Les compresseurs à vis constituent le pilier des opérations industrielles modernes, alimentant des chaînes de montage en fabrication jusqu'à la production pharmaceutique. Leur fiabilité et leur efficacité énergétique en font un choix privilégié pour les entreprises recherchant un approvisionnement en air comprimé constant. Comprendre leur mécanisme de fonctionnement permet non seulement une exploitation optimale, mais aussi aide à sélectionner le type approprié — à injection d'huile ou sans huile — pour des applications spécifiques. Examinons pas à pas ce processus et explorons les considérations critiques pour les utilisateurs industriels. Le principe de fonctionnement d'un compresseur à vis repose sur le déplacement positif de l'air par la rotation de rotors imbriqués. Voici une analyse détaillée étape par étape du processus, de l'admission d'air jusqu'à la livraison d'air à haute pression :
Étape 1 : Admission d'air
Le processus commence lorsque le moteur du compresseur entraîne le rotor mâle, qui à son tour fait tourner le rotor femelle (soit par engrènement direct, soit par engrenages de synchronisation). Lorsque les rotors commencent à tourner, les espaces entre les lobes des rotors (appelés « poches ») s'élargissent, créant une zone de basse pression au niveau de l'orifice d'admission d'air. Cette basse pression aspire l'air atmosphérique à travers un filtre, qui élimine la poussière, la saleté et d'autres contaminants afin de protéger les composants internes du compresseur.
Étape 2 : Compression
Lorsque les rotors continuent de tourner, des poches d'air sont piégées entre les lobes des rotors et le carter du compresseur. La conception imbriquée des rotors réduit progressivement le volume de ces poches au fur et à mesure qu'elles se déplacent vers le port de décharge. Cette réduction de volume augmente la pression de l'air, un processus connu sous le nom de compression par déplacement positif. Dans les modèles à injection d'huile, de l'huile de lubrification est injectée dans la chambre de compression à ce stade afin de refroidir l'air, d'étancher les espaces entre les rotors et de réduire le frottement.
Étape 3 : Séparation air-huile (modèles à injection d'huile uniquement)
Pour les compresseurs injectés à l'huile, le mélange air-comprimé-huile est évacué dans un réservoir séparateur. Là, le mélange est ralenti, permettant aux gouttelettes d'huile plus lourdes de s'accumuler au fond du réservoir. L'air passe ensuite à travers une série de filtres (y compris des filtres de coalescence) pour éliminer toute trace d'embrun d'huile, garantissant que l'air évacué réponde aux normes de pureté requises. L'huile séparée est refroidie, filtrée, puis recirculée dans la chambre de compression pour être réutilisée.
Étape 4 : Refroidissement et séchage
L'air comprimé génère de la chaleur en raison de la réduction de volume (compression adiabatique). Afin d'éviter d'endommager le compresseur et d'assurer un fonctionnement efficace, l'air comprimé est acheminé à travers un refroidisseur (à air ou à eau) afin d'en abaisser la température. Refroidir l'air réduit également sa teneur en humidité, car l'air plus froid peut retenir moins de vapeur d'eau. Dans les applications nécessitant de l'air sec, du matériel de séchage supplémentaire (comme des sécheurs à déshydratation ou des sécheurs frigorifiques) peut être installé en aval du compresseur.
Étape 5 : Évacuation et stockage
L'air comprimé refroidi, asséché et purifié est ensuite évacué du compresseur et stocké dans un réservoir de stockage d'air. Ce réservoir joue le rôle d'accumulateur, atténuant les fluctuations de pression et garantissant un approvisionnement régulier en air vers l'application. Il permet également à l'humidité restante de se condenser et de s'accumuler au fond, où elle peut être évacuée périodiquement.
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