Électrovannes à jet pulsé - Leur fonctionnement

Electrovanne à jet pulsé - Comment elles fonctionnent

Exemple d'électrovanne à jet d'impulsion

Les vannes à jet pulsé sont utilisées dans les systèmes de filtrage des dépoussiéreurs, des turbines à gaz et des équipements de désulfuration. Ils sont généralement utilisés pour nettoyer des filtres tels que les filtres à cartouche, les filtres à enveloppe, les filtres en céramique et les filtres en fibre métallique frittée. Nous examinons ici le fonctionnement de ces vannes dans une application typique des systèmes de dépoussiérage.

Aperçu des dépoussiéreurs

Les dépoussiéreurs sont des systèmes utilisés pour éliminer les polluants solides granulaires ou récupérer les solides ou les poudres de valeur des gaz d'échappement avant de les évacuer dans l'atmosphère. Un dépoussiéreur se compose généralement d'une soufflante, d'un filtre à poussière, d'un système de nettoyage du filtre et d'un système de dépoussiérage. L'un des dépoussiéreurs les plus efficaces et les plus rentables est le dépoussiéreur à tissu, communément appelé "baghouse".

Dans un dépoussiéreur à sacs, le gaz chargé de particules passe à travers des sacs en tissu, déposant la poussière sur la surface extérieure du sac (figure 1). Pour maintenir la résistance à la pression du dépoussiéreur à sacs dans une fourchette prédéfinie et garantir ainsi l'efficacité du dépoussiérage, les sacs sont nettoyés en permanence. La méthode de nettoyage des filtres la plus couramment utilisée est appelée jet à impulsion ou jet à pression.

Vue schématique d'un système à jet inversé avec électrovannes à jet pulsé

Figure 1 : Dépoussiéreur à sacs Pulse-Jet typique avec alimentation en air pulsé

Dans cette méthode, la poussière est éliminée par un souffle d'air à haute pression qui entre par le haut du filtre à manches tubulaires (1), voir figures 1 et 2. Une vanne à jet pulsé (2) alimente en air pulsé un tuyau de soufflage (3) qui alimente ensuite des buses situées au-dessus de chaque sac (1). Cela crée une onde de choc qui traverse le sac et provoque son expansion, ce qui fait éclater le gâteau de poussière accumulé autour du sac. Bien que cette impulsion d'air comprimé arrête temporairement le flux d'air à travers le sac du tube filtrant, grâce à sa libération rapide, le flux de gaz chargé de particules dans le dépoussiéreur à sacs filtrants n'est pas perturbé. Par conséquent, les dépoussiéreurs à sacs à jet pulsé peuvent fonctionner en continu.

L'onde de choc se déplace de haut en bas dans le sac filtrant tubulaire en une demi-seconde environ. Par conséquent, l'air pulsé doit être suffisamment puissant pour parcourir la longueur totale du sac et fracturer le gâteau de poussière. L'ouverture et la fermeture rapides nécessaires de la vanne du dépoussiéreur (2) sont obtenues en utilisant une électrovanne à jet pulsé (2). L'utilisation d'une électrovanne à jet pulsé permet de contrôler la chute de pression à travers le filtre ainsi que la séquence d'impulsions.

Représentation schématique d'un sac filtrant

Figure 2 : Sac filtrant tubulaire Pulse-Jet avec alimentation en air pulsé

Principe de fonctionnement

Les vannes à jet pulsé sont des électrovannes à commande indirecte spécialement conçues pour les systèmes de dépoussiérage. Lorsque le solénoïde est mis sous tension, l'air emprisonné au-dessus d'une membrane est rapidement évacué, ce qui entraîne une différence de pression élevée de part et d'autre de la membrane. Ainsi, le diaphragme est soudainement ouvert. Lorsque le solénoïde est désexcité, l'air s'échappe par un trou vers la chambre située au-dessus du diaphragme, ce qui équilibre la pression et ferme instantanément la vanne.

L'ouverture et la fermeture rapides de la vanne sont d'une grande importance pour un nettoyage efficace des filtres et une consommation économique d'air comprimé. Cela est possible en maintenant le poids des pièces mobiles à un niveau faible et donc une faible inertie. Ces valves ont des valeurs de kV très élevées. Le débit maximal est atteint lorsque la vitesse de l'air devient sonique (344 m/s).

Critères de sélection

Les principaux paramètres qui influencent la sélection des vannes à jet d'impulsion sont les suivants :

Volume du réservoir : Le volume d'air stocké dans le réservoir d'alimentation, qui dépend à son tour de la taille de la valve.

Pression du réservoir : La pression d'air dans le réservoir qui est aussi la pression d'entrée de la valve.

Pression maximale admissible : Pression maximale de la ligne ou du système pour un fonctionnement sûr.

Longueur de l'impulsion électrique : Le temps pendant lequel la vanne est sous tension.

Longueur totale de l'impulsion : Le temps entre le moment où la vanne s'ouvre et celui où elle se ferme.

Pression de pointe : La pression maximale atteinte à l'extrémité du tuyau de soufflage qui crée l'onde de choc.

Réservoir de chute de pression : La différence entre la pression du réservoir avant et après l'onde de choc. Pour maintenir le débit sonique dans les tuyaux de soufflage, il est nécessaire de limiter la perte de charge à un maximum de 50% de la pression absolue du réservoir. Dans une installation, c'est le moyen le plus simple de réduire le temps d'impulsion électrique si la chute de pression est trop importante.

Rapport de performance : Le rapport entre la pression du réservoir et la pression de pointe en pourcentage. La valeur de ce paramètre dépend du kV de la vanne et du temps d'ouverture.

Volume par impulsion : Le volume d'air à la pression atmosphérique passant par la valve par impulsion. Plus ce paramètre est grand, mieux les sacs filtrants sont nettoyés, et plus de sacs peuvent être nettoyés par vanne.

Ces types d'électrovannes sont proposés avec différents choix de matériaux de construction, à savoir le corps et le matériau des joints. Tous les matériaux de construction ont des propriétés spécifiques qui les rendent adaptés à différentes applications. Il est essentiel de choisir le corps et le matériau d'étanchéité appropriés pour votre support.

Informations complémentaires

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