Martin Engineering : Fluidifié à coups de canons à air

Savoirs
Rédaction
29/03/2019
Modifié le 20/08/2020 à 22:36

Ennemi de tout système de transport de matériaux, l’accumulation de matières, en un même point, peut faire baisser la productivité d’une installation, voire provoquer son arrêt. Pour lutter contre ce phénomène, Martin Engineering a développé une gamme de canons à air comprimé, permettant d’empêcher la formation de bouchons.

Les canons à cuve simple sont les designs les plus répandus dans les cimenteries, avec des séquences de feu toujours coordonnées et stratégiquement minutées pour prévenir les blocages. [©Martin Engineering]
Les canons à cuve simple sont les designs les plus répandus dans les cimenteries, avec des séquences de feu toujours coordonnées et stratégiquement minutées pour prévenir les blocages. [©Martin Engineering]

La fluidité du convoyage des matériaux est un élément critique des cimenteries par voie humide. L’accumulation de ciment, voire l’engorgement, peut avoir conséquences néfastes sur la productivité de la cimenterie. Que ce soit dans sa conception ou suite à un problème mécanique, cela peut avoir une incidence sur le coût de la maintenance et sur les risques occasionnés au personnel. S’ils deviennent trop importants, les problèmes de fluidité peuvent entraîner un arrêt complet des opérations. Pour y répondre, de nombreuses cimenteries utilisent des systèmes manuels, ce qui implique un travail fastidieux et une perte de temps périodique. C’est sur ce type de problématique qu’a travaillé Martin Engineering.

Un canon anti-bouchons

Le système à canons à air multi-ports délivre sa puissance, en utilisant huit entrées dans une colonne sans valve conventionnelle. [©Martin Engineering]
Le système à canons à air multi-ports délivre sa puissance, en utilisant huit entrées dans une colonne sans valve conventionnelle. [©Martin Engineering]

L’une des technologies qui a prouvé son efficacité pour lutter contre ce phénomène est le canon à air. Dans l’industrie cimentière, il est utilisé pour dégager les accumulations dans les tours de préchauffage. Mais aussi sur les points chauds tels que les colonnes montantes, les tuyaux d’alimentation, l’entrée du four ou encore les cyclones… Leur fonctionnement est simple : le canon envoie une décharge d’air selon une périodicité prédéfinie, aidant ainsi à améliorer le flux des matériaux. Les deux composants de base du canon sont la valve à haut débit et une cuve sous pression. Le canon fait son effet lorsque l’air compressé dans la cuve est soudainement relâché par la valve directement dans un bec à l’entrée de la zone visée. Installés en série et précisément séquencés, les canons améliorent la productivité et la durabilité de l’ensemble. Un canon “typique” consiste en 700 l d’air compressé à une pression de 7 bar dans une cuve, soit une capacité de 100 l. La valve est dessinée pour s’ouvrir au signal donné et pour libérer l’ensemble de la cuve en moins de 300 ms. 

Différentes conceptions de canons à air

Un canon à air typique décharge sa pleine puissance dans les 1 000 ms suivant l’ouverture de la valve, déchargeant aussi vite que la pression de la cuve approche les 0. [©Martin Engineering]
Un canon à air typique décharge sa pleine puissance dans les 1 000 ms suivant l’ouverture de la valve, déchargeant aussi vite que la pression de la cuve approche les 0. [©Martin Engineering]

Une cuve seule couplée à plusieurs canons est le design le plus courant dans l’industrie cimentière. Mais la composition de canons à air varie selon les installations. Par exemple, Martin Engineering propose le canon à cuves multiples. Celui-ci utilise un réservoir et une unité de contrôle unique qui envoie l’air à travers des flexibles en acier inoxydable. Séparant ainsi la vanne de relâche du bec de décharge. Ce qui permet de protéger les composants et les hommes de la chaleur, des contaminants… Sa conception peut intégrer des soupapes à tir positif ou négatif. Le canon à ports multiples (multi-ports) présente un fonctionnement un peu différent. Il délivre l’air dans un cylindre à huit ports sans valve conventionnelle. Les cylindres sont conçus pour leur durabilité, capables de fonctionner des millions de cycles sans entretien. Ceux de Martin Engineering ont un temps de recharge de 20 à 50 s. 

Des compléments essentiels

Le canon à air multi-ports, qui décharge avec un réservoir de retour, obtient le même pic de puissance, mais avec une consommation d’air réduite de moitié. [©Martin Engineering]
Le canon à air multi-ports, qui décharge avec un réservoir de retour, obtient le même pic de puissance, mais avec une consommation d’air réduite de moitié. [©Martin Engineering]

La valve elle-même a son importance. Pour minimiser la quantité d’air comprimé utilisé, il suffit de mettre en place une technologie de valve plus efficace. Pour des pressions d’air égales, des valves montées sur des réservoirs d’airs plus petits peuvent fournir une force de décharge plus grande qu’une cuve plus grande couplée à une moins bonne valve. Par exemple, Martin Engineering a mis sur le marché, ces dernières années, sa nouvelle génération de valves. Elles produisent environ deux fois plus de puissance que les valves introduites il y a une décennie, le tout pour la moitié moins d’air comprimé.

Enfin, les canons à air peuvent être équipés de la dernière génération de cuves, avec des réservoirs à retour, qui ferment la valve après qu’environ 50 % du volume aient été libérés. Cette interruption permet au ressort de rappel de fermer le piston, alors que la cuve est encore à demi sous pression. La force du canon à air n’est pas affectée, mais la même quantité de puissance d’air peut être fournie avec la moitié d’air comprimé. Augmentant d’autant plus durabilité et la productivité de l’installation.

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