FR3133650A1 - Pompe à vide - Google Patents

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Abstract

Pompe à vide (1) comportant un stator (2) comportant au moins un étage de pompage (T1-T5), deux arbres (4) portant des rotors (5) configurés pour tourner dans l’étage de pompage (T1-T5) autour d’un axe de rotation (I-I) respectif, au moins un carter d’huile (6) comprenant une chambre configurée pour contenir un lubrifiant liquide destiné à lubrifier des éléments (10, 11) permettant la rotation des arbres (4) et un dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide (12) configuré pour déterminer une information représentative du niveau de lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile (6) à partir de la mesure différentielle de pression entre la pression exercée par le lubrifiant liquide et la pression gazeuse régnant dans le volume de la chambre du carter d’huile (6) au-dessus du niveau de lubrifiant d’huile. Figure d’abrégé : figure 1

Description

Pompe à vide Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne une pompe à vide et plus particulièrement, un dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide contenu dans une chambre du carter d’huile d’une pompe à vide sèche.
 Arrière-plan technique
Les pompes à vide sèches comportent un ou plusieurs étages de pompage en série dans lesquels circule un gaz à pomper entre une aspiration et un refoulement. On distingue parmi les pompes à vide connues, celles à lobes rotatifs également connues sous le nom « Roots » ou celles à bec, également connues sous le nom « Claw » ou encore celles à vis. Ces pompes à vide sont dites « sèches » car en fonctionnement, les rotors tournent à l’intérieur du stator sans aucun contact mécanique entre eux ou avec le stator, ce qui permet de ne pas utiliser d’huile dans les étages de pompage.
Les rotors sont supportés par des paliers lubrifiés par de l’huile ou de la graisse et ils sont synchronisés au moyen d’engrenages également lubrifiés. Il est indispensable qu’aucune trace d’huile ou de graisse ne se retrouve dans la partie de pompage pour les applications dites « sèches », telles que les procédés de fabrication de substrats semi-conducteurs. Un moyen d’étanchéité au travers duquel les arbres sont toujours susceptibles de tourner, isole la zone contenant des lubrifiants de la partie de pompage sec.
Un agitateur d’huile, tel qu’un disque brasseur, est généralement utilisé pour créer une atmosphère brouillée d’air et de lubrifiants dans le carter d’huile, facilitant la lubrification des paliers. L’agitateur d’huile est fixé sur un des arbres de la pompe, une extrémité inférieure plongeant dans l’huile liquide. La rotation de l’arbre supportant l’agitateur forme un brouillard d’huile, projetant des gouttelettes de lubrifiant sur les parois du carter qui ensuite ruissellent jusqu’aux composants à lubrifier.
Il est très important de surveiller le niveau d’huile afin de s’assurer que les composants de la pompe à vide soient correctement lubrifiés.
Pour cela, les carters d’huile comprennent généralement une fenêtre transparente à travers de laquelle les utilisateurs peuvent vérifier la présence et le niveau d’huile. L’inconvénient est que l’utilisateur doit de se rendre sur place pour réaliser l’examen visuel. De plus, il peut être nécessaire de devoir décapoter la pompe à vide pour accéder au voyant si des capotages spéciaux n’ont pas été conçus. Par ailleurs, après un certain temps d’utilisation, la fenêtre peut se ternir, rendant difficile la visualisation du niveau d’huile.
Il existe également des capteurs dédiés pour la mesure du niveau d’huile, tels que des capteurs à flotteurs ou des capteurs électroniques, type capacitifs. Cependant les remous occasionnés par l’agitateur d’huile peuvent gêner la mesure correcte du niveau d’huile par des flotteurs classiques. Par ailleurs, on constate que les capteurs électroniques peuvent ne pas toujours fonctionner correctement ou manquer de robustesse ou de précision car les variations de niveau d’huile à surveiller sont faibles et donc difficiles à détecter avec des capteurs à bas coûts.
Un but de la présente invention est de proposer une pompe à vide résolvant au moins un des inconvénients décrits ci-dessus, permettant notamment de surveiller le niveau d’huile par un dispositif suffisamment précis, peu couteux et robuste.
A cet effet, l’invention a pour objet une pompe à vide comportant :
- un stator comportant au moins un étage de pompage,
- deux arbres portant des rotors configurés pour tourner dans l’étage de pompage autour d’un axe de rotation respectif, et
- au moins un carter d’huile comprenant une chambre configurée pour contenir un lubrifiant liquide destiné à lubrifier des éléments permettant la rotation des arbres,
caractérisée en ce que la pompe à vide comporte en outre un dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide configuré pour déterminer une information représentative du niveau de lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile à partir de la mesure différentielle de pression entre la pression exercée par le lubrifiant liquide et la pression gazeuse régnant dans le volume de la chambre du carter d’huile au-dessus du niveau de lubrifiant d’huile.
Ainsi, en fonctionnement, le niveau de lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile peut être déterminé par la mesure de pression exercée par cette hauteur de lubrifiant à laquelle on déduit la mesure de pression de gaz (majoritairement d’air) au-dessus du niveau de lubrifiant. En effet, bien que l’atmosphère des carters d’huile de la pompe à vide ne soit pas mise sous vide mais laissée à pression atmosphérique, celle-ci subit également dans une moindre mesure, les variations de pression ayant lieu dans la partie pompage. En effet les dispositifs d’étanchéité, relativement efficaces vis-à-vis des lubrifiants, ne sont pas parfaitement étanches aux gaz puisqu’ils doivent permettre la rotation des arbres. Lorsque la pression gazeuse est plus élevée dans l’étage de pompage situé à côté du carter d’huile que dans le carter d’huile, par exemple au démarrage du pompage depuis la pression atmosphérique, les gaz pompés peuvent s’infiltrer dans le carter d’huile et augmenter la pression des gaz au-dessus du niveau de liquide. Également lorsque la pression gazeuse est plus basse dans l’étage de pompage situé à côté du carter d’huile que dans le carter d’huile, la pression des gaz du carter d’huile peut être abaissée par aspiration à travers les dispositifs d’étanchéité des passages d’arbre. En prenant en compte la mesure de la pression des gaz au-dessus du niveau de liquide, on s’affranchit des fluctuations de mesure dues aux variations de pression des gaz. On peut alors déterminer la hauteur du lubrifiant liquide par mesure de pression exercée par le liquide indépendamment des variations de pression des gaz.
En outre, la mesure différentielle du dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide dépend uniquement de la hauteur de liquide contenu dans le volume au-dessus de la prise de mesure de pression, quel que soit la forme du volume de la chambre du carter d’huile. Il est alors possible d’adapter la forme de la chambre du carter d’huile pour privilégier la précision de mesure à un certain niveau de hauteur de lubrifiant liquide.
La pompe à vide peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui sont décrites ci-après, prises seules ou en combinaison.
Selon un exemple de réalisation, le dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide comporte :
- un premier capteur de pression configuré pour mesurer la pression exercée par le lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile,
- un deuxième capteur de pression configuré pour mesurer la pression gazeuse régnant dans le volume de la chambre du carter d’huile au-dessus du niveau de lubrifiant d’huile.
La pompe à vide peut comporter une unité de traitement comportant par exemple un contrôleur ou microcontrôleur ou microprocesseur ou ordinateur ou circuit logique.
L’unité de traitement peut être configurée pour recevoir les signaux de sortie des capteurs de pression et pour en déduire une information représentative du niveau de lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile à partir de la mesure différentielle des signaux de sortie des capteurs de pression.
Selon un autre exemple de réalisation, le dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide comporte un capteur de pression différentiel.
Le premier et/ou le deuxième capteur de pression ou le capteur de pression différentiel est par exemple un capteur piézoélectrique.
La prise de mesure de pression exercée par le lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile est de préférence située dans le fond de la chambre du carter d’huile.
L’unité de traitement peut être configurée pour moyenner l’information représentative du niveau de liquide sur une durée prédéterminée.
La pompe à vide peut comporter un capteur de température relié à l’unité de traitement, l’unité de traitement étant configurée pour déterminer une information représentative du niveau de lubrifiant liquide en tenant compte de la température mesurée.
Selon un exemple de réalisation, le volume de la chambre du carter d’huile présente une forme verticale droite de section horizontale constante.
Selon un exemple de réalisation, le volume de la chambre du carter d’huile présente une forme verticale droite de section horizontale s’agrandissant vers le haut.
Selon un exemple de réalisation, le volume de la chambre du carter d’huile présente une forme verticale droite de section horizontale s’amincissant vers le haut.
Selon un exemple de réalisation, le volume de la chambre du carter d’huile est formé par une partie inférieure et une partie supérieure, la partie inférieure présentant une section horizontale constante plus étroite qu’une partie supérieure.
La largeur de la section horizontale de la partie inférieure est par exemple inférieure à 3cm, comme par exemple inférieure à 1cm comme de l’ordre de 10mm.
Brève description des figures
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l’invention, mais nullement limitatif, ainsi que des dessins annexés sur lesquels :
La est une représentation schématique d’un exemple de pompe à vide.
La illustre un premier exemple de forme de chambre du carter d’huile.
La est un graphique montrant, pour le premier exemple de réalisation de la , en fonction de la hauteur d’huile H contenue dans la chambre (en abscisse, en cm) d’une part, en traits pleins, la pression P exercée par la hauteur d’huile (ordonnée de droite, en bar) et d’autre part, en traits discontinus, la quantité d’huile Q contenue dans la chambre (ordonnée de gauche, en ml).
La illustre un deuxième exemple de forme de chambre du carter d’huile.
La est un graphique montrant, pour le deuxième exemple de réalisation de la , en fonction de la hauteur d’huile H contenue dans la chambre (en abscisse, en cm) d’une part, en traits pleins, la pression P exercée par la hauteur d’huile (ordonnée de droite, en bar) et d’autre part, en traits discontinus, la quantité d’huile Q contenue dans la chambre (ordonnée de gauche, en ml).
La illustre un troisième exemple de forme de chambre du carter d’huile.
La est un graphique montrant, pour le troisième exemple de réalisation de la , en fonction de la hauteur d’huile H contenue dans la chambre (en abscisse, en cm) d’une part, en traits pleins, la pression P exercée par la hauteur d’huile (ordonnée de droite, en bar) et d’autre part, en traits discontinus, la quantité d’huile Q contenue dans la chambre (ordonnée de gauche, en ml).
La illustre un quatrième exemple de forme de chambre du carter d’huile.
La est un graphique montrant, pour le quatrième exemple de réalisation de la , en fonction de la hauteur d’huile H contenue dans la chambre (en abscisse, en cm) d’une part, en traits pleins, la pression P exercée par la hauteur d’huile (ordonnée de droite, en bar) et d’autre part, en traits discontinus, la quantité d’huile Q contenue dans la chambre (ordonnée de gauche, en ml).
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
 Description détaillée
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
On définit par pompe à vide primaire, une pompe à vide volumétrique, qui est configurée pour aspirer, transférer, puis refouler un gaz à pomper à pression atmosphérique ou au-delà. Les rotors de la pompe à vide primaire peuvent être de type Roots, Claw ou à vis. Les rotors sont portés par deux arbres entrainés en rotation par un moteur de la pompe à vide primaire. Une pompe à vide primaire est également configurée pour pouvoir être mise en route à pression atmosphérique.
On définit par pompe à vide Roots (également appelé « Roots Blower » en anglais ou compresseur Roots ou « Booster » en anglais), une pompe à vide volumétrique configurée pour, à l’aide de deux rotors Roots, aspirer, transférer puis refouler un gaz à pomper. La pompe à vide Roots est montée en amont et en série d’une pompe à vide primaire. Les rotors sont portés par deux arbres entrainés en rotation par un moteur de la pompe à vide Roots.
On entend par « en amont », un élément qui est placé avant un autre par rapport au sens de circulation des gaz pompés F. A contrario, on entend par « en aval », un élément placé après un autre par rapport au sens de circulation des gaz pompés F. Les flèches F sur la montrent la direction de circulation des gaz pompés.
L’invention s’applique à tout type de pompe à vide sèche, c’est-à-dire comportant un ou au moins deux étages de pompage, telle que comprenant un à dix étages de pompage. Cette pompe à vide peut être une pompe à vide primaire comportant une pluralité d’étages de pompage et configurée pour refouler les gaz pompés à pression atmosphérique ou une pompe à vide, dite Roots ou compresseur Roots, de un à trois étages de pompage qui en utilisation, est raccordée en série et en amont d’une pompe à vide primaire et dont la pression de refoulement est celle obtenue par la pompe à vide primaire.
La pompe à vide 1 comporte un stator 2 comportant au moins un étage de pompage T1-T5, deux arbres 4 (un seul est représenté sur la pompe à vide de la ) portant des rotors 5 configurés pour tourner dans l’étage de pompage T1-T5 autour d’un axe de rotation I-I respectif, et au moins un carter d’huile 6 comportant une chambre configurée pour contenir un lubrifiant liquide destiné à lubrifier des éléments 10, 11 permettant la rotation des arbres 4.
La pompe à vide 1 comporte par exemple deux carters d’huile 6 agencés de part et d’autre du au moins un étage de pompage.
La pompe à vide 1 comporte également au moins un dispositif d’étanchéité 7 aux lubrifiants interposé entre le carter d’huile 6 et un étage de pompage au niveau de chaque passage d’arbre. Le dispositif d’étanchéité 7 peut comporter au moins un joint annulaire d’étanchéité comme par exemple un joint « dynamique », c’est-à-dire non frottant, tel qu’un joint à segments, un joint labyrinthe ou « mur » de gaz, ou un joint annulaire frottant, tel qu’un joint à lèvres ou une combinaison de ces réalisations. Le dispositif d’étanchéité 7 crée une conductance très faible autour des arbres 4 rotatifs, ce qui permet de limiter fortement le passage des fluides lubrifiants depuis le carter d’huile 6 vers les étages de pompage T1-T5 secs et vice-versa tout en permettant aux arbres 4 de tourner.
La pompe à vide 1 comporte par exemple plusieurs étages de pompage T1-T5, tel que cinq, montés en série entre une entrée 8 et une sortie 9 de la pompe à vide 1. Les étages de pompage T1, T5 jouxtant les dispositifs d’étanchéité 7 sont ici le premier et le dernier étage de pompage.
Chaque étage de pompage T1-T5 comprend une entrée et une sortie respectives. Lorsque la pompe à vide 1 comporte plusieurs étages de pompage, les étages de pompage successifs sont raccordés en série les uns à la suite des autres par des canaux inter-étages respectifs raccordant la sortie de l'étage de pompage qui précède à l'entrée de l'étage qui suit. Les débits de pompage des étages de pompage T1-T5 sont décroissants ou égaux avec leur position entre l’entrée et la sortie de la pompe à vide, le débit engendré par le premier étage de pompage T1 à plus basse pression correspondant au débit de pompage le plus grand.
Les rotors 5 sont entrainés en rotation par au moins un moteur M de la pompe à vide 1. Lors de la rotation, le gaz aspiré depuis l’entrée est emprisonné dans le volume engendré par les rotors 5 et le stator 2, puis est entraîné par les rotors 5 vers l’étage suivant. Les rotors 5 de la pompe à vide 1 présentent par exemple des lobes de profils identiques, par exemple de type « Roots » (section en forme de « huit » ou de « haricot ») ou de type « Claw » ou sont de type à vis ou d’un autre principe similaire de pompe à vide volumétrique.
Les arbres 4 portant les rotors 5 sont guidés en rotation dans des paliers lubrifiés par un lubrifiant liquide, tel que de l’huile, contenu dans le carter d’huile 6.
En fonctionnement, le lubrifiant liquide, lubrifie les éléments permettant la rotation des arbres 4, notamment les roulements à billes 10 des paliers et les engrenages de synchronisation 11 permettant la rotation synchronisée des arbres 4.
La pompe à vide 1 comporte en outre un dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide 12 configuré pour déterminer une information représentative du niveau de lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile 6 à partir de la mesure différentielle de pression entre la pression exercée par le lubrifiant liquide et la pression gazeuse régnant dans le volume de la chambre du carter d’huile 6 au-dessus du niveau de lubrifiant d’huile.
Selon un premier exemple de réalisation, le dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide 12 comporte un premier capteur de pression 13 et un deuxième capteur de pression 14. Le premier capteur de pression 13 est configuré pour mesurer la pression exercée par le lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile 6. Le deuxième capteur de pression 14 est configuré pour mesurer la pression gazeuse régnant dans le volume de la chambre du carter d’huile 6 au-dessus du niveau de lubrifiant d’huile.
La pompe à vide 1 comporte par exemple une unité de traitement 15 comportant par exemple un contrôleur ou microcontrôleur ou microprocesseur ou ordinateur ou circuit logique. L’unité de traitement 15 peut être configurée pour recevoir les signaux de sortie des capteurs de pression 13, 14 et pour en déduire une information représentative du niveau de lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile 6 à partir de la mesure différentielle des signaux de sortie des capteurs de pression 13, 14.
Selon un autre exemple de réalisation, le dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide 12 comporte un capteur de pression différentiel. Le capteur de pression différentielle est configuré pour délivrer directement un signal de mesure différentielle entre la pression exercée par le lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile 6 et la pression gazeuse régnant dans le volume de la chambre du carter d’huile 6 au-dessus du niveau de lubrifiant d’huile.
Le premier et/ou le deuxième capteur de pression 13, 14 ou le capteur de pression différentiel est par exemple un capteur piézoélectrique. Les capteurs piézoélectriques sont très robustes notamment dans le temps, face aux chocs ou face aux agressions de gaz corrosifs. De plus, ils sont relativement peu onéreux.
La prise de mesure de pression exercée par le lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile 6, réalisée soit par le premier capteur de pression 13, soit par le capteur de pression différentielle, est de préférence située dans le fond de la chambre du carter d’huile 6. Le dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide 12 peut ainsi mesurer la plus grande hauteur de lubrifiant liquide accessible et donc avoir une meilleure sensibilité.
Selon un exemple de réalisation, l’unité de traitement 15 peut être configurée pour moyenner l’information représentative du niveau de liquide, ou des signaux de sortie des capteurs de pression 13, 14 ou du capteur de pression différentielle, sur une durée prédéterminée, par exemple comprise entre une et dix minutes ou toutes les 24h. Le moyennage de ces signaux permet notamment de s’affranchir des remous pouvant être provoqués par l’agitateur d’huile.
Selon un exemple de réalisation, la pompe à vide 1 comporte un capteur de température 16 configuré pour mesurer la température de la pompe à vide 1, par exemple au niveau du stator 2 ou du carter d’huile 6. Ce capteur de température 16 est par exemple celui utilisé pour la régulation de température de la pompe à vide 1. Il est relié à l’unité de traitement 15, l’unité de traitement 15 étant configurée pour déterminer une information représentative du niveau de lubrifiant liquide en tenant compte de la température mesurée. On peut ainsi corriger les effets de dilatation thermique du volume de la chambre du carter d’huile 6 ou du lubrifiant liquide à partir de la mesure de température.
Ainsi, en fonctionnement, le niveau de lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile 6 peut être déterminé par la mesure de pression exercée par cette hauteur de lubrifiant à laquelle on déduit la mesure de pression de gaz (majoritairement d’air) au-dessus du niveau de lubrifiant. En effet, bien que l’atmosphère des carters d’huile 6 de la pompe à vide 1 ne soit pas mise sous vide mais laissée à pression atmosphérique, celle-ci subit également dans une moindre mesure, les variations de pression ayant lieu dans la partie pompage. En effet les dispositifs d’étanchéité 7, relativement efficaces vis-à-vis des lubrifiants, ne sont pas parfaitement étanches aux gaz puisqu’ils doivent permettre la rotation des arbres 4. Lorsque la pression gazeuse est plus élevée dans l’étage de pompage situé à côté du carter d’huile 6 que dans le carter d’huile 6, par exemple au démarrage du pompage depuis la pression atmosphérique, les gaz pompés peuvent s’infiltrer dans le carter d’huile 6 et augmenter la pression des gaz au-dessus du niveau de liquide. Également lorsque la pression gazeuse est plus basse dans l’étage de pompage situé à côté du carter d’huile 6 que dans le carter d’huile 6, la pression des gaz du carter d’huile 6 peut être abaissée par aspiration à travers les dispositifs d’étanchéité 7 des passages d’arbre. En prenant en compte la mesure de la pression des gaz au-dessus du niveau d’huile, on s’affranchit des fluctuations de mesure dues aux variations de pression des gaz. On peut alors déterminer la hauteur du lubrifiant liquide par mesure de pression exercée par le liquide indépendamment des variations de pression des gaz.
En outre, la mesure différentielle du dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide 12 dépend uniquement de la hauteur de liquide contenu dans le volume au-dessus de la prise de mesure de pression, quel que soit la forme du volume de la chambre du carter d’huile 6. Il est alors possible d’adapter la forme de la chambre du carter d’huile 6 pour privilégier la précision de mesure à un certain niveau de hauteur de lubrifiant liquide.
Les figures 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B montrent ainsi quatre exemples de formes de chambre pour un même volume total de contenance maximum de lubrifiant liquide (ici de l’huile), ici 400ml.
Selon un premier exemple de réalisation, le volume de la chambre du carter d’huile 6 présente une forme verticale droite de section horizontale constante, telle que cylindrique ou parallélépipèdique ( ).
Selon un deuxième exemple de réalisation, le volume de la chambre du carter d’huile 6 présente une forme verticale droite de section horizontale s’agrandissant vers le haut, tel qu’un cône tronqué ( ).
Selon un troisième exemple de réalisation, le volume de la chambre du carter d’huile 6 présente une forme verticale droite de section horizontale s’amincissant vers le haut, tel qu’un cône tronqué, renversé par rapport à la ( ).
Selon un quatrième exemple de réalisation, le volume de la chambre du carter d’huile 6 est formé par une partie inférieure et une partie supérieure, la partie inférieure présentant une section horizontale constante plus étroite qu’une partie supérieure ( ). La largeur de la section horizontale de la partie inférieure dépend de la précision recherchée, elle est par exemple inférieure à 3cm, comme par exemple inférieure à 1cm comme de l’ordre de 10mm.
Dans tous les cas, la variation de pression due à la variation de hauteur de lubrifiant liquide contenue dans la chambre (traits continus sur les figures 2B, 3B, 4B, 5B) est proportionnelle à la hauteur du lubrifiant liquide. On constate également que la variation de pression est indépendante de la forme de la chambre.
Dans le premier exemple pour lequel le volume de la chambre du carter d’huile 6 présente une forme verticale droite de section horizontale constante ( ), la quantité d’huile contenue dans la chambre évolue proportionnellement avec la hauteur de liquide (traits discontinus sur la ). La précision de mesure est donc la même pour les petites et grandes quantités de lubrifiant liquide. Dans cet exemple, une variation de pression de 1mbar (100Pa) correspond à une augmentation de 2mm de hauteur d’huile et 100ml de quantité d’huile et ceci sur toute la hauteur d’huile, c’est-à-dire ici pour des hauteurs d’huile comprises entre 0mm et 8mm.
Dans le deuxième exemple de réalisation pour lequel le volume de la chambre du carter d’huile 6 présente une forme verticale droite de section horizontale s’agrandissant vers le haut ( ), la quantité d’huile contenue dans la chambre évolue d’abord lentement pour les petites hauteurs d’huile puis rapidement pour les hauteurs importantes d’huile (traits discontinus sur la ). Par exemple, une variation de pression de 1mbar, soit 2mm de hauteur d’huile, correspond à 50ml de quantité d’huile pour des hauteurs d’huile comprises entre 0mm et 2mm alors qu’elle correspond à 200ml de quantité d’huile pour des hauteurs d’huile comprises entre 6mm et 8mm. Autrement dit, une même variation de quantité de lubrifiant liquide produit une variation de hauteur de lubrifiant et donc de pression plus importante lorsque la chambre contient peu de lubrifiant liquide que lorsqu’elle en contient de grandes quantités. La mesure de pression est donc plus précise pour les petits niveaux de lubrifiant liquide, c’est-à-dire lorsque la chambre du carter d’huile 6 est peu remplie.
Dans le troisième exemple de réalisation pour lequel le volume de la chambre du carter d’huile 6 présente une forme verticale droite de section horizontale s’amincissant vers le haut ( ), la quantité d’huile contenue dans la chambre évolue à l’inverse rapidement pour les petites hauteurs d’huile puis lentement pour les hauteurs importantes d’huile (traits discontinus sur la ). Par exemple, une variation de pression de 1mbar, soit 2mm de hauteur d’huile, correspond à 200ml de quantité d’huile pour des hauteurs d’huile comprises entre 0mm et 2mm alors qu’elle correspond à 28,5ml de quantité d’huile pour des hauteurs d’huile comprises entre 6mm et 8mm. Autrement dit, une même variation de quantité de lubrifiant liquide produit une variation de hauteur de lubrifiant et donc de pression plus importante lorsque la chambre contient beaucoup de lubrifiant liquide que lorsqu’elle en contient peu. La mesure de pression est donc plus précise pour les niveaux importants de lubrifiant liquide, c’est-à-dire lorsque la chambre du carter d’huile 6 est bien remplie.
Dans le quatrième exemple de réalisation pour lequel le volume de la chambre du carter d’huile 6 est formé par une partie inférieure et une partie supérieure, la partie inférieure présentant une section horizontale constante plus étroite qu’une partie supérieure ( ), la quantité d’huile contenue dans la chambre évolue d’abord selon une pente douce lorsque l’huile est contenue dans la partie inférieure puis selon une pente raide lorsque la hauteur d’huile évolue dans la partie supérieure (traits discontinus sur la ). Par exemple, une variation de pression de 1mbar, soit 2mm de hauteur d’huile, correspond à 50ml de quantité d’huile pour des hauteurs d’huile comprises entre 0mm et 2mm alors qu’elle correspond à 150ml de quantité d’huile pour des hauteurs d’huile comprises entre 6 et 8mm. Autrement dit, une quantité de lubrifiant liquide comprise entre 0ml et 100ml dans la partie inférieure génère une variation de pression de 2mbar (200Pa) tandis qu’une variation de pression de 2mbar est générée par une quantité de lubrifiant liquide comprise entre 100ml et 400ml, au-delà de la partie inférieure. La mesure de pression est donc plus précise pour les petits niveaux de lubrifiant liquide, c’est-à-dire lorsque la hauteur d’huile ne dépasse pas la partie basse. La présence d’une petite quantité de lubrifiant peut donc facilement être détectée, ce qui peut permettre de savoir si le carter d’huile 6 est vide ou non, par exemple pour empêcher le démarrage de la pompe à vide 1 en cas de non remplissage du carter d’huile 6. Puis, lorsque la quantité d’huile dépasse la partie inférieure, le dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide 12 permet une mesure quantitative du niveau de lubrifiant liquide.

Claims (12)

  1. Pompe à vide (1) comportant :
    - un stator (2) comportant au moins un étage de pompage (T1-T5),
    - deux arbres (4) portant des rotors (5) configurés pour tourner dans l’étage de pompage (T1-T5) autour d’un axe de rotation (I-I) respectif, et
    - au moins un carter d’huile (6) comprenant une chambre configurée pour contenir un lubrifiant liquide destiné à lubrifier des éléments (10, 11) permettant la rotation des arbres (4),
    caractérisée en ce que la pompe à vide (1) comporte en outre un dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide (12) configuré pour déterminer une information représentative du niveau de lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile (6) à partir de la mesure différentielle de pression entre la pression exercée par le lubrifiant liquide et la pression gazeuse régnant dans le volume de la chambre du carter d’huile (6) au-dessus du niveau de lubrifiant d’huile.
  2. Pompe à vide (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide (12) comporte :
    - un premier capteur de pression (13) configuré pour mesurer la pression exercée par le lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile (6),
    - un deuxième capteur de pression (14) configuré pour mesurer la pression gazeuse régnant dans le volume de la chambre du carter d’huile (6) au-dessus du niveau de lubrifiant d’huile.
  3. Pompe à vide (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de détermination du niveau de lubrifiant liquide (12) comporte un capteur de pression différentiel.
  4. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que le premier et/ou le deuxième capteur de pression (13, 14) ou le capteur de pression différentiel est un capteur piézoélectrique.
  5. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la prise de mesure de pression exercée par le lubrifiant liquide contenu dans la chambre du carter d’huile est située dans le fond de la chambre du carter d’huile (6).
  6. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte une unité de traitement (15) configurée pour moyenner l’information représentative du niveau de liquide sur une durée prédéterminée.
  7. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte une unité de traitement (15) et un capteur de température (16) relié à l’unité de traitement (15), l’unité de traitement (15) étant configurée pour déterminer une information représentative du niveau de lubrifiant liquide en tenant compte de la température mesurée.
  8. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le volume de la chambre du carter d’huile (6) présente une forme verticale droite de section horizontale constante.
  9. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le volume de la chambre du carter d’huile (6) présente une forme verticale droite de section horizontale s’agrandissant vers le haut.
  10. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le volume de la chambre du carter d’huile (6) présente une forme verticale droite de section horizontale s’amincissant vers le haut.
  11. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le volume de la chambre du carter d’huile (6) est formé par une partie inférieure et une partie supérieure, la partie inférieure présentant une section horizontale constante plus étroite qu’une partie supérieure.
  12. Pompe à vide (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la largeur de la section horizontale de la partie inférieure est inférieure à 3cm.
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