Comprendre les différents types de compresseurs à déplacement positif

Une règle générale indique que les compresseurs volumétriques sont les mieux adaptés aux exigences de charge de base. Alors comment fonctionnent-ils ? Les compresseurs volumétriques aspirent l'air dans une ou plusieurs de leurs chambres de compression. Lorsque le volume de chaque chambre diminue par le déplacement d'une ou plusieurs pièces mobiles, la pression augmente.

Aujourd'hui, nous allons examiner différents types de compresseurs qui utilisent la compression volumétrique.

Compresseurs à pistons

Le compresseur à piston est le type de compresseur industriel le plus ancien et le plus répandu. Il est disponible en variantes à simple ou double effet, lubrifiées à l'huile ou sans huile, avec différents nombres de cylindres dans différentes configurations.

Les compresseurs à piston sans huile ont des segments de piston en polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou en carbone. Alternativement, la paroi du piston et du cylindre peut être profilée comme sur les compresseurs à labyrinthe. Les machines plus grandes sont équipées d'une traverse et de joints sur les axes de piston, et d'une pièce intermédiaire ventilée pour empêcher le transfert d'huile du carter vers la chambre de compression. Les petits compresseurs ont souvent un carter avec des roulements scellés en permanence.

Compresseurs rotatifs à vis

Développés dans les années 1930, les compresseurs volumétriques rotatifs sous forme de double vis ont deux parties principales - les rotors mâle et femelle, qui tournent dans des directions opposées tandis que le volume entre eux et le boîtier diminue. Chaque élément de vis a un rapport de pression intégré fixe qui dépend de sa longueur, du pas de la vis et de la forme de l'orifice de décharge. Pour atteindre une efficacité maximale, le rapport de pression intégré doit être adapté à la pression de travail requise.

Les compresseurs à vis sans huile modernes ont des profils de vis asymétriques qui réduisent les fuites internes et améliorent l'efficacité énergétique. Leurs engrenages externes sont le plus souvent utilisés pour synchroniser la position des rotors contrarotatifs. Comme les rotors n'entrent jamais en contact les uns avec les autres, aucune lubrification n'est nécessaire dans la chambre de compression et l'air comprimé produit est totalement exempt d'huile.

Les compresseurs à vis à injection de liquide utilisent une lubrification liquide dans leur chambre de compression et souvent avec leurs roulements de compresseur également. Le liquide refroidit et lubrifie les pièces mobiles de l'élément compresseur, ce qui refroidit l'air comprimé et réduit la fuite de retour vers l'entrée. Aujourd'hui, l'huile est le liquide le plus couramment utilisé en raison de ses bonnes propriétés de lubrification et d'étanchéité. D'autres liquides utilisés comprennent l'eau.

Compresseurs à dents

Les compresseurs à dents contiennent deux rotors qui tournent dans des directions opposées à l'intérieur d'une chambre de compression. Son processus de compression comprend des phases d'admission, de compression et de sortie. Pendant la phase d'admission, l'air est aspiré dans la chambre de compression jusqu'à ce que les rotors obstruent l'admission. L'air est ensuite comprimé dans la chambre de compression, qui devient plus petite au fur et à mesure que les rotors tournent pendant la phase de compression. Dans sa phase finale, l'orifice de sortie est obturé lors de la compression par l'un des rotors tandis que l'entrée est ouverte pour aspirer de l'air neuf dans la section opposée de la chambre de compression.

Compresseurs Scroll

Un compresseur à spirale est généralement un type de compresseur à déplacement orbital sans huile, qui comprime une quantité spécifique d'air dans un volume en diminution continue. L'élément compresseur se compose d'une spirale de stator fixée dans un carter et d'une spirale orbitale excentrique entraînée par un moteur. Les spirales sont montées avec un déphasage de 180° pour former des poches d'air dont le volume varie progressivement, ce qui confère aux éléments de spirale une stabilité radiale. Lorsque la spirale en orbite se déplace, l'air est aspiré et capturé dans l'une des poches d'air, où il est progressivement comprimé à mesure qu'il se déplace vers le centre.

Compresseurs à palettes

La plupart des compresseurs à palettes sont lubrifiés à l'huile et fonctionnent selon le même principe que de nombreux moteurs de détente à air comprimé. Un rotor à aubes radiales mobiles en forme d'aube est monté de manière excentrique dans un carter de stator. Lors de sa rotation, les aubes sont plaquées contre les parois du stator par la force centrifuge. L'air est aspiré tandis que la distance entre le rotor et le stator augmente. L'air est capturé dans les différentes poches du compresseur, et diminue de volume avec la rotation et est ensuite évacué lorsque les aubes passent l'orifice de sortie.

Souffleurs de racines

Un surpresseur Roots est un compresseur volumétrique sans soupape et sans compression interne. Lorsque la chambre de compression entre en contact avec l'orifice de sortie, l'air comprimé retourne dans le boîtier depuis le côté pression. Par la suite, une compression supplémentaire a lieu lorsque le volume de la chambre de compression diminue davantage avec une rotation continue. En conséquence, la compression a lieu contre une contre-pression complète, ce qui entraîne une faible efficacité et un niveau de bruit élevé. Les soufflantes Roots sont fréquemment utilisées comme pompes à vide et pour le transport pneumatique dans les applications à basse pression.

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