Qu'est-ce que la préparation de l'air comprimé ?

L'utilisation d'unités de préparation d'air dans une ligne d'air comprimé donnée favorise l'optimisation du système et la longévité des composants pneumatiques. Alors que les vannes et les vérins (actionneurs) produisent la commande et le mouvement linéaire dans les systèmes d'automatisation pneumatiques, c'est la préparation d'air qui permet à ces composants de fonctionner sans problème pendant leur durée de vie prévue. La maintenance non planifiée coûte toujours un temps et un argent précieux aux entreprises.

L'air comprimé non traité est humide et sale.

Bien que les compresseurs modernes puissent produire de l'air de meilleure qualité que par le passé, il y a souvent des canalisations anciennes et, éventuellement, des différences de température entre la source d'air comprimé et l'utilisation finale, ces deux éléments à eux seuls sont responsables de la présence d'une série de contaminants et d'eau dans la ligne. Par exemple, le bâtiment des compresseurs peut être un bâtiment séparé de l'usine ; la conduite principale passera à l'extérieur avant d'entrer dans le bâtiment de l'usine et sera soumise à la température ambiante extérieure et à ses changements, ce qui entraînera la formation de condensats dans la ligne.

L'air comprimé coûte cher, ne la négligez pas.

Le compresseur peut produire de l'air à une pression de plus de 10 bar. Cependant, les composants pneumatiques peuvent avoir une pression de travail optimale de plusieurs bars en dessous. Un régulateur de pression, placé en amont du point d'utilisation, peut effectuer ce réglage. La surpression ne réduira pas seulement la durée de vie des composants pneumatiques (et peut même entraîner une panne immédiate et, pire, des blessures corporelles), elle entraînera une perte d'air et coûtera de l'argent. Une fausse perception est que l'air comprimé est "gratuit" - ce n'est pas le cas ! Le Carbon Trust (article de 2012 sur l'air comprimé) indique que l'énergie utilisée pour produire de l'air comprimé peut représenter jusqu'à 30 % de la consommation totale d'électricité du site. La British Compressed Air Society (BCAS) indique que chaque bar de surpression représente une augmentation de 7 % des coûts énergétiques du compresseur (2018) ; cette relation est linéaire pour les applications entre 6 bar et 12 bar ce qui couvre la grande majorité des applications industrielles. L'introduction d'une soupape de surpression protégera les composants et équipements sensibles en aval contre la possibilité d'une surpression.

Maintenir les composants correctement lubrifiés

En plus de la contamination par les particules et l'eau, il y aura toujours une certaine quantité d'huile provenant du compresseur et la possibilité d'huile résiduelle dans les canalisations. En 1927, Carl Norgren a reconnu l'importance de l'introduction contrôlée du lubrifiant lorsqu'il a inventé le lubrificateur automatique pour avion. Il semble contradictoire que nous ayons discuté de l'élimination de l'huile en tant que contaminant ci-dessus, mais que nous soulignions maintenant l'introduction de l'huile ! Cependant, la distinction importante est le mot "contrôlé". Ci-dessous, nous allons présenter les types de lubrificateur disponibles sur le marché.

Faciliter l'entretien et améliorer le rendement de l'usine

Pendant les cycles de maintenance, il est inefficace d'arrêter l'ensemble du système d'air comprimé pour la révision d'un composant ou d'un sous-système. Dans ces cas, l'utilisation d'une vanne d'arrêt est recommandée pour isoler uniquement le composant ou le sous-système pour la maintenance. Un autre avantage d'une vanne d'arrêt au point d'utilisation est que le processus peut être isolé de l'anneau d'air principal lorsqu'il n'est pas utilisé ; cela permettra d'économiser de l'énergie et de l'argent. Il existe de nombreuses conceptions différentes de vannes d'arrêt, allant des mécanismes à glissière au type à bille. Les commentaires ont montré que les clients (opérateurs) préféraient la conception de type boule car elle offre un flux laminaire complet (et une chute de pression nulle) et une force manuelle minimale pour fonctionner par rapport aux autres conceptions.

Comment fonctionne la préparation de l'air comprimé ?

Vous trouverez des descriptions détaillées dans les articles consacrés à chacune des unités individuelles ; nous vous donnerons ici un aperçu général :

• Filtres - selon l'application, les fonctions des filtres consistent à éliminer la saleté et l'eau, les gouttelettes d'huile ou la vapeur d'huile du flux d'air comprimé. La taille des mailles du filtre déterminera la taille maximale des particules autorisées à être transmises et pour un "filtre à usage général", ce sera généralement de 40 microns ; une construction de «filtre en profondeur» éliminera également les longs brins. Les filtres peuvent être « connectés en guirlande » pour des applications particulières - un filtre à usage général (40 microns) doit éliminer au moins 95 % de la teneur en eau à une température spécifiée (s'il est conforme à la classe 8 pour l'extraction de l'eau selon la norme ISO8573) ; mettre deux ensemble éliminera efficacement 99,5% de l'eau. Une «règle d'or» est que les filtres à usage général (40 microns, puis 5 microns si nécessaire) DOIVENT précéder un filtre d'élimination d'huile et les deux DOIVENT précéder un filtre d'élimination des vapeurs d'huile

• Par exemple, un compresseur peut fournir une pression de 10 bars à la conduite d'air, mais une application peut n'avoir besoin que de 6 bars pour un fonctionnement optimal ; une surpression dans un sous-système peut réduire la durée de vie des composants et entraîner un gaspillage d'énergie et d'argent, comme nous l'avons vu plus haut.

• Lubrificateurs - un lubrificateur, comme son nom l'indique, est utilisé pour introduire des gouttes ou un brouillard d'huile dans le flux d'air. Comme nous l'avons dit, il semble contradictoire de choisir des filtres pour éliminer l'huile, puis d'utiliser un lubrificateur pour réintroduire l'huile. Cependant, l'huile provenant du compresseur sera " sale " (contaminée par des particules) et la taille des gouttelettes ne sera pas contrôlée ; la conception du lubrificateur utilise le flux d'air pour " ramasser " les gouttelettes et maintenir une taille optimale pour assurer la meilleure protection des composants en aval contre l'usure.

• Soupape de décharge - la soupape de décharge est conçue pour s'assurer que la pression ne dépasse pas une valeur réglable et prédéfinie. Ceci est important pour s'assurer que les composants ou les applications ne subissent pas de surpression, par rapport à leurs spécifications de fonctionnement optimales, ce qui entraîne une réduction de la durée de vie. Généralement, la soupape de décharge peut être réglée en ajustant la tension du ressort par rapport à la pression d'entrée ; lorsque la pression d'entrée dépasse la valeur prédéfinie, la soupape se soulève et évacue l'excès de pression.

• Vanne d'arrêt - les vannes d'arrêt bloquent le flux d'air dans un sous-système. Elles peuvent avoir 2/2 fonctions, mais il est recommandé d'utiliser 3/2 pour permettre à la pression en aval, dans le sous-système isolé, de s'évacuer pour un fonctionnement sûr.

• Manomètres - souvent conçus à l'aide d'un tube enroulé qui se " déplie " au fur et à mesure que la pression augmente, les manomètres fournissent une mesure calibrée de la pression dans un système. Les modèles modernes de régulateurs comportent une soupape intégrée, ce qui protège le manomètre (autrement exposé) contre les dommages.

Comment sélectionner la préparation à l'air comprimé ?

Il faut tenir compte de plusieurs éléments pour faire un choix judicieux :

• Quel est le débit requis pour une application ou un système ? Cela déterminera la taille du port et, bien sûr, toutes les unités devront être compatibles.

• Quel est le niveau de filtration requis et jusqu'à quel degré maximum d'eau dans le circuit ? Les vapeurs d'huile posent-elles un problème, par exemple s'il y a un risque de contact alimentaire avec une bouteille soufflée à l'air ? Dans ce cas, un filtre éliminant les vapeurs d'huile est nécessaire, en tenant compte de la règle d'or ci-dessus.

• Quelle est la pression requise pour utiliser l'équipement en aval et qu'est-ce que la pression d'alimentation ? C'est le travail du régulateur de pression. Il est important de noter qu'une baisse quantifiable de la pression aura lieu dans l'unité de filtre régulateur.

• Quel est le niveau et le type de lubrification requis ? Carl Norgren a été le pionnier qui a inventé le lubrificateur à gouttes d'huile et nous sommes toujours l'un des rares fournisseurs à pouvoir fournir un lubrificateur à brouillard d'huile. Le lubrificateur à gouttes d'huile est adapté aux applications lourdes, telles que les vérins à mouvement lent et à grand alésage, les moteurs pneumatiques et les outils pneumatiques ; il fonctionne mieux sur de courtes distances dans des canalisations de niveau.

• Nous recommandons toujours l'utilisation de soupapes de surpression et de vannes d'arrêt, en particulier dans les cuves desservant des applications dont les opérations sont différentes et, éventuellement, sensibles à la pression. Quelle est la pression de fonctionnement optimale pour l'application ou les composants ?

• Votre application est-elle sensible à une augmentation soudaine de la pression au démarrage ? Ou peut-être avez-vous besoin d'une libération rapide de la pression dans certaines situations ? Dans ces cas, une vanne de décharge à démarrage progressif peut apporter une solution - voir notre article spécifique "Qu'est-ce qu'une vanne de décharge à démarrage progressif" pour plus de détails sur ces unités.

Types de préparation de l'air comprimé

Les filtres (usage général, élimination de l'huile et élimination des vapeurs d'huile), les filtres régulateurs, les lubrificateurs, les régulateurs de pression, les soupapes de décharge, les vannes d'arrêt et les vannes de décharge à démarrage progressif peuvent tous être fournis séparément.

Une gamme de séries de corps et de tailles d'orifices, généralement de G1/4 à G3/4 (avec NPT en option) mais aussi de G1/8 et jusqu'à G2, garantit un débit adapté à la plupart des applications. Des accessoires, tels que des kits d'inviolabilité, des blocs d'orifices, des silencieux et des jauges (si nécessaire) sont disponibles.

Applications typiques de la préparation de l'air comprimé

On peut les trouver dans la ligne d'alimentation principale et dans les lignes secondaires qui alimentent des composants spécifiques pouvant nécessiter, par exemple, une pression d'alimentation différente ou une filtration de qualité supérieure.

Ai-je besoin d'autre chose pour que la préparation de l'air comprimé fonctionne ?

Les kits d'entretien sont un ajout important à la liste des matériaux ; un entretien régulier permettra aux unités de fonctionner conformément à leurs spécifications et de protéger les équipements en aval des dommages potentiels causés par des unités de préparation d'air mal entretenues.

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