Vues : 0 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2024-12-11 Origine : Site
L'air qui sort d'un compresseur est chaud, sale et humide, ce qui peut endommager et raccourcir la durée de vie des équipements en aval, notamment les vannes, les cylindres et les outils pneumatiques. Ainsi, avant que l’air comprimé ne sorte du système, il doit être nettoyé et lubrifié. C'est là qu'intervient un FRL ! Un FRL combine un filtre, un régulateur et un lubrificateur en un seul composant pour maintenir les systèmes de compresseur d'air dans des conditions de fonctionnement optimales.
1. Qu'est-ce qu'un FRL dans un système pneumatique ?
2. Comment fonctionne une unité FRL?
3. Types d’unités FRL ?
4. Comment choisir les bons composants FRL?
Un FRL comporte trois éléments principaux :
Filtre à air
Régulateur de pression
Graisseur
Chaque composant a son rôle, soutenant le plus grand système de compresseur d’air. Nous expliquerons davantage ces rôles dans les sections suivantes.
Un filtre à air nettoie l'air comprimé. Il filtre l'air, emprisonne les particules solides (poussière, saleté, rouille) et sépare les liquides (eau, huile) présents dans l'air comprimé. Les filtres sont installés dans la conduite d'air en amont des régulateurs, des lubrificateurs, des soupapes de commande directionnelles et des dispositifs pneumatiques tels que les vérins et les moteurs pneumatiques.
Les régulateurs de pression réduisent et contrôlent la pression de l'air dans les systèmes d'air comprimé, notamment. Les régulateurs sont également fréquemment appelés PRV (valves de réduction de pression).
Idéalement, un régulateur de pression maintient une pression de sortie constante quelles que soient les variations de la pression d'entrée et les exigences de débit en aval. En pratique, la pression de sortie est influencée par les variations de pression primaire et de débit.
Les régulateurs de pression sont utilisés pour contrôler la pression pour :
Outils pneumatiques
Sarbacanes
Équipement de jaugeage d'air
Cylindres pneumatiques
Coussinets d'air
Moteurs pneumatiques
Appareils de pulvérisation
Systèmes fluidiques
Vannes logiques d'air
Système de lubrification en aérosol
La plupart des autres applications de transmission fluide
Les régulateurs à usage général sont disponibles en types avec ou sans soulagement. Les régulateurs de décharge peuvent être réglés de haute pression à basse pression. Même dans une situation sans issue, le soulagement des régulateurs permettra d’évacuer l’excès de pression en aval. Cette décompression provoque un fort sifflement tout à fait normal.
Les régulateurs sans soulagement et réglés de la même manière ne permettront pas à la pression en aval de s'échapper. Au lieu de cela, l'air emprisonné devra être libéré d'une autre manière, par exemple en actionnant une vanne en aval.
Les exigences en matière de débit et de pression de l'équipement en aval doivent être déterminées afin de dimensionner correctement le régulateur adapté à l'application.
Un lubrificateur ajoute des quantités contrôlées d'huile à outils dans un système d'air comprimé pour réduire la friction des composants mobiles. La plupart des outils pneumatiques, cylindres, vannes, moteurs pneumatiques et autres équipements pneumatiques nécessitent une lubrification pour prolonger leur durée de vie utile.
L'utilisation d'un lubrificateur à air résout les problèmes de lubrification excessive ou insuffisante qui se posent avec les méthodes de lubrification conventionnelles telles qu'un pistolet graisseur ou de l'huile. Les lubrificateurs des compagnies aériennes fournissent également le type de lubrifiant adapté aux outils utilisés.
Une fois le lubrificateur réglé, l’équipement pneumatique est alimenté avec une quantité de lubrifiant dosée avec précision. Le seul entretien requis est un remplissage périodique du réservoir du lubrificateur.
L'ajout de lubrification à un système « lave » également les huiles de compresseur qui circulent dans le système sous forme de vapeur. Les huiles minérales ajoutées au système empêchent l’accumulation d’huile synthétique de compresseur sur les composants du système. Lorsque aucun lubrificateur n’est utilisé dans un système, un filtre coalescent doit être installé pour éliminer les aérosols d’huile du compresseur.
Les exigences de débit en aval déterminent la taille des lubrificateurs. Par conséquent, il est important d’analyser l’utilisation du débit d’air, puis de choisir un lubrificateur après avoir décidé du débit d’air nécessaire.
Étape 1 : Filtration
Premièrement, l’air entrant traverse un filtre qui élimine les substances telles que les particules de poussière, la saleté et l’humidité. L'élément filtrant retient les particules solides, tandis qu'un séparateur élimine les gouttelettes d'eau. Ces composants ne peuvent être préservés que si de l’air propre et sec peut passer.
Étape 2 : Régulation de la pression
De là, l’air filtré est acheminé vers le régulateur, qui le maintient à un niveau de pression constant. Ceci est fait pour que les ajustements nécessaires soient effectués en raison des fluctuations, maintenant ainsi la pression de sortie à sa valeur optimale en fonction des besoins des outils/machines pneumatiques en particulier. Un opérateur doit maintenir une pression constante s’il souhaite faire fonctionner un outil ou une machine avec précision.
Étape 3 : Lubrification de l'air
Lors de la dernière étape, l'air pénètre dans un lubrificateur, où il se mélange à l'huile, formant une pommade brumeuse (Westbrook). Lorsqu'elles sont graissées à l'huile, les surfaces coulissantes ont moins de chances de subir des forces de friction et des activités d'usure pouvant entraîner des effets de surchauffe. Cela rend les pneumatiques FRL plus durables.
Cela améliore l'efficacité en minimisant les besoins de maintenance et en améliorant les performances du système en nettoyant l'air comprimé dans les systèmes pneumatiques, en le régulant et en ajoutant des lubrifiants au système.
Les unités FRL sont présentes dans deux combinaisons possibles : les unités FL et les unités RL. Discutons-en un par un ;
Usage général
Coalescence (élimination de l'huile)
Élimination des vapeurs
Les filtres à usage général éliminent l'eau et les particules, les filtres coalescents éliminent l'huile et les filtres d'élimination des vapeurs éliminent les vapeurs d'huile et les odeurs.
Les lubrificateurs pour compagnies aériennes sont de deux types :
Brouillard d'huile
Micro-brouillard
Les lubrificateurs pour conduites d'air Oil-Fog sont utilisés dans des applications simples et lourdes, telles que des outils simples, des cylindres et des vannes. Les lubrificateurs Micro-Fog sont utilisés pour les applications comportant plus d'un point de lubrification, ou plusieurs cylindres ou vannes.
Dans les lubrificateurs à brouillard d'huile, toutes les gouttelettes d'huile visibles dans le dôme de visualisation sont ajoutées directement dans le flux d'air, ce qui entraîne le passage de gouttelettes d'huile relativement grosses en aval.
Dans les lubrificateurs à micro-brouillard, les gouttelettes d'huile visibles dans le dôme de visée sont atomisées et collectées dans la zone située au-dessus de l'huile dans le bol. Les particules plus petites et plus légères sont attirées dans le flux d’air et passent en aval. En conséquence, seulement 10 % des gouttes d’huile visibles dans le dôme de visée sont généralement acheminées vers l’aval.
L'air comprimé est propre, facilement disponible et simple à utiliser, mais il peut constituer la forme d'énergie la plus coûteuse dans votre application s'il est gaspillé. Des réglages de pression non régulés ou inappropriés peuvent entraîner une augmentation de la demande en air comprimé, ce qui entraîne une augmentation de la consommation d'énergie.
Une pression excessive peut également augmenter l’usure de l’équipement, entraînant des coûts de maintenance plus élevés et une durée de vie plus courte des outils. En règle générale, chaque augmentation de 2 psig de la pression de fonctionnement ajoute 1 % au coût énergétique de compression.
Des FRL au point d'utilisation (filtre, régulateur et lubrificateurs) sont nécessaires pour garantir que chaque outil ou processus reçoit une alimentation en air comprimé propre et lubrifiée à la pression appropriée pour fournir des performances optimales.
La fiabilité est l’une des raisons les plus essentielles d’utiliser de l’air comprimé, et une filtration adéquate est la clé pour maximiser la fiabilité et la longévité. Malheureusement, l'air comprimé peut transporter de l'eau condensée, des résidus d'huile provenant des compresseurs, des impuretés solides (calcaire et rouille des tuyaux) générées au sein des compagnies aériennes et d'autres particules d'usure provenant de l'air ambiant. Ces contaminants peuvent causer des problèmes à chaque point d'utilisation et doivent être éliminés en installant des filtres appropriés.
La taille des particules de contaminants est mesurée en micromètres (µm), ce qui représente un millionième de mètre ou 0,000039 de pouce. Les filtres sont classés en fonction de la taille minimale des particules que leurs éléments piègeront. Par exemple, bien que les filtres évalués entre 40 et 60 µm conviennent à la protection de la plupart des applications industrielles, de nombreux filtres au point d'utilisation sont évalués à 5 µm. Notez que des valeurs plus fines augmentent la chute de pression à travers le filtre, ce qui équivaut à des coûts énergétiques plus élevés pour comprimer l'air.
Par exemple, des filtres plus fins se bouchent plus rapidement, augmentant également la chute de pression. (En d’autres termes, même si des filtres plus fins que nécessaire n’endommagent pas les composants en aval, ils auront un impact négatif sur les coûts d’exploitation du système d’air.)
De nombreux fabricants de filtres définissent la perte de pression attendue et la capacité de rétention des impuretés à l'aide de courbes liées à la pression et au débit. Par conséquent, les filtres anti-particules doivent être sélectionnés en fonction de la chute de pression acceptable et de la taille des raccords de tuyauterie.
Une chute de pression typique à travers de tels filtres serait comprise entre 1 et 5 psig. Par conséquent, un filtre de plus grande taille produira moins de perte de pression initiale et offrira une durée de vie plus longue qu’un filtre plus petit avec les mêmes valeurs d’élimination.
La plupart des filtres au point d'utilisation prétendent éliminer l'eau condensée, généralement via un séparateur cyclone à leur extrémité d'entrée. Cependant, l’efficacité d’élimination de l’eau de ces filtres dépend fortement de la vitesse de l’air entrant. Par conséquent, ces filtres doivent correspondre au débit d’air prévu, plutôt qu’à la chute de pression acceptable.
Si le filtre est destiné à éliminer l'humidité, une vidange automatique de type flotteur doit être prévue pour éliminer périodiquement les liquides accumulés dans la cuvette du filtre. Généralement, ces filtres ont des bols en polycarbonate transparent, qui permettent une inspection visuelle facile du niveau du puisard.
De nombreux produits chimiques peuvent attaquer ce matériau plastique, et il ne fonctionne bien qu'à des pressions inférieures à 150 psig et à des températures comprises entre 40° et 120° F. Si le filtre peut être soumis à des conditions au-delà de ces limites, un bol en métal est requis. Un bol en métal est également nécessaire si le filtre est utilisé avec des lubrifiants synthétiques pour compresseur, qui contiennent souvent des produits chimiques nocifs pour le polycarbonate.
La majeure partie de l'huile et une partie de l'eau condensée dans un flux d'air comprimé se présenteront sous forme de brouillards ou d'aérosols qui peuvent passer à travers les ouvertures des filtres à air standard. L'air destiné aux instruments, à la peinture par pulvérisation et au transport de matériaux en vrac nécessite souvent l'élimination de ces gouttelettes, et des filtres de type coalescent accompliront ce travail.
Le transfert d'aérosols à travers de tels filtres est généralement exprimé en parties par million (ppm) d'huile par rapport à l'air en poids et varie de 1 à aussi peu que 0,01 ppm. Les filtres coalescents sont souvent conçus pour éliminer les aérosols sensiblement plus petits que la taille nominale de la plus petite particule solide qui serait capturée. Certains modèles offrent une filtration à deux étages ; le premier élimine les particules solides pour protéger l'élément coalescent dans le deuxième étage.
Étant donné que tous les filtres coalescents créent une restriction plus importante du débit d'air, les pertes de charge seront plus élevées que celles des filtres à air comprimé conventionnels. Les filtres coalescents ont une chute de pression initiale (ou sèche) et une chute de pression de travail (ou saturée) en fonction de la pression et du débit. Par conséquent, l’efficacité d’élimination effective de tels filtres dépend de manière significative de la vitesse de l’air traversant l’ensemble de filtre.
Choisissez un filtre coalescent en fonction du transfert d'huile acceptable, du débit d'air attendu et de la taille du raccordement des tuyaux. Par exemple, un filtre coalescent évalué à 0,1 ppm aura généralement une chute de pression propre et mouillée comprise entre 2 et 5 psig. Un filtre à haute efficacité évalué à 0,01 ppm peut entraîner une réduction jusqu'à 10 psig une fois qu'il devient humide ou complètement saturé pendant le service.
Une fois qu'une pression de fonctionnement minimale appropriée est déterminée pour toute application d'air comprimé, il est essentiel de fournir l'air à une pression constante, quels que soient les fluctuations de débit et de pression en amont. Ainsi, l’installation du régulateur ou du réducteur de pression approprié dans la compagnie aérienne est essentielle.
Les régulateurs d'air sont des vannes spéciales qui réduisent la pression d'alimentation au niveau requis pour le fonctionnement efficace des équipements pneumatiques en aval. Un filtre installé en amont protégera les passages internes du régulateur des dommages.
Il existe plusieurs types de régulateurs d'air, et le type le plus simple utilise une vanne de type clapet déséquilibré. Cette conception intègre un ressort de réglage, n'a pas de chambre à membrane séparée et ne soulage pas. Tourner la vis de réglage comprime le ressort, ce qui force le diaphragme à bouger, poussant ainsi un clapet pour découvrir un orifice.
À mesure que la pression augmente en aval, elle agit sur la face inférieure du diaphragme, s'équilibrant ainsi avec la force du ressort. Le clapet étrangle l'ouverture de l'orifice pour restreindre le débit et produire la pression en aval souhaitée. Un ressort sous le clapet assure que la vanne se ferme complètement en l'absence de débit. Il s’agit du type de régulateur d’air le moins cher.
Les régulateurs plus grands et plus coûteux intègrent une chambre à membrane séparée avec un tube d'aspiration exposé à la pression de sortie. La séparation du diaphragme du flux d'air primaire minimise ses effets abrasifs et prolonge la durée de vie de la vanne.
À mesure que le débit à travers ce régulateur augmente, le tube d'aspiration crée une pression légèrement inférieure dans la chambre à membrane. En conséquence, le diaphragme dévie vers le bas et ouvre l'orifice sans réduire significativement la pression de sortie.
L’effet est le même que si vous augmentez le paramètre de réglage. Ainsi, ce style de régulateur présente une chute minimale (décroissance de la pression de sortie) à mesure que la pression d'alimentation varie. Le tableau ci-dessous compare la façon dont cette variance se produit avec un petit et un grand diaphragme.
Les diaphragmes plus grands de ces régulateurs améliorent la réponse et la sensibilité. Cependant, à mesure que le débit de refoulement à travers le régulateur augmente sur toute sa plage, la pression de sortie chute. Ainsi, le réglage de la pression de sortie souhaitée du régulateur doit être effectué dans des conditions de débit typiques.
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Pression d'alimentation dans les petites et grandes membranes
Débit en scfm des petits et grands diaphragmes
Un autre type de régulateur intègre un clapet équilibré, mais a par ailleurs la même construction générale que la version à membrane séparée. Il possède un orifice nettement plus grand pour permettre une plus grande circulation de l’air. Le clapet est équilibré en pression pour maintenir une bonne stabilité. Ainsi, les effets des fluctuations de la pression de sortie s'annulent, ce qui améliore la sensibilité et la réponse et réduit le statisme.
Enfin, les régulateurs de précision utilisent souvent plusieurs membranes isolées agissant contre les clapets et les buses selon un principe d'équilibrage et sont normalement fabriqués dans des capacités de débit limitées avec des ports de connexion plus petits.
La sélection du meilleur type de régulateur pour une application spécifique nécessite d’abord de choisir parmi ces styles. Les mini-régulateurs sont généralement du type à action directe et sans soulagement, tandis que la plupart des régulateurs standard appartiennent au style à chambre à diaphragme séparé et à auto-soulagement.
La considération suivante est la pression primaire (alimentation non régulée) par rapport à la pression secondaire (sortie) souhaitée.
Enfin, il faut sélectionner le débit d’air souhaité. Les vis de réglage sont disponibles en deux styles : un type en T verrouillable inviolable ou un type à bouton en plastique à verrouillage par poussée. La première est la meilleure lorsqu'une pression de fonctionnement fixe est réglée une seule fois et laissée seule.
Cependant, le style de bouton réglable (assez courant sur les FRL modulaires) constitue le bon choix pour une utilisation générale, où la pression de fonctionnement peut être ajustée sans outils. Les régulateurs sont également définis par la taille du corps (débit nominal de l'orifice) et la taille du raccordement.
Bien que plusieurs modèles puissent sembler acceptables pour un débit d'air et une pression donnés, un régulateur de plus grande taille produira une meilleure sensibilité de réglage et moins d'affaissement qu'un modèle de corps plus petit dans le même ensemble de conditions de fonctionnement.
Un manomètre de sortie est indispensable, même si de nombreux fabricants ne le proposent souvent qu'en option. Les supports de montage sont une autre option utile.
De nombreux composants de systèmes pneumatiques et outils pneumatiques fonctionnent mieux lorsqu’ils sont lubrifiés avec de l’huile. L'injection d'un brouillard d'huile dans le flux d'air peut lubrifier en continu les vannes, les cylindres et les moteurs pneumatiques pour un fonctionnement correct et une longue durée de vie.
Il est important de placer le lubrificateur en dernier dans la canalisation pour garantir que la quantité correcte de lubrification atteint chaque appareil. Trop peu d’huile peut entraîner une usure excessive et provoquer une panne prématurée. D’un autre côté, un excès de pétrole dans le pipeline est un gaspillage et peut contaminer la zone environnante lorsque l’air évacué transporte le pétrole hors des outils et des vannes.
La lubrification intermittente peut être la pire des conditions car le film d'huile peut sécher et former de la boue ou du vernis sur les surfaces internes de l'équipement.
Les lubrificateurs des compagnies aériennes mesurent l'huile d'un réservoir dans le flux d'air en mouvement ; Lorsque l'air à grande vitesse passe à travers un venturi, il aspire l'huile vers le haut et à travers un capillaire, puis la laisse tomber dans le flux d'air.
L'air en mouvement brise l'huile en un brouillard (petites gouttelettes) ou un brouillard (gouttelettes plus grosses) et l'emporte en aval dans l'appareil pneumatique. Dans un lubrificateur typique, tout l'air passe à travers le venturi dans des conditions de faible débit.
Dans des conditions de débit plus élevé, une vanne de dérivation à ressort s'ouvre pour diriger l'excès de débit autour du venturi vers un point en aval où il rejoint le débit lubrifié. Une vanne de réglage manuel règle le taux d'égouttement de l'huile et un voyant permet à l'opérateur de surveiller le débit. Un bouchon de remplissage permet de remplir le réservoir, souvent en polycarbonate. Les mêmes précautions concernant le polycarbonate s'appliquent aux lubrificateurs et aux filtres à air.
Les lubrificateurs ont généralement une plage de débit plus large qu'un régulateur ou un filtre de taille équivalente, mais leur chute de pression augmente assez rapidement à mesure que le débit augmente.
La perte de pression standard acceptable pour un lubrificateur est de 3 à 7 psig. Les lubrificateurs sont généralement sélectionnés en fonction de la taille des raccords de tuyauterie, de la capacité du réservoir d'huile et de la perte de pression admissible par rapport au débit. De nombreux fabricants publient un débit minimum pour que le venturi fonctionne correctement.
N'oubliez pas de tenir compte de cette perte de pression supplémentaire en aval lors du réglage du régulateur de pression. Réglez-le à la pression d'utilisation souhaitée plus la perte du lubrificateur (goutte).
La technologie innovante et à filetage unique de WAAL permet de gagner du temps grâce à l'installation facile des raccords d'air et des composants de contrôle de débit. En dehors de cela, nous proposons de nombreuses tailles d’unités FRL que vous pouvez choisir en fonction de votre application.
Bien! En plus des unités FRL prêtes à l'emploi, vous pouvez les personnaliser en fonction de vos besoins et de votre budget.
Bienvenue pour toute question ou demande de renseignements, n'hésitez pas à nous contacter.
