Souffleurs à lobes rotatifs Roots : un guide pratique de fonctionnement et de sélection

Comment fonctionnent réellement les souffleurs à lobes rotatifs Roots

Souffleurs de racines , souvent appelés surpresseurs volumétriques, fonctionnent selon un principe mécanique remarquablement simple mais efficace. À leur base se trouvent deux roues à lobes contrarotatives identiques (généralement deux ou trois lobes) qui tournent dans un boîtier usiné avec précision. La clé de leur fonctionnement est l'ensemble d'engrenages de distribution synchronisée qui empêche ces rotors de se toucher ou de toucher le boîtier. Lorsque les rotors tournent, de l'air ou du gaz est emprisonné dans les poches situées entre les lobes et le boîtier. Ce volume est transporté du côté admission vers le côté refoulement sans compression à l’intérieur de la soufflante. La compression se produit uniquement lorsque cet air est forcé dans la pression du système en aval à la sortie, créant un débit presque constant proportionnel à la vitesse de rotation.

Applications et utilisations industrielles principales

Les souffleurs de racines ne constituent pas une solution universelle ; ils excellent dans des scénarios spécifiques nécessitant une alimentation en air sans huile et des rapports de pression modérés. Leur principale force réside dans le déplacement de grands volumes de gaz contre des contre-pressions de système relativement faibles, généralement jusqu'à 1 bar (15 psi).

• Aération du traitement des eaux usées : L'application la plus courante, où ils fournissent l'oxygène vital nécessaire aux processus biologiques dans les réservoirs de boues activées. Leur fonctionnement sans huile est essentiel pour éviter de tuer la biomasse.
• Transport pneumatique : Utilisé pour transporter des matériaux secs en vrac tels que des poudres, des granulés et des pellets à travers des pipelines dans les industries alimentaires, du ciment et du plastique.
• Combustion et fours industriels : Fournir de l'air secondaire aux brûleurs pour améliorer le rendement énergétique et assurer une combustion complète.
• Manipulation des gaz de procédé : Déplacement de gaz comme le biogaz, l'hydrogène ou le dioxyde de carbone dans les usines chimiques et d'énergies renouvelables.

Critères de sélection critiques pour les ingénieurs

Choisir le bon ventilateur Roots nécessite d’analyser plusieurs paramètres interconnectés. Se concentrer uniquement sur le flux d’air peut conduire à un système sous-dimensionné ou inefficace.

Paramètres de performance clés

Vous devez définir le réel Débit volumique (par exemple, m³/min, CFM) dans des conditions d'entrée standard, la Pression (kPa, psig) au refoulement du ventilateur, et le Composition du gaz et température . Le type de gaz affecte la densité et la compatibilité des joints.

Comprendre la courbe du système

Un ventilateur ne fonctionne pas de manière isolée. Cela fonctionne contre un courbe de résistance du système . L'intersection de cette courbe et de la courbe de performance du ventilateur détermine le point de fonctionnement réel. Le calcul précis de la chute de pression du système à partir des tuyaux, des filtres, des diffuseurs et des vannes n'est pas négociable pour une sélection appropriée.

Options de configuration et de lecteur

Les surpresseurs Roots sont disponibles en packages intégrés ou en unités à arbre nu. La configuration du disque a un impact significatif sur l’encombrement et l’accès à la maintenance.

Pratiques essentielles d’installation et de maintenance

Une installation correcte prolonge la durée de vie et réduit le bruit et les vibrations. La fondation doit être rigide et de niveau pour éviter les contraintes de désalignement. Des connecteurs flexibles sur les canalisations d'entrée et de refoulement sont obligatoires pour isoler les vibrations du ventilateur. Un filtre d'entrée correctement dimensionné et accessible est crucial pour empêcher la poussière abrasive de pénétrer dans les espaces.

Liste de contrôle de maintenance de routine

• Quotidien/Hebdomadaire : Vérifiez et notez l'ampérage, les bruits inhabituels, les vibrations et la pression différentielle du filtre d'entrée.
• Mensuel/trimestriel : Inspectez les courroies d’entraînement (le cas échéant) pour vérifier leur tension et leur usure. Vérifiez le niveau et l'état de l'huile de la boîte de vitesses sur les unités intégrées.
• Annuellement : Changez l’huile de boîte de vitesses. Inspectez les engrenages de distribution et les jeux du rotor lors d'une révision majeure (selon l'intervalle du fabricant, souvent 40 000 heures).

Le point de défaillance le plus courant est le engrenages de distribution . L'usure permet ici le contact du rotor, conduisant à une défaillance rapide et catastrophique. Une analyse régulière de l’huile des entraînements par engrenages peut prédire cette usure.

Stratégies de contrôle du bruit et de réduction du bruit

Les souffleurs Roots génèrent des pulsations caractéristiques et un bruit de « gémissement », ce qui constitue un facteur majeur à prendre en compte. L'atténuation du bruit est généralement abordée avec silencieux intégrés ou additionnels à la fois à l'entrée et à la sortie. Pour les applications critiques, des enceintes acoustiques complètes peuvent être nécessaires. Le dimensionnement approprié des silencieux de décharge est particulièrement important pour gérer l’énergie de pulsation sans créer de contre-pression excessive. Tenez toujours compte de la chute de pression totale admissible du système lors de la sélection d'un équipement de silencieux.