Compresseur d'azote ZW-4/8 – Surpresseur N2 sans huile de précision pour applications haute pression à petite échelle

Délivrant 4 m³/min à une pression de refoulement de 0,80 MPa, le ZW-4/8 est un compresseur d'azote à piston sans huile à deux étages et deux rangées, conçu pour l'alimentation de laboratoire haute pression, l'inertage d'instruments de précision et la surpression d'azote industrielle compacte où une pression élevée et une pureté absolue sont non négociables.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote ZW-4/8 est un compresseur à piston sans huile de précision, conçu pour les applications exigeant une pression de refoulement élevée et un encombrement réduit. Sa capacité nominale est de 4 m³/min et une pression de refoulement élevée de 0,80 MPaCette unité répond aux exigences rigoureuses de la distribution d'azote à haute pression dans les complexes de laboratoires, les installations de fabrication de précision et les processus industriels à petite échelle.

Contrairement aux compresseurs classiques qui font des compromis entre la capacité de pression et la pureté, le ZW-4/8 offre les deux grâce à un mécanisme de compression entièrement sans huileLes segments de piston et les bagues de guidage sont fabriqués à partir de composites PTFE autolubrifiants de pointe, fonctionnant sans lubrifiants hydrocarbonés, ce qui garantit un flux d'azote totalement exempt de contamination par l'huile. Cette caractéristique intrinsèquement sans huile est essentielle pour des applications telles que l'alimentation en gaz vecteur pour la GC-MS, le traitement stérile pharmaceutique et la manipulation de plaquettes de semi-conducteurs, où même des traces de vapeurs d'huile peuvent compromettre l'intégrité du produit.

Le à deux étages, à deux rangées (二列二级) L'architecture est spécifiquement optimisée pour atteindre une pression de refoulement cible de 0,80 MPa. En répartissant le taux de compression sur deux étages avec refroidissement intermédiaire, le ZW-4/8 maintient les températures de refoulement dans des limites de sécurité tout en atteignant une pression de sortie plus élevée que les compresseurs mono-étage ne peuvent atteindre. Les dimensions compactes de 2250 × 1296 × 2200 mm et un poids de juste 2,00 tonnes rendre cette unité adaptée à une installation dans des salles de machines exiguës, sur des châssis mobiles et dans des systèmes d'alimentation en azote conteneurisés.

Spécifications techniques – ZW-4/8

* Toutes les spécifications sont données dans des conditions de référence standard (ISO 1217, annexe C). Les performances réelles peuvent varier en fonction de l'altitude du site, de la température ambiante et des conditions d'entrée.

Principales caractéristiques et avantages techniques

1. Technologie de piston haute pression sans huile

Le ZW-4/8 utilise un ensemble segment de piston et bande de guidage autolubrifiants Fabriquées à partir de composites PTFE haute densité renforcés par des fibres de verre et des particules de bronze, ces bagues atteignent un coefficient de frottement inférieur à 0,08 sans lubrification externe. Teneur en huile de classe 0 selon la norme ISO 8573-1 La certification dans le flux d'azote comprimé est essentielle. Ceci est particulièrement important pour les applications à haute pression où la contamination par l'huile serait amplifiée par le rapport de pression, rendant l'élimination de l'huile en aval exponentiellement plus difficile et coûteuse.

2. Compression à deux étages pour des rapports de pression élevés

Le architecture à deux étages et deux rangées L'utilisation d'un système de compression par étapes est essentielle d'un point de vue thermodynamique pour atteindre une pression de refoulement de 0,80 MPa à partir des pressions de sortie typiques des générateurs d'azote (0,05 à 0,10 MPa). Le premier étage comprime l'azote à une pression intermédiaire d'environ 0,25 à 0,30 MPa, puis un refroidisseur intermédiaire évacue la chaleur de compression. Le deuxième étage élève ensuite la pression jusqu'à la valeur cible finale de 0,80 MPa. Cette approche par étapes limite la température de refoulement de chaque étage à moins de 160 °C, évitant ainsi la dégradation thermique des joints en PTFE et préservant l'intégrité de la plaque de soupape sous haute pression.

3. Empreinte compacte et densité de puissance élevée

À 2250 × 1296 × 2200 mmLe compresseur ZW-4/8 occupe moins de 3 m² au sol tout en délivrant une pression de refoulement de 0,80 MPa — une combinaison difficile à atteindre avec d'autres technologies de compresseurs. La conception compacte du carter vertical minimise l'encombrement longitudinal tout en offrant un accès adéquat pour la maintenance courante. poids de 2,00 tonnes permet le transport et le positionnement à l'aide d'équipements de chariot élévateur standard, ce qui rend le ZW-4/8 adapté aux installations de modernisation dans les salles des machines existantes, les skids d'approvisionnement en azote mobiles et les unités de traitement conteneurisées.

4. Entraînement de moteur efficace de 380 V

Le ZW-4/8 est entraîné par un moteur à induction triphasé de 30 kW, 380 V, 50 Hz Conforme à la norme IEC 60034-1, classe d'efficacité IE3. Sa configuration basse tension standard s'intègre directement aux tableaux de distribution industriels 380 V existants, sans nécessiter d'infrastructure moyenne tension spécialisée. Cette simplicité électrique est particulièrement avantageuse pour les petites installations, les laboratoires et les sites mobiles où l'utilisation d'appareillages moyenne tension serait prohibitive. Sa puissance de 30 kW offre un excellent compromis entre capacité de compression et consommation électrique, garantissant des coûts d'exploitation maîtrisables pour les applications intermittentes.

Scénarios d'application

Alimentation en azote haute pression pour laboratoire

Les laboratoires de recherche et les installations analytiques nécessitent de l'azote à haute pression comme gaz vecteur pour la chromatographie en phase gazeuse, comme gaz nébuliseur pour la spectrométrie de masse et pour l'alimentation des boîtes à gants sous atmosphère inerte. Le ZW-4/8 pression de refoulement de 0,80 MPa Ce débit est suffisant pour alimenter simultanément plusieurs instruments à l'aide de régulateurs d'azote haute pression et de collecteurs de distribution. La certification sans huile garantit que le flux d'azote répond aux exigences de pureté strictes des instruments d'analyse, sans nécessiter de cartouches de purification supplémentaires ni d'instruments de surveillance de la présence d'huile. Sa capacité de 4 m³/min permet d'alimenter aisément 8 à 12 systèmes GC-MS ou 4 à 6 instruments ICP-MS fonctionnant en parallèle.

Fabrication de précision et inertage des semi-conducteurs

Dans la fabrication de produits électroniques et de semi-conducteurs, l'azote est utilisé pour inertage pour la manipulation des plaquettes, contrôle de l'atmosphère du four de refusion et armoires sèches pour le stockage des composants. Le Compresseur d'azote haute pression ZW-4/8 Ce dispositif fournit la pression de 0,80 MPa requise pour les régulateurs de pression de précision qui maintiennent des environnements inertes sous pression atmosphérique dans les boîtes à gants et les chambres de transfert de plaquettes. L'absence d'huile est absolument essentielle dans ces applications, car même une contamination par l'huile de l'ordre du nanogramme peut entraîner des défauts de soudure, des problèmes d'adhérence des revêtements conformes et la contamination des surfaces optiques des composants de précision.

Traitement stérile pharmaceutique et remplissage aseptique

Les installations de fabrication pharmaceutique utilisent de l'azote à haute pression pour inertage de la ligne de remplissage aseptique, déplacement de l'espace de tête du flacon et purge de la chambre du lyophilisateurLa pression de refoulement de 0,80 MPa du ZW-4/8 assure la pression nécessaire à l'alimentation en azote via des systèmes de distribution à filtration HEPA et des régulateurs de pression de précision, garantissant ainsi le maintien de pressions de barrière stériles dans les isolateurs et les systèmes à barrière d'accès restreint (RABS). La certification « sans huile » assure la conformité aux normes FDA 21 CFR 211.72 (construction des équipements) et à l'annexe I des BPF de l'UE (médicaments stériles), sans nécessiter de validation supplémentaire de l'élimination de l'huile.

Amplificateur d'azote VPSA à petite échelle

Pour les générateurs d'azote VPSA compacts produisant de l'azote d'une pureté de 99,5 à 99,91 TP3T à une pression proche de la pression atmosphérique, le compresseur ZW-4/8 comprime le produit basse pression à 0,80 MPa pour une distribution haute pression. Son format compact permet de monter le compresseur sur le même châssis que le générateur VPSA, créant ainsi un système d'alimentation en azote intégré et peu encombrant. Le circuit de compression sans huile protège le tamis moléculaire de carbone contre l'empoisonnement par les hydrocarbures, préservant ainsi l'efficacité de séparation du générateur et prolongeant la durée de vie de l'adsorbant en évitant toute contamination irréversible.

Matériaux et construction

Le ZW-4/8 est construit à partir de matériaux sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote haute pression, leur résistance à la corrosion et leur fiabilité mécanique à long terme :

Tous les composants soumis à la pression sont conçus et fabriqués conformément aux normes en vigueur. ASME BPVC Section VIII Division 1 ou les normes chinoises GB 150. Les joints soudés subissent une inspection radiographique 100% (RT), et chaque récipient sous pression est soumis à un essai hydrostatique à 1,5 fois la pression de service maximale admissible (MAWP) pendant un temps de maintien minimum de 30 minutes.

Instructions d'installation et d'entretien

Exigences en matière de fondations et d'espace

La ZW-4/8 pèse 2,00 tonnes et possède un centre de gravité bas grâce à sa conception verticale compacte. dalle en béton armé de 3 à 4 tonnes Ce dispositif assure un fonctionnement stable, monté sur des isolateurs de vibrations élastomères (fréquence naturelle de 8 à 12 Hz). La configuration à deux rangées de cylindres opposés annule intrinsèquement les forces d'inertie du premier ordre, minimisant ainsi la transmission des vibrations aux équipements de laboratoire sensibles ou aux machines de fabrication de précision situées à proximité. Dégagements requis : 1,0 m côté opposé à l'entraînement pour la maintenance de la vanne, 0,8 m côté entraînement pour l'accès au moteur et 1,5 m au-dessus pour l'entretien courant.

Spécifications de l'eau de refroidissement

La demande en eau de refroidissement est d'environ 8 m³/h La température d'entrée ne doit pas dépasser 32 °C. Le circuit de distribution d'eau alimente en parallèle les chemises de cylindre et le refroidisseur intermédiaire. Qualité d'eau acceptable : pH 6,5–8,5, dureté totale < 300 mg/L (exprimée en CaCO₃), chlorures < 50 mg/L, matières en suspension < 30 mg/L. Pour les installations de laboratoire ne disposant pas d'infrastructure d'eau de refroidissement dédiée, un refroidisseur final compact à air est disponible en option, éliminant ainsi tout besoin d'alimentation en eau.

Programme d'entretien préventif

La conception sans huile du ZW-4/8 réduit considérablement la complexité de la maintenance par rapport aux alternatives lubrifiées. Il n'y a pas de vidanges d'huile à programmer, pas d'échantillons d'huile à analyser, pas d'éléments filtrants à remplacer et pas de cartouches de séparateur d'huile à surveiller. Les seules pièces d'usure consommables sont les segments de piston et bagues de guidage en PTFE, qui atteignent généralement 4 000 à 6 000 heures de service dans des conditions d'azote propre.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote ZW-4/8 respecte ou dépasse les normes internationales et les exigences réglementaires suivantes :

Analyse des performances et de l'efficacité

Le ZW-4/8 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 7,50 kW par m³/min de l'azote à une pression de refoulement de 0,80 MPa. Bien que cette puissance spécifique soit supérieure à celle de nos modèles de la série LW de plus grande capacité en raison du rendement réduit inhérent aux compresseurs de petite capacité, elle reste compétitive dans le segment des compresseurs à piston sans huile haute pression de moins de 5 m³/min. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile dans cette gamme de pression et de taille consomment généralement de 8,0 à 9,5 kW/m³/min, et les compresseurs à membrane (souvent choisis pour les applications haute pression sans huile) peuvent dépasser 12 kW/m³/min.

Sur un cycle de fonctionnement annuel de 8 000 heures, le gain d'efficacité du ZW-4/8 par rapport aux alternatives moins performantes est d'environ Économies d'énergie de 12 000 à 32 000 kWh par an. À $0,08/kWh, cela représente une réduction du coût annuel de l'électricité de $960 à $2 560. Cependant, le principal facteur économique motivant le choix d'une batterie ZW-4/8 est généralement… élimination des consommables liés au pétrole et des équipements de purification en aval plutôt que des économies d'énergie marginales.

Le coût total de possession pour la compression d'azote à haute pression Dans les applications à petite échelle, les coûts de maintenance sont principalement liés à la main-d'œuvre et aux consommables. La conception sans huile du ZW-4/8 élimine les vidanges d'huile (300 à 600 unités/an), les remplacements de filtres (150 à 300 unités/an), les changements de cartouches de séparation (400 à 800 unités/an) et les analyses d'huile (100 à 200 unités/an), permettant ainsi des économies totales de consommables de 950 à 1 900 unités par an par rapport aux solutions lubrifiées. De plus, la suppression des équipements de traitement d'huile en aval (filtres coalescents, adsorbeurs à charbon actif, analyseurs d'huile) permet d'économiser de 3 000 à 8 000 unités en dépenses d'investissement.

Capacités de personnalisation et de fabrication d'équipement d'origine (OEM)

Nous proposons des options de personnalisation flexibles pour adapter le ZW-4/8 aux contraintes d'installation spécifiques et aux exigences des utilisateurs finaux :

• Ensembles montés sur patins : Compresseur, moteur, refroidisseur et panneau de commande préassemblés sur un châssis en acier structurel avec passages de fourches et anneaux de levage. Réduit l'installation sur site au simple raccordement électrique et au raccordement à l'eau de refroidissement.
• Unités mobiles remorquées : Le ZW-4/8 peut être monté sur une remorque homologuée pour la route avec générateur diesel intégré, système de refroidissement et stockage d'azote, créant une unité d'alimentation en azote haute pression entièrement mobile pour les chantiers de construction, l'entretien des pipelines et les interventions d'urgence.
• Configuration à refroidissement par air : Le refroidisseur final à air en option élimine le besoin d'alimentation en eau de refroidissement, ce qui rend le ZW-4/8 adapté aux installations de laboratoire sans infrastructure de plomberie ou aux applications mobiles où la disponibilité en eau est limitée.
• Automates programmables et surveillance à distance : Automate programmable Siemens LOGO! ou S7-1200 (en option) avec écran tactile IHM 7 pouces, connectivité Ethernet et notifications d'alarme par SMS/e-mail. Compatible Modbus TCP/IP pour l'intégration SCADA.
• Enceintes acoustiques : Boîtier acoustique compact IP54 réduisant le bruit de 82 dB(A) à 66 dB(A) à 1 mètre, adapté aux installations intérieures dans des environnements sensibles au bruit tels que les laboratoires et les salles des machines adjacentes aux bureaux.
• OEM et marques privées : Schémas de peinture personnalisés, plaques signalétiques de marque et dossiers de documentation localisés pour les distributeurs d'équipements à gaz et les intégrateurs de systèmes.

Des configurations personnalisées sont disponibles auprès de Quantité minimale de commande : 1 unitéLes propositions d'ingénierie sont généralement livrées sous 3 à 5 jours ouvrables. Le délai de livraison standard est de 10 à 12 semaines ; une livraison express en 8 semaines est possible pour les commandes éligibles.

Étude de cas : Modernisation à l’azote d’une ligne de remplissage aseptique pharmaceutique

Client: Une usine de fabrication pharmaceutique en Thaïlande spécialisée dans les produits injectables stériles

Défi: L'usine utilisait un compresseur d'azote alternatif lubrifié pour alimenter ses lignes de remplissage aseptique en azote haute pression (0,70 MPa). Une contamination par l'huile a été détectée dans le flux d'azote à une concentration de 1,5 mg/m³, dépassant la limite de 0,1 mg/m³ spécifiée dans l'accord de qualité conclu avec les acheteurs internationaux. Cette contamination entraînait également un colmatage fréquent des filtres absolus de 0,22 μm du système de distribution d'azote, nécessitant leur remplacement toutes les 3 semaines au lieu des 6 mois prévus.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile ZW-4/8 En remplacement direct, le compresseur est monté sur un châssis sur mesure avec un refroidisseur final à air (éliminant ainsi le besoin de refroidissement par eau), un panneau de commande automate Siemens LOGO! et un réservoir tampon intégré de 0,5 m³. L'encombrement du châssis a été conçu pour s'intégrer dans la salle des compresseurs existante sans modification du génie civil. La pression de refoulement de 0,80 MPa offre une marge de sécurité supérieure aux 0,70 MPa requis par les régulateurs de la ligne de remplissage.

Résultats après 24 mois :

• Teneur en huile azotée : Réduit de 1,5 mg/m³ à <0,01 mg/m³, obtenant la certification ISO 8573-1 Classe 0
• Intervalle absolu de remplacement du filtre : Prolongé de 3 semaines à 8 mois, permettant d'économiser $18 000/an en coûts de filtration et de réduire les temps d'arrêt de production
• Dépenses totales d'entretien : Diminué de 45% grâce à la suppression des vidanges d'huile, des remplacements de filtres et des révisions de séparateurs
• Réclamations relatives à la qualité des produits : Aucun rejet lié au pétrole depuis la mise en service, préservation des contrats d'acheteurs internationaux
• Temps d'arrêt non planifié : Aucun événement en 24 mois de fonctionnement continu

« Le compresseur ZW-4/8 a résolu définitivement notre problème de contamination de l'huile. Nos coûts de remplacement des filtres ont diminué de 85% et nous n'avons enregistré aucun rejet pour non-conformité lié à la pureté de l'azote depuis son installation. L'option de refroidissement par air était un atout : l'absence d'eau de refroidissement nous a permis de réduire d'autant la consommation d'énergie. » — Responsable de l'assurance qualité, site de production pharmaceutique

FAQ et guide de sélection

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