pressure in the operating circuit 13 exceeds a fixed limit which corresponds to the setting of the spring 44, the slide 4 moves under the action of this pressure so as to c see the circuit intercommunication and the pressure in the discharge circuit 12 drops to a value close to the pressure in the intake circuit 11. When the pressure returns to the desired level in the use circuit 13, the force exerted on the piston 42 again becomes lower than that of the spring 44 which returns the slide 4 to the closed position, the pump 1 normally discharging into the delivery circuit 12. A non-return valve 51 placed on the pressure tapping line 5 makes it possible to ensure that the pressure in the control chamber 45 is always at least equal to the pilot pressure prevailing in the use circuit 13.
Le dispositif peut être perfectionné en
reliant la branche amont 21 du circuit d'intercommunication 2 a la conduite de prise de pression 5 par une tuyau.terie de dérivation 52 sur laquelle est placé un clapet de non-retour 53 permettant d'éviter le passage de liquide de la conduite de prise de pression 5 vers le circuit d'intercommunication 2. De la sorte, le tiroir 4 peut etre commandé non seulement en fonction de la pression de pilotage régnant dans le circuit d'utilisation 13 mais également, à partir de la pression régnant dans le circuit de refoulement 12, directement en aval de la pompe 1. Le dispositif fonctionne alors également commue limiteur de la pression de refoulement de la pompe.The device can be improved by
connecting the upstream branch 21 of the intercommunication circuit 2 to the pressure tapping pipe 5 by a bypass pipe 52 on which is placed a non-return valve 53 making it possible to avoid the passage of liquid from the pressure tap 5 to the intercommunication circuit 2. In this way, the slide 4 can be controlled not only as a function of the pilot pressure prevailing in the operating circuit 13 but also, from the pressure prevailing in the discharge circuit 12, directly downstream of the pump 1. The device then also functions as a limiter of the pump discharge pressure.
La Fig. 2 représente un autre perfectionnement du dispositif selon l'invention. Dans ce cas, la branche aval 22 du circuit d' intercommunication est munie, d'une bifurcation 24 ménageant une petite ouverture 26 vers une conduite de dérivation 25 qui ramène à la bâche une partie du liquide renvoyé dans le circuit d'admission en cas de surpression. De façon facile à concevoir, la bifurcation 24 est dessinée de façon à renvoyer dans la tuyauterie 25 une partie déterminée, normalement assez faible, du débit dans la branche 22 du circuit. Il suffit pour cela, de calculer convenablement la section de l'ouverture 26 et l'angle de la bifurcation. Fig. 2 shows another improvement of the device according to the invention. In this case, the downstream branch 22 of the intercommunication circuit is provided with a bifurcation 24 providing a small opening 26 towards a bypass pipe 25 which returns part of the liquid returned to the intake circuit in the event of overpressure. Easily to conceive, the bifurcation 24 is designed so as to return to the piping 25 a determined part, normally quite small, of the flow in the branch 22 of the circuit. For this, it suffices to calculate the cross-section of the opening 26 and the angle of the bifurcation.
Les liquides étant incompressibles, la conduite d'admission 11 aspire dans la bâche 15 un débit de liquide égal à celui qui est renvoyé par la tuyauterie de dérivation 25. Il est possible de la sorte, de renouveler partiellement le liquide circulant dans la pompe de façon à éviter 1 'échauffement qui résulterait d'un recyclage de la totalité du débit refoulé pendant un temps assez long.The liquids being incompressible, the intake pipe 11 draws into the tank 15 a liquid flow rate equal to that which is returned by the bypass piping 25. It is thus possible, to partially renew the liquid circulating in the pump. so as to avoid the overheating which would result from recycling all of the discharged flow for a fairly long time.
Le dispositif que l'on vient de décrire trouve une application particulièrement intéressante pour la commande d'une pompe de secours, de la façon représentée schématiquement sur la Fig. 3. The device which has just been described finds a particularly advantageous application for controlling a backup pump, in the manner shown diagrammatically in FIG. 3.
Dans ce cas, le circuit d'utilisation 13 est alimente. par une pompe principale 6 en aval de laquelle est branché le circuit de refoulement 12 de la pompe 1' qui constitue donc une pompe de secours pouvant alimenter le circuit 13 en relève de la pompe principale 6. In this case, the use circuit 13 is supplied. by a main pump 6 downstream of which the discharge circuit 12 of the pump 1 ′ is connected, which therefore constitutes a backup pump capable of supplying the circuit 13 with relief from the main pump 6.
Le dispositif de contrôle est constitué par exemple par la valve 3 qui vient d'être décrite et le circuit de pilotage 14 est donc branché sur le circuit 13 en aval du point 16 où débouche le circuit de refoulement 12 de la pompe de secours 1'. The control device is constituted for example by the valve 3 which has just been described and the control circuit 14 is therefore connected to the circuit 13 downstream of the point 16 where the discharge circuit 12 of the emergency pump 1 'opens .
Tant que la pompe principale 6 fonctionne normalement et alimente donc le circuit d'utilisation 13 sous une pression déterminée, le tiroir 4 de la valve 3 est repoussé en position d'ouverture, le ressort 44 étant comprimé. Ce ressort 44 est taré de façon à permettre le déplacement du tiroir 4 et l'ouverture du circuit d' intercommunication 2, dès que la pression régnant en aval de la pompe principale 6 et appliquée sur la chambre de commande 45 par le circuit de pilotage 14 tombe audessous d'une limite fixée.De la sorte, tant que la pression dans le circuit 13 est supérieure à la limite déterminée par le ressort 44, le tiroir 4 est repoussé et ouvre le circuit d'intercommunication 2, la pompe de secours 1' fonctionnant donc en circuit fermé En revanche, si la pression dans le circuit 13 tombe audessous de la limite fixée, le tiroir 4 repoussé par le ressort 44 ferme le circuit d'intercommunication 2 et la pompe 1' vient en relève de la pompe principale 6 en alimentant le circuit 13 par le circuit de refoulement 12. As long as the main pump 6 operates normally and therefore supplies the operating circuit 13 under a determined pressure, the slide valve 4 of the valve 3 is pushed back to the open position, the spring 44 being compressed. This spring 44 is calibrated so as to allow the displacement of the slide 4 and the opening of the intercommunication circuit 2, as soon as the pressure prevailing downstream of the main pump 6 and applied to the control chamber 45 by the control circuit 14 falls below a fixed limit. In this way, as long as the pressure in the circuit 13 is greater than the limit determined by the spring 44, the drawer 4 is pushed back and opens the intercommunication circuit 2, the emergency pump. 1 'therefore operating in a closed circuit On the other hand, if the pressure in circuit 13 falls below the fixed limit, the slide 4 pushed back by the spring 44 closes the intercommunication circuit 2 and the pump 1' takes over from the pump main 6 by supplying circuit 13 through discharge circuit 12.
De la sorte, il est possible de faire fonctionner en permanence la pompe de secours 1' qui est ainsi immédiatement prête à venir en relève de la pompe principale 6 pour alimenter le circuit 13 en cas de défaillance de la pompe 6. La mise en service de la pompe de secours 1' est donc ainsi immédiate et progressive en fonction des besoins et l'on évite des mises en route brutales préjudiciables au bon fonctionnement. In this way, it is possible to permanently operate the emergency pump 1 ′ which is thus immediately ready to take over from the main pump 6 in order to supply the circuit 13 in the event of failure of the pump 6. Commissioning of the emergency pump 1 ′ is thus immediate and progressive as a function of needs and it avoids sudden start-ups detrimental to the proper functioning.
Nais l'invention ne se limite évidemment pas au seul mode de réalisation et à l'application particulière qui viennent d'être décrits à titre de simple exemple. Elle couvre au contraire d'autres applications et pourrait être perfectionnée d'autres façons, sans s'écarter du cadre de protection défini par les revendications. However, the invention is obviously not limited to the single embodiment and to the particular application which have just been described by way of simple example. On the contrary, it covers other applications and could be improved in other ways, without departing from the protective framework defined by the claims.
En particulier, la valve de contrôle 3 étant un élément rigide relié à des tuyauteries rigides, ces dernières sont raccordées au circuit d'utilisation 13 et au circuit de pression de pilotage 14 par des éléments souples 17 de faible longueur calculés pour absorber les déplacement relatifs correspondant aux déformations des pièces rigides sous les différents efforts auxquelles elles sont soumises de façon à éviter de transmettre aux tuyauteries les fortes vibrations dues au fonctionnement propre des pompes volumétriques et éventuellement d'autres organes placés sur le circuit. In particular, the control valve 3 being a rigid element connected to rigid pipes, the latter are connected to the use circuit 13 and to the pilot pressure circuit 14 by flexible elements 17 of short length calculated to absorb relative displacement corresponding to the deformations of the rigid parts under the various forces to which they are subjected so as to avoid transmitting to the pipes the strong vibrations due to the proper functioning of the positive displacement pumps and possibly of other members placed on the circuit.
Claims (9)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |