Pour dimensionner l'alimentation en air comprimé d'une pompe pneumatique à double membrane (AODD), localisez d'abord le débit de liquide et la pression de refoulement requis sur la courbe de performances exacte de la pompe. Lisez la pression d'entrée d'air et la consommation d'air à ce point de fonctionnement, puis confirmez que le compresseur, le récepteur, le collecteur, la conduite de dérivation, le régulateur et les raccords peuvent fournir ce débit d'air à la pompe pendant que d'autres équipements fonctionnent. La pression de l'air seule ne suffit pas : la pompe a également besoin d'un volume d'air adéquat.
Commencez par le point de fonctionnement de la pompe
Ne dimensionnez pas le système d'air en fonction de la taille de l'orifice de la pompe, du débit maximum ou de la pression d'air maximale. Commencez par la tâche que le processus requiert réellement :
- Débit de liquide requis dans des conditions normales et maximales
- Pression de refoulement totale, y compris la hauteur statique, la friction des canalisations, les vannes, les filtres et l'équipement de traitement
- Condition d'aspiration ou d'aspiration inondée
- Viscosité, température, solides et densité du fluide
- Heures de fonctionnement prévues et si le service est continu ou intermittent
Utilisez la courbe de performances pour connaître la taille exacte de la pompe, la configuration de la membrane et la base de test. Le débit maximum publié représente normalement des conditions de test favorables et ne constitue pas une valeur fiable de dimensionnement du compresseur.
Comment lire la consommation d'air d'une pompe AODD à partir d'une courbe de performance
- Trouvez le débit de liquide requis sur l'axe horizontal.
- Passez à la pression de refoulement requise sur l'axe vertical.
- Identifiez la courbe de pression d'entrée d'air qui passe par le point de fonctionnement.
- Lisez le contour de la consommation d'air au même point, généralement exprimé en SCFM, Nm³/h ou une autre unité d'air standard.
Les conseils de Wilden en matière de courbe de performances utilisent un exemple de point de fonctionnement de 90 gpm à une pression de refoulement de 50 psig. La courbe illustrée indique une pression d'entrée d'environ 90 psig et une consommation d'air d'environ 72 SCFM. Ces chiffres démontrent uniquement la méthode de lecture ; ce ne sont pas des valeurs universelles pour d'autres pompes ou fonctions.
La pression et le débit d'air résolvent différents problèmes
La pression de l'air fournit la force nécessaire pour surmonter la résistance côté liquide. Le flux d'air fournit le volume nécessaire pour maintenir les diaphragmes en cycle au rythme requis. Un manomètre peut indiquer une pression statique adéquate alors qu'un tuyau, un régulateur, un raccord rapide ou un collecteur sous-dimensionné prive la pompe de nourriture pendant le fonctionnement.
Si la pression au niveau de la pompe chute fortement lorsque la pompe accélère, vérifiez la pression dynamique et le débit d'air à l'entrée plutôt que d'augmenter automatiquement le réglage du régulateur. Une pression excessive peut augmenter la consommation d'air et l'usure sans corriger une conduite d'alimentation restreinte.
Dimensionnez le compresseur en fonction de l'air délivré, et non de la puissance nominale
Comparez les besoins de la pompe avec le débit d'air libre nominal du compresseur à la pression requise. Ne comptez pas uniquement sur la puissance ou la cylindrée du moteur. La sortie du compresseur change en fonction de la pression, de la méthode de contrôle, des conditions ambiantes et de la configuration de l'emballage.
Pour plusieurs utilisateurs d'air, calculez la demande simultanée de pointe :
Débit d'air délivré requis = somme de la demande simultanée de la pompe + autre demande d'air simultanée + une tolérance technique pour les fuites, le comportement de contrôle et l'incertitude future.
La tolérance doit être choisie en fonction des fuites mesurées de l'usine, des commandes du compresseur et du modèle de fonctionnement. Un pourcentage arbitraire ne peut pas remplacer une étude de demande lorsque la production dépend du système d'air.
Contrôle illustratif du compresseur
Si une courbe de pompe exacte indique 72 SCFM au service requis, le système de compresseur doit fournir au moins ce volume à la pression requise après avoir pris en compte chaque consommateur et perte de pression simultanés. L'exemple de Wilden convertit 72 SCFM en un compresseur d'environ 16 ch en utilisant SCFM ÷ 4,5, puis arrondit à une taille standard de 20 ch. Traitez ceci comme un exemple de sélection, et non comme une spécification d'achat : vérifiez le FAD publié à la pression du compresseur sélectionné.
Vérifiez le trajet d'air complet
Un compresseur correctement dimensionné ne peut pas compenser un système de distribution restrictif. Examinez chaque composant entre le récepteur et la pompe :
- Diamètre interne du collecteur principal et de l'embranchement
- Longueur, alésage et matériau du tuyau
- Capacité de débit du filtre et du régulateur à la pression choisie
- Raccords rapides, vannes d'arrêt, coudes et silencieux
- Chute de pression lorsque tous les équipements attendus fonctionnent
- Contrôle de l'eau, de l'huile et des particules requis par le manuel de la pompe
Spécifiez les régulateurs et les filtres en fonction du débit nominal et de la chute de pression acceptable, et non uniquement de la taille du raccordement. Utilisez un manomètre à proximité de l'entrée de la pompe et enregistrez la pression pendant que la pompe délivre le débit de liquide requis.
Prévenez les problèmes d'échappement froid et de givrage
L'air comprimé en expansion se refroidit lorsqu'il s'échappe. Des taux de cyclage élevés, l'humidité de l'air, une température ambiante basse ou un silencieux restreint peuvent favoriser le givrage et un fonctionnement instable. Les travaux correctifs peuvent inclure l'amélioration du séchage et du drainage de l'air, la réduction des cycles inutiles, la vérification du chemin d'échappement et la sélection d'une pompe ou d'un système d'air approprié. Suivez les instructions de lubrification du fabricant de la pompe ; L'ajout d'un lubrificateur à une pompe conçue pour fonctionner sans huile peut créer des problèmes de maintenance.
Estimez le coût de fonctionnement de l'air comprimé
Pour les décisions d'achat, comparez les pompes au même point de fonctionnement liquide. Le SCFM total à lui seul peut être trompeur si les pompes délivrent un débit de liquide différent. Une mesure utile pour l'usine est l'air standard consommé par unité de liquide transféré.
Une estimation annuelle de base est :
Coût annuel de l'air = consommation d'air en service × heures de fonctionnement × coût de l'air comprimé spécifique au site.
Utilisez le coût mesuré de l'installation par volume standard d'air comprimé, y compris l'électricité et les hypothèses de maintenance pertinentes. Les tarifs de l'électricité, l'efficacité des compresseurs, le profil de charge et les fuites varient considérablement, c'est pourquoi un prix générique ne doit pas être présenté comme une offre client.
Erreurs de dimensionnement courantes
- Sélection d'un compresseur à partir de la pression d'entrée de la pompe en ignorant le SCFM ou le Nm³/h
- Utiliser le point de débit maximum de la pompe au lieu du point de fonctionnement réel
- Ignorer la demande simultanée d'autres pompes et équipements pneumatiques
- Dimensionnement des tuyaux, des régulateurs ou des raccords uniquement en fonction de la taille nominale du raccordement
- Comparer la puissance du compresseur sans vérifier les données sur l'air délivré à la pression
- Augmentation de la pression de l'air pour compenser les restrictions d'aspiration ou de refoulement
- En supposant qu'une courbe de performances s'applique à chaque configuration de membrane et de vanne
Informations à inclure dans une demande de prix pour une pompe AODD
Envoyer le fluide, la viscosité et la température ; détails des solides ; débit requis ; état d'aspiration ; pression de décharge ; tailles et longueurs de tuyaux ; heures d'ouverture; pression atmosphérique disponible ; volume d'air disponible ; type de compresseur ; qualité de l'air; nombre d'utilisateurs aériens simultanés ; exigences relatives aux zones dangereuses ; et tout modèle de pompe existant. Cela permet d'examiner la pompe et l'alimentation en air comme un seul système.
Questions fréquemment posées
Puis-je dimensionner une pompe AODD à partir du seul PSI ?
Non. PSI indique la pression, tandis que SCFM ou Nm³/h indique un débit d'air standard. La pompe a besoin de suffisamment des deux au point de fonctionnement.
Pourquoi ma pompe perd-elle du débit même si le manomètre semble normal ?
Le manomètre peut indiquer la pression statique mais pas la pression disponible pendant le débit d'air de pointe. Un petit tuyau, un régulateur sous-dimensionné, un raccord restrictif, une conduite de dérivation partagée ou un débit de compresseur inadéquat peuvent entraîner une perte de pression dynamique.
Dois-je utiliser la consommation d'air maximale de la pompe pour le dimensionnement du compresseur ?
Utilisez la courbe de performance exacte au service requis, puis évaluez les conditions de pointe et futures. La consommation maximale peut être utile comme limite, mais elle peut surdimensionner le système si la pompe n'y fonctionne jamais.
Un compresseur peut-il alimenter plusieurs pompes à membrane ?
Oui, si sa capacité délivrée, son récepteur et son système de distribution peuvent supporter la demande simultanée maximale à la pression requise. Les hypothèses de diversité doivent refléter la séquence de fonctionnement réelle.
Un raccordement d'air plus grand résout-il toujours les faibles débits ?
Non. La restriction peut être ailleurs, et un faible débit de liquide peut également résulter d'une hauteur d'aspiration, d'une viscosité, de vannes bloquées, de pièces usées du côté humide ou d'une résistance de décharge excessive. Diagnostiquez les côtés air et liquide.
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Conseils de candidature uniquement. Confirmez la courbe exacte de la pompe, la capacité du système d'air, les exigences d'installation et la documentation actuelle du fabricant avant de commander.