L’utilisation des moteurs pneumatiques dans les systèmes de secours et de mise en sécurité

Nous avons eu le plaisir de partager avec nos lecteurs et clients de nombreux cas d’application pour des moteurs pneumatiques et je dois vous avouer que grâce à notre expérience et les nombreuses situations qui nous sont soumises et que nous rencontrons, il est de plus en plus facile de mettre en avant les avantages des moteurs pneumatiques. Mais attention, le choix de la technologie et de l’énergie motrice ne se fait jamais par hasard. Les moteurs pneumatiques ne sont pas la solution de motorisation la plus courante mais elle devient incontournable dans certain cas que je souhaiterai vous rappeler avant d’en venir à notre sujet.

Pourquoi un moteur pneumatique pour les systèmes de secours et de mise en sécurité ? 

En quelques mots les moteurs pneumatiques sont synonymes de : compacité, poids plume, calage, facilité de mise en œuvre, Atex, environnements difficiles, flexibilité, fiabilité.

Il y a de nombreux cas pour lesquels les moteurs pneumatiques sont utilisés en système de secours. Dans toutes les solutions mises en œuvre le système de sécurité tire avantage du fait que l’air comprimé peut être très facilement stocké sans limite de temps. Ainsi, en cas de défaillance du système électrique de l’installation, l’air stocké dans le réservoir permettra durant un laps de temps plus ou moins long de conserver le fonctionnement d’une machine pour assurer un arrêt « propre » ou assurer la mise en sécurité d’une installation, limitant les interventions de remise en fonctionnement au retour de l’énergie. 

Le temps de fonctionnement d’un tel système de sécurité dépend d’une part de la consommation du moteur, exprimé en normo-litre par minute (Nl/min) et de la capacité du réservoir d’autre part. Le volume d’air disponible dépend de la pression et du volume du réservoir, il est exprimé en Normo Litre (Nl).

Ce n’est pas le sujet de notre blog, mais un réservoir d’air tampon peut également être utilisé en dehors des solutions secourues pour compenser un débit ou une pressions faible d’un réseau d’air d’une installation. En effet, pour certaines applications, que nous développerons dans un prochain blog, il est utile d’avoir un phénomène de boost au démarrage du moteur pneumatique. Cela est possible, sans surdimensionner  toute l'installation d’air comprimé, par l’ajout d’un modeste réservoir d’air sur le circuit d’alimentation du moteur, utilisé comme surpresseur.

Quelques exemples de solutions utilisant des moteurs pneumatiques comme système de sécurité :

• Pilotage de vanne: dans un process une vanne doit être fermée en cas de défaut d’énergie. Le moteur pneumatique est la solution la plus compact, sans commune mesure avec les systèmes à ressort conventionnels. D’autres solutions pour ce type d’application sont disponibles.
• Assistance de remontée de plongeur par treuillage, le moteur de faible vitesse est alimenté par une bouteille de plongée de 200 bars.
• Verrouillage de porte: en cas de panne d’électricité l’ouverture d’un contenant est rendue impossible. Un moteur pneumatique est mis en place pour réaliser la rotation du système de verrouillage.

Cas client: un moteur pneumatique pour fiabiliser le fonctionnement d’un système d'arrêt sur perte d’énergie électrique

Nous avons choisi un cas particulier à partager plus en détails avec vous et qui nous a été proposé par un de nos distributeurs en Europe spécialisé dans la conception et la fabrication d'équipements alimentés par de l'air comprimé. Il s’agissait d’une rénovation de machine dans le secteur de l’agro-alimentaire devant permettre de fiabiliser le fonctionnement du système d’arrêt sur perte d’énergie électrique. En effet, les multiples défaillances du système d’origine engendrent des pertes de production conséquentes.

Le système relativement simple en apparence est décomposé en deux fonctions ou étapes:

•  
• La seconde étape, est la mise en rotation du moteur. Cette étape intervient de façon pratiquement synchrone avec l’embrayage. La rotation est maintenue jusqu’à ce que le process en cours soit terminé. De la même façon que pour le vérin, le moteur pneumatique unidirectionnel est piloté par un distributeur 3/2 monostable.

Problème rencontré : alors que la solution semble relativement simple, que la puissance et le couple nécessaires au fonctionnement de la machine lors de sa phase d’arrêt sont relativement modestes, les moteurs pneumatiques d’origines cassent régulièrement.

Diagnostic : la casse des moteurs intervenant sur un point particulier du réducteur, nous avons pu déterminer, avec l’aide sur place que nous avons reçu de notre distributeur, que cela était dû à une fatigue mécanique du moteur en lien avec un couple de réaction important. Ce couple de réaction subit par le moteur est généré lors de la phase de synchronisation du moteur pneumatique avec la machine.

La solution : nous avons proposé au client une solution de moteur pneumatique hybride très compacte. Composé d’une partie pneumatique de notre gamme MT05 répondant parfaitement au spécifications attendues et d’un réducteur de notre gamme MT10 permettant de passer le couple maximum admissible par le moteur de 50Nm à 120Nm. 

Les avantages de cette solution hybride :

• Optimisation de la puissance et donc du débit consommé. Ce qui est prépondérant pour ce type d’application de secours.
• Optimisation du couple maximum admissible en restant compatible avec l’espace exigu disponible.
• De conception ingénieuse, ce moteur pneumatique - comme tous les moteurs pneumatiques modec - permet une maintenance aisée pour un coût modeste. La maintenance des systèmes de sécurité est en effet un autre aspect à prendre en compte dans la solution mise en œuvre pour de telles applications.

Les spécifications du moteur pneumatique type MT07:

• Puissance 150W
• Vitesse de rotation nominale 75 rpm
• Couple nominal 20 Nm
• Sens de rotation horaire
• Consommation : 380Nl/min
• Couple maximum admissible 120Nm

Les témoignages que nous avons reçu à l’issu de ce projet à la fois de la part de notre distributeur et du client final :

"Les premiers essais n'ont pas été totalement convaincants, nous sommes donc retournés voir l'équipe du service clientèle de Modec pour obtenir de l'aide. Leur analyse nous a permis de comprendre que le moteur était adapté à la fonctionnalité mais que certaines contraintes imposées par la machine elle-même affectaient ses performances. Grâce à leur expertise, nous sommes retournés voir le client pour lui suggérer certaines modifications et améliorations de la machine qui permettraient de surmonter les problèmes. Et ils l'ont fait. Problème résolu".

"Nous recherchons des partenaires qui sont prêts à s'engager, qui veulent s'engager, qui sont innovants et qui peuvent proposer des solutions, Modec nous a donné des conseils pertinents sur un projet complexe - maintenant nous sommes confiants d'entreprendre ce type de projet à l'avenir parce que nous savons que nous avons le bon partenaire".

"Grâce à Modec, à l'engagement de leur équipe technique et au dialogue que nous avons eu avec eux, nous avons pu résoudre le problème et nous avons maintenant un client très satisfait"

En conclusion, nous nous engageons à vous entourer de partenaires compétents pour mettre en œuvre vos solutions de motorisations pneumatiques. Cela sera pour vous et votre entreprise un gain de temps, de coût et l’opportunité d’apporter des améliorations continues à vos systèmes des plus simples au plus complexes.

Nous comptons sur vous pour progresser encore en nous soumettant de nouveaux challenges ou nous faire part des solutions de motorisation pneumatique que vous avez mis en œuvre.