Banc test d'étanchéité

[arbitron3000]

Bonjour,

Je suis en BTS CRSA (Création et réalisation de systèmes automatisés), et mon projet de deuxième année porte sur un banc de test d'étanchéité.

Je suis en alternance dans une station de ski, et nous faisons souvent des révisions sur les vannes qui permettent aux canons à neige de fonctionner.

Pour faire de la neige, il faut de l'air et de l'eau, et ce type de vanne gère les deux à la fois.
Ces vannes sont commandés à distance.

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Pour la maintenance de ces vannes, on a pour procédure de tester leur étanchéité à l'aide d'une pompe à main
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On monte ces vannes à une pression de 60-80 bars environ, car ce sont les pressions qu'elles sont censés supporter en exploitation.

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Mon projet porte sur un banc d'étanchéité qui serait automatisé.
L'opérateur n'aura qu'à choisir à l'aide d'une interface la pression qu'il souhaite pour le test.
Le système monterait donc à la pression voulue, jusqu'à que l'opérateur ait finit son contrôle. Une fois ce contrôle fait, l'appui sur un bouton vidangerait le système et libérerait la pression du circuit, permettant à l'opérateur de retirer la vanne sans risque.

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Je vous expose ce que j'avais imaginé :

- Une pompe qui supporte des pressions élevés (pompe karcher ou nettoyeurs haute pression) pour monter l'ensemble sous pression.

- Une électrovanne qui commanderait l'ouverture du système pour laisser la pression s'échapper.

- Un capteur 0-100 bars pour savoir quand la pompe doit arrêter de fonctionner / ou redémarrer si jamais la pression n'est pas atteinte.

- Une interface sur laquelle on peut choisir la pression de test

Le tout serait relié à un automate qui gérerait l'ensemble.

Je pensais récupérer le support cylindrique que l'on utilise actuellement pour les tests manuels (voir plus haut), sur lequel je viendrai y relier un flexible qui viendrait directement de la pompe.

Mais j'ai quelques questions :

La pompe va mettre sous pression de l'eau dans le circuit mais c'est un circuit fermé, le débit sera donc nul.

Si je veux tester une vanne à une pression (exemple : 50 bars), une fois que la pompe aura atteint cette pression, elle va s'arrêter de fonctionner, mais est ce que la pression va rester stable ou est ce qu'elle va chuter d'un coup car la pompe n'est plus en fonctionnement ?

De plus, lors du contrôle par l'opérateur lorsque la vanne est sur son banc, on procède à un cycle (ouverture/fermeture) de la vanne pour vérifier que tout se passe bien (avec la sortie d'eau de la vanne obstrué, pour éviter de prendre la douche )
La vanne s'ouvre grâce à un piston central qui gère à la fois l'eau et l'air. Mais quand la "chambre" d'eau de la vanne vient à s'ouvrir sur le circuit, elle n'est pas remplie d'eau, j'ai peur d'avoir une perte de charge, comment en être sûre, et comment régler ce problème ?

Je sais qu'en temps normal, on observe une légère chute de pression (ce qui est tout à fait normal vu que le volume grandit quand le piston ouvre la vanne), mais dans le cas ou c'est une pompe je suis un peu perdu ...

En espérant que je vous ai bien synthétisé mon projet, je travaille tout les jours un peu dessus, mais ces questions me ralentissent dans l'avancement de ce projet.

Merci d'avoir lu
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[plumele]

Bonjour

sujet intéressant

La pompe va mettre sous pression de l'eau dans le circuit mais c'est un circuit fermé, le débit sera donc nul.

Si je veux tester une vanne à une pression (exemple : 50 bars), une fois que la pompe aura atteint cette pression, elle va s'arrêter de fonctionner, mais est ce que la pression va rester stable ou est ce qu'elle va chuter d'un coup car la pompe n'est plus en fonctionnement ?

Sans aller plus loin, je me pose une question dans un premier temps:
de quelle type de pompe s'agit-il ?
je n'ai jamais démonté une pompe de nettoyeur haute pression.
En d'autres terme, a-t elle un clapet anti-retour ? Toutes les pompes n'en ont pas.
Cette possibilité me semble primordiale pour parer à toute fuite éventuelle par la pompe.
En cas d'absence de clapet, il faudra penser à en rajouter un.

La vanne s'ouvre grâce à un piston central qui gère à la fois l'eau et l'air. Mais quand la "chambre" d'eau de la vanne vient à s'ouvrir sur le circuit, elle n'est pas remplie d'eau, j'ai peur d'avoir une perte de charge, comment en être sûre, et comment régler ce problème ?

Je m'imagine la vanne mais je ne suis pas certain de comprendre le coup de la perte de charge. Une vue interne de la vanne dans ce cas serait peut-être utile.

[arbitron3000]

J'avais pensé à une pompe de ce style :
3WZ-1500B.jpg

Il faudra lui rajouter un moteur, ainsi qu'un variateur surement pour gérer la puissance de la pompe.
Pour le clapet je n'y avais pas pensé ! Merci

Sinon j'avais pensé à une autre solution technique pour monter en pression, un vérin mécanique à vis (par exemple) qui pousserait un vérin hydraulique.
Le vérin hydraulique serait monté à l'envers (je sais pas si c'est explicite), tige sortie, et l'action du vérin mécanique sur le vérin hydraulique réduirait l'espace et augmenterait donc la pression. Je pense que ce système serait peut être plus précis, mais il faut que je me penche sur les calculs de force pour dimensionner le moteur.

Je n'ai pas réussi à trouver de vues internes sur internet, j'essaierai de me les procurer.
J'ai essayé de faire un schéma rapide pour expliquer rapidement le fonctionnement

En bleu, on a l'arrivée d'eau en bas et en haut la sortie qui est obstrué en sortie par un bouchon (violet)
En jaune, l'arrivée et la sortie d'air qui ne sont pas concernés par le test d'étanchéité.

En vert, le piston qui agit par action des deux moteurs (en orange, chacun son sens de marche).

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En espérant que c'est compréhensible.

[albanxiii]

Bonjour,

Lire http://forums.futura-sciences.com/tp...-tpe-tipe.html => déplacé en technologies.

Pour la modération.

[A voir en vidéo sur Futura]

[plumele]

Sans schéma précis interne il sera difficile d#avoir plus de réponse

Je dirais seulement que si le but est de mesurer une étanchéité (par exemple : nombre de bar/unité de temps) ,
il faut absolûment que le volume de la chambre où s'effectue la mesure de pression soit constant.
Sinon comment pourrait-on faire une mesure d'étanchéité ?

Où alors on contrôle un profil de pression en fonction d'un autre facteur par exemple du déplacement d'une pièce, mais autrement plus complexe.
C'est pour cette rsion que je comprends pas bien " la perte de charge à l'ouverture" citée dans le 1er message

Puisque le système est automatisé, j'ai d'autres remarques:
- un système de baisse de pression est à prévoir, une fois le processus terminé ou bien si la pression de consigne a été réglé trop haute.
- Il faudra penser dans un 2eme temps à la sécurité de façon à ce que la pression ne puisse pa dépasser un certain seuil (pièce défectueuse, mauvaise entrée de valeur de consigne etc, bug)

[albi69]

Bonjour
Remplissage de la vanne avec l'eau du réseau.
Installation d'un dispositif pour purger l'air à l'intérieur de la vanne.
Une fois la vanne pleine d'eau, il faut quelques centimètres cubes pour monter en pression. Une pompe n'est pas adaptée.
Un "vérin inversé" ou une pompe à main commandée par un moteur serait plus adaptée.
Limiteur de pression étanche pour éviter les surpressions.
Vanne de décompression avec gicleur.
Vanne de vidange.

Ne pas oublier une cage de protection pour un éventuel éclatement.
Prendre en compte la pression de service et la pression d'essai de la vanne.
Avant le début de l'étude, étudier la vue en coupe de la vanne.
Définir les exigences d'étanchéité.
Installer un filtre à eau pour préserver les portées et étanchéités des clapets.
Installer un clapet en sortie de pompe.
Pendant le test d'étanchéité, arrêt du moteur et décompression du circuit entre la pompe et le clapet.
Pour le volume de fuite, voir "plumele".
Pour le reste, réalisez vous même 5 tests manuels pour bien comprendre comment ça fonctionne.

[lafuite73]

Je complète ce qu'Albi69 dit:
J’acheterais un vérin hydraulique double effet par ex Chapel ou Unidro. Mieux si on veut que cela dure lgtps un vérin inox mais c’est cher.
J’acheterais une minicentrale hydraulique avec un réservoir (de 1,5 à 3 fois le volume annulaire du vérin) son limiteur de pression et son électrodistributeur de vidange.
Un accumulateur hydraulique de 0,5 à 0,7 litre gonflé à la pression max de vos tests divisée par 3 xSection fond/Section tige.
Je raccorde la centrale hydraulique à l’orifice côté tige ainsi que l’accu. A la pression max du capteur de pression on coupe le moteur électrique. Quand on veut décomprimer le canon ou reprendre du volume d’eau par le clapet d’aspiration on alimente l’électrodistributeur.
Côté fond je mets un clapet d’aspiration relié au réseau d’eau de la ville et un clapet de refoulement qui va vers le canon. Entre le clapet de refoulement eau et le canon on met le capteur de pression.
Pour voir si le canon fuit il suffit de regarder quans tout est coupé si la tige du vérin rentre.
Dans quelle station est vous*?

[arbitron3000]

Merci d'avoir pris le temps de me répondre, vos réponses m'ont permit de pas mal réfléchir à mon système.

Voilà une image vue en coupe de la vanne, je n'ai pas réussi à en trouver d'autres, je l'ai récupéré dans le livret qui indique la procédure de maintenance.
Sans titre.jpg

Sur la première image on y voit le piston en position de préouverture, le piston régule sa course en fonction du débit demandé par l'ordinateur qui gère les canons à neige.
Sur la deuxième image, on y voit en bas le piston de vidange qui vient s'emboîter dans le piston central, quand la vanne se ferme, l'eau est évacué par le 'cul' de la vanne.


L'idée du vérin m'a beaucoup travaillé, au risque de répéter mon précédent message:

J'avais pensé à un système d'engrenage à roue et vis sans fin. L'engrenage sera entraîné par un moteur électrique monophasé (monophasé obligatoire sur mon cahier des charges)
Le système de vis/engrenage créera une translation sur la tige de vérin qui sera 'sortie' en position de repos.
Le vérin sera remplie d'eau, pour cela il me faudra un vérin inox j'imagine.
L'action de la tige sur le vérin permettra de comprimer le liquide et donc de monter sous pression.

Ce vérin serait relié par un flexible au support cylindrique sur lequel on pose actuellement la vanne. Je pensais le réutiliser.
Pour la vidange, j'ai commencé à me pencher dessus. Je pensais récupérer l'eau évacuée par le cul de la vanne pour la réinjecter dans le système. Pour y parvenir, j'installerai un récipient pour récupérer l'eau, elle sera renvoyé dans le cylindre une fois que le test sera fini et que la pression sera nulle grâce à une électrovanne.

IMG_0817.jpg

Pour répondre à lafuite73, je suis en alternance à la station des Angles, dans les Pyrénées.