Pourquoi les sas rotatifs fuient-ils et quand est-ce une source de préoccupation ?

Paul Bowman, support technique, ACS Valves | 18 avril 2023

Les fuites des sas rotatifs sont un sujet compliqué en raison de tous les facteurs contributifs possibles. Il existe plusieurs façons possibles pour un sas de commencer à fuir, ce qui peut entraîner une perte de performance.

Une certaine quantité de fuites est attendue. Une fuite plus importante peut devenir une préoccupation pour les transformateurs de matériaux en vrac, constituant une menace potentielle pour la longévité de l'équipement, l'intégrité des matériaux et la sécurité de l'usine.

Les opérateurs de sas rotatifs doivent être en mesure de faire la distinction entre des niveaux normaux de fuite de sas et des fuites plus importantes et plus problématiques qui peuvent causer des dommages. Il est également essentiel de comprendre comment diagnostiquer et dépanner les fuites, quels types de maintenance préventive effectuer sur une vanne de sas rotative et quelles considérations de conception aident à minimiser les fuites dans un sas.

Un joint d'arbre avec trois anneaux quadruples et un manchon en téflon est recommandé pour éviter les fuites.

Le but d'un sas rotatif est de maintenir un différentiel de pression constant entre deux points. Il scelle le flux d'air entre l'entrée et la sortie de la vanne, aidant à maintenir un flux de matériau sûr et efficace.

Cela dit, les sas ne sont pas conçus pour être étanches à l'air. Le joint de pression nécessite un jeu minimum pour permettre le mouvement du rotor. En termes simples, si le sas était scellé à 100 %, il ne pourrait pas tourner.

Un petit jeu est nécessaire entre les pales du rotor et le carter pour s'assurer qu'il peut tourner suffisamment pour transporter efficacement le matériau. Les dégagements rotor-boîtier doivent rester inférieurs à 0,0079 po pour se conformer aux normes NFPA.

La taille réelle du jeu dépend du système - des facteurs tels que la vitesse, la température, le matériau de construction et le diamètre du rotor y contribuent tous.

Les dégagements du rotor doivent rester en dessous d'un niveau recommandé pour réduire les déchets, prévenir les risques pour la sécurité et optimiser la quantité de matériau que chaque poche de rotor peut transporter par rotation.

Cette vidéo animée montre comment les bouts de rotor s'usent avec le temps et explique l'importance de l'entretien du rotor.

L'entretien régulier du rotor est un élément important de la prévention des fuites.

Lorsque le matériau entre dans la vanne rotative, l'air entraîné va dans l'une des deux directions : une partie de l'air sort par ces petits dégagements, tandis qu'une partie de l'air rencontre la pression à la sortie et reste ainsi emprisonnée dans le rotor. L'air emprisonné peut être repoussé vers l'entrée lorsque le rotor tourne, sortant dans la trémie et gênant potentiellement l'écoulement du matériau. C'est ce qu'on appelle une fuite de déplacement du rotor ou un soufflage et, en petites quantités, c'est normal et attendu.

Lorsque les jeux entre le rotor et le boîtier mesurent plus de 0,0079 pouce de niveau, la vanne rotative ne fonctionne pas aussi efficacement qu'un sas. Le différentiel de pression augmente et les performances chutent. C'est à ce moment que le matériau peut commencer à fuir de l'entrée. Si le matériau s'échappe du système de cette façon, il peut devenir un danger de poussière combustible.

Les fuites de déplacement du rotor peuvent également devenir un problème lorsque les niveaux d'air emprisonné dans la vanne augmentent trop. L'air qui rentre dans la trémie d'alimentation peut interférer avec l'écoulement du matériau.

Un troisième type de fuite peut se produire lorsque la vanne rotative a des joints d'arbre usés. Lorsqu'un joint commence à se détériorer, le matériau s'échappe dans l'environnement extérieur. Ceci est encore plus courant dans les types de vannes qui utilisent des presse-étoupes au lieu de joints, car ils nécessitent un entretien plus fréquent. Un joint d'arbre composé de trois anneaux quadruples et d'un manchon en téflon dure plus longtemps, élimine l'électricité statique et est le plus efficace pour sceller la zone.

Certains signes peuvent indiquer une fuite à l'intérieur de l'écluse rotative. Les fuites du joint d'arbre sont plus évidentes, montrant des signes visibles de matériau sortant autour de la zone du joint d'arbre.

Lorsque la soupape sonne beaucoup plus fort que d'habitude ou qu'il y a une baisse des performances, il peut y avoir plusieurs problèmes différents, mais l'augmentation des jeux du rotor est un coupable commun.

Dans tous les cas, arrêtez le système et inspectez la vanne avant d'entreprendre toute action. Un manuel d'utilisation de la vanne doit être consulté pour résoudre le problème spécifique.

La solution consiste généralement à vérifier l'usure ou les dommages des pièces, ou éventuellement à ajuster une pièce qui s'est déplacée de sa position d'origine. Ces types de fuites plus typiques sont généralement réparés en remplaçant les joints d'arbre ou le rotor.

Il est essentiel de vérifier les tolérances entre le rotor et le carter tous les trois mois au minimum. Les tolérances, ou jeux, sont les écarts entre les pales du rotor et le carter. Au fur et à mesure que les ingrédients traversent la vanne, ils usent les pointes du rotor au fil du temps - cela dépend de l'abrasivité du matériau. Vérifiez que les tolérances restent inférieures aux mesures recommandées, ou 0,0079 po pour la conformité NFPA, et remplacez le rotor si nécessaire.

Dans le cas d'une fuite de déplacement du rotor, il est important de garder un œil sur la différence de pression à travers la vanne, le volume de matériau dans les poches du rotor, le débit d'alimentation du produit et la vitesse de l'arbre de la vanne. Ces facteurs doivent être correctement mesurés et maintenus pour éviter les fuites d'air inutiles dans la trémie d'alimentation.

En cas de fuite de joint, remplacez simplement les joints d'arbre ou la garniture aussi souvent que possible. Les joints d'arbre ACST-4 sont recommandés pour durer plus longtemps et maintenir la meilleure étanchéité.

En guise de conseil supplémentaire, gardez un stock de pièces détachées en rayon pour redémarrer rapidement la production sans avoir à attendre les expéditions. Les pièces OEM sont les plus fiables en termes de mesures et de qualité.

Certains aspects de la conception du sas rotatif sont là pour empêcher les fuites d'air. Étant donné que les fuites ne peuvent pas être complètement éliminées, la ventilation est un élément essentiel de tout système de transport sous pression.

Une ventilation appropriée capture et redirige l'air sous pression dans le sas, aidant à le soulager dans les zones où l'air ne devrait pas fuir. Les sas rotatifs peuvent être ventilés directement avec le bon type d'accessoire. Dans d'autres cas, une petite trémie de transition ventilée peut être installée entre la source d'alimentation et le sas. Le fournisseur peut recommander ce qui fonctionne le mieux dans une application donnée.

Parfois, en raison de la nature d'un système ou d'une application donnée, du matériau s'accumule autour de la zone de la garniture mécanique ou l'use plus rapidement que d'habitude. Dans ces situations, il est conseillé d'envisager un raccord de purge d'air ou un joint mécanique. Différents mécanismes sont disponibles, mais utilisent généralement des purges d'air sous pression pour éloigner le matériau du joint.

Un fournisseur de vannes rotatives peut calculer la quantité de fuite prévue en fonction du matériau, du système et de l'application. Ils doivent être consultés lors de la phase de conception pour déterminer le bon type de sas, les caractéristiques, la vitesse du rotor et le dimensionnement nécessaires pour transporter efficacement le matériau avec un minimum de fuites.

Le fournisseur doit également disposer d'experts du support technique pour aider à résoudre les problèmes que les opérateurs ne sont pas en mesure de résoudre eux-mêmes.

Paul Bowman est support technique, ACS Valves (Caledonia, ON, Canada). Pour plus d'informations, appelez le 905-765-2004 ou visitez acsvalves.com.

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