Coudes de Transport Pneumatique
Conception, chute de pression, attrition des matériaux et usure, optimisation des coudes et virages utilisés dans une ligne de transport pneumatique
Pour calculer la chute de pression dans une canalisation de transport, veuillez consulter notre guide technique du transport pneumatique
Question ou remarque ? Veuillez nous contacter à admin@powderprocess.net| Résumé de la section |
|---|
| 1. Introduction |
| 2. Conception des coudes |
| 3. Effets des coudes |
| 4. Résolution des problèmes liés aux coudes |
1. Introduction
Les coudes dans les lignes de transport pneumatique sont nécessaires ; il est en effet très rare d’avoir une simple canalisation droite entre le point de prélèvement et le point de réception. Cependant, les coudes peuvent être une source de problèmes pas toujours bien compris par le fabricant.
Peu après l’installation d’une nouvelle ligne de transport, les observations suivantes peuvent être faites si les problèmes proviennent effectivement des coudes dans une ligne de transport :
- La ligne est bouchée (obstructions)
- La chute de pression est trop importante, réduisant la capacité
- Les matériaux transportés sont endommagés
- Accumulation se produit dans la ligne
Ces problèmes peuvent être évités (l’expérience montre que les problèmes ont parfois plusieurs causes profondes) si le traçage de la canalisation de transport avait été conçu différemment, avec moins ou des coudes différents.
2. Conception des coudes
Les coudes peuvent prendre plusieurs formes, allant des plus abrupts (simple té à 90 degrés) aux coudes à grand rayon, ou avec des conceptions plus complexes et brevetées. Le tableau ci-dessous donne un aperçu des différentes conceptions disponibles, avec des remarques sur leurs avantages et inconvénients.
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5. Économies d'énergie
Figure 1 : Conceptions classiques de coudes
| Type de raccordement | Rapport R/D | Remarque |
|---|---|---|
| Rayon très court | R/D = 1 à 2,5 | Aussi appelé coude. Coudes très abrupts. Dommages élevés sur le matériau transporté si celui-ci est fragile, usure élevée du coude si le matériau est abrasif, chute de pression importante |
| Rayon court | R/D = 3 à 7 |
Coudes abrupts. Dommages élevés sur le matériau transporté si celui-ci est fragile, usure élevée du coude si le matériau est abrasif, chute de pression importante. À utiliser uniquement si les contraintes d’espace ne permettent pas des coudes à plus grand rayon. |
| Rayon long | R/D = 8 à 14 |
Généralement le meilleur compromis entre espace, impact sur le produit, durabilité et chute de pression. Cependant, ce n’est pas toujours le cas, car les coudes à grand rayon sont souvent perçus comme capables de résoudre tous les problèmes, mais ce n’est pas vrai pour toutes les applications |
| Rayon très long | R/D = 15 à 24 |
Les coudes à très grand rayon peuvent être perçus comme une solution pour réduire davantage la casse du matériau transporté et l’usure, mais un grand rayon peut en réalité provoquer d’autres problèmes, car les matériaux rebondiront plusieurs fois dans les coudes, entraînant à nouveau une certaine casse ou une accumulation de matériau dans la canalisation |
| Conception propriétaire | Généralement à rayon très court ou court | Certains fabricants proposent des coudes plus avancés permettant d’éviter certains des inconvénients des coudes classiques. La plupart de ces conceptions reposent sur la formation d’une poche de matériau au niveau du coude, ce qui permet d’absorber l’impact du matériau entrant et réduit ainsi l’attrition des solides et l’usure du coude. Les conceptions tentent de minimiser l’effet des « zones mortes » qui pourraient faire stagner le matériau dans la poche pendant une longue période en favorisant un renouvellement du matériau, mais cela n’est pas garanti, rendant ces conceptions très appréciées dans les applications chimiques, mais bien moins dans les secteurs alimentaire ou pharmaceutique. |
Tableau 1 : Différents types de raccords de canalisation et leurs avantages et inconvénients
Figure 2 : Conceptions de coudes brevetés
3. Effets des coudes
Les coudes ont principalement les conséquences suivantes sur le procédé :
- Chute de pression : lorsque le flux de produit change de direction, la vitesse des solides transportés diminue après l’impact sur le coude. Une énergie supplémentaire est donc nécessaire pour réaccélérer le matériau, ce qui se traduit par une chute de pression supplémentaire.
- Obstruction de la canalisation : si la chute de pression au niveau du coude est trop élevée, le produit peut se déposer, n’étant pas réaccéléré, et provoquer une obstruction de la canalisation
- Endommagement du produit : envoyer des solides à grande vitesse dans un coude risque de les endommager, en les brisant en particules plus petites ou, par exemple dans le cas de granulés plastiques, en les usant
- Endommagement de la canalisation : inversement, l’impact du produit sur le coude peut créer une usure au point d’impact sur le coude, nécessitant son remplacement après plusieurs mois ou années.
4. Résolution des problèmes liés aux coudes
Figure 3 : Écoulement du produit dans un coude
Remarque : le schéma ci-dessus montre un profil d’écoulement avec plusieurs impacts, mais il peut également arriver, selon le matériau et le taux de chargement en solides que le matériau glisse sur la partie extérieure du coude. C’est ce qui peut se produire dans les coudes à grand rayon avec des polymères, par exemple, et créer un étalement conduisant à la formation de « angel hair » lorsque la couche de produit accumulée se détache.
| Problème | Action(s) possible(s) |
|---|---|
| Obstructions de la ligne au niveau des coudes | 1. Ne pas positionner un coude juste après le point de prélèvement
de la ligne de transport ; toujours respecter une distance droite de
2 à 3 m, pouvant aller jusqu’à 6 m lors de l’utilisation de coudes
à grand rayon 2. Utiliser des coudes à rayon plus court, car moins de produit s’y déposera, ce qui peut réduire le risque d’obstruction 3. Éviter les coudes consécutifs ; toujours respecter une distance droite entre les coudes |
| Chute de pression élevée | 1. Réduire le nombre de coudes dans le tracé de la canalisation : il
faut toujours prévoir la canalisation la plus droite possible ;
mieux vaut avoir une canalisation plus longue que de nombreux coudes 2. Opter pour des coudes à grand rayon, qui réduiront la chute de pression par rapport aux coudes à rayon court |
| Casse des solides transportés | 1. Réduire le nombre de coudes dans le tracé des tuyauteries : il
faut toujours privilégier la conception la plus rectiligne
possible ; mieux vaut une tuyauterie plus longue que de
multiples coudes 2. Utiliser des coudes à grand rayon, bien que cela ne soit pas toujours la meilleure solution pour tous les solides, car plus le rayon du coude est grand, plus les particules seront traînées contre la paroi et ricochetteront à plusieurs reprises. Par exemple, les granulés plastiques peuvent légèrement fondre lors du frottement et déposer une couche de produit dans le coude. Avec le temps, cette couche peut se décoller, formant le phénomène bien connu des "cheveux d'ange", perçu par les clients comme un défaut de qualité. Concernant les "cheveux d'ange", il peut être préférable d'utiliser des coudes à petit rayon simples ou des coudes à petit rayon avec des conceptions spécifiques créant un coussin de produit au point d'impact (coudes Gamma) 3. Privilégier le transport sous pression plutôt que sous vide, car la vitesse en fin de ligne est plus faible. De plus, concevoir le tracé de manière à éviter que les coudes ne soient situés en fin de tuyauterie, où la vitesse est maximale 4. Changer de technologie de transport : la phase dense, avec une vitesse d'air d'environ 5 m/s, génère des forces d'impact bien moindres au niveau des coudes et réduit la casse des particules. Toutefois, tous les matériaux ne peuvent pas être transportés en phase dense, ou certains inconvénients peuvent apparaître (encrassement) |
| Usure des coudes Solides abrasifs |
1. Renforcement des coudes (alliages résistants ou revêtement
en caoutchouc/plastique) – solution généralement non applicable
pour les applications hygiéniques 2. Changer de technologie de transport : la phase dense, avec une vitesse d'air d'environ 5 m/s, génère des forces d'impact bien moindres au niveau des coudes |
Sources