Vannes d'écluse rotatives: jeu, usure et entretien est un guide pratique sur la vanne à palettes rotative (appelée aussi vanne rotative ou doseur rotatif) qui dose des solides en vrac dans un procédé ou hors d’un procédé tout en maintenant une étanchéité face au flux d’air.
Ces vannes sont placées sous des cyclones, des dépoussiéreurs et des trémies, et alimentent des conduites de transport pneumatique. Leur fonction repose entièrement sur une géométrie serrée: le jeu entre les palettes tournantes et le corps fixe.
Un rotor multi-palettes tourne à l'intérieur d'un corps cylindrique muni de deux plaques d'extrémité. Le produit tombe dans les poches en haut (l'entrée), le rotor transporte chaque poche, et le matériau se décharge en bas dans la conduite de transport ou vers un équipement aval tel qu'un convoyeur à vis .
Entre les poches, les pointes des palettes et les parois des poches forment un joint mobile qui limite le passage d'air du côté haute pression vers le côté basse pression. La vanne remplit donc deux fonctions à la fois: elle alimente les solides à un débit contrôlé et elle fait office d'écluse.
Deux jeux gouvernent les performances : le jeu radial entre les pointes des palettes et l'alésage, et le jeu axial entre les extrémités du rotor et les plaques d'extrémité. Les deux sont réglés faibles sur une vanne neuve et s'élargissent au fur et à mesure de l'usure de la machine.
Un jeu serré signifie peu de fuites d'air et une bonne étanchéité, mais tout contact ou produit abrasif accélère l'usure et peut provoquer un frottement du rotor. Un jeu large fonctionne plus froid et tolère l'abrasion, mais fuit davantage d'air, ce qui consomme l'air de transport, remets en suspension le produit à l'entrée et réduit la précision d'alimentation. Chaque vanne rotative est un compromis entre ces deux extrêmes.
Le jeu radial typique d'une vanne à passage direct en fonte neuve se situe autour de 0,004 à 0,006 in (0,10 à 0,15 mm), le jeu axial des extrémités étant légèrement plus grand. La fuite statique au travers des pointes du rotor représente la majeure partie des fuites totales de la vanne, et à mesure que le jeu augmente, cette fuite croît rapidement car elle est proportionnelle à la surface d'écoulement et approximativement à la racine carrée de la différence de pression.
| Jeu radial des pointes | État | Fuite d'air | Tendance à l'usure |
|---|---|---|---|
| 0.003 à 0.006 in (0.08 à 0.15 mm) | Neuve / récemment recalée | Faible, conforme à la conception | Plus élevée si le produit est abrasif |
| 0.007 à 0.010 in (0.18 à 0.25 mm) | Service normal | En hausse, encore acceptable | Modérée, régulière |
| 0.011 à 0.015 in (0.28 à 0.38 mm) | Usée, surveiller de près | Élevée, dérive du débit d'alimentation | S'auto-accélère |
| Au-dessus de 0.015 in (0.38 mm) | Remettre à neuf ou remplacer | Excessive, étanchéité perdue | Risque de refoulement |
Ces chiffres sont des indications générales. Utilisez toujours la spécification de jeu du fabricant pour la taille de vanne, le produit et la différence de pression spécifiques. Notez que les applications à protection contre l'explosion sont souvent maintenues en dessous de 0,2 mm pour préserver leurs propriétés coupe-feu au fur et à mesure de l'usure de la vanne.
Les poudres abrasives érodent les arêtes d'attaque des pointes des palettes et l'alésage, élargissant le jeu radial. L'usure des faces d'extrémité ouvre le jeu axial. En service à forte différence de pression, le produit peut être poussé dans les jeux de fonctionnement et entailler le corps. Points d'usure courants :
Le retour d'air est l'air à grande vitesse qui fuit au travers de jeux usés de la face de pression vers l'entrée. Il met le produit en suspension et provoque des ponts à l'entrée, de sorte que les poches se remplissent de façon inégale et que le débit d'alimentation devienne erratique.
Il transporte aussi de la poussière vers le haut par l'entrée, qui peut se déverser dans le bâtiment ou surcharger les filtres en amont.
L'augmentation du retour d'air est généralement le premier symptôme sur le terrain indiquant que le jeu a dépassé la bande acceptable, et elle corrèle directement avec la perte de précision d'alimentation et une charge plus élevée du ventilateur du système de convoyage.
Les roulements sont situés à l'extérieur des plaques d'extrémité afin de fonctionner dans de l'air propre, pas dans le produit. Leur durée de vie est gouvernée par la charge, la vitesse et la contamination; le dimensionnement suit les méthodes standard de durée de vie L10 des roulements à éléments roulants.
Les joints d'arbre sont les gardiens de cet agencement. Lorsque l'on utilise une garniture , elle doit rester correctement réglée: trop lâche et le produit migre vers le roulement, trop serrée et elle marque l'arbre et provoque une surchauffe.
De l'air ou un gaz de purge est parfois injecté au niveau du joint pour les poudres fines ou dangereuses afin d'empêcher l'entrée de produit. Les défaillances de roulements sur une vanne rotative proviennent beaucoup plus souvent d'une défaillance du joint qui a laissé entrer le produit que d'une défaillance par fatigue du roulement lui‑même.
Les vannes rotatives bénéficient d'une routine courte et disciplinée :
Parce qu'une vanne usée se dégrade discrètement, suivre le jeu, les changements de joint et le graissage des roulements en fonction des heures de fonctionnement transforme des reconstructions réactives en travaux planifiés. Un GMAO tel que Fabrico rend ces tendances visibles et planifie automatiquement les tâches. Réservez une démo de Fabrico pour voir comment les inspections d'écluse et les journaux de jeu s'intègrent à un programme de maintenance.
En service abrasif, vérifier tous les quelques mois et après toute plainte concernant le débit d'alimentation ou la poussière. Pour des poudres propres et non abrasives, une vérification annuelle lors de l'entretien des roulements suffit généralement. Basez l'intervalle sur votre taux d'usure mesuré, pas uniquement sur un calendrier fixe.
Utilisez la spécification du fabricant pour ce modèle, ce produit et cette différence de pression. À titre indicatif, les vannes à passage direct en fonte fonctionnent autour de 0,004 à 0,006 in de jeu radial des pointes lorsqu'elles sont neuves, mais les services abrasifs ou haute température sont réglés volontairement plus larges.
C'est du retour d'air. L'air s'échappe au travers de jeux usés aux pointes ou aux extrémités et s'évacue par l'entrée. Mesurez les jeux ; s'ils dépassent la bande acceptable, refaites les pointes et les faces ou remplacez le rotor, et vérifiez que l'étanchéité en aval est intacte.
Rarement. La plupart des défaillances de roulements commencent par une défaillance du joint qui laisse entrer des particules fines dans le roulement. Maintenez les joints d'arbre réglés et, si présents, la purge de joint en fonctionnement, et les roulements extérieurs atteindront normalement leur durée de vie calculée.
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