Les compresseurs rotatifs à vis sont l'un des compresseurs les plus utilisés dans les applications industrielles. Dans cet article, nous allons élaborer son principe de fonctionnement. Comment l'air est-il comprimé et comment fonctionne la lubrification du compresseur ?
Il existe essentiellement deux types de compresseurs à vis : les compresseurs lubrifiés (à l'huile) et les compresseurs de type « sec ». Mark propose uniquement des compresseurs lubrifiés à l'huile, mais pour l'éducation, nous expliquerons également le principe de fonctionnement des compresseurs à vis sèches.
Les compresseurs à vis sèches n'ont pas, comme leur nom le suggère, de lubrifiant entre les vis. Le processus de compression peut se composer d'une ou deux étapes. Chacun est logé séparément. Une autre différence avec les compresseurs à vis lubrifiées est que les compresseurs secs nécessitent des pignons de distribution externes pour garantir le bon fonctionnement des rotors. Ces pignons de distribution sont logés séparément, mais nécessitent une lubrification constante pour fonctionner.
Les compresseurs à vis lubrifiées - dans la plupart des cas, le lubrifiant est de l'huile - ont un lubrifiant entre les pignons rotatifs. Ils ne nécessitent pas de pignons de distribution externes car l'huile est injectée entre les vis. Nous allons expliquer le principe de fonctionnement d'un compresseur d'air lubrifié à l'huile dans le paragraphe suivant.
Pour en savoir plus sur l'importance de la lubrification à l'huile, consultez notre article « Pourquoi l'huile est utilisée dans un compresseur rotatif à vis ».
Les compresseurs lubrifiés à l'huile sont équipés de deux circuits distincts : le circuit d'air et le circuit d'huile.
Dans le circuit d'air, l'air athmosphere est aspiré par le filtre et la soupape d'admission. Il est aspiré dans le compresseur et la compression démarre. Après cette étape, un mélange d'air comprimé et d'huile (voir : circuit d'huile) s'écoule dans le séparateur d'huile et le réservoir d'air via un clapet anti-retour. La vanne de sortie éjecte ensuite l’air par une vanne de pression minimum et un refroidisseur d’air.
La soupape de pression minimale garantit que, pendant le fonctionnement, la pression dans le réservoir du séparateur est supérieure à un certain niveau nécessaire à la lubrification. Le clapet anti-retour s'assure que l'air comprimé ne s'échappe pas. Lorsque le compresseur cesse de fonctionner, le clapet anti-retour et la soupape d'admission se ferment. De cette façon, l'air comprimé ne peut pas pénétrer dans le filtre à air.
L'huile est injectée directement dans les soupapes pour assurer la lubrification. La plus grande partie de cette huile est éliminée dans le réservoir d'air/séparateur d'huile. Par action centrifuge, les particules d'huile sont séparées de l'air comprimé. L'huile est recueillie dans une partie du séparateur d'huile qui fonctionne comme un récipient. Le circuit d'huile comporte également une soupape de dérivation. Cette soupape permet de s'assurer que l'alimentation du refroidisseur d'huile est coupée lorsque la température est inférieure à une certaine température. De cette façon, l'huile n'est pas refroidie inutilement.
Après le réservoir d'air/séparateur d'huile, l'huile est forcée - par la pression d'air - à travers le filtre à huile et la vanne d'arrêt. Si la température de l'huile est supérieure au point de consigne, la soupape de dérivation laisse l'huile s'écouler dans le refroidisseur d'huile. La vanne d'arrêt s'assure que l'élément compresseur n'est pas noyé avec de l'huile lorsque les opérations s'arrêtent ou s'arrêtent.
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