Pompes à vide ou compresseurs à palettes

Abstract

 L'invention concerne une pompe à vide ou compresseur à palettes, appelés récepteurs antidéflagrants.
L'invention consiste en ce que la pompe à vide ou compresseur à palettes comporte un entraînement à accouplement magnétique par aimants permanents (7, 8), ladite pompe à vide ou ledit compresseur à palettes étant propre à fonctionner en milieu explosible pour le transfert de gaz.
Application aux pompes à vide ou compresseurs à palettes pour le transfert de gaz en milieu explosible.

Description

[0001] L'invention concerne des pompes à vide ou des compresseurs à palettes, appelés récepteurs antidéflagrants et leur utilisation pour le transfert de gaz en milieu explosible.

[0002] Les pompes à vide utilisées peuvent nécessiter une étanchéité absolue au passage de l'arbre moteur, que ce soit pour des raisons de sécurité (fuite des fluides vers l'extérieur) ou pour garantir la pureté du fluide. Cette étanchéité peut être obtenue à l'aide de garnitures doubles avec un bourrage par un fluide intermédiaire et/ou un système qui permet de contrôler les fuites vers l'espace intermédiaire. Cependant, ces systèmes se révèlent complexes et coûteux, nécessitant de plus de nombreux systèmes additionnels de contrôle.

[0003] On a également proposé des entraînements magnétiques sans joint tournant à la transmission moteur-récepteur, ces accouplements magnétiques à aimants permanents offrant l'avantage de ne pas nécessiter de liaisons matérielles entre les éléments transmettant le couple et permettant en conséquence une étanchéité parfaite. Ainsi, on connaît par FR-A-2 162 825 une pompe à carburant électrique pour machines à combustion interne dans laquelle on met en place une cloche ou pot d'étanchéité entre les pièces de l'accouplement magnétique.

[0004] Cependant, ces accouplements magnétiques sont essentiellement utilisés avec un milieu liquide et présentent des difficultés d'emploi sur une machine sèche, en particulier en milieu explosible, et n'ont donc pas été utilisés avec des compresseurs à palettes ou pompes à vide.

[0005] Ainsi, le principal obstacle rencontré à l'utilisation des accouplements magnétiques dans l'entraînement des compresseurs et des pompes à vide, en particulier en milieu explosible pour un fonctionnement en gaz, est l'échauffement important subi par certaines parties de l'accouplement.

[0006] En effet, un des principaux inconvénients est lié aux risques de blocage du rotor du récepteur pouvant intervenir en cours de fonctionnement, le décrochage de l'accouplement entraînant un échauffement très important des aimants. En résultat de ce décrochage de l'accouplement, les couronnes internes et externes, qui supportent les aimants, sont alors soumises à un champ magnétique variable et sont en conséquence le siège de courants de Foucault. L'échauffement de la couronne externe peut être rapide et il peut atteindre des températures qui ne sont pas acceptables en milieu explosible dans le transfert de gaz.

[0007] Une solution permettant de contrôler les échauffements intervenant au cours du blocage peut consister à utiliser des capteurs assurant un contrôle des conditions thermiques au niveau des aimants. Cependant, ces capteurs, dans le cadre d'une utilisation en milieu explosible doivent également être antidéflagrants.

[0008] Par le document FR-A-2 095 507, on connaît une pompe électrique à carburant pour moteurs à combustion, c'est-à-dire une pompe à liquides, qui est débrayable. Cette pompe présente une pompe à carburant dont la roue à palettes est entraînée en rotation par un moteur électrique par l'intermédiaire d'un embrayage à aimants permanents agissant comme embrayage à limite de couple. Ainsi, cet embrayage ne transmet qu'un couple de rotation déterminé au-delà duquel, en cas de surcharge de la pompe, il débraye. Ce type de pompe ne réagit donc pas à un échauffement particulier de la pompe et ne peut donc pas être utilisé en prévention d'un tel échauffement.

[0009] De plus, lors du fonctionnement d'une pompe à accouplement magnétique, la cloche d'étanchéité est située dans un champ magnétique tournant et la cloche d'étanchéité est donc le siège de courants de Foucault. Lesdits courants sont transformés en chaleur provoquant également un échauffement au cours du fonctionnement normal de l'appareil.

[0010] En général, en application avec des liquides, le refroidissement de la cloche d'étanchéité est assuré par le liquide ce qui, pour une utilisation en gaz, devient insuffisant.

[0011] Cet échauffement, s'il s'avère trop important rend alors l'usage de l'entraînement à accouplement magnétique risqué, voire impossible en zone explosible pour le transfert de gaz.

[0012] Il apparaît donc que la plupart des pompes à vides actuelles ne répondent pas à des normes de sécurité suffisantes pour permettre une utilisation en zone explosible, en particulier pour le transfert de gaz, en toute sécurité et, en particulier, dans le cas du blocage du rotor du récepteur, l'échauffement intervenant conduisant à des températures élevées et dangereuses risquant de provoquer des explosions.

[0013] De plus, les conditions de températures auxquelles peuvent être soumises de telles pompes nécessitent le choix de matériaux à forte résistance thermique.

[0014] Afin de pallier ces inconvénients, l'invention concerne une pompe à vide ou un compresseur à palettes caractérisé en ce qu'il comporte un entraînement à accouplement magnétique par aimants permanents, ladite pompe à vide ou compresseur à palettes étant propre à fonctionner en milieu explosible pour le transfert de gaz.

[0015] Ainsi, de manière avantageuse, la pompe à vide ou compresseur à palettes comporte des moyens propres à autoriser un fonctionnement en milieu explosible avec un entraînement à accouplement magnétique en particulier en contrôlant les conditions thermiques au sein de la pompe en cours de fonctionnement et/ou en cas de blocage de l'entraînement à accouplement magnétique.

[0016] Ces moyens sont, de préférence, constitués par des moyens susceptibles de stopper l'échauffement en cas de blocage de l'entraînement à accouplement magnétique et/ou des moyens de régulation de l'échauffement en cours de fonctionnement de ladite pompe à vide ou compresseur à palettes.

[0017] Ainsi, de manière avantageuse, en cas d'échauffement trop élevé des aimants survenant, en particulier, lors d'un blocage du rotor du récepteur, ladite pompe à vide comporte des moyens susceptibles de stopper cet échauffement, prévenant ainsi une augmentation trop importante de la température qui pourrait notamment entraîner des risques d'explosion en milieu explosible et/ou la corrosion de certains matériaux constituant la pompe à vide.

[0018] Selon un mode de réalisation de la présente invention, la pompe peut alors comporter un entraînement à aimant permanent propre à être utilisé en milieu explosible pour le transfert de gaz, les aimants permanents de l'entraînement à accouplement magnétique étant choisis de telle sorte qu'ils constituent à la fois l'entraînement à accouplement magnétique et des moyens d'arrêt dudit entraînement à accouplement magnétique au-delà d'un seuil déterminé de température.

[0019] Ainsi, de préférence, les aimants permanents de l'entraînement à accouplement magnétique sont choisis de telle sorte que leur point de Curie est inférieur à une température déterminée, lesdits aimants perdant leurs propriétés magnétiques au-dessus de ladite température déterminée de telle sorte que ladite pompe à vide est utilisable en milieu explosible pour le transfert de gaz sans risque d'explosion en cas de blocage du rotor du récepteur.

[0020] Ainsi, avantageusement, lorsque le seuil de température estimé critique est atteint, l'accouplement magnétique entre l'arbre moteur et l'arbre de la pompe à vide est interrompu. De ce fait, il ne se crée plus d'échauffement des aimants et la température peut être rétablie à une valeur acceptable en milieu explosible en particulier dans le cas de transfert de gaz.

[0021] Il est donc possible selon l'invention de proposer une pompe à vide qui permet l'interruption de l'activité magnétique des aimants du fait même de leurs propriétés intrinsèques.

[0022] Selon les milieux dans lesquels la pompe à vide est utilisée, on peut choisir différentes températures limites, les aimants étant alors choisis parmi ceux présentant un point de Curie tel que, au-dessus de la température limite désirée, ils perdent leurs propriétés magnétiques.

[0023] Ainsi, les aimants permanents utilisés en milieu explosible pour le transfert de gaz présentent une température de limite de fonctionnement relativement basse, contrairement à celle des aimants habituellement utilisés dans les accouplements magnétiques.

[0024] Selon la présente invention, il n'est par conséquent plus nécessaire de devoir recourir à des moyens externes de contrôle de la température, en particulier lors d'un blocage, qui commandent également la mise en arrêt du moteur, par exemple si la température dépasse un seuil de température limite.

[0025] En effet, le dispositif de protection consistant en la perte des propriétés magnétiques des aimants au-delà d'une température limite est totalement indépendant de tout autre élément tel qu'une sonde, un capteur, etc.

[0026] Selon une forme de réalisation de l'invention, il est possible de prévoir, de manière complémentaire, des moyens de mise en arrêt de la pompe à vide avant que l'accouplement magnétique atteigne une température trop élevée. Une sonde de température ou thermovélocimétrique dans la zone concernée peut permettre d'obtenir ce résultat.

[0027] En outre, lors d'un blocage du rotor du récepteur, le couple résistant tend à disparaître et l'intensité consommée par le moteur diminue. Il est alors avantageux que la pompe à vide comporte un relais à minimum d'intensité détectant une baisse du couple moteur et commandant la coupure de l'alimentation du moteur.

[0028] Selon la présente invention, la pompe à vide peut également comporter des moyens de régulation de l'échauffement de la cloche d'étanchéité en cours de fonctionnement.

[0029] Ces moyens de régulation de l'échauffement peuvent être constitués par une circulation externe d'air ou d'un autre fluide. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, on prévoit un ventilateur extérieur assurant une ventilation à l'extérieur de la cloche d'étanchéité afin de réguler l'échauffement lié aux courants de Foucault et intervenant en cours de fonctionnement au sein de ladite cloche d'étanchéité installée entre les aimants des rotors interne et externe.

[0030] Il est également possible de prévenir cet échauffement en adaptant une cloche d'étanchéité non conductrice de l'électricité, par exemple en matériaux céramiques, composites, etc. On assure ainsi une sécurité au cours du fonctionnement de la pompe à vide.

[0031] On peut également prévoir une sonde de température qui soit déclenche une alarme, soit commande l'arrêt du moteur.

[0032] L'invention concerne également l'utilisation en milieu explosible pour le transfert de gaz d'une telle pompe à vide.

[0033] On décrira maintenant plus en détail un exemple de réalisation de l'invention à l'aide du dessin annexé dont la figure unique est une coupe longitudinale d'une pompe à vide selon l'invention.

[0034] Un rotor externe 1 est fixé à un arbre moteur 2 par l'intermédiaire d'un plateau d'entraînement 3. A l'intérieur du rotor externe 1 est emboîté un rotor interne 4. Ledit rotor interne 4 est également fixé à un plateau d'entraînement 5 sur lequel est fixé un arbre 6 d'entraînement de la pompe à vide.

[0035] Sur la face extérieure du rotor interne 4 sont installés des aimants permanents 7 qui font face à des aimants permanents 8 présents sur la face intérieure du rotor externe 1.

[0036] Afin d'assurer l'étanchéité, une cloche d'étanchéité 9 est installée entre les aimants respectifs 7, 8 du rotor interne 4 et du rotor externe 1. Ladite cloche 9 montée sur le rotor interne 4, solidaire du corps de la pompe à vide 10, permet une étanchéité totale de la pompe à vide 10 vis-à-vis du milieu extérieur.

[0037] Selon l'invention, les aimants 7, 8 sont choisis tels que leur point de Curie soit inférieur à la température limite de fonctionnement souhaitée.

[0038] D'autres systèmes de contrôle de la température peuvent être prévus additionnellement.

[0039] Un ventilateur extérieur 11, calé sur l'arbre moteur 2, permet une régulation de la température de la cloche d'étanchéité 9, l'air envoyé circulant à l'extérieur de ladite cloche 9 entre le rotor externe 1 et le rotor interne 4 comme cela est représenté par des flèches sur la figure 1.

[0040] De préférence, on réalise une couronne en métal non étincelant sur la cloche 9 et/ou l'arbre 6. On peut ainsi prévenir le risque d'étincelles par contact de parties métalliques, l'accouplement magnétique comportant des pièces en mouvement relatif avec des jeux relativement faibles.

Revendications

1. Pompe à vide ou compresseur à palettes,
caractérisé en ce qu'il comporte un entraînement à accouplement magnétique par aimants permanents, ladite pompe à vide ou compresseur à palettes étant propre à fonctionner en milieu explosible pour le transfert de gaz.

2. Pompe à vide ou compresseur à palettes selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'il comporte des moyens propres à autoriser son fonctionnement en milieu explosible pour le transfert de gaz, en particulier en contrôlant les conditions thermiques au sein de la pompe ou du compresseur en cours de fonctionnement et/ou en cas de blocage de l'entraînement à accouplement magnétique.

3. Pompe à vide ou compresseur à palettes selon l'une des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que l'entraînement à accouplement magnétique est propre à être utilisé en milieu explosible pou le transfert de gaz, les aimants (7, 8) de l'entraînement à accouplement magnétique étant choisis de telle sorte qu'ils constituent à la fois l'entraînement à accouplement magnétique et des moyens d'arrêt dudit entraînement au-delà d'un seuil déterminé de température.

4. Pompe à vide ou compresseur à palettes selon la revendication 3,
caractérisé en ce que lesdits aimants permanents (7, 8) sont choisis de sorte que leur point de Curie est inférieur à une température déterminée, lesdits aimants (7, 8) perdant leurs propriétés magnétiques au-dessus de ladite température déterminée.

5. Pompe à vide ou compresseur à palettes selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'il comporte un relais à minimum d'intensité détectant une baisse du couple moteur et commandant la coupure de l'alimentation du moteur.

6. Pompe à vide ou compresseur à palettes selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce qu'il comporte une sonde de température ou thermovélocimétrique.

7. Pompe à vide ou compresseur à palettes selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de régulation de l'échauffement de la cloche d'étanchéité (9) par circulation externe d'air ou d'un autre fluide.

8. Pompe à vide ou compresseur à palettes selon la revendication 7,
caractérisé en ce qu'un ventilateur extérieur (11) régule la température au sein d'une cloche d'étanchéité (9) installée entre les aimants (7, 8) des rotors interne (4) et externe (1), l'air envoyé circulant à l'extérieur de ladite cloche (9).

9. Pompe à vide ou compresseur à palettes selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que la cloche d'étanchéité (9) est constituée en un matériau non conducteur de l'électricité.

10. Pompe à vide ou compresseur à palettes selon l'une des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce qu'il comporte une couronne en métal non étincelant sur la cloche (9) et/ou l'arbre (6) d'entraînement de la pompe à vide (10).

11. Utilisation en milieu explosible pour le transfert de gaz d'une pompe à vide ou d'un compresseur à palettes selon l'une des revendications 1 à 10.

Dessins