Le gonflage des bouteilles
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1. Clapet de refoulement Clapet d admission PMH point mort haut limite de course sup rieure du piston Cylindre PMB point mort bas limite de course inf rieure du piston Moteur Courroie Vilebrequin 4 1 La lubrification La lubrification garanti le coulissement correct des pistons dans les cylindres la rotation correcte des bielles et du vilebrequin Les huiles utilis es e Huile min rale ou synth tique e Alimentaire Indice de viscosit comprise entre 20 et 100 Capacit d un fluide s couler Eau 0 001 Miel 100 Bitume 100 000 000 Sang 0 004 Huile 20 3600 La lubrification peut se faire par Barbotage le vilebrequin trempe dans huile et emm ne chaque rotation un peu d huile vers le haut du syst me Une pompe huile qui force alors un brouillard d huile dans le syst me La temp rature de l huile doit tre surveill e risque de lib ration de gaz ou auto inflammation voir manuel d utilisation 4 2 l tanch it De l huile est n cessaire au bon fonctionnement de l ensemble vilebrequin bielle piston MAIS L huile ne doit pas se m langer l air qui transite au dessus du piston Donc l tanch it est pr vue par des joints sp ciaux segments dispos s autour du piston 5 1 Comment comprimer de air sain A l entr e d air admission g n rale du compresseur entre chaqu2. Le compresseur de plong e a pour mission de comprimer l air ambiant afin de le stocker en la plus grande quantit possible dans un espace aussi r duit que possible Les limites de fonctionnement sont d finit par la technologie employ e On trouve en g n ral des valeurs de compression de e 200 ou 230 bars pour un chargement direct des bouteilles de plong e sans bouteilles tampons e 300 bars pour les installations avec bouteille s tampon s destin e s au gonflage des blocs 230 bars e 400 bars pour les installations avec bouteille s tampon s destin e s au gonflage des blocs 230 ou 300 bars Le fonctionnement des compresseurs s appuie sur la loi de Mariotte ainsi un compresseur 300 bars a pour mission de faire rentrer 300 litres d air dans un volume de 1 litre En raison de l nergie n cessaire cette op ration ne peut pas tre r alis e en une seule et unique tape Selon la pression finale souhait e le type de mat riel utilis moteur et le type d nergie utilis e thermique ou lectrique 230 380 volts l op ration de compression sera r alis e en 3 ou 4 tapes successives P2V2 P3 V3 Air comprim Air ambiant 2 Principe de fonctionnement 1 Admission 2 Compression 3 Refoulement Le piston descend Le clapet d admission s ouvre Le clapet de refoulement se ferme L air p n tre dans le cylindre Le clapet d admission se ferme Le clapet de refoulement reste ferm
3. Nous avons deux blocs un de 12L 30bars un de 15L 50 bars Nous d sirons les gonfler 200 bars partir d une station comprenant deux tampons de 501 le n 1 a 220 bars le n 2 a 270 bars M thode Sans ouvrir les tampons nous allons quilibrer les blocs 12L et 15 par transvasement entre eux 12 x 30 15 x50 12 15 1 110 27 41 bars dans les deux blocs En laissant les deux blocs quilibr s ouverts nous allons transvaser depuis le tampons n 1 le moins gonfler soit celui de 220bars 12x41 15x41 50x220 12 15 50 12 107 77 157 bars dans les blocs et le tampon n 1 En fermant le tampon n 1 de 157 bars nous allons compl ter a 200bars avec le tampon n 2 de 270 bars nous voyons de suite que la pression sera trop grande si nous la contr lons pas dans le transvasement 12 x 157 15 x 157 50 x 270 12 15 50 17 739 77 230 bars Ce qui est trop nous cesserons le gonflage 200 bars comme pr vu en contr lant la pression admise l aide du robinet du panneau de commande Nous devons rajouter seulement 200 157 43 bars dans nos blocs Soit un volume de 12 x 43 15 x 43 1 161 L et retirer du tampon n 2 Sa pression sera de 50 x 270 1 161 50 246 bars Des plongeurs envisagent une plong e sur un site n cessitant une bonne autonomie Pour cela la veille de leur escapade ils proc dent au gonflage leurs blocs de 15 litres La pression d
4. L air et la bouteille s chauffe pendant la phase de gonflage A volume constante cas du gonflage des bouteilles de plong e la pression et la temp rature du gaz augmentent proportionnellement Ainsi la pression mesur e en fin de gonflage a chaud ne sera plus la m me lorsque la temp rature de la bouteille sera revenue la temp rature ambiante Un calcul simple permet de d terminer la pression restante dans le bloc apr s refroidissement Le nombre magique 273 Calcul de la pression restante Pression de gonflage X Temp rature froid Temp rature chaud 100 Ebullition de l eau Attention La temp rature doit tre exprim e en Kelvin 0C 273 K a Temp rature d une pi ce 20 Temp rature d une pi ce 0 Cong lalion de l eau Prenons l exemple d une bouteille gonfl e a 200 bars et dont la temp rature a atteint 50 puis a t stock 20C oi ue Temp rature convertie en degr Kelvin oa Congelar der 50 50 273 323K 20 20 273 293K 273 Z ro absolu Calcul de la pression restante apr s refroidissement 200 X 293 _ 181 bars 323 Pour aller plus loin EG Alain FORET Pablo TORRES Plong e et systeme respiratoire par Alain Foret et Pablo Torres Plong e plaisir 4 page 251 6 me dition NIVEAUX 4 et 5 Ee FFESSM f d rati on fran a d tudes et de fine d Ca E PU sports sous man Z a VE Fe sini Vos questions
5. merci e Vousavez gonfler 10 blocs de 15 litres ou il reste 60 bar dans chaque Vous disposez d un compresseur de 27 m h de d bit Combien de temps allez vous mettre pour gonfler tous les bocs 230 bar 10 X 15 X 60 9000 litres 10 x 15 x 230 34500 htres Je dois donc mettre 34500 9000 25500 litres dans mes blocs Mon compresseur 27 m h soit 27000 litres heure Donc 25500 x 60 27000 56 66 minutes Vous disposez d une rampe de 3 tampons de 50 litres chacun gonfl s 250 bars et vous d sirez remplir en m me temps 4 blocs de 15 litres dans lesquels il reste 40 bars 1 Quelle sera la pression dans les blocs si on utilise les 3 tampons simultan ment 2 Quelle sera la pression dans les blocs si on utilise les 3 tampons successivement On n glige le volume des tuyauteries 3 Conclusion Correction 1 3x50x250 4x15x40 3x50 4x15 190 b 2 1 er tampon 1x50x250 4x15x40 1x50 4x15 135 5 b 2 me tampon 1 x 50 x 250 4 x 15 x 135 5 1 x 50 4 x 15 187 5 b 3 me tampon 1x 50 x 250 4 x 15 x 187 5 1 x 50 4 x 15 215 9 b 3 Conclusion Il vaut mieux utiliser la seconde m thode qui permet d obtenir la plus haute pression dans les blocs Un bloc sort du gonflage 200 bar et 47 Quelle sera sa pression lu au manom tre lorsqu il sera dans une eau 17 e PI PERS P1 200 P 7 T1 474278 T2 17273 soit P2 PT X Tam 200 x 290 320 181 25 bar
6. utilisateur est responsable ex le filtre charbon actif est apr s le clapet anti retour Documents obligatoires e Manuel du compresseur e Cahier d entretien arr t du 13 12 1999 e Cahier d intervention e Cahier de gonflage Affichage obligatoire e Liste des personnes habilit es gonfler e Consignes d utilisation du compresseur e Consignes de chargement arr t du 15 03 2000 e Consignes particuli res Le personnel charg de la conduite d quipement sous pression doit tre form et comp tant pour surveiller et prendre toute initiative n cessaire leur exploitation sans danger 8 1 Consignes de chargement remplissage des bouteilles 1 Avant la mise en route v rifier le niveau d huile du compresseur 2 Avant le raccordement au dispositif de chargement v rifier gt le bon tat ext rieur de la bouteille gt la date d preuve date de r preuve marquages europ ens gt le contr le annuel ventuel par TIV gt la pression de chargement gt le bon fonctionnement de la soupape de s ret du dispositif de chargement 3 Purger la robinetterie de la bouteille 4 Raccorder la bouteille la rampe de pression de service correspondante Pendant le chargement 1 Purger fr quemment les d canteurs et filtres 2 Surveiller le manom tre de chargement 3 Ne jamais d passer la pression de service LE PREPOSE AU CHARGEMENT DOIT REFUSER LES BOUTEILLES QUI NE REPONDENT PAS AUX EXIGENCES DE VERI
7. ESSM cran Keneaine FFESSM sine 2 s ances consacr es l utilisation des appareils sous pression pour e Conna tre le fonctionnement g n ral de nos quipements e Pouvoir r pondre aux questions des plongeurs des dirigeants de club e Respecter la l gislation et les consignes des fabricants S ance 1 27 03 13 aujourd hui Le gonflage des blocs S ance 2 03 04 13 Les bouteilles de plong e et appareils de mesure Les d tendeurs S ance 1 27 03 13 aujourd hui Le gonflage des blocs Partie A 1 Un compresseur pourquoi combien comment 2 Principe de fonctionnement 2 1 Sch ma 3 Comment les clapets s ouvrent et se ferment 3 1 Les clapets l admission 3 2 Les clapets au refoulement 4 Comment les 4 pistons montent et descendent 4 1 La lubrification 4 2 L tanch it 5 Contr lons lair comprim 5 1 Comment comprimer de l air sain 5 2 Comment comprimer de l air temp rature ambiante 5 3 Comment pr venir la surpression 5 4 Sch ma g n ral 6 Le Trajet d une mol cule d air 7 Caract ristiques 8 R glementation 8 1 Consignes de chargement 9 Dur e de chargement des bouteilles S ance 1 27 03 13 aujourd hui Le gonflage des blocs Partie B 1 Des bouteilles tampons pourquoi faire 2 1 Sch ma 3 Chargement des bouteilles avec des tampons 4 Echauffement des bouteilles Annexes 1 Exercices divers 1 Un compresseur pourquoi combien comment
8. FICATION 9 Dur e de chargement des bouteilles Le temps de gonflage d pend du d bit du compresseur et du volume gonfler Prenons 20 bouteilles de 15 litres gonfl s 50 bars Il faut les recharger 230 bars Le compresseur a d bit 16 mN h Calculons le temps qu il faut pour les gonfler pression ajouter Quantit d air comprimer 2 15 230 50 54 000 litres D bit 16 m h soit 16 000 litre h 1m 1 000 litres Quantit d air comprimer 54000 Dur e n cessaire PE 3 38 h soit 3 h 23 D bit du compresseur 16 000 Pour gagner du temps il est possible d utiliser des bouteilles tampons N eed ee eee meme Vers le compresseur Y Soupape de s ret gt Robinet Manom tre Bouteilles en attente de gonflage 1 Les bouteilles tampons pourquoi faire Bouteilles de 30 ou 50 litres coupl es un compresseur et gonfl es 300 ou 350 bars gt Stock d air comprim disponible gt Diminue la dur e de chargement de gonflage Pour gonfler des bouteilles l aide de tampons 1 2 3 4 5 V rifier les bouteilles gonfler Purger les robinetteries Fermer les robinets Mise en communication des bouteilles Ouverture d un tampon toujours commencer par le tampon le moins rempli 1 Fermer les robinets 38 l Vers le compresseur Y Soupape de s ret gt Robinet Manom tre T Bo
9. Le piston remonte L air est comprim dans le cylindre Le piston reste en haut Le clapet d admission reste ferm Le clapet de refoulement s ouvre L air comprim s chappe du cylindre Cycle de compression en 3 phases I gt Et le cycle recommence 2 1 Sch ma La compression se fait en 4 tages ici Filtre yi Refroidisseur Soupape de s ret Filtre avec s parateur d eau 10b 75b 200 b Clapet anti retour EEEN BEREG EEE pee o lt el o C E Oo 3 o dm G O 3 Comment les clapets s ouvrent ils et se ferment ils au bon moment Les clapets sont des disques perc s amovibles et pris en sandwich entre deux parties fixes Symbolis ma mn 3 1 Les clapets d admission Clapets l admission d air dans le cylindre Quand le piston descend une d pression se cr e dans le cylindre gt les clapets descendent gt l air entre dans le cylindre 3 1 Les clapets au refoulement Quand le piston monte une surpression se cr e dans le cylindre gt les clapets montent gt l air sort du cylindre T 4 Comment les 4 pistons montent et descendent Le moteur lectrique ou thermique entraine en rotation le vilebrequin manivelle via une courroie Le vilebrequin oblige la bielle pivoter et remonter La bielle pousse puis tire le piston Le piston translate alors de son PMH son PMB voir video_compresseur
10. e tage et en sortie un filtre est positionn Il est nettoy ou chang r guli rement SEPARATEUR ou d canteur Projection d air sur les parois Purge des condensats Arriv e eau huile Pins d air UNE CARTOUCHE FILTRANTE Sur certains mod les de l Hopcalite CO CO Sur certains mod les sonde pour alerter quand la cartouche est satur e reli e un signal d alerte Charbon actif huile odeurs Feutre ou disque en mousse s paration des couches et r tention des poussi res Tamis mol culaire Silicagel humidit Arriv e Sortie d air _ d air 5 2 Comment comprimer de l air temp rature ambiante Comprimer de l air entraine son chauffement Entre chaque tage un refroidisseur est positionn L air n est pas directement admis dans l tage suivant mais circule d abord dans un serpentin afin de retrouver une temp rature proche de la temp rature ambiante 5 3 Comment pr venir la surpression En cas de bouchage d une canalisation il y a risque de surpression Nan pas pulmonaire c est un autre cours Entre chaque tage une soupape de suret est positionn e L air s chappe avant de d t riorer le compresseur 5 4 Sch ma g n ral PPlono LES COMPRESSEURS HAUTE PRESSION nac Purge des e condensats Filtre ES Y d aspiration 88 D SOLDA AP Sch ma de principe d un compress
11. e fin de gonflage est de 230 bars et la temp rature de leurs blocs est alors de 35 C 1 Quelle sera la pression de leur bloc le lendemain matin sachant que la temp rature ambiante est de 17 C 35 C 35 273 308 kelvin et 17 C 17 273 290 Kelvin P T Cste soit P 290k x 230b 308 216 6 bars 2 Apr s avoir regonfl leurs blocs 230 bars qui sont rest s la temp rature ambiante de 17C ils partent plonger dans une eau 5 C Quelle sera leur autonomie 32 m tres avec une r serve fix e 50 bars et avec une consommation de 21 litres minute mesur e la pression atmosph rique 17 C 17 C 273 290 Kelvin et 5 C 5 C 273 278 kelvin Pression des blocs 5 C 278k X 230b 290k 220 5b Autonomie 220 5b 50b x 15 21 1 mn x 4 2b 29 minutes
12. eur m chelle non respect e 1 1 tage 2 tage 3 tage 4 tage Symboles normalis s Symbole non normalis Filtre avec mn 3 Soupape Clapet Mesure Cartouche lt gt Filtre lt s parateur lt P Refroidisseur de rbi OM var ga de fiitrante d eau pression 5 En bord de mer ou sous les tropiques les compresseurs disposent d un s parateur d s la sortie du premier tage du fait d un fonctionnement en ambiance humide On parle de compresseurs tropicalis s EEE MARA SEEEEEEE Eed BE EE EE eed HA ed ed e EEE RE a fee see RENTREE EEE ee BAE 200 b 150 b 75 b 10 b 6 Trajet d une mol cule d air 1 Caract ristiques d un compresseur Type e Disposition des cylindres en ligne en toile en V e Syst me de refroidissement air eau air eau e Piston pour l air ou membrane pour l oxyg ne D bit en m h m tre cube par heure Pression de service 300 450 bars ou plus Nombre d tages Qualit de l air norme NF EN 12021 8 R glementation Un compresseur est assimilable une machine dangereuse Contr l par la DRIRE Direction R gionale de l Industrie de la Recherche et de l Environnement Le clapet anti retour d termine la limite de responsabilit du fabricant Avant le clapet anti retour le fabricant est responsable de l entretien et des r parations Apr s le clapet anti retour l
13. r gonfler Calcul du volume d air disponible dans les tampons Pression finale Pression initale x volume 350 200 x 3x 50 22 500 L Il y a largement assez d air 2 me phase Ouverture d 1 tampon gt Y a t il suffisamment d air gt Quelle sera la pression finale dans les tampons Quelle sera la pression dans les tampons l issu du gonflage Calcul de la pression finale dans les tampons Le volume d air total dans les tampons 3x50 x350 52 500 L 22 500 litres ont t utilis s Il faut donc les enlever du stock total 52 500 22 500 30 000 L Il reste donc 30 000 litres dans 150 litres 3 tampons de 50 litres La pression finale est de 30 000 200 bars 150 En ouvrant les tampons les moins remplis on profite de leurs stocks disponibles pour commencer gonfler les bouteilles Si on quilibrait avec les tampons les plus remplis il ne sera pas possible de continuer de gonfler avec les moins remplis Au pire si la pression dans les bouteilles tait sup rieure aux tampons on gonflerait les tampons avec les bouteilles remplir Dans certains cas la quantit d air des tampons n est pas suffisante Il faut donc continuer le gonflage avec le compresseur Fermer les tampons pour viter de les gonfler en m me temps que les bouteilles Il est plus judicieux de gonfler les tampons seuls pendant les heures creuses 4 Echauffement des bouteilles PxV constante
14. uteilles en attente de gonflage 2 Mise en quipression des bouteilles Equipression Mise en communication des bouteilles mise en quilibre des pressions 16e phase Mettons une bouteille de12 litres charg e 30 bars en quipression avec une de15 litres charg e 70 bars Quelle est la pression finale une fois l quilibre atteint Calcul de la quantit d air total 12x30 15 lt 70 360 1050 1410L Ce volume d air se r partira dans les deux bouteilles soit un volume de 12 15 27 litres La pression finale est de moi P 2 bars Volume des blocs 27 2 Mise en quipression des bouteilles JN 30 x 12 L 70 x 15 L 12L 15L 77 P finale 200 bars 148 bars P initiale 52 bars Sn inn hind 30 bars 70 bars 52 bars 200 bars 3 Chargement des bouteilles avec des tampons 2 me phase Ouverture d 1 tampon gt Y a t il suffisamment d air gt Quelle sera la pression finale dans les tampons Quel volume d air faut il introduire dans les bouteilles pour les porter 200 bars Point de d part les bouteilles correspondent une de 27 litres charg e 52 bars Point d arriv e une bouteille de 27 litres charg e 200 bars Calcul du volume d air n cessaire 2900 52 148 bars donc 148x27 3996 L Quel volume d air avons nous dans les tampons 3 tampons de 50 litres charg s 350 bars Seule la pression au dessus de 200 bars est utile pou
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