comment fonctionnent les compresseurs d'air
- 21 mars 2023
Les compresseurs d'air sont essentiels au fonctionnement des usines et des ateliers du monde entier. Mais ils ne l'ont pas toujours été. Dans le contexte historique de l'âge des machines, le compresseur d'air est une invention relativement nouvelle.
Avant l'avènement des compresseurs d'air, de nombreux outils étaient alimentés par des systèmes complexes avec des roues, des courroies et d'autres gros composants. De telles machines sont lourdes et coûteuses et sont souvent hors de portée pour de nombreuses petites opérations. De nos jours, les compresseurs d'air sont disponibles en différentes tailles et conceptions, et vous pouvez les trouver n'importe où, des énormes lieux de travail au garage de votre voisin.
Dans cet article, nous expliquerons le fonctionnement d'un compresseur d'air, couvrant tout, de son objectif de base à la façon dont différents compresseurs gèrent l'air.
comment fonctionne un compresseur d’air ?
Un compresseur d'air fonctionne en exploitant la puissance de l'atmosphère, en pressurisant l'air pour créer de l'énergie potentielle qui peut être stockée pour une utilisation future. Imaginez un ballon gonflé : la pression accumulée est relâchée lorsque le ballon est relâché, transformant l'énergie potentielle en énergie cinétique. Cette conversion d'énergie peut ensuite être utilisée pour entraîner divers outils pneumatiques.
Les principes de fonctionnement des compresseurs d’air industriels s’apparentent à ceux des moteurs à combustion. En règle générale, le fonctionnement d'un compresseur d'air implique un cylindre de pompe, un piston et un vilebrequin, tous travaillant en tandem pour transférer de l'énergie pour une myriade de tâches. Ces éléments fondamentaux permettent au compresseur de fournir de l'air pour gonfler des articles tels que des pneus ou des jouets de piscine, ainsi que pour alimenter des outils tels que des perceuses, des pistolets à clous, des meuleuses, des ponceuses et des pistolets pulvérisateurs.
Les compresseurs d'air font partie intégrante d'une multitude d'outils et de machines qui améliorent notre vie quotidienne, des clés à chocs aux unités de climatisation. Leur rôle en matière de confort, d’abri, d’automatisation et d’efficacité ne peut être surestimé. Malgré leurs puissantes capacités, les compresseurs d’air sont compacts et légers par rapport aux autres sources d’énergie centralisées. Ils sont également durables, nécessitent moins d’entretien et offrent une plus grande mobilité que les machines traditionnelles, ce qui en fait un choix privilégié dans de nombreuses industries.
Types de compresseurs d'air volumétriques
Étant donné que le déplacement positif est le type de méthode de compression d'air le plus courant, il existe de nombreux types de compresseurs d'air à déplacement positif. Cependant, chacun fonctionne différemment. Voici quelques types des différents types de compresseurs d'air à déplacement positif :
compresseur d'air à vis rotative
Les compresseurs rotatifs à vis sont typiques pour une utilisation industrielle et sont disponibles dans des tailles adaptées à de nombreuses applications. À l'intérieur du moteur de ces compresseurs se trouvent deux vis qui tournent continuellement dans des directions opposées. Le mouvement de la vis crée un vide qui aspire l'air. L'air est emprisonné entre les filets de la vis et comprimé lorsqu'une force est appliquée entre eux. Enfin, il passe par la sortie ou dans le réservoir sécurisé. La plupart des compresseurs rotatifs à vis sont de taille industrielle et lubrifiés à l'huile, mais des conceptions de compresseurs sans huile sont également disponibles.
Voici une introduction plus technique sur le fonctionnement des compresseurs rotatifs à vis à injection d'huile :
- L'air atmosphérique entre dans le compresseur au niveau de la soupape d'admission.
- La vanne de régulation reçoit de l'air à travers la ligne de contrôle de pression, un processus qui définit la pression d'air dans le système.
- L'air entre ensuite dans le compresseur, où il se combine avec l'huile pour former un brouillard.
- Lorsque les deux vis intérieures sont tournées dans des directions opposées, l'air se déplace le long de leurs longueurs.
- Le mouvement de la vis crée un vide qui emprisonne et comprime l'air dans l'espace entre les vis.
- Tout en se mélangeant à l'huile sous forme de brouillard, de l'air sous pression est poussé à travers la sortie et dans le réservoir du séparateur d'huile primaire.
- La force centrifuge à l'intérieur du réservoir fait que la plupart des molécules d'huile forment des gouttelettes et s'accumulent au fond sous forme d'huile réutilisable.
- L'air pénètre ensuite dans le filtre de séparation secondaire, qui élimine davantage d'huile et purifie davantage l'air.
- L'air exempt d'huile quitte le système et est stocké dans un réservoir ou immédiatement utilisé dans les outils ou machines pneumatiques connectés.
Compresseur d'air alternatif/à piston
Les types de compresseurs d'air les plus courants sont les compresseurs à piston. Dans un compresseur d'air alternatif, la rotation du rotor force le piston à monter et descendre. Lorsque le piston descend, de l'air séparé est aspiré dans la chambre. Ensuite, lorsque le piston remonte, l'air est comprimé et refoulé vers l'extérieur. Certains compresseurs qui n'utilisent qu'un seul piston sont appelés compresseurs à un étage. D'autres compresseurs, appelés compresseurs à deux étages, utilisent deux pistons et sont capables de pressuriser plus d'air. Le fonctionnement des compresseurs d'air peut varier selon la conception. Deux cycles de compression différents peuvent être utilisés dans les compresseurs d'air à piston : compresseur d'air à un étage vs compresseur d'air à deux étages
Compresseur d'air à un étage
Le piston comprime l'air une fois. La course correspond à un tour complet du piston d'entraînement du vilebrequin. Beaucoup de ces compresseurs sont parfaits pour les projets privés en raison de leur construction simple à un étage.
Voici les étapes techniques pour le fonctionnement d'un compresseur d'air à un étage :
- La rotation du rotor force les pistons individuels à monter et descendre.
- Lorsque le piston descend, l'air atmosphérique est aspiré dans la chambre de compression à travers une soupape ouverte.
- L'air est comprimé lorsqu'il est poussé dans la chambre de sortie lorsque le piston monte.
- L'air comprimé est ensuite poussé via la sortie du compresseur.
Compresseur d'air à deux étages
Le premier piston comprime l'air, puis le déplace vers le plus petit cylindre, et l'autre piston comprime davantage l'air. Le compresseur peut produire des pressions plus importantes grâce à cette conception, ce qui le rend parfait pour les usines et les ateliers.
Voici comment fonctionne un compresseur d'air à deux étages :
- Le rotor tourne pour contrôler les deux pistons simultanément, forçant chaque piston à monter et descendre dans des directions opposées.
- Le plus gros piston aspire l'air dans la première chambre de compression et le pousse vers le refroidisseur intermédiaire.
- Les refroidisseurs intermédiaires utilisent un flux continu d'eau pour refroidir l'air.
- Le piston plus petit comprime beaucoup d'air dans un espace compact, le pressurisant davantage.
- Un petit piston pousse ensuite l'air comprimé à travers la sortie.
Compresseurs axiaux
Un compresseur axial est un compresseur qui utilise une série de profils aérodynamiques rotatifs et fixes pour comprimer un fluide. Le principe de fonctionnement du compresseur à flux axial est que le fluide de travail pénètre dans le compresseur par l'entrée, puis s'écoule dans une direction parallèle à l'axe du rotor. Lorsque le fluide passe à travers les pales mobiles, de l'énergie cinétique est ajoutée au fluide et sa pression augmente, mais au prix d'une réduction de la vitesse relative du fluide. Le compresseur est constitué de rangées de profils aérodynamiques situées entre un tambour central et un carter fixe, chaque rangée étant fixée au tambour ou au carter de manière alternée. Le compresseur est entraîné par un arbre, qui est maintenu en place par des roulements à l'intérieur du boîtier. La pression du fluide peut encore être augmentée en ménageant des canaux diffuseurs entre les aubes.
Compresseurs centrifuges
Les compresseurs centrifuges fonctionnent en utilisant une roue rotative pour ajouter de l'énergie cinétique aux particules d'air, puis les ralentissent soudainement, augmentant la pression. L'impulseur est logé dans un logement ou un carter et possède une entrée et une sortie. Lorsque l'air pénètre dans la roue, il est aspiré au centre de la roue par les aubes radiales, puis poussé vers le centre par la force centrifuge lorsque la roue continue de tourner. Le mouvement radial du gaz ou de l'air augmente la pression et génère de l'énergie cinétique. L'air comprimé sort ensuite de la turbine et passe à travers un diffuseur, qui convertit l'air haute vitesse et basse pression en air haute pression et basse vitesse. L'air comprimé quitte ensuite le compresseur par le collecteur.
De quel compresseur d'air ai-je besoin ?
En tant que fabricant de compresseurs d'air, comprendre les besoins de nos clients est crucial. La taille du compresseur d'air dont vous avez besoin est largement déterminée par le type d'outils pneumatiques qu'ils utilisent et la fréquence de leur utilisation.
Tenez compte de ces facteurs essentiels lors de la détermination de la taille appropriée du compresseur d’air :
- CFM (Cubic Feet per Minute) : Il s'agit du volume d'air que le compresseur peut délivrer. Un CFM plus élevé permet le fonctionnement simultané de plus d’outils pneumatiques.
- PSI (livres par pouce carré) : Cette mesure indique la pression d'air que le compresseur peut générer. Des valeurs PSI plus élevées se traduisent par des outils pneumatiques plus puissants.
- Taille du réservoir : La capacité du réservoir dicte la durée pendant laquelle le compresseur peut fonctionner avant qu'une recharge ne soit nécessaire. Opter pour un réservoir plus grand réduit les temps d’arrêt.
- Portabilité : Si le compresseur doit être déplacé fréquemment, un modèle conçu pour la portabilité serait avantageux.
Voici quelques recommandations générales pour sélectionner une taille de compresseur d’air en fonction de l’intensité de la tâche :
- Tâches légères : un compresseur de 1 à 5 CFM et un réservoir de 2 à 5 gallons devraient suffire.
- Tâches à usage moyen : Un compresseur offrant 5 à 10 CFM avec un réservoir de 5 à 10 gallons est recommandé.
- Tâches lourdes : un compresseur fournissant 10 à 15 CFM et un réservoir de 10 à 20 gallons devraient suffire.
Il s’agit de lignes directrices générales qui peuvent ne pas s’appliquer à toutes les situations. Il est conseillé de consulter un professionnel des compresseurs d'air ou d'effectuer des recherches approfondies en ligne pour identifier la taille de compresseur d'air la plus adaptée à vos besoins spécifiques. N'oubliez pas que choisir le bon compresseur d'air améliore non seulement la productivité, mais prolonge également la durée de vie de vos outils pneumatiques.
BISON
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