Souffleur pour lame d'air : comment dimensionner, sélectionner et alimenter votre système de soufflage

Une lame d'air de 1,2 m de large sur une ligne de mise en conserve a besoin d'environ 600 CFM à 2 psi pour éliminer l'eau de rinçage avant le codeur de date. Achetez cet air auprès d'un compresseur d'usine et vous faites fonctionner une machine de 75 kW pour effectuer le travail qu'un ventilateur de 15 kW peut effectuer.

Cet écart est la raison pour laquelle les lames d'air entraînées par soufflante ont pris en charge le soufflage, le séchage et l'élimination continue des débris. C’est aussi la raison pour laquelle le souffleur mérite plus d’attention que le couteau. Le couteau règle la pression et le débit. Le ventilateur fixe la facture énergétique, le niveau sonore et le calendrier d'entretien pour les dix prochaines années.

Pourquoi un souffleur bat l'air comprimé en matière de soufflage

Une lame d'air entraînée par un ventilateur est moins chère à utiliser qu'une lame à air comprimé pour presque toutes les tâches de soufflage qui durent plus de quelques minutes par heure.

La raison est arithmétique. L'air comprimé est généré entre 90 et 110 psi, puis régulé jusqu'aux 1 à 3 psi réellement utilisés par le couteau. Chaque psi jeté était déjà payé au compresseur. Un ventilateur génère de l'air à la pression dont le couteau a besoin, de sorte que la même tâche de soufflage est assurée avec une fraction de la puissance installée et une facture d'électricité beaucoup plus réduite.

Là où les deux approches se divisent en pratique :

Règle générale : si un point de soufflage fonctionne plus de 2 000 heures par an et nécessite plus de 100 CFM, un ventilateur remboursera généralement son coût d'investissement en 12 à 24 mois uniquement en énergie.

L'air comprimé gagne encore à quelques endroits. Des machines qui se déplacent entre les stations, des points de soufflage qui se déclenchent pendant deux secondes par cycle et tout ce qui est inférieur à environ 50 CFM de demande constante. Au-dessus de cette ligne, un compresseur devient le moyen de déplacement d’air le plus coûteux que vous puissiez acheter.

Adaptation du type de souffleur à la pression et au débit du couteau

Le type de souffleur découle de deux nombres : la pression requise à l’entrée du couteau et le débit total demandé par le couteau.

Pour un soufflage large et sans huile à haut débit, une machine centrifuge multicellulaire à entrée et haut débit est généralement le premier type qui vaut la peine d'être évalué. Il maintient la pression sur une large bande de débit, évacue de l'air qui ne contaminera pas les aliments, les films ou les surfaces enduites, et tolère les longs conduits dont ont besoin les larges lames d'air.

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Si le couteau se trouve au bout d’une longue tête ou nécessite 5 psi ou plus, une machine à lobes rotatifs est le choix le plus honnête. Le déplacement positif maintient le débit presque quelle que soit la pression du système, au prix d'un bruit plus élevé et d'une charge de maintenance plus lourde. Pour une étude plus large de la manière dont ces familles sont utilisées dans les plantes, le site conserve un guide pratique sur les types et applications de ventilateurs industriels .

Dimensionnement du ventilateur et du chemin d'air ensemble

Le ventilateur, le couteau et les conduits doivent être dimensionnés comme un seul système, car un couteau évalué à 2 psi ne délivrera jamais 2 psi à l'extrémité d'un tuyau sous-dimensionné.

1. Commencez par le couteau. Un couteau de 12 pouces avec un écart de 0,06 pouces fonctionnant à 1,5 psi tire environ 55 à 90 CFM. Mettez cela à l'échelle linéairement avec la longueur du couteau, puis ajoutez le débit de chaque branche alimentée par le même ventilateur.
2. Ajoutez la perte de conduit. Maintenez la vitesse de décharge en dessous d'environ 3 500 pieds/min et utilisez le plus grand tuyau ou tuyau que l'entrée du couteau accepte. Chaque coup de coude, chaque départ et chaque réduction soudaine coûtent une pression que vous avez déjà payé pour générer.
3. Ajoutez une marge de travail. Dix à quinze pour cent couvrent un filtre d'entrée chargé, un après-midi chaud et l'altitude du site. Le dimensionnement au chiffre calculé laisse le couteau faible après le premier mois de fonctionnement.
4. Décidez de la manière dont le débit sera réduit. Une vanne d'étranglement gaspille l'énergie que vous avez économisée. Un entraînement à fréquence variable modifie la vitesse du ventilateur en fonction du produit, et sur une ligne qui utilise plusieurs produits, il s'agit généralement de l'économie la plus importante disponible.

Bruit, chaleur et calendrier d'entretien

Une lame d'air est bruyante de par sa conception, et un ensemble de ventilateur ouvert ajoute souvent plus de son que la lame elle-même, de sorte que l'acoustique appartient aux spécifications plutôt qu'à la conversation après-vente.

Un boîtier sans boîtier se situe généralement entre 85 et 95 dB(A) à un mètre. Le couteau ajoute une composante haute fréquence dans la bande de 2 à 8 kHz qui est plus difficile à absorber que le bruit du moteur basse fréquence. Avec un taux de change de 5 dB, le temps d'exposition autorisé double à chaque fois que vous supprimez 5 dB(A).

Une enceinte acoustique résout la plupart du problème, à condition qu'elle soit conçue pour faire partie du trajet de l'air plutôt que de la laisser tomber sur la machine. Les panneaux ont besoin de suffisamment d'espace libre pour refroidir l'air, le filtre d'entrée doit rester accessible sans démonter le boîtier et le conduit d'évacuation doit être isolé afin que les vibrations du panneau ne deviennent pas une nouvelle source de bruit. Un boîtier correctement dimensionné réduit généralement un boîtier entre 70 et 75 dB(A) à un mètre tout en maintenant l'augmentation de la température du moteur dans les limites.

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La chaleur et l’usure sont les autres coûts à long terme. Les machines à racines lubrifiées à l'huile et les unités entraînées par courroie nécessitent un contrôle régulier sur plusieurs éléments, tandis que les machines turbo sans huile fonctionnent pour une alimentation en air propre et une surveillance électronique de l'état. Quel que soit l'itinéraire emprunté, inscrivez-les sur la fiche de maintenance avant la mise en service :

• Pression différentielle du filtre d'entrée, vérifiée mensuellement sur sites poussiéreux
• Tension des courroies et alignement des poulies sur les emballages entraînés par courroie
• Niveau d'huile, état de l'huile et acheminement du reniflard sur les unités lubrifiées
• Tendance de la température et des vibrations des roulements, enregistrée plutôt que surveillée
• Température de refoulement, qui augmente d'abord lorsqu'un filtre se bouche

Coût du cycle de vie : où va réellement l’argent

Sur une durée de vie de dix ans, l'énergie représente environ 75 à 85 pour cent du coût de possession d'un ventilateur pour lame d'air. Le capital, la maintenance et les temps d’arrêt constituent le reste.

Cette division change la façon dont les spécifications doivent être rédigées. Une machine qui coûte vingt pour cent de plus mais consomme quinze pour cent d’énergie en moins est presque toujours l’achat le moins cher. Le tableau ci-dessous montre la consommation d'énergie relative indicative pour le même service de soufflage.

L’efficacité n’est que la moitié de l’argument. La suspension pneumatique et les turbocompresseurs à roulements magnétiques éliminent le système d'huile, les engrenages et la plupart des consommables de routine, ce qui est important sur les lignes qui ne peuvent pas s'arrêter pour un changement de roulement.

Souffleur turbo centrifuge à grande vitesse à suspension pneumatique Turbo-soufflante à suspension pneumatique sans huile pour conduites à service continu ; la conception centrifuge à grande vitesse élimine la boîte de vitesses et le système d'huile de lubrification, réduisant ainsi l'entretien de routine. Voir le produit →

Les calculs du cycle de vie ne sont valables que si le fournisseur prend toujours en charge la machine au cours de la huitième année. Il vaut la peine de vérifier la documentation de service et les pratiques en matière de pièces de rechange, et pas seulement la courbe de performances. Un fournisseur tel que Rongheng, un fabricant de souffleurs basé à Nantong , publie des dossiers de maintenance de retour pour les unités installées aux côtés de ses gammes racines, centrifuges à plusieurs étages, rotatives et à suspension pneumatique, ce qui est le genre de preuve qui vous indique si une machine sera encore utilisable dans une décennie.

Foire aux questions

De quelle taille de souffleur ai-je besoin pour une lame d'air ?

Multipliez la longueur du couteau par le débit par unité de longueur à votre pression cible, puis ajoutez 10 à 15 pour cent pour la perte de conduit et la charge du filtre. Un couteau de 12 pouces à 1,5 psi tire généralement entre 55 et 90 CFM, donc un couteau de 48 pouces atterrit généralement entre 250 et 400 CFM.

Puis-je faire fonctionner une lame d'air à partir d'une conduite d'air comprimé existante ?

Oui, pour le service intermittent, les petits couteaux et les lignes pilotes, où la simplicité d'une connexion à air comprimé dépasse le coût de fonctionnement. Pour un service continu supérieur à environ 100 CFM, la pénalité liée à la génération d'air à 100 psi et à son utilisation à 2 psi est suffisamment importante pour qu'un ventilateur soit généralement rentabilisé en deux ans.

De quelle pression une lame d'air entraînée par un ventilateur a-t-elle réellement besoin ?

La plupart des systèmes sont spécifiés entre 0,7 et 3,5 psi à l'entrée du couteau. Plus de pression ne signifie pas automatiquement un meilleur séchage. Au-dessus d'environ 3 à 4 psi, le jet devient turbulent, le bruit augmente rapidement et une grande partie de l'énergie supplémentaire se transforme en chaleur et en son au lieu de vitesse d'impact.

Les lames d'air de soufflage nécessitent-elles un entraînement à fréquence variable ?

Pas toujours, mais un VFD est généralement l’économie d’énergie la moins chère disponible. Il permet au ventilateur de suivre le produit plutôt que le cas de conception, et élimine le besoin d'une vanne d'étranglement qui gaspillerait simplement la pression que le ventilateur a travaillé pour créer.

La séquence pratique est courte. Fixez la géométrie du couteau et la pression dont il a besoin. Ajoutez les pertes de conduits. Choisissez la famille de surpresseurs qui couvre cette pression au bon débit. Vérifiez ensuite le bruit et l'histoire de service avant l'histoire d'énergie.

Un système à lame d'air est jugé sur le résultat du séchage, mais il est payé sur le ventilateur.