Peut-on plonger un moto-réducteur dans la haute pression ?

[invite890a8418]

Bonjour,
Dans le cadre d'un projet industriel innovant, je cherche une solution technologique pour entrainer une pompe de circulation d'un fluide hautement visqueux à haute pression (150 bars). les calculs indiquent un couple nécéssaire d'environ 400/500 N.m pour l'entrainement de la pompe... Problème: je ne trouve pas d'accouplement magnétique assez puissant avec une enceinte à 150 bars (sachant que l'entrainement direct n'est pas possible).

Question: Peut-on faire fonctionner un moteur électrique dans un récipient rempli d'azote (par exemple) à 150 bars ? (cela me permettrait d'utiliser un accouplement direct, en équi-pression avec le fluide process!)

merci!
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[invite890a8418]

légère précision: dans mon projet, la puissance du moteur nécessaire est d'environ 6 kW.

[harmoniciste]

Bonjour,
Si impossibilité de transmission mécanique à distance, il faudra de toute façon des joints étanches entre la zone sous haute pression et la zone sous pression atmosphérique, non?

[invite0bbe92c0]

Bonjour,
Si impossibilité de transmission mécanique à distance, il faudra de toute façon des joints étanches entre la zone sous haute pression et la zone sous pression atmosphérique, non?

Relire :son idée est justement de mettre le moteur à équipression avec le fluide hydraulique; ce qui simplifie un peu les problème d'étanchéité.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0324077b]

un moteur electrique supporte bien la pression , surtout d'un gaz neutre comme l'azote

c'est classique de mettre le moteur sous pression pour les compresseur frigorifique

le probleme sera avec ces 6kw : il faudra construire une grosse boite resistant a 150 bar !

il serait certainement plus simple de mettre un bon joint tournant resistant a 150 bar pour laisser le moteur dehors

si faire un joint resistant a la pression de ton fluide special n'est pas possible , il est aussi possible de partager le probleme en
2 : premier joint sans pression resistant au fluide et zone d'azote sous pression avant le 2eme joint resistant a l'azote a
150 bar

si la pression du fluide varie , la pression d'azote doit varier aussi : il faut un asservissement : si il faut gonfler ou degonfler tout le volume d'un moteur ça va consommer beaucoup d'azote a la moindre variation de pression !

si il faut gonfler a l'azote une toute petite zone entre 2 joint c'est plus facile

[invite890a8418]

Merci pour cette réponse!

Les joints tournants qui résistent à la haute pression sont très difficiles à maitriser (j'en ai l'expérience dans mon entreprise). les contraintes à respecter sont très limitantes et dépendent de la vitesse de rotation de l'arbre, le diamètre de l'arbre, la pression et un peu du fluide. Plus la pression est élevée, moins l'arbre ne doit tourner vite.
En plus dans mon cas, le gaz en question est du CO2 avec une bonne diffusivité, donc des fuites potentielles facilités par rapport à un fluide visqueux.

Cependant, l'idée d'une chambre intermédiaire équi-pression remplie avec un autre fluide (par exemple de l'huile visqueuse et lubrifiante) peut-être intéressante (reste à vérifier qu'il y a un grand avantage avec de l'huile à 150 bar plutot que du CO2 150 bar au niveau du joints HP). Maitriser le maintien en équi-pression (tout en sécurité), je saurai faire.

Sinon, je vais aussi creuser l'idée du moteur dans l'azote 150 bar (ou CO2, ça m'arrangerai, et ça doit être autant inerte que l'azote). Effectivement, réaliser une enceinte à 150 bar assez grosse coûte assez cher, mais c'est mon métier

[invite0324077b]

et comment tu fait pour maintenir l'equipression ?

j'aurais a la faire je prendrait un detendeur en remplacant le ressort de reglage de pression par la pression a reproduire : le detendeur fourni donc une pression presque egale

un moteur asynchrone peut aussi tourner dans du CO2 a pression faible ... mais a 150bar le CO2 est liquide

le CO2 est aussi un solvant qui va emporter la graisse des roulement ... et sans graisse un roulement ne marche pas longtemps

une zone sous pression d'huile entre 2 joint est une meilleure solution que pression d'azote : il est même possible de choisir une pression d'huile volontairement superieure , pour etre sur que les 2 joint soit toujours lubrifié

[invite890a8418]

Pour tenir l'équi-pression, le plus complexe est de gérer les régimes transitoires (monter en pression, descente en pression), et la sécurité en cas de changement brutal de la pression dans l'une ou l'autre des zones en pression. Et donc il faut avoir des vannes de régulation automatiques asservies sur des capteurs de pression, avec la même consigne. + des vannes de purges qui réagissent en cas de delta P trop important.
Par contre ça fait un système complexe et coûteux!

A 150 bar le CO2 est liquide à 20°C, mais à partir de 35°C il devient supercritique. Par contre c'est vrai qu'il peut dissoudre les graisses aie aie! donc il faut de l'azote!

[annjy]

Bsr,

il se trouve que dans les années 70, j'ai eu ce genre de problème....
électronique sous-marine, faire tourner un moteur électrique à 6000m de profondeur.....(600 bars), en eau de mer.

La solution que nous avons choisie :
- moteur à cage d'écureuil placé dans un container rempli d'huile (je ne me souviens plus exactement du type d'huile, mais un tel moteur tourne très bien dans l'huile, (assez fluide et isolante bien sûr)). c'est bien plus sûr que n'importe quel gaz, car quasiment incompressible.
- container en question en équipression (une membrane souple). Anecdote, à 600 bars il n'y a plus beaucoup de membranes qui restent souples, sauf le latex des préservatifs , que nous avons utilisé.
- joint spi sur l'axe
- connecteurs électriques ad hoc

cdlt,
JY

[invite890a8418]

Merci pour l'idée!
l'idée de la membrane avec de l'huile en equi-pression est intéressante car cela simplifie considérablement le maintient en equi-pression!!

Q: l'huile induit-elle une forte resistance (ou une résistance non négligeable?) de frottement au rotor?

[annjy]

.........
l'idée de la membrane avec de l'huile en equi-pression est intéressante car cela simplifie considérablement le maintient en equi-pression!!
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oui mais attention à l'élasticité de la membrane à ces pressions. Les caoutchoucs classiques nous avaient posé des problèmes (ils deviennent beaucoup moins souples)
Mais c'était quand même il y a 40 ans.....et de ce côté là, il y a peut-être eu des progrès. (dans les préservatifs aussi, sans doute......)

......
Q: l'huile induit-elle une forte resistance (ou une résistance non négligeable?) de frottement au rotor?

là, il va falloir expérimenter, et trouver une huile très fluide, et parfaitement isolante. Mais je suis pratiquement certain que ça peut se trouver aujourd'hui. Il existe peut-être même d'autres fluides plus adaptés à ce jour. Pour info, je ne suis plus dans ce domaine depuis 1977......(et maintenant retraité )

cdlt,
JY

[annjy]

Re,

voir par exemple dans les huiles pour pompes immergées.....

cdlt,
JY

[invite0324077b]

le moteur rempli d'huile est classique pour les pompes immergé ... mais il faut que le moteur soit concu pour : rotor completement lisse sans les ailette de ventilation qu'il y a en general sur les rotor pour faire une ventilation interne

l'huile de transformateur haute tension devrait convenir , très fluide et bien isolante

mais malgré la grande fluidité ça fait quand même une perte de puissance

les moteur de pompe imergé sont bien adapté a ca avec des petits diametre et grande longueur ... le petit diametre facilite aussi la realisation de la boite sous pression : un morceau de tuyaux !

[annjy]

Bonjour,

On devrait pouvoir supprimer les ailettes de refroidissement, si elles existent. Reste à calculer ou à mesurer l'élévation de température en fonction des fluides et matériaux concernés.

Maintenant, ATTENTION, on parle de pression de 150 bars, pas d'une pompe immergée à 10m. Les risques d'implosion existent si on n'est pas en équipression.
Je pense que Sabanix en est conscient.

cdlt,
JY

[annjy]

Re,

Petite précision supplémentaire, on utilisait comme boîtiers des cylindres en titane...avec tapes et deux joints pistons.
Titane pour résistance mécanique et résistance à la corrosion.

seul bémol, ce n'est pas au même prix que l'acier à ferrer les ânes......

cdlt,
JY

[invite890a8418]

Dans notre cas l'inox suffirat!
Et pour le refroissement, on peut envisager une double enveloppe refroidit à l'eau froide.