L’unité de conditionnement d’air possède des filtres et des sécheurs pour garantir la qualité de l’air comprimé. Les filtres retiennent les particules et l’humidité présentes dans l’air tandis que le sécheur assure un séchage plus profond.
Une première étape de la filtration a lieu dans le filtre-manodétendeur, aussi appelé filtre réducteur. Le distributeur règle la pression d’air comprimé et possède dans le bas du boîtier une cuve qui collecte le condensat et un ensemble filtrant.
Dans le cadre de la régulation de la pression, l’air comprimé passe par un système à ailettes [1] qui génère une force centrifuge. Comme la densité de l’humidité est supérieure à celle de l’air comprimé, les particules humides sont projetées par la force centrifuge contre les parois de la cuve [2]. Elles sont alors collectées dans la cuve et purgées manuellement ou automatiquement.
L’air comprimé qui quitte le distributeur passe par un filtre. Selon la finesse de filtration, les particules solides d’une certaine taille sont retenues. Festo propose deux types de filtres-manodétendeurs avec une finesse de filtration de respectivement 40 et 5 µm. Le filtre réducteur de 40 microns permet de produire un air comprimé conforme à la classe de qualité minimale conseillée par Festo : 7:4:4. Conformément à la norme ISO 8573-1:2010.
Lorsque la qualité de l’air comprimé doit être supérieure à la norme, il faut alors prévoir une filtration plus élevée. La filtration a idéalement lieu en plusieurs étapes. Si l’application ne tolère que des particules inférieures à 1 µm dans l’air comprimé, il est judicieux de d’abord collecter les particules plus grandes via des étapes de filtration de 40 et 5 µm. Si on ne le fait pas, les particules supérieures à 1 µm vont colmater et saturer le filtre très fin, ce qui provoquera une chute de pression. La saturation du filtre est à surveiller via une indication différentielle placée sur le filtre. Lorsque la pression différentielle devient trop élevée, l’indication passe au rouge.
En principe, les filtres génèrent une résistance et réduisent le passage ou le débit. Pour minimiser cela, il est possible d’opter pour des filtres ‘High Flow’. Ces éléments ont une plus grande surface filtrante, ce qui limite l’impact sur le débit. Bien entendu, il faut prévoir de la place pour le montage.
Le filtre à charbon actif filtre spécifiquement l’huile et les aérosols et permet d’obtenir le plus haut niveau de qualité. L’huile se fixe au niveau moléculaire du charbon par adsorption, ce qui permet de l’éliminer jusqu’à 0,003 mg/m3.
Dans le cadre de l’obtention d’un air comprimé de qualité, nous mentionnerons encore les sécheurs à membrane. Ils sont utilisés lorsque le filtre-manodétendeur n’arrive pas à réduire suffisamment le taux d’humidité et donc le point de rosée sous pression. En standard, les filtres-manodétendeurs amènent le point de rosée sous pression à 3°C. Ce qui signifie que l’air comprimé, au-dessus de cette température, ne peut pas condenser et ne peut donc provoquer la formation d’humidité dans le tuyau.
Les applications critiques exigent souvent un point de rosée inférieur, ce qui peut être obtenu en plaçant un sécheur à membrane. Le sécheur crée une légère différence de pression entre deux chambres qui sont séparées l’une de l’autre par une membrane absorbant l’humidité. Par la différence de pression, l’air est comprimé par la membrane et libère l’humidité éventuellement présente. Cela permet d’abaisser le point de rosée sous pression de l’air comprimé de minimum 15 °C. Si cela ne suffit pas, il est possible d’utiliser un sécheur à double adsorption.