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Nov 15, 2023

Transport sous vide : deux méthodes à utiliser comme source d'énergie de pompe à vide

2 octobre 2014 La technologie de transport sous vide est une méthode éprouvée pour déplacer des solides secs en vrac et des poudres dans une gamme d'applications. Il est largement utilisé dans les domaines alimentaire, pharmaceutique, chimique et industriel.

02 octobre 2014

La technologie de transport sous vide est une méthode éprouvée pour déplacer des solides secs en vrac et des poudres dans une gamme d'applications. Il est largement utilisé dans les environnements alimentaires, pharmaceutiques, chimiques et industriels. Les avantages fréquemment notés des systèmes de transport sous vide comprennent la propreté due aux lignes de transport fermées, la fiabilité, le faible bruit, un fonctionnement simple, un transfert de matériau en douceur avec un transport de phase diluée à dense, une maintenance facile et peu coûteuse, des coûts d'exploitation réduits et la sécurité. Les systèmes de transport sous vide les plus courants utilisent un processus par lots. La ligne de transfert est scellée, une pompe à vide est activée et le matériau de traitement (poudre ou granulés) est transporté vers un récipient de réception (élément C sur la figure 1). Lorsque le lot est terminé, le vide est libéré et le matériau est largué ou transféré du récipient de réception vers la destination souhaitée. Le système est à nouveau scellé et le vide est réintroduit pour permettre au produit de circuler à nouveau. (Voir Figure 1) La sélection de la pompe à vide est l'un des éléments les plus importants de la conception du système. La pompe à vide doit être capable d'évacuer rapidement l'air de la conduite, d'extraire et de maintenir suffisamment de vide pour provoquer le mouvement du produit et de fournir un volume d'air suffisant pour transférer tout le matériau nécessaire dans un temps donné. Figure 1 : Vide typique Processus de convoyeur. 1. La vanne inférieure (B) est fermée 2. Le vide aspire le produit de la source d'alimentation (E) vers le module récepteur/volume (C) 3. Le produit est collecté dans le module récepteur (C), tandis que l'air est aspiré à travers le filtre (A) et rejetés dans l'environnement. 4. Le vide est arrêté (A) ; le produit est libéré via la vanne inférieure (B) lors de l'application de l'impulsion de nettoyage du filtre (G). 5. Fermez la vanne inférieure - répétez le processus. Pompes à vide pneumatiques COAX La solution standard pour de nombreuses applications de transport sous vide est la pompe à vide multicellulaire COAX. (Voir Figure 2) La pompe COAX utilise de l'air comprimé comme entrée et, grâce à un effet Venturi, est capable de générer un vide profond (environ 22 pouces Hg) tout en entraînant des volumes d'air (SCFM) trois fois supérieurs au volume. de l'air comprimé. Grâce à l’utilisation de plusieurs étages, un vide poussé est généré, à mesure que le débit d’air augmente rapidement. Le COAX est construit sous forme de cartouche, ce qui permet une construction modulaire simple de nombreuses tailles de pompes. (Voir Figure 3) Les pompes modulaires sont petites, légères, efficaces et faciles à nettoyer ou à changer selon les besoins. La pompe COAX ne contient aucun composant électrique, ce qui garantit une longue durée de vie et une sécurité inhérente dans les environnements poussiéreux ou dangereux. Figure 2 : Cartouche COAX : le fonctionnement en trois étapes utilise l'effet Venturi pour convertir l'air comprimé en vide et en débit élevé pour le transport sous vide. applications.Figure 3 : pompe à vide piFLOW p, vue en coupe transversale. Plusieurs cartouches COAX sont empilées pour fournir un volume d'air accru et économe en énergie. Souffleurs régénératifs Les souffleurs régénératifs sont des dispositifs électromécaniques utilisés pour déplacer l'air au moyen d'une méthode de déplacement non positif. Un dispositif volumétrique utilise une conception de turbine qui emprisonnera étroitement une quantité d'air et la forcera à se déplacer sur une distance donnée dans une direction donnée. Un ventilateur régénératif déplace également l'air, cependant, la conception de la turbine permet à une partie de l'air de passer par-dessus la pointe de la pale et de glisser au-delà. Cet air est déplacé vers l'avant par une autre pale. La turbine est enfermée dans un boîtier qui présente un espace entre les pointes de la pale et le boîtier. L'air entre dans le ventilateur par un orifice d'entrée et sort par un orifice d'échappement. La rotation de la roue est normalement entraînée par un moteur à induction triphasé, qui peut être contrôlé via un VFD (entraînement à fréquence variable) et dimensionné pour répondre aux besoins de l'application particulière. Pour les applications de transport sous vide, le côté entrée/aspiration d’air du ventilateur régénératif est connecté à la tête du système de transport sous vide avec post-filtration de l’air. Dans cette configuration, l'aspiration du ventilateur régénératif remplace la pompe à vide COAX. Le processus par lots est toujours utilisé et le cycle de transport est similaire. La principale différence entre les deux systèmes est qu'un ventilateur régénératif fonctionne en continu, tandis que la pompe COAX est intermittente et s'arrête lorsqu'aucune aspiration de vide n'est nécessaire. Le ventilateur régénératif fonctionne en continu afin de fournir un flux d'air pour le refroidissement du moteur. Un ensemble vanne/inverseur d'air (Figure 4) est ajouté au système de ventilateur régénératif pour cette fonction. Lorsque le produit est déplacé, l’air traverse le processus, est filtré, puis passe par le ventilateur régénératif. Lorsque le vide n'est pas nécessaire et que la décharge du récepteur est terminée, les vannes de dérivation ouvrent à la fois le côté aspiration du ventilateur et le récipient récepteur vers l'atmosphère. Cela permet à la vanne inférieure de se déplacer librement et permet à l'air ambiant de circuler à travers le ventilateur régénératif pour le refroidissement. (Voir la figure 4 pour le schéma d'entraînement du ventilateur régénératif.) Comme pour tous les moteurs, un entretien périodique comme l'entretien des roulements ou d'autres services peut être nécessaire. Figure 4 : Système de transport sous vide avec ventilateur régénératif comme source de vide Analyse comparative - Pompe à vide COAX vs ventilateur régénératif pour convoyeurs à vide La pompe à vide COAX ou le ventilateur régénératif peuvent tous deux être utilisés dans une large gamme d'applications. La sélection de la source de vide pour une application spécifique implique normalement la comparaison de plusieurs critères, tels que :a. Taux de production : quelle quantité de produit doit être déplacée ?b. Quelles sont les caractéristiques des matériaux ? (densité apparente, taille des particules, niveaux d'humidité, capacité d'écoulement, est-il fragile/friable)c. Quelle est la disposition du cheminement du flux de processus ? Quelles sont les distances verticales et horizontales ? Combien de coudes de tuyaux ?d. L'air comprimé régulé est-il disponible au débit requis pour entraîner un système de pompe Venturi ?e. L'alimentation triphasée est-elle disponible pour un ventilateur régénératif ? Le bruit, les étincelles et l'air évacué constituent-ils une préoccupation majeure dans la zone où le système fonctionnera ?f. Quels sont les coûts d'installation et les coûts d'exploitation à long terme ? Phase de transport (dense ou diluée) Vos réponses aux questions a, b et c aideront, en grande partie, à déterminer quelle phase de transport sera la meilleure pour votre application. En termes généraux, la phase diluée signifie qu'il y a une grande partie du flux d'air libre, par rapport à la quantité de matériau circulant dans la conduite de traitement. Ceci est normalement utilisé pour les matériaux faciles à ramasser, qui s'écoulent librement et qui peuvent se déplacer à grande vitesse sans aucun dommage ni effet néfaste. À l’inverse, une phase dense signifie que le tuyau de traitement sera densément rempli de produit, qui se déplacera à des vitesses plus faibles et se déplacera souvent en bouchons à travers la ligne. Les pompes à vide COAX génèrent un vide très profond, ce qui signifie qu'elles constituent le meilleur choix pour les produits qui seront transférés dans une phase dense. Notez que les pompes à vide COAX peuvent également fonctionner sur tout le spectre dilué/dense. La phase peut être modifiée par la manière dont le produit est introduit dans le tuyau de traitement. L'aspiration au point de prélèvement du produit peut être ajustée pour optimiser les caractéristiques d'écoulement de chaque matière. En ce qui concerne la quantité de matériau pouvant être transportée, les pompes à vide peuvent facilement déplacer jusqu'à 15 000 lb/h ou plus, en fonction de la densité du matériau, de la distance de transport et de l'acheminement. Les systèmes de soufflage régénératifs peuvent être capables de déplacer encore plus de matériaux par heure, en supposant que le matériau puisse être déplacé dans une phase diluée, ce qui correspond bien aux systèmes de soufflage électromécaniques. Disponibilité des services publics (questions d et e) Utilisation de l'air comprimé dans les installations industrielles les plantes peuvent être un problème compliqué. La gamme d'outils, de commandes et d'équipements pouvant être entraînés pneumatiquement est pratiquement illimitée. En raison de son importance, son utilisation est étroitement surveillée par la plupart des directeurs d'usine et d'exploitation. Si une pompe à vide COAX est sélectionnée pour le système de transport sous vide, il est nécessaire de vérifier la disponibilité maximale de l'air de l'usine. Si une usine ne dispose pas d'air comprimé ou si le compresseur existant est déjà proche des limites de fonctionnement, le ventilateur régénératif peut être une option pratique. Gardez à l’esprit que le ventilateur régénératif nécessite une alimentation triphasée et que les niveaux de bruit du moteur lorsqu’il fonctionne à pleine vitesse peuvent dépasser 80 dB. En raison de ce problème, les surpresseurs régénératifs sont souvent montés dans un endroit éloigné, avec des lignes de traitement s'étendant sur une certaine distance. De plus, si des caractéristiques antidéflagrantes sont nécessaires, des frais supplémentaires seront facturés pour le moteur de ventilateur spécialement conçu. Les pompes à vide COAX sont entraînées par air et ne nécessitent aucune modification pour les zones antidéflagrantes. Coût total de possession (question f) Le prix d'achat d'un système de transport sous vide utilisant un ventilateur régénératif est généralement d'environ 10 à 15 % plus élevé que le prix d'un COAX complet. système de vide de performances similaires/même application. L’ensemble de vannes à trois voies et le moteur du ventilateur expliquent l’essentiel de la différence. Les coûts d'exploitation sont également compétitifs lorsqu'ils sont calculés sur une utilisation opérationnelle. Gardez à l'esprit que les pompes COAX ne consomment de l'énergie lors de leur fonctionnement que par rapport à la durée de fonctionnement totale requise d'un système de surpresseur régénératif. ConclusionLe transport sous vide est un excellent choix pour de nombreuses applications de transport de vrac sec, de poudre et de granulés. Il s’agit d’une méthode éprouvée, avec des milliers d’applications réussies dans les sites industriels alimentaires, pharmaceutiques, chimiques et généraux. La sélection du bon type de pompe à vide est une partie importante du processus de conception. Pour une majorité d'applications, la pompe à vide COAX est un bon choix. Un fonctionnement simple, une maintenance, des coûts d'exploitation et d'investissement réduits, un faible bruit et une installation facile sont des facteurs communs qui favorisent la pompe à vide COAX. Dans les applications où l’air comprimé est limité ou indisponible, les systèmes à ventilateur régénératif constituent une excellente option. Timothy Rohr est directeur technico-commercial chez Piab USA, Material Handling Group. Pour plus d’informations, visitez www.piab.com.