WO2005018838A1

WO2005018838A1 - Installation, de preference mobile, pour la fourniture d’eau sous moyenne pression

Info

Publication number: WO2005018838A1
Application number: PCT/FR2004/002131
Authority: WO
Inventors: Stéphane GUERINEAU
Original assignee: Guerineau Stephane
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2005-03-03
Also published as: FR2858781B1; FR2858781A1; EP1654075A1

Abstract

Cette installation est caractérisée en ce qu’elle est constituée essentiellement d’au moins trois pompes (1, 2, 3) comportant chacune un variateur (4) de fréquence apte à faire varier la vitesse de rotation du moteur de pompe, lesdites pompes (1, 2, 3) étant montées en série, chaque pompe (1, 2, 3) débitant dans une même ligne (5) de fourniture de fluide de manière à fonctionner par cumul de pression, ladite ligne (5) comportant, en aval de la deuxième pompe (2) et en aval de la troisième pompe (3), à chaque fois, un capteur (6, 7) de pression, le capteur (6) de pression disposé en aval de la deuxième pompe (2) agissant sur les deux variateurs (4) de fréquence des première et deuxième pompes (1, 2) pour atteindre ou chercher à atteindre une pression prédéterminée en sortie de deuxième pompe (2) tandis que le capteur (7) de pompe, en aval de la troisième pompe (3), agit sur le variateur (4) de fréquence de cette pompe pour maintenir la pression de sortie de la troisième pompe (3) à une valeur prédéterminée.

Description

Installation, de préférence mobile, pour la fourniture d'eau sous moyenne pression

La présente invention concerne une installation, de préférence mobile, pour la fourniture d'eau sous moyenne pression, destinée notamment au nettoyage de pièces ou surfaces nécessitant une intervention périodique.

De nombreuses installations de nettoyage par projection d'eau travaillent sous haute pression. Outre le danger lié à leur utilisation, en particulier lorsque ces installations alimentent en haute pression des lances manipulées par des opérateurs, ces installations ne sont pas utilisables en dehors d'entreprises équipées d'un circuit électrique et d'un circuit d'eau aptes à alimenter de telles installations. De plus en plus aujourd'hui, les contraintes réglementaires obligent des opérateurs, tels que des éleveurs ou autres, à disposer d'installations de nettoyage aptes à fonctionner sous des pressions suffisamment élevées pour obtenir une efficacité de nettoyage. Or, certains opérateurs, tels que des éleveurs, ne disposent pas, dans leur bâtiment ou construction, d'un débit d'eau suffisant et d'un ampérage suffisant au niveau de leur installation électrique pour permettre l'approvisionnement en eau et en électricité des installations existant à ce jour.

Des installations de pompage présentant les inconvénients mentionnés ci- dessus sont décrites dans les brevets US-A-5.431.545, US-A-2.218.565 et US- A-4.061.271.

Un but de la présente invention est donc de proposer une installation apte à travailler à moyenne pression, c'est-à-dire à des pressions pouvant atteindre 20 à 60 bars tout en limitant la consommation électrique afin d'effectuer des interventions chez des opérateurs, tels que des éleveurs, équipés de compteur présentant notamment un ampérage maximal de 30 ampères, le fonctionnement de telles installations pouvant s'effectuer par aspiration dans une réserve d'eau avec un débit d'eau en entrée proche de zéro ou par raccordement au réseau d'eau.

A cet effet, l'invention a pour objet une installation, de préférence mobile, pour la fourniture d'eau sous moyenne pression, destinée notamment au nettoyage de pièces ou surfaces nécessitant une intervention périodique, caractérisée en ce qu'elle est constituée essentiellement d'au moins trois pompes de type électrique, centrifuge, de préférence multicellulaire, lesdites pompes étant montées en série, et comportant un variateur de fréquence pour en faire varier la vitesse de rotation du moteur de pompe, chaque pompe débitant dans une même ligne de fourniture de fluide de manière à fonctionner par cumul de pression, ladite ligne comportant, en aval de la deuxième pompe et en aval de la troisième pompe, à chaque fois, un capteur de pression, le capteur de pression disposé en aval de la deuxième pompe agissant sur les deux variateurs de fréquence des première et deuxième pompes pour atteindre ou chercher à atteindre une pression prédéterminée en sortie de deuxième pompe tandis que le capteur de pression, en aval de la troisième pompe, agit sur le variateur de fréquence de cette pompe pour maintenir la pression de sortie de la troisième pompe à une valeur prédéterminée indépendamment des variations de pression en entrée de l'installation.

Grâce à la mise en série des pompes et leur régulation par l'intermédiaire de variateurs de fréquence commandés à partir d'informations fournies par des capteurs de pression, il en résulte la possibilité d'installer une telle installation chez tout type d'opérateur, tel que des éleveurs, tout en réduisant la consommation en eau et en électricité. Une telle installation est donc, à cet effet, de préférence conçue de manière mobile.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue schématique d'une installation conforme à l'invention et la figure 2 représente sous forme d'un tableau les variations de pression en sortie de pompes en fonction du débit en entrée dudit circuit.

Comme mentionné ci-dessus, l'installation, objet de l'invention, est plus particulièrement destinée au nettoyage par projection d'eau de tout type d'objets ou surfaces, le nettoyage s'effectuant par fourniture d'eau sous moyenne pression. Par moyenne pression, on entend une pression généralement comprise entre 20 et 60 bars. Cette installation est, comme mentionné ci-dessus, constituée essentiellement d'au moins trois pompes représentées en 1 , 2 et 3 aux figures. Ces pompes sont de préférence des pompes électriques, centrifuges, de type multicellulaire. Ces pompes peuvent notamment correspondre aux pompes centrifuges vendues par la Société Leroy Somer sous les références MIV 5.14 T pour les pompes 1 et 2 tandis que la pompe 3 peut être constituée d'une pompe LIV 4.24 T. Ces pompes sont d'ores et déjà pré-équipées par le fabricant d'un variateur 4 de fréquence. Ce variateur 4 de fréquence permet d'une part d'avoir toujours un même sens de rotation des pompes lors de leur mise en route, d'autre part de régulariser la vitesse de rotation des pompes afin notamment de ne pas dépasser la pression d'entrée et de sortie de chaque pompe, ces pressions d'entrée et de sortie étant définies par le constructeur. Ce variateur de fréquence va donc, dans le montage des pompes tel que prévu dans le cadre de l'installation, permettre une adaptation de la vitesse de rotation du moteur équipant chaque pompe en fonction d'informations reçues de capteurs de pression qui seront décrits ci- après. Ces pompes sont, comme l'illustre la figure 1 , montées en série. Chaque pompe 1 , 2, 3 débite dans une même ligne 5 de fourniture de fluide dont l'entrée est représentée en E tandis que la sortie est représentée en S. Cette ligne de fluide peut alimenter tout type de moyens de projection d'eau, tels que lance ou similaire. Cette même ligne, commune aux trois pompes, peut ensuite être divisée pour alimenter plusieurs lances. Il peut être prévu, en aval de la troisième pompe 3, des moyens de fermeture de tout ou partie des dérivations du circuit de circulation de fluide. Le fait de disposer les pompes en série et de faire débiter ces pompes dans une même ligne 5 permet de cumuler les pressions obtenues par fonctionnement de chacune des pompes. Ce phénomène est plus particulièrement visible dans le tableau de la figure 2. Ainsi, supposons que la pression d'entrée admissible de la pompe 1 soit comprise entre 0 et 16 bars et que la pression de sortie maximale admissible de cette pompe 1 soit de 16 bars. Supposons que la pompe 1 fonctionne de manière telle que la pression détectée en sortie de pompe soit égale à 12 bars ou 1 ,2 Méga Pascals pour un débit d'entrée du circuit égal à 2 m³/h. Supposons, de la même manière, que la pompe 2 fonctionne quant à elle avec une pression d'entrée maximale de 16 Bars ou 1 ,6 Méga Pascals et une pression de sortie maximale de 25 Bars ou 2,5 Méga Pascals et qu'elle produise ici une pression de 12 Bars ou 1 ,2 Méga Pascals qui, cumulée avec la pression de la pompe 1 , permet d'obtenir en sortie de la pompe 2 une pression de 24 Bars ou 2,4 Méga Pascals. Supposons enfin que la pompe 3 soit quant à elle réalisée de manière telle que sa pression d'entrée maximale soit de 25 Bars ou 2,5 Méga Pascals tandis que sa pression de sortie maximale est de 40 bars. Ainsi, si les pompes 1 et 2 fonctionnent de manière telle que la pression en sortie de la pompe 2 soit égale à 24 Bars ou 2,4 Méga Pascals, la dernière pompe 3 sera régulée pour permettre d'atteindre en sortie de cette pompe 3 une valeur de pression prédéterminée correspondant par exemple à 40 bars. On constate ainsi que chaque pompe permet de cumuler ou d'ajouter à la pression en entrée de ladite pompe, la pression fournie par ladite pompe, pour obtenir en sortie une pression supérieure.

L'exemple décrit ci-dessus pour une valeur de débit en entrée de circuit égale à 0 m³/h peut être modifié au vu du tableau de la figure 2 lorsque le débit en entrée est modifié. On constate toutefois que la valeur de la pression en sortie de pompe 3 est toutefois toujours sensiblement la même. A l'inverse, la valeur cumulée de la pression en sortie de la pompe 2 tend à atteindre la valeur de pression prédéterminée mais ne l'atteindra que pour certains débits. Dans les autres cas, les pompes 1 et 2 fonctionneront à leur régime mais c'est la pompe 3 qui assurera le maintien d'une pression en sortie à une valeur prédéterminée.

Pour permettre un contrôle de ces pressions, il est prévu, en aval de la deuxième pompe 2 et en aval de la troisième pompe 3, à chaque fois, un capteur de pression. Le capteur 6 de pression, disposé en aval de la deuxième pompe 2, agit sur les deux variateurs 4 de fréquence des première et deuxième pompes pour atteindre une pression prédéterminée en sortie de deuxième pompe. Ainsi, il peut être prévu, en sortie de deuxième pompe, que la pression à atteindre indépendamment du débit sera égale à 24 Bars ou 2,4 Méga Pascals. Cette pression sera atteinte pour certaines valeurs de débit. Pour les autres cas, le capteur 6 de pression agira sur les variations 4 de fréquence pour permettre un fonctionnement à régime maximal des pompes de manière à atteindre la valeur la plus proche de la valeur prédéterminée en tendant à atteindre cette dernière.

Le capteur 7 de pompe, en aval de la troisième pompe 3, agit sur le variateur 4 de fréquence de cette pompe 3 pour maintenir la pression de sortie de la troisième pompe 3 à une valeur prédéterminée par exemple de 40 bars indépendamment des variations de pression et de débit en entrée de l'installation.

Une telle solution permet donc de garantir en sortie une pression toujours constante voisine de 40 bars ou 4 Méga Pascals indépendamment des conditions d'approvisionnement de la pompe 1 , en particulier indépendamment du débit en entrée de pompe comme l'illustre la figure 2 qui montre différentes possibilités de fonctionnement des pompes en fonction du débit d'entrée dans la ligne 5 commune de fourniture de fluide. Les première et deuxième pompes sont quant à elles toujours entraînées à la même vitesse par rapport à la valeur de la pression prédéterminée pouvant être atteinte en sortie de deuxième pompe pour éviter une usure prématurée de ce groupe de deux pompes.

L'utilisation de pompes disposées en série permet de disposer à chaque fois de pompes dont la puissance et par suite la consommation électrique restent à des niveaux acceptables pour des installations d'électricité courantes. En outre, le fait de mettre au moins trois pompes en série permet de fonctionner par aspiration au niveau de la première pompe, c'est-à-dire avec un débit correspondant à zéro en entrée de la ligne de la fourniture de fluide. Bien évidemment, la transmission des informations entre capteur de pression et variateur 4 de fréquence et le traitement de ces informations pour une action sur le variateur 4 de fréquence peuvent s'effectuer au moyen d'une unité centrale non représentée.

Enfin, il peut être prévu, en aval de la troisième pompe 3, un capteur 8 de débit interrompant le fonctionnement des pompes 1 , 2, 3 lorsque la ligne 5 de fourniture de fluide est fermée. Ce capteur de débit permet ainsi l'arrêt des pompes lorsque le débit est égal à zéro. Un tel débit peut être égal à zéro lorsque les utilisateurs arrêtent l'opération de nettoyage et ferment la ligne 5 de fourniture de fluide. L'arrêt des pompes permet d'éviter tout échauffement des pompes.

Par ailleurs, il est prévu, en aval de la troisième pompe 3, un capteur 9 de pression supplémentaire commandant l'ouverture d'une dérivation de la ligne 5 de fluide lorsque la pression de cette ligne 5 est supérieure à une valeur de consigne. L'alimentation de cette dérivation au moyen par exemple d'une électrovanne, dont l'ouverture est commandée par le capteur de pression, permet de protéger les pompes contre les coups de bélier en cas de fermeture trop rapide de la ligne 5 de fourniture de fluide. Ces capteurs permettent ainsi d'obtenir un fonctionnement de l'installation sans risque de détérioration de cette dernière.

Claims

REVENDICATIONS

1 Installation, de préférence mobile, pour la fourniture d'eau sous moyenne pression, destinée notamment au nettoyage de pièces ou surfaces nécessitant une intervention périodique, caractérisée en ce qu'elle est constituée essentiellement d'au moins trois pompes (1 , 2, 3) de type électrique, centrifuge, de préférence multicellulaire, lesdites pompes (1 , 2, 3) étant montées en série et comportant au moins, pour les deuxième et troisième pompes (2, 3) un variateur (4) de fréquence pour en faire varier la vitesse de rotation du moteur de pompe, chaque pompe (1 , 2, 3) débitant dans une même ligne (5) de fourniture de fluide de manière à fonctionner par cumul de pression, ladite ligne (5) comportant, en aval de la deuxième pompe (2) et en aval de la troisième pompe (3), à chaque fois, un capteur (6, 7) de pression, le capteur (6) de pression disposé en aval de la deuxième pompe (2) agissant sur les deux variateurs (4) de fréquence des première et deuxième pompes (1 , 2) pour atteindre ou chercher à atteindre une pression prédéterminée en sortie de deuxième pompe (2) tandis que le capteur (7) de pression, en aval de la troisième pompe (3), agit sur le variateur (4) de fréquence de cette pompe pour maintenir la pression de sortie de la troisième pompe (3) à une valeur prédéterminée indépendamment des variations de pression en entrée de l'installation.

2. Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que chaque pompe (1 , 2, 3) comporte un variateur (4) de fréquence pour en faire varier la vitesse de rotation du moteur de pompe, le capteur (6) de pression disposé en aval de la deuxième pompe (2) agissant sur les deux variateurs (4) de fréquence des première et deuxième pompes (1 , 2) pour atteindre ou chercher à atteindre une pression prédéterminée en sortie de deuxième pompe (2).

3. Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'il est prévu, en aval de la troisième pompe (3), un capteur

(8) de débit interrompant le fonctionnement des pompes (1 , 2, 3) lorsque la ligne (5) de fourniture de fluide est fermée.

4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'il est prévu, en aval de la troisième pompe (3), un capteur (9) de pression supplémentaire commandant l'ouverture d'une dérivation de la ligne (5) de fluide lorsque la pression de cette ligne (5) est supérieure à une valeur de consigne.