Compresseur d’Air
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Les compresseurs d'air sont utilisés généralement pour transmettre de l’électricité aux trépans, aux marteaux perforateurs, aux moteurs d'air, aux pompes, et à beaucoup plus de matériel de construction. L'utilisation des compresseurs permettent aux ouvriers de percer des trous, de couper des matériaux, d'écraser la roche, de verser le béton vibré, et sont constamment employées dans d’innombrables autres applications de construction.
Sommaire |
[modifier] Histoire
[modifier] L’Invention de Von Guericke
En 1650, un physicien et ingénieur allemand nommé Otto Von Guericke a inventé une pompe de vide et a expérimenté avec la pression atmosphérique et comment elle a été utilisée pour de différentes raisons. Le compresseur de Guericke a démontré comment l'air fonctionnait avec la combustion. Ses expériences ont mena à d'autres études d'utilisation d'air comme compresseur. [1]
[modifier] Les Premiers Compresseurs d’Air
Le compresseur « de cylindre soufflant » était le premier inventé. Créé en 1762, il pouvait produire 14.5 livres par pouce carré (kPa 99.9). [2]
En 1829, un compresseur d'air composé a été breveté. Peu après 40 ans, en 1872, le compresseur a été amélioré avec l'utilisation des jets d'eau qui refroidissaient les cylindres. Cette invention a souligné l'importance de commander la température et l'humidité d'air qui est comprimé pour un rendement plus élevé des outils. [3]
[modifier] Les Compresseurs d’Air dans la Construction
La première application de construction à utiliser la compression d'air était le tunnel du Mont Cenis dans les Alpes suisses en 1857. Un dispositif a été utilisé pour distribuer l'air comprimé exigé en grands nombres. Des compresseurs ont été installés sur les deux extrémités du tunnel et l'air était transféré par l'intermédiaire des pipes aux trépans. À l'accomplissement, l'air avait réussi 23.000 pieds ou (7.010 m) de tuyauterie. [4]
[modifier] L’Introduction de la Pneumatique
Les inventions dans le compresseur d'air pour transférer la puissance à partir du point A à B ont mené à l'invention des tubes pneumatiques dans lesquels l'air coulerait, créant cette puissance. La pneumatique a été employée pour des outils dès la fin du 19ième siècle. L'outil pneumatique le plus ancien était la perceuse en 1871, inventé par Simon Ingersoll d'Ingersoll-Rand. [5]
[modifier] Les Développements du 20ième Siècle
Les compresseurs d'air sont devenus de plus en plus avancés puisque la technologie les a forcé à improviser pour les applications et les projets de constructions plus grands. Les compresseurs à écoulement axial et les compresseurs centrifuges sont apparus au milieu des années 190s, avec une commande pneumatique à logique numérique. [6]
Atlas Copco est un des fabricants les plus réussis de compresseur d'air, en partie à cause de sa capacité de s'adapter. Depuis 1901, l’entreprise produit des compresseurs d'air aussi bien que d'autres outils et machines à commande pneumatique. Atlas a augmenté l'utilisation des compresseurs et des outils pneumatiques pour servir à ses propres demandes, et a constaté rapidement que ceux-ci étaient nécessaires dans l'industrie de la construction, juste avant le début de la première guerre mondiale.
En 1902, Ingersoll-Rand, possédé par Simon Ingersoll qui a breveté le premier trépan pneumatique, a lancé le compresseur d'air portable de type X. Ingersoll-Rand a également fourni des compresseurs d'air pour la construction de Mont Rushmore en 1927, ainsi que pour le premier sous-marin atomique au monde en 1954. [7]
En 1904, Atlas Copco a introduit le compresseur de piston, un développement qui a été amélioré par David Roos. Roos a produit un compresseur qui était léger et efficace en 1930. Herman Pyk et John Munck ont encore développé le compresseur d'air en le rendant portatif en 1933, signifiant que les compresseurs pourraient être utilisés dans divers endroits dans le chantier de construction.
En 1950, Atlas Copco a commencé à expérimenter avec de l'air exempt d'huile. Le compresseur de vis a été construit par Patrik Danielsson et Alf Lysholm en 1955. Iwan Akerman a rendu le compresseur de vis exempt d'huile trois ans plus tard. Des avancements ont été encore faits par Ivar Trulsson, qui a inventé le premier compresseur stationnaire exempt d'huile de type ZR.
Atlas Copco est également responsable du compresseur de vis portatif, un autre dispositif qui compressait l’air sans l'huile. Cette invention de 1967 est devenue la norme pour des produits de compression dans l'industrie.
Un fabricant important qui a frappé le marché de compresseur est Grimmer Schmidt. Cette entreprise, fondée en 1969, est devenue un fabricant important grâce à la technologie de rouleau et de fin d'air d’un vis qui a été introduit aux compresseurs. [8]
[modifier] L’Équipement Récent
Airtek a lancé une ligne des compresseurs qui emploient la technologie de système de compresseur à vis rotative. Le Under Hood VR70 a une capacité de 70 pieds cubes (2 m3) par minute et 174 livres par pouce carré (kPa 1.199) et a été conçu pour enlever le besoin de remorquage derrière les compresseurs qui occupent l'emplacement. Le V70 est à la mode pour son poids léger et compacité. Le camion V140 a un compresseur d'air porté avec 150 pieds cubes (4.24 m3) par minute et 175 livres par pouce carré (kPa 1.206). [9]
Ingersoll-Rand produit un éventail de compresseurs adaptés à différentes applications et environnements. Ses compresseurs de vis rotatoires à technologie d'air fournis l'air libre de pulsation, l'écoulement continu d'air, et l'opération tranquille. Les modèles qui ont une puissance de 5-500 chevaux sont disponibles dans le Série 5-15HP UP, et 15-50HP ; Série 50-100HP de SSR ; Série de SSR : 125-450HP ; et le SSR 100-500HP à deux étages. La ligne de meilleure qualité de Ingersoll-Rand est plus concentrée sur l'efficacité énergétique et comprend le Nirvâna : 7.5-15HP, 20-40HP, et HP 50-250. Les compresseurs de la plus haute énergie sont livrés par leurs compresseurs exempts d'huile, le Nirvâna 50-200HP exempt d'huile et la Sierra 50-400HP exempt d'huile. [10]
Atlas Copco lança une nouvelle gamme GA de compresseurs d'air injectés d’huile le 2 avril 2008, une ligne qui est favorable à l'environnement tout en maximisant également l'énergie efficace dans des compresseurs. [11]La gamme de compresseur inclut : GA 5-11, GA 5-11 VSD, GA 11-30 VSD, et GA 30-90 VSD.
[modifier] Traits/Comment Ça Marche
[modifier] Le Concept des Compresseurs d’Air
Pour que de l'air transmette la puissance, il doit être comprimé ou augmenté jusqu'à une pression plus élevée. Quand l'air est comprimé il reçoit de l'énergie qui peut fournir la puissance pour des machines, habituellement par l'utilisation des pistons poussant l'air comprimé dans les deux sens.
La loi de Boyle indique que le volume de gaz (comme l'air) augmente quand la pression est diminuée à une température constante. En raison de la nature d'air comprimé, il est inévitable que de l'énergie sera perdue dans le processus. Cette perte de pression est provoquée par le frottement d'air pendant qu'elle voyage par des canalisations ou des tuyaux, donc faisant de la taille de la canalisation/du tuyau un facteur primaire en maximisant l'énergie.
Plusieurs compresseurs d'air sont habituellement utilisés en même temps pour créer un système de distribution qui porte l'air comprimé comme de l’énergie aux différents points. L'air est alors conçu comme énergie pour un outil mécanique. [12]
[modifier] Types de Températures de Compressions
La compression adiabatique se produit quand le volume d'air change sans changement dans la température de chaleur.
La compression isotherme se produit quand la température ne change pas, mais il y a un changement du volume d'air.
Les refroidisseurs intermédiaires sont employés entre les étapes de compression pour aider à réduire la température de l'air et à enlever l'humidité de l'air.
Les post-refroidisseurs permettent aux compresseurs de refroidir l'air après qu'il est déchargé. Si l'humidité n'est pas enlevée de l'air, elle risque de se congéler en cours d'expansion, causant parfois l'huile employée pour lubrifier des outils à s’emporter et d’avoir moins de vigueur.
Les récepteurs d'air sont également employés pour égaliser les pulsations étant produites à partir du compresseur. Ceci enlève toutes les vapeurs de l'eau et de pétrole qui se sont accumulées pendant le processus. Le volume des récepteurs d'air devrait être à 1/10 à 1/6 à cela du compresseur. [13]
[modifier] Système de Distribution
A système de distribution est installé pour tirer le meilleur de l'air comprimé pour des applications de construction à grande échelle. Quand l'air comprimé voyage de son point d'origines à l'outil en question, il y a une chute de pression, causant une perte de puissance. Le système de distribution vise à réduire la perte de puissance utilisant les pipes qui sont assez grandes de sorte que la pression ne prolonge que 10 pour cent de la quantité originale de pression. Des tuyaux plus courts peuvent être utilisés, ce qui signifie moins d'évasion de pression.
Quand un projet exige une quantité considérable d'air comprimé par minute, une tubulure d'air peut aider. Les tubulures d'air ont des pipes qui sont beaucoup plus grandes de diamètre et permettent à l'air comprimé de passer par différents systèmes sans crainte de « perte de ligne de frottement ». [14]
[modifier] Types
Les compresseurs peuvent être de différents types avec les configurations choisies. Ils peuvent être stationnaire ou portable. Des compresseurs stationnaires sont mieux pour les applications qui supportent de longues périodes d'un emplacement fixe, tandis que ceux qui sont portables sont utilisés sur des emplacements où il y a un mouvement constant. Des compresseurs portatifs sont faits ainsi avec l'utilisation des pneus en caoutchouc, des roues en acier ou des dérapages et sont actionnés par le gaz ou les moteurs à gazole. Le type le plus commun de compresseur portatif pour des projets de construction est le compresseur rotatoire de vis.
Les compresseurs peuvent fournir un écoulement de puissance qui est intermittent, également connu comme le déplacement positif, ou un écoulement continu de puissance, ce qui existe dans l’écoulement axial et centrifugeur (pour des fluides).
[modifier] Les Compresseurs à Déplacement Positif
[modifier] Les Compresseurs Rotatifs à Vis
Les compresseurs rotatifs à vis sont les systèmes de compression les plus communs pour les automobiles. Ils se composent de deux vis de rotor hélicoïdales pour pousser le gaz (air) dans un petit environnement. L'air est comprimé lorsqu’il entre dans l'espace confiné réparti pour lui. Les avantages de ce type de compresseur sont son poids léger, sa compacité, et son entretien simple. Il est plus adapté pour les applications qui impliquent les outils pneumatiques qui exigent un écoulement plus uniforme de puissance. [15]
[modifier] Les Compresseurs Échangeant
Les compresseurs échangeant réalisent la compression avec des pistons qui échangent à l'intérieur des cylindres tandem. Ce type de compresseur est employé quand les taux de compression élevés sont nécessaires sans débit élevé.[16] Les compresseurs échangeant actionnent d’habitude les dispositifs qui exigent des vitesses inférieures.
[modifier] Les Compresseurs Rotatifs
Les compresseurs rotatifs à palettes ont des lames placées à l'intérieur du rotor qui glissent dans les poches. Les lames rotor sont ceux qui réalisent la compression. Les compresseurs rotatoires de palette peuvent avoir plusieurs étapes, où la pression préférée est produite après plusieurs étapes. Elle peut également être dans des compresseurs portatifs ou stationnaires.
[modifier] Les Compresseurs de Rouleau
Les compresseurs de rouleau ont des palettes en spirale pour comprimer l'air. Dans ce scénario, une des palettes est stationnaire tandis que l'autre se déplace, créant une énergie d'air comprimé.
[modifier] Les Compresseurs Dynamiques (Écoulement Continue)
[modifier] Les Compresseur Centrifuges
Les compresseurs centrifuges sont des dispositifs qui augmentent le volume avec l'utilisation de la vitesse pour tourner une rangée de palettes ou de roues à aubes. L'air se rend à l’aube, est tourné à l'intérieur du dispositif centrifuge et libéré par la force de la vitesse du centrifugeur. Ils sont profitables pour les entreprises de construction parce qu'ils sont généralement bas en coût mais ont un bas rapport de la capacité de pression (4:1).
[modifier] Les Compresseurs Axiaux
Les compresseurs axiaux se composent du rotor ou des lames tournantes, et des lames fixées ou de stator. Une « étape » se produit quand une rangée de lames de rotor traverse les lames de stator. De l'air est poussé à l’arrière des ailettes du stator, utilisant cette vitesse pour produire de l'énergie. Le rapport de pression est d’habitude 1:2:1 mais peut augmenter pendant que les étapes continuent. [17]
[modifier] Fabricants Communs
[modifier] Photos Supplémentaires
[modifier] Références
- ↑ Pneumatic. About.com. 2008-09-24.
- ↑ Air Compressors. E Compressed Air. 2008-09-24.
- ↑ Pneumatic. About.com. 2008-09-24.
- ↑ Air Compressors. E Compressed Air. 2008-09-24.
- ↑ Pneumatic. About.com. 2008-09-24.
- ↑ Pneumatic. About.com. 2008-09-24.
- ↑ History. Ingersoll Rand. 2008-09-24.
- ↑ Info. Gimmerschmidt. 208-09-24.
- ↑ Underhood. Airteksystems. 2008-09-24.
- ↑ Rotary. Ingersoll Rand. 2009-09-24.
- ↑ All News. Atlas Copco. 2008-09-24.
- ↑ Peurifoy, Robert and Schexnayder, Clifford. Construction, Planning, Equipment, and Method. McGraw Hill: New York, 2002.
- ↑ Peurifoy, Robert and Schexnayder, Clifford. Construction, Planning, Equipment, and Method. McGraw Hill: New York, 2002.
- ↑ Peurifoy, Robert and Schexnayder, Clifford. Construction, Planning, Equipment, and Method. McGraw Hill: New York, 2002.
- ↑ Peurifoy, Robert and Schexnayder, Clifford. Construction, Planning, Equipment, and Method. McGraw Hill: New York, 2002.
- ↑ Adam Davis, Noria Corporation, "Reciprocating Compressor Basics". Machinery Lubrication Magazine. July 2005
- ↑ The Compressor. Aox. 2008-09-24.
