Compresseurs et station de gonflage - Jacquet Stephan
Compresseurs et station de gonflage - Jacquet Stephan
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La compressibilité <strong>de</strong>s gazComprimer un gaz : m<strong>et</strong>tre un plusgrand nombre <strong>de</strong> molécules dans unmême volume.Les gaz se compriment facilement.Frédéric ric Zuberer 2
Lois physiquesRappels :Boyle Mariotte (1679) : « A températureconstante, le volume d’une masse gazeuse varie enraison inverse <strong>de</strong> sa pression ». P X V = ConstanteLoi <strong>de</strong> Charles : « A volume constant, la pressiond’un gaz augmente proportionnellement à l’élévationen température ». P / T = constanteLoi <strong>de</strong> Gay-Lussac : « A pression constante, levolume d’un gaz augmente proportionnellement àl’élévation en température ». V / T = constanteFrédéric ric Zuberer 3
L’unité <strong>de</strong> base :Ensemble Piston / CylindreFrédéric ric Zuberer 4
Cycles <strong>de</strong> fonctionnementAdmissionPMBPMHRefoulementCompressionFrédéric ric Zuberer 5
Clap<strong>et</strong>sLes clap<strong>et</strong>s s’ouvrent<strong>et</strong> se ferment environ1500 fois par minute.Frédéric ric Zuberer 6
Contraintes mécaniquesmLa compression rapi<strong>de</strong> d’un gaz <strong>et</strong> les frottementsmécaniques entraînent une augmentation importante <strong>de</strong>la température.Refroidissement <strong>et</strong> lubrification sont indispensablesau bon fonctionnementLe refroidissement peut être à l’air ou à l’eauLes huiles utilisées sont spécifiques (faible toxicité)Frédéric ric Zuberer 7
Les échangeursComprimé <strong>de</strong> l’air dans un rapport <strong>de</strong> 4 l’amène enthéorie <strong>de</strong> 20 à 237 °CFrédéric ric Zuberer 8
L’hygrométrie <strong>de</strong> l’airlg eau par Kg airA une pression <strong>et</strong> une températuredonnées l’air peut contenir aumaximum une certaine quantité d’eau(saturation = 100%)Refroidir <strong>de</strong> l’air provoque une augmentation <strong>de</strong> sonhygrométrieComprimé <strong>de</strong> l’air provoque une augmentation <strong>de</strong> sonhygrométrieFrédéric ric Zuberer 9
Variation d’hygromdhygrométrieEn se comprimant l’air se sature en eau <strong>et</strong> se réchauffe.(Hygrométrie <strong>de</strong> 100%)Nécessité d’enlevé l’eauen excès après lacompressionArrivé dans la bouteille l’airse refroidit donc con<strong>de</strong>nse: présence d’eauEn plongée, l’air respiré se détend.Le <strong>de</strong>gré d’hygrométrie diminue. L’air<strong>de</strong>vient sec <strong>et</strong> déshydratantFrédéric ric Zuberer 10
La filtrationL’air fourni par le compresseur doit être « biologiquementpropre » <strong>et</strong> relativement sec.L’air ne doit pas contenir d’éléments susceptibles <strong>de</strong>nuire au fonctionnement du compresseurFiltre dépoussiéreur en entré <strong>de</strong> compresseur(papier, bain huile, feutre gras, centrifuge, …)Filtre décanteur centrifuge pour l’élimination <strong>de</strong>svapeurs d’eau <strong>et</strong> d’huile après compression(automatique ou manuel : toutes les 8 à 12 mn)Filtre à tamis moléculaire <strong>et</strong> charbon actif enfiltration finaleFrédéric ric Zuberer 11
Détail <strong>de</strong> filtresFiltre décanteurFiltre terminalFrédéric ric Zuberer 12
Compression par étageMécaniquement, la compression <strong>de</strong> l’air à <strong>de</strong>s hautespression ne peut se faire en une seule opération. Onprocè<strong>de</strong> par étapes successives appelées étages.1° Etage2° Etage3° Etage4° Etage5° Etage6 bars45 bars225 à 330bars4 bars20 bars60 bars225 à 330bars4 bars15 bars45 bars150 bars225 à 330barsFrédéric ric Zuberer 13
Caractéristiques ristiques <strong>de</strong>s différentsétagesLe volume généré par le mouvement du piston dupremier étage ainsi que la vitesse <strong>de</strong> rotation duvilebrequin vont déterminer la capacité ducompresseur (1500tr/mn X 0,24l donne 22 m3/h)Les étages successifs sont décalésLe volume <strong>de</strong>s étages successifs va en diminuantFrédéric ric Zuberer 14
Soupapes <strong>de</strong> sécuritscuritéAfin d’éviter toute détérioration, <strong>de</strong>s soupapes <strong>de</strong>sécurités sont installées entre les étages. Ellesperm<strong>et</strong>tent d’évacuer tout excès acci<strong>de</strong>ntel <strong>de</strong> pression.Une soupape estcaractérisée par sa pression<strong>de</strong> déclenchement ainsi queson débit.Frédéric ric Zuberer 15
Schéma d’un dcompresseurFrédéric ric Zuberer 16
Caractéristiques ristiques d’un dcompresseurUn compresseur est caractérisé par :Son mo<strong>de</strong> d’entraînement (électrique 220/380v,thermique, accouplement sur moteur <strong>de</strong> bateau, …)Ses capacités débit <strong>et</strong> pression (22m3/h, 230 bars)Son coût d’entr<strong>et</strong>ienSon mo<strong>de</strong> <strong>de</strong> refroidissementSon poidsSon volume sonore…Frédéric ric Zuberer 17
Exemple <strong>de</strong> choixMission en corse d’une semaine, loin <strong>de</strong> tout club <strong>de</strong> plongée.Besoin <strong>de</strong> gonfler 2 X 4 blocs <strong>de</strong> 15 litres 200 bars par jour. Soit 2X 9 m3/ jourPossibilité d’alimentation électrique en 220V uniquement.Choix :Location compresseur portable Bauer Junior <strong>de</strong> 100l/mn à 200 barsalimenté en 220V 2,2KW. Une sortie. Purge manuelle. Poids 46kg1 filtre terminal à cartouche j<strong>et</strong>able (autonomie 120m3) en DIN3 lyres <strong>de</strong> raccor<strong>de</strong>ment DIN pour <strong>gonflage</strong>s simultanés <strong>de</strong>s 4 blocsTemps <strong>de</strong> <strong>gonflage</strong> estimé : max 2 x 1,5H/jour. Budg<strong>et</strong> : 250€Frédéric ric Zuberer 18
Station <strong>de</strong> <strong>gonflage</strong>Ses fonctions sont :Remplir les blocs <strong>de</strong> plongéeAssurer une sécurité acceptablePerm<strong>et</strong>tre un travail rapi<strong>de</strong> (utilisation <strong>de</strong> réservestampon)Frédéric ric Zuberer 19
Station <strong>de</strong> <strong>gonflage</strong>CompositionCompresseurBouteilles tamponRampe <strong>de</strong> <strong>gonflage</strong>Moyens <strong>de</strong> contrôle <strong>et</strong> <strong>de</strong> sécuritéFrédéric ric Zuberer 20
Station <strong>de</strong> <strong>gonflage</strong>SchémaFrédéric ric Zuberer 21
Bouteilles tamponBouteilles <strong>de</strong> grand volume (30, 50 litres) reliées entreelles.Possibilité d’utiliser plusieurs série <strong>de</strong> tamponindépendantsPression <strong>de</strong> service généralement supérieure aux blocs(300, 350 bars)Soumis à ré-épreuve (10 ans)Chaque ensemble équipé d’une soupape correctementdimensionnéeFrédéric ric Zuberer 22
Rampe <strong>de</strong> <strong>gonflage</strong>Perm<strong>et</strong>tre le chargement <strong>de</strong>s blocs à la pression <strong>de</strong>service.Flexible <strong>de</strong> raccor<strong>de</strong>ment en étrier ou DIN avecvanne d’isolation <strong>et</strong> vanne <strong>de</strong> purgeManomètre <strong>de</strong> pression <strong>de</strong> la rampeSoupape tarée à la pression <strong>de</strong> service <strong>de</strong>sblocsUn déten<strong>de</strong>ur perm<strong>et</strong>tant <strong>de</strong> limiter la pressionau niveau <strong>de</strong> la rampe (si pression tamponsupérieure)Frédéric ric Zuberer 23
Dangers liés à l’utilisation d’une d<strong>station</strong> <strong>de</strong> <strong>gonflage</strong>Electrocution ( indice <strong>de</strong> protection, protectiondifférentielle, nature <strong>de</strong>s câbles, continuité <strong>de</strong> terre )Rupture <strong>de</strong> flexible ou tuyauterie (fixation <strong>de</strong>s canalisation,câble anti fou<strong>et</strong> sur flexibles <strong>de</strong> plus <strong>de</strong> 1m)Courroie, ventilateur, arbre d’entraînement (cache <strong>de</strong>protection, sectionner l’alimentation avant intervention )Chutes, démarrage intempestif, niveau sonore, risquesliés à la maintenanceFrédéric ric Zuberer 24
Principe d’utilisation d<strong>de</strong>s tamponsOn veut gonfler 2blocs à 230 barsOn disposes <strong>de</strong> tampons (300l à300bars)Frédéric ric Zuberer 25
Principe d’utilisation d<strong>de</strong>s tampons(suite)Mis en communication nos 2 blocs nousdonnent 27 litres à 52 barsPour les compléteril manque : 27 x176 = 4752 litresR<strong>et</strong>irés aux tamponsleur pression chute à284 barsFrédéric ric Zuberer 26
Consignes d’utilisation dd’une d<strong>station</strong><strong>de</strong> <strong>gonflage</strong>Utilisation par du personnel qualifiéVérification du niveau huile compresseur avantdémarrageContrôle <strong>de</strong>s dates d’épreuve avant <strong>gonflage</strong>Purge <strong>de</strong>s robin<strong>et</strong>teries blocs avant raccor<strong>de</strong>mentàla rampeRespect <strong>de</strong>s pressions <strong>de</strong> servicePurger fréquemment les décanteurs <strong>et</strong> filtres (sinon automatique) <strong>et</strong> recyclage <strong>de</strong>s con<strong>de</strong>nsatsFrédéric ric Zuberer 27
Consignes <strong>de</strong> Maintenance d’une dCarn<strong>et</strong> d’entr<strong>et</strong>ient à jour<strong>station</strong> <strong>de</strong> <strong>gonflage</strong>Carn<strong>et</strong> <strong>de</strong> suivi rempli (Qui/Jour/Nbr heure)PV <strong>de</strong> contrôle <strong>de</strong>s soupapes, carter, tamponsVidange périodique huile compresseurAnalyse d’air annuelle (ou après intervention)Remplacement périodique <strong>de</strong>s filtresDépoussiérage <strong>de</strong>s échangeurs <strong>et</strong> radiateursContrôle <strong>de</strong>s courroiesContrôle <strong>de</strong>s borniers électriquesFrédéric ric Zuberer 28
Risques <strong>de</strong> pollution <strong>de</strong> l’airlPrise d’air (polluants à proximité)Huile non conformeUsure du compresseur (consommation excessived’huile)Défauts <strong>de</strong> purgesFiltres encrassésEchauffement anormal (détérioration <strong>de</strong> l’huile =production <strong>de</strong> CO <strong>et</strong> CO2)Frédéric ric Zuberer 29
Mini gui<strong>de</strong> <strong>de</strong> dépannagedPannesExcès s <strong>de</strong> pression inter étagePression ou débit dinsuffisantEchauffement anormalBruit excessif (hors démarrage)dDémarrage impossibleCauses possiblesClap<strong>et</strong> d’aspirationdétage suivantFiltre bouché, , fuite, courroieClap<strong>et</strong> défectueux, dpurge ouverteAmbiance surchauffée, circuit <strong>de</strong>refroidissementManque d’huile, <strong>de</strong>mbiellageDéfaut d’alimentation,dcompresseur bloquéFrédéric ric Zuberer 30