Explorer les types de compresseurs à déplacement positif : fonctionnement et applications

Une règle générale veut que les compresseurs à déplacement positif soient les mieux adaptés aux besoins de charge de base. Comment fonctionnent-ils ? Les compresseurs à déplacement positif aspirent l'air dans une ou plusieurs de leurs chambres de compression. À mesure que le volume de chaque chambre diminue par le déplacement d'une ou plusieurs pièces mobiles, la pression augmente.

Aujourd'hui, nous examinerons différents types de compresseurs utilisant la compression par déplacement positif.

Compresseurs à pistons

Le compresseur à pistons est le type de compresseur industriel le plus ancien et le plus courant. Il est disponible en versions simple ou double effet, lubrifiées à l'huile ou sans huile, avec divers nombres de cylindres dans différentes configurations.

Les compresseurs à pistons sans huile ont des segments de piston en polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou en carbone. Alternativement, le piston et la paroi du cylindre peuvent être profilés 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 compresseurs plus petits ont souvent un carter avec des roulements étanches permanents.

Compresseurs à vis rotatifs

Développés dans les années 1930, les compresseurs à déplacement rotatif à double vis ont deux parties principales — les rotors mâle et femelle, qui tournent en sens inverse tandis que le volume entre eux et le carter 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 du port de refoulement. 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 à rotation inverse. Comme les rotors ne rentrent jamais en contact l'un avec l'autre, aucune lubrification n'est requise dans la chambre de compression et l'air comprimé produit est complètement sans 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 de compresseur, ce qui refroidit l'air comprimé et réduit la fuite de retour vers l'admission. Aujourd'hui, l'huile est le liquide le plus couramment utilisé en raison de ses bonnes propriétés lubrifiantes et d'étanchéité. D'autres liquides utilisés incluent l'eau.

Compresseurs à dentures

Les compresseurs à dentures contiennent deux rotors qui tournent en sens inverse à l'intérieur d'une chambre de compression. Son processus de compression se compose de phases d'admission, de compression et de refoulement. Pendant la phase d'admission, l'air est aspiré dans la chambre de compression jusqu'à ce que les rotors bloquent l'entrée. 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, le port de sortie est bloqué pendant 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 à spirale (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 de compression consiste en une spirale statorique fixe dans un carter et une spirale orbitale excentrique entraînée par un moteur. Les spirales sont montées avec un déphasage de 180° pour former des poches d'air à volume variant progressivement, ce qui confère aux éléments spirales une stabilité radiale. Lorsque la spirale orbitale se déplace, l'air est aspiré et capturé dans l'une des poches d'air, où il est progressivement comprimé en se déplaçant 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 à air comprimé à expansion. Un rotor avec des palettes mobiles en forme de lames radiales est monté excentriquement dans un carter statorique. En tournant, les palettes sont pressées contre les parois du stator par 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, diminue en volume avec la rotation et est ensuite déchargé lorsque les palettes passent le port de sortie.

Soufflantes Roots

Une soufflante Roots est un compresseur à déplacement sans soupape sans compression interne. Lorsque la chambre de compression entre en contact avec le port de sortie, l'air comprimé reflue dans le carter depuis le côté pression. Par la suite, une compression supplémentaire a lieu lorsque le volume de la chambre de compression diminue davantage avec la rotation continue. Par conséquent, la compression se fait contre une contre-pression totale, ce qui entraîne un faible rendement et un niveau sonore élevé. Les soufflantes Roots sont fréquemment utilisées comme pompes à vide et pour le transport pneumatique dans les applications à basse pression.

Trouver le bon compresseur à déplacement positif pour vos besoins peut être complexe, mais Atlas Copco est là pour vous aider. Envoyez-nous simplement un message via notre page Contact, et un expert vous orientera dans la bonne direction.