La plupart des systèmes de transport pneumatique sont conçus à partir du ventilateur, en remontant le flux. Le diamètre de la conduite est calculé, les coudes sont comptés, le filtre est dimensionné et les vannes sont installées dans l'espace restant. Ensuite, le système fonctionne avec 20 pour cent d'air en plus que ce que le calcul avait promis, et la vanne devient le suspect. Cette note porte sur l'endroit où cette pression va réellement, ce que chaque type de vanne ajoute, et comment comparer deux options avant l'achat plutôt qu'après la mise en service.

Une vanne est un petit élément sur une longue ligne, et sur un système en phase diluée, elle ne représente vraiment qu'une petite part du budget de pression total. Le problème, c'est qu'il s'agit de l'élément dont la géométrie est la moins prévisible. Un tuyau reste un tuyau : un fabricant connaît l'alésage et le rayon de courbure. Une vanne possède un corps, un siège, un actionneur, une obstruction dans le trajet d'écoulement et, sur un aiguillage, une branche qui modifie la direction du matériau. Tout cela se trouve dans la ligne et rien de tout cela n'apparaît dans le calcul de transport pneumatique à moins que quelqu'un ne l'y intègre.

Le résultat est un système où le ventilateur est choisi pour une pression que la ligne ne fournit pas réellement. Le correctif rapide habituel consiste à augmenter le volume d'air, ce qui augmente la vitesse, ce qui augmente l'usure de chaque coude en aval de la vanne. C'est ainsi qu'un problème de perte de charge se transforme en problème de maintenance dix-huit mois plus tard.

La perte de charge n'a de sens que par rapport à une référence, et la référence est définie par le mode de transport.

Vitesse élevée, faible charge en solides et pression du système généralement inférieure à 1 bar. Le matériau se déplace en suspension à une vitesse comprise entre 15 et 30 m/s, et la pression chute de manière assez uniforme le long de la ligne car le frottement est réparti. Dans ce mode, une vanne peut représenter quelques pour cent du total, mais comme l'ensemble du système fonctionne à basse pression, quelques pour cent font la différence entre un ventilateur standard et le modèle de taille supérieure.

Faible vitesse, forte charge en solides et pression du système de 1 à 6 bars. Le matériau se déplace par bouchons ou par vagues à 3 à 8 m/s. Le profil de pression est irrégulier : il monte pendant qu'un bouchon se forme, se maintient pendant que le bouchon avance, et chute lorsqu'il se dégage. La part de la vanne dans le total est plus faible en pourcentage — les valeurs absolues sont simplement plus grandes — mais la vanne se trouve désormais dans une zone de haute pression et doit maintenir cette pression pendant son fonctionnement, ce qui constitue une exigence mécanique plutôt qu'une exigence d'écoulement.

Si vous hésitez encore sur le mode adapté à votre matériau, la comparaison générale se trouve sur notre vannes de transport pneumatique ; le reste de cette note suppose que vous en avez choisi une.

Les chiffres ci-dessous correspondent à l'ordre de grandeur que nous observons en pratique, exprimé en longueur équivalente de tuyau droit de même diamètre intérieur. Ils servent à comparer les types entre eux. Ils ne remplacent pas la vérification de votre propre ligne et supposent une vanne entièrement ouverte.

Deux choses découlent de ce tableau. La première est qu'une vanne à pincement à passage intégral n'est pas seulement à faible perte, elle est presque invisible pour le système, c'est pourquoi elle est courante sur les services abrasifs où l'on ne peut pas se permettre de vitesse. La seconde est que sur un aiguillage, la perte de charge appartient à la géométrie de la branche plutôt qu'à la vanne, de sorte que déplacer la branche ou allonger la transition peut compter plus que changer la vanne.

Notre vanne à pincement pneumatique série VF est le cas à passage intégral : DN40 à DN300, corps en aluminium bridé, le manchon assurant l'étanchéité et l'alésage restant continu. Pour la commutation de ligne, le choix entre aiguille à bille KFQ, Dérivateur à fiche KFZ et Dérivateur à volet VAB est généralement déterminé par les conditions d'étanchéité et l'abrasion des matériaux plutôt que par la perte de charge seule. Lorsqu'une fermeture compacte est nécessaire entre les brides, la vanne papillon à siège gonflable PZD échange une petite perte permanente contre une très courte longueur face-à-face.

L'air est la partie coûteuse d'un système pneumatique, et il est coûteux proportionnellement à la pression. Un ventilateur ou un compresseur délivrant un volume donné contre une pression plus élevée consomme plus de puissance, et la relation est presque linéaire dans la plage d'une machine donnée. Augmentez la perte de charge de la ligne de 10 pour cent à volume inchangé et vous payez environ 10 pour cent de plus pour faire fonctionner l'alimentation en air, chaque heure, pendant toute la durée de vie de l'usine.

C'est l'argument honnête en faveur d'une vanne à faible perte de charge. Elle est rarement gagnée sur le prix d'achat, car une vanne à passage intégral coûte généralement plus cher qu'un papillon à wafer. Elle est gagnée sur le coût d'exploitation, et sur le fait qu'une vanne qui n'ajoute pas de vitesse n'ajoute pas d'usure aux coudes situés en aval.

Le transport en phase dense change le calcul. Là, le compresseur fonctionne à plusieurs bars, et l'air comprimé à cette pression coûte nettement plus cher au mètre cube que l'air basse pression d'une soufflante. En phase dense, l'argument en faveur de la réduction de toute restriction est plus fort, et non plus faible.

La position compte autant que le type, et c'est l'aspect le plus souvent négligé car l'implantation est fixée par l'usine plutôt que par l'ingénieur en transport.

La perte de charge d'une vanne n'est pas fixe à vie. Deux facteurs la font évoluer.

Le premier est l'usure du siège. Un siège en élastomère qui a subi l'action de matières abrasives perd son profil, la ligne d'étanchéité s'élargit, et une vanne qui était étanche au début de la campagne commence à fuir en interne. Sur un aiguilleur, c'est pire que sur une vanne d'arrêt, car une branche inactive qui fuit vole de l'air à la branche de transport sans se manifester par une fuite visible.

Le second est le gonflement et le durcissement du manchon ou du siège. Le caoutchouc naturel durcit avec la chaleur et avec certaines huiles ; l'EPDM résiste aux deux mais gonfle dans certains services d'hydrocarbures. Un manchon durci s'ouvre moins complètement à la même pression d'air, ce qui étrangle silencieusement la ligne. Si la capacité d'un système diminue progressivement sur une année, vérifiez le manchon avant de blâmer le ventilateur.

C'est pourquoi nous traitons le manchon et le siège comme des pièces d'usure à remplacer selon un calendrier plutôt que comme des défaillances. Le choix des matériaux pour ces pièces est couvert plus en détail dans notre guide de vanne pour poudres et solides en vrac.

Avant de spécifier, inscrivez ces quatre chiffres sur une seule ligne :

Si la réponse au troisième point est non, l'argument de la perte de charge est déjà perdu — un réducteur vers une vanne plus petite coûte plus que ce que la vanne permet d'économiser. Cette seule vérification élimine la plupart des mauvaises sélections que nous voyons.

Si vous nous envoyez le matériau, le débit en tonnes par heure, la distance de convoyage et un croquis de la ligne avec les positions des vannes indiquées, nous vous dirons quelle vanne nous installerions à chaque point et où nous pensons que la pression ira réellement. Si la réponse est que notre vanne est le mauvais choix pour un emplacement, nous le dirons. Écrivez à zjxnjx@126.com, ou consultez la gamme complète sur notre liste de produits.

ZHEJIANG XINGNENG MACHINERY CO., LTD. fabrique des vannes à pincement, des vannes d'aiguillage, des vannes à iris et des vannes papillon à siège gonflable pour les poudres, les solides en vrac et le transport pneumatique.