Compresseurs et station de gonflage

Compresseurs et station de gonflage
Compresseurs et station de
gonflage
Fré
Frédéric Zuberer
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La compressibilité des gaz
Comprimer un gaz : mettre un plus
grand nombre de molécules dans un
même volume.
Les gaz se compriment facilement.
Fré
Frédéric Zuberer
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Lois physiques
Rappels :
Boyle Mariotte (1679) : « A température
constante, le volume d’une masse gazeuse varie en
raison inverse de sa pression ». P X V = Constante
Loi de Charles : « A volume constant, la pression
d’un gaz augmente proportionnellement à l’élévation
en température ». P / T = constante
Loi de Gay-Lussac : « A pression constante, le
volume d’un gaz augmente proportionnellement à
l’élévation en température ». V / T = constante
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L’unité de base :
Ensemble Piston / Cylindre
Fré
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Cycles de fonctionnement
Admission
PMB
PMH
Refoulement
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Compression
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Clapets
Les clapets s’ouvrent
et se ferment environ
1500 fois par minute.
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Contraintes mécaniques
La compression rapide d’un gaz et les frottements
mécaniques entraînent une augmentation importante de
la température.
Refroidissement et lubrification sont indispensables
au bon fonctionnement
Le refroidissement peut être à l’air ou à l’eau
Les huiles utilisées sont spécifiques (faible toxicité)
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Les échangeurs
Comprimé de l’air dans un rapport de 4 l’amène en
théorie de 20 à 237 °C
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L’hygrométrie de l’air
g eau par Kg air
A une pression et une température
données l’air peut contenir au
maximum une certaine quantité d’eau
(saturation = 100%)
Refroidir de l’air provoque une augmentation de son
hygrométrie
Comprimé de l’air provoque une augmentation de son
hygrométrie
Fré
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Variation d’hygrométrie
En se comprimant l’air se sature en eau et se réchauffe.
(Hygrométrie de 100%)
Nécessité d’enlevé l’eau
en excès après la
compression
Arrivé dans la bouteille l’air
se refroidit donc condense
: présence d’eau
En plongée, l’air respiré se détend.
Le degré d’hygrométrie diminue. L’air
devient sec et déshydratant
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La filtration
L’air fourni par le compresseur doit être « biologiquement
propre » et relativement sec.
L’air ne doit pas contenir d’éléments susceptibles de
nuire au fonctionnement du compresseur
Filtre dépoussiéreur en entré de compresseur
(papier, bain huile, feutre gras, centrifuge, …)
Filtre décanteur centrifuge pour l’élimination des
vapeurs d’eau et d’huile après compression
(automatique ou manuel : toutes les 8 à 12 mn)
Filtre à tamis moléculaire et charbon actif en
filtration finale
Fré
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Détail de filtres
Filtre terminal
Filtre décanteur
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Compression par étage
Mécaniquement, la compression de l’air à des hautes
pression ne peut se faire en une seule opération. On
procède par étapes successives appelées étages.
1° Etage
2° Etage
3° Etage
6 bars
45 bars
225 à 330
bars
4 bars
20 bars
60 bars
225 à 330
bars
4 bars
15 bars
45 bars
150 bars
Fré
Frédéric Zuberer
4° Etage
5° Etage
225 à 330
bars
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Caractéristiques des différents
étages
Le volume généré par le mouvement du piston du
premier étage ainsi que la vitesse de rotation du
vilebrequin vont déterminer la capacité du
compresseur (1500tr/mn X 0,24l donne 22 m3/h)
Les étages successifs sont décalés
Le volume des étages successifs va en diminuant
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Soupapes de sécurité
Afin d’éviter toute détérioration, des soupapes de
sécurités sont installées entre les étages. Elles
permettent d’évacuer tout excès accidentel de pression.
Une soupape est
caractérisée par sa pression
de déclenchement ainsi que
son débit.
Fré
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Schéma d’un compresseur
Fré
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Caractéristiques d’un compresseur
Un compresseur est caractérisé par :
Son mode d’entraînement (électrique 220/380v,
thermique, accouplement sur moteur de bateau, …)
Ses capacités débit et pression (22m3/h, 230 bars)
Son coût d’entretien
Son mode de refroidissement
Son poids
Son volume sonore
…
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Exemple de choix
Mission en corse d’une semaine, loin de tout club de plongée.
Besoin de gonfler 2 X 4 blocs de 15 litres 200 bars par jour. Soit 2
X 9 m3/ jour
Possibilité d’alimentation électrique en 220V uniquement.
Choix :
Location compresseur portable Bauer Junior de 100l/mn à 200 bars
alimenté en 220V 2,2KW. Une sortie. Purge manuelle. Poids 46kg
1 filtre terminal à cartouche jetable (autonomie 120m3) en DIN
3 lyres de raccordement DIN pour gonflages simultanés des 4 blocs
Temps de gonflage estimé : max 2 x 1,5H/jour. Budget : 250€
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Station de gonflage
Ses fonctions sont :
Remplir les blocs de plongée
Assurer une sécurité acceptable
Permettre un travail rapide (utilisation de réserves
tampon)
Fré
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Station de gonflage
Composition
Compresseur
Bouteilles tampon
Rampe de gonflage
Moyens de contrôle et de sécurité
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Station de gonflage
Schéma
Fré
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Bouteilles tampon
Bouteilles de grand volume (30, 50 litres) reliées entre
elles.
Possibilité d’utiliser plusieurs série de tampon
indépendants
Pression de service généralement supérieure aux blocs
(300, 350 bars)
Soumis à ré-épreuve (10 ans)
Chaque ensemble équipé d’une soupape correctement
dimensionnée
Fré
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Rampe de gonflage
Permettre le chargement des blocs à la pression de
service.
Flexible de raccordement en étrier ou DIN avec
vanne d’isolation et vanne de purge
Manomètre de pression de la rampe
Soupape tarée à la pression de service des
blocs
Un détendeur permettant de limiter la pression
au niveau de la rampe (si pression tampon
supérieure)
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Dangers liés à l’utilisation d’une
station de gonflage
Electrocution ( indice de protection, protection
différentielle, nature des câbles, continuité de terre )
Rupture de flexible ou tuyauterie (fixation des canalisation,
câble anti fouet sur flexibles de plus de 1m)
Courroie, ventilateur, arbre d’entraînement (cache de
protection, sectionner l’alimentation avant intervention )
Chutes, démarrage intempestif, niveau sonore, risques
liés à la maintenance
Fré
Frédéric Zuberer
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Principe d’utilisation des tampons
On veut gonfler 2
blocs à 230 bars
On disposes de tampons (300l à
300bars)
Fré
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Principe d’utilisation des tampons
(suite)
Mis en communication nos 2 blocs nous
donnent 27 litres à 52 bars
Pour les compléter
il manque : 27 x
176 = 4752 litres
Retirés aux tampons
leur pression chute à
284 bars
Fré
Frédéric Zuberer
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Consignes d’utilisation d’une station
de gonflage
Utilisation par du personnel qualifié
Vérification du niveau huile compresseur avant
démarrage
Contrôle des dates d’épreuve avant gonflage
Purge des robinetteries blocs avant raccordement
à la rampe
Respect des pressions de service
Purger fréquemment les décanteurs et filtres (si
non automatique) et recyclage des condensats
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Consignes de Maintenance d’une
station de gonflage
Carnet d’entretient à jour
Carnet de suivi rempli (Qui/Jour/Nbr heure)
PV de contrôle des soupapes, carter, tampons
Vidange périodique huile compresseur
Analyse d’air annuelle (ou après intervention)
Remplacement périodique des filtres
Dépoussiérage des échangeurs et radiateurs
Contrôle des courroies
Contrôle des borniers électriques
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Risques de pollution de l’air
Prise d’air (polluants à proximité)
Huile non conforme
Usure du compresseur (consommation excessive
d’huile)
Défauts de purges
Filtres encrassés
Echauffement anormal (détérioration de l’huile =
production de CO et CO2)
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Mini guide de dépannage
Pannes
Causes possibles
Excès de pression inter étage
Clapet d’aspiration étage suivant
Pression ou débit insuffisant
Filtre bouché, fuite, courroie
Clapet défectueux, purge ouverte
Echauffement anormal
Ambiance surchauffée, circuit de
refroidissement
Bruit excessif (hors démarrage)
Manque d’huile, embiellage
Démarrage impossible
Défaut d’alimentation,
compresseur bloqué
Fré
Frédéric Zuberer
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