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Fonctionnement des unités de filtration d'air

La gamme de systèmes de filtration d’air d’ULS retire l’air contaminé d’un système laser, et filtre les sous-produits (particules et fumées) du traitement des matières par laser.

Vue avant latérale du système de filtration d’air UAC 4000

L’UAC 2000 et l’UAC 4000 utilisent un système de filtration à quatre niveaux (préfiltre, filtre HEPA et filtre carbone double) pour éliminer efficacement ces sous-produits de l’air extrait. Les capteurs contrôlent chaque niveau et alertent l’utilisateur lorsqu'il doit remplacer le milieu filtrant. Un niveau unique de filtre carbone double prolonge la durée de vie des filtres carbone en permettant de consommer l’intégralité du carbone activé. Des ventilateurs d’extraction à vitesse variable maintiennent un débit d'air constant au fur et à mesure de la consommation des filtres à particules. L’UAC 2000 et l’UAC 4000 communiquent avec les systèmes laser d’ULS pour activer et désactiver la filtration avec le traitement des matières par laser et afin d’indiquer l'état des filtres. Un contrôle de CO intégré alerte l’utilisateur de niveaux de CO dangereux dans l’environnement.

Schéma du trajet de filtration

Sécurité renforcée

Un ensemble complet de capteurs surveille chaque étape du processus de filtration, ainsi que le flux d’air et l’environnement. Cela permet de s'assurer du bon fonctionnement du système de filtration afin de conserver un environnement sécurisé pour le traitement des matières par laser.

Filtration des particules et capteurs de débit d’air

Les capteurs de pression surveillent les différentiels de pression entre chaque filtre à particules et contrôlent les performances en mesurant l'augmentation de contrepression lorsque chaque filtre est consommé. Un capteur de débit d’air travaille en association avec ces capteurs de contrepression afin d’augmenter le débit d’air avec la contrepression pour maintenir un niveau de sécurité minimum de débit d’air. Si un niveau de filtration d’air se bloque pour une raison ou pour une autre, le capteur de débit d'air peut détecter le passage au-dessous des limites minimales et arrêter le traitement par laser. Ces capteurs associés garantissent la sécurité de l’environnement de travail en maintenant un débit d’extraction suffisant.

Capteurs de filtration de fumée

Les niveaux des filtres carbone ne peuvent pas être contrôlés avec des capteurs de pression car la contrepression n'augmente pas avec le processus d’adsorption par lequel le carbone capture des COV (fumées). Cela rend compliqué le contrôle de l'état des niveaux des filtres carbone. Certains fabricants de systèmes de filtration n’essaient pas de contrôler les niveaux des filtres carbone, et laissent le soin à l'utilisateur de déterminer quand un filtre carbone est consommé. Il est indiqué aux utilisateurs de remplacer les filtres carbone lorsqu'il y a des odeurs dans l’environnement. Cette approche est très subjective et n’est donc pas sure.

Des capteurs de COV sont disponibles et d’autres fabricants placent l’un de ces capteurs après un niveau de filtre carbone, mais cette solution présente un inconvénient important. Ces capteurs réagissent à la présence d’une vaste gamme de COV. Ils ne peuvent pas faire la distinction entre différents composés et réagissent différemment à différents composés. Ils ne peuvent donc pas être étalonnés pour mesurer les niveaux réels de la grande variété de COV produits pendant le traitement des matières par laser.

ULS a développé un nouvelle méthode exclusive pour contrôler les niveaux de filtres carbone, qui permet de remédier à l’ensemble des problèmes indiqués ci-dessus. Un niveau de filtre carbone double breveté utilise deux filtres carbone avec trois capteurs de COV : un déployé en amont du premier filtre carbone, un déployé entre le premier et le deuxième filtre carbone, et un déployé après le deuxième filtre carbone. Le capteur central peut détecter l'apparition de fumées sur le premier niveau de carbone. Le capteur central peut être comparé avec le capteur supérieur afin de mesurer l’efficacité du premier niveau de carbone. Lorsque le capteur central et le capteur supérieur détectent des niveaux de fumées égaux, le premier niveau est entièrement consommé. Le dernier capteur à carbone permet de s'assurer que le deuxième niveau de filtre carbone continue à empêcher les fumées de passer dans l’environnement, même après leur apparition au premier niveau de carbone.

Contrairement aux autres solutions, ce système à trois capteurs autour des deux niveaux de carbone permet de contrôler l’efficacité de la filtration au carbone tout en protégeant l’environnement des fumées, afin d’accroître encore la sécurité du traitement des matières par laser.

Contrôle de l’environnement

Les solutions de filtration d'air d’ULS disposent d’un capteur de monoxyde de carbone intégré pour contrôler l’environnement. Ce capteur déclenche une alarme sonore pour avertir l’utilisateur si la quantité de monoxyde de carbone dans l’environnement atteint des niveaux dangereux, et il met fin au traitement des matières par laser via la liaison de communication avec le système laser. Cela empêche de continuer à produire du monoxyde de carbone jusqu’à ce que les niveaux retombent au-dessous des limites dangereuses, afin de garantir la sécurité de l’opérateur.

Meilleur retour sur investissement

Les systèmes de filtration d'air d’ULS sont conçus avec des niveaux de filtres de grande capacité pour des traitements de matières par laser importants. Le remplacement des milieux filtrants de grande capacité peut être coûteux. Il est donc important de concevoir un usage le plus efficace et efficient possible des milieux filtrants. Les systèmes de filtration d'air d’ULS répondent à ce besoin de deux manières afin d’offrir un meilleur retour sur investissement à long terme.

Filtration des particules

La filtration des particules est un système de barrière mécanique qui capture les particules en faisant passer l’air contaminé par un milieu filtrant avec des pores dimensionnés pour empêcher le passage des particules de taille supérieure à celle des pores. Les filtres à particules sont entièrement consommés lorsque la majorité des pores sont bloqués par des particules et que l’air contaminé ne peut plus passer par le milieu.

Le milieu filtrant HEPA est généralement utilisé au deuxième niveau du processus de filtration des particules afin de capturer les particules très fines jusqu’à 0,3 µm. Ce type de milieu a une structure extrêmement fine, qui peut facilement être contaminée par de plus grosses particules. Des préfiltres sont généralement utilisés pour capturer les plus grosses particules, et prolongent la durée de vie du filtre HEPA autant que possible. Les préfiltres de grande capacité utilisés dans les systèmes de filtration UAC sont relativement peu onéreux, et utilisent une construction à sac plissé de grande surface afin de capturer efficacement les grosses particules. L’utilisation de ces préfiltres contribue à étendre la durée de vie du filtre HEPA et à rendre le sous-système de filtration des particules plus économique.

Filtration des fumées

Le milieu filtrant au carbone utilisé au niveau de filtration des fumées est le milieu filtrant le plus coûteux dans une solution de filtration typique sur ce segment du marché. Le milieu filtrant au carbone ne capture pas les fumées par un système de barrière. Il utilise un processus de filtration spatiale nommé adsorption, selon lequel les COV doivent être exposés au milieu au carbone pendant un certain temps pour être adsorbés dans le carbone. Un lit de carbone de grande surface et d’une épaisseur définie est utilisé pour ralentir l’air contaminé et laisser aux COV un certain temps dans le milieu au carbone pour une bonne adsorption. L'adsorption commence sur le bord avant du lit de carbone, et au fur et à mesure que le milieu au carbone sur le bord avant du lit capture des COV, ce carbone devient saturé et incapable de capturer plus de COV. Le processus continue et le carbone plus loin dans le lit commence à adsorber des COV. La consommation de carbone progresse du bord avant au bord arrière du lit. Malheureusement, en raison des variations du débit d’air dans le lit de carbone et des variations d’efficacité dans le milieu au carbone lui-même, le carbone n’est pas consommé uniformément du haut au bas du lit. Il y a généralement une apparition de fumées dans une partie du lit avant la consommation complète du milieu au carbone. Les tests réalisés par les scientifiques d’ULS ont révélé que 1/3 du carbone dans un filtre au carbone typique n’est pas entièrement consommé lors de l’apparition de fumées, comme illustré sur la figure ci-dessous.

Illustration du carbone non consommé lors de l’apparition de fumées dans le lit de carbone supérieur

Lors de l’apparition de fumées dans une solution de filtration au carbone à un seul niveau généralement présente dans les produits d’autres fabricants, les fumées commencent à passer dans l’environnement. Il est généralement demandé à l’utilisateur de remplacer alors le filtre à carbone bien qu’une quantité importante de carbone ne soit pas encore entièrement consommée. Le niveau de filtre carbone double breveté présent dans les systèmes de filtration d’air d’ULS répond à ce problème en plaçant un deuxième lit de carbone après le premier, ce qui permet la consommation complète du milieu filtrant au carbone dans le premier lit, tandis que le deuxième lit empêche les fumées d’entrer dans l’environnement. Par ailleurs, le système de capteurs unique décrit dans la section précédente permet au système de mesurer la consommation au premier niveau afin de déterminer avec précision quand il est entièrement consommé.

L’utilisation de deux niveaux de filtres carbone de même format représente un autre avantage. Cela permet à l’utilisateur de placer le deuxième niveau de filtration partiellement consommé au premier niveau et de placer le nouveau niveau de filtration à la place du deuxième niveau afin de consommer entièrement le carbone précédemment au deuxième niveau. Cette technologie exclusive permet de s'assurer de la consommation complète du milieu filtrant lors du remplacement des filtres carbone d’une unité de filtration d’air d’ULS, et de maximiser le retour sur investissement en milieu filtrant au carbone dans le temps.

Expérience d’utilisation enrichie

Au sein de l’écosystème de composants modulaires permettant à ULS de fournir des solutions sur mesure pour le traitement de matières par laser, les unités de filtration d’air ULS sont conçues pour communiquer avec les systèmes laser d’ULS. Cela permet au système laser d’activer et désactiver la filtration avec le traitement par laser, et de réduire ainsi la charge, l’usure et la détérioration de l’unité de filtration dans le temps. La liaison de communication offre également une expérience d’utilisation enrichie en communiquant le statut de tous les aspects du système de filtration au système laser. Ces informations peuvent ensuite être affichées directement dans l’interface utilisateur du logiciel du système laser. Des messages d'avertissement apparaissent lorsque les filtres sont proches de leur fin de vie, en laissant le temps aux utilisateurs de commander des filtres de rechange. Des avertissements apparaissent également et le traitement des matières par laser est empêché s’il est impossible de maintenir un environnement de travail sûr pour quelque raison que ce soit : manque de débit d’air du fait d'un blocage dans le système de filtration, un filtre a atteint la fin de sa durée de vie, ou les niveaux de monoxyde de carbone sont élevés dans l’environnement.

L’expérience d’utilisation est également enrichie grâce à une atténuation sonore de pointe. Des ventilateurs très performants sont nécessaires pour assurer un débit d’air approprié afin de retirer efficacement les sous-produits de filtration du traitement des matières par laser. Des niveaux de bruit élevés sont une plainte courante concernant les autres systèmes de filtration sur le marché. Les ingénieurs d’ULS ont veillé à contrôler le bruit lors de la conception des produits de filtration d’air d’ULS, pour créer une solution extrêmement silencieuse pouvant être placée à côté du système laser avec un effet négligeable sur le niveau de bruit ambiant.

Besoins d’installations réduits

Lorsqu'un utilisateur envisage d’adopter une technologie de traitement des matières par laser, il doit généralement réaliser une étude du site pour s'assurer que son installation dispose de l'équipement requis pour le traitement des matières par laser. L’un des impacts les plus coûteux est l’installation d’un système d’extraction configuré correctement. Des spécialistes doivent être engagés pour installer un ventilateur d’extraction correctement dimensionné à l’extérieur des locaux et acheminer la tuyauterie appropriée à l’intérieur du système laser. Un système de filtration d’air d’ULS peut éliminer le besoin d’un système d’extraction externe dans une zone de travail bien ventilée, et réduire ainsi l’impact sur les locaux et le coût total de possession.

Fiabilité et disponibilité élevées

La conception des systèmes de filtration d’ULS présente plusieurs avantages permettant d’offrir plus de fiabilité et de disponibilité.

Remplacement des filtres

Le remplacement des filtres est réalisé depuis l'avant du système de filtration d’air d’ULS en passant par des portes pratiques. Tous les niveaux de filtration sont maintenus contre leurs joints au moyen de dispositifs de dégagement manuels. Aucun outil n’est donc nécessaire. Chaque niveau de filtration est conçu pour être remplacé par un seul opérateur, le milieu le plus lourd, le filtre à carbone, pesant un peu moins de 11 kg tandis que les niveaux de filtration d'autres fabricants peuvent peser plus de 27 kg. Cela illustre un autre avantage du filtre carbone double, qui divise le carbone entre les deux lits, et réduit ainsi le poids de chaque filtre tout en offrant la capacité de filtration efficace des deux niveaux associés.

Nettoyage

Les grosses particules constituent l'essentiel des sous-produits dans de nombreuses applications de traitement des matières par laser, et c’est également la partie du flux des sous-produits qui nécessite l’essentiel du nettoyage de routine requis pour l’entretien et la maintenance d'un système de filtration. La majorité de ces grosses particules sont capturées par le niveau de préfiltration. Nous avons donc veillé à concevoir le niveau de préfiltration des systèmes de filtration d’air ULS dans le but de rendre le nettoyage aussi pratique que possible pour l’utilisateur. Les préfiltres sont raccordés à un boîtier détachable, qui peut facilement être retiré du système pour faciliter le nettoyage pendant l’installation du milieu de préfiltration de remplacement. Toutes les particules lourdes sont capturées dans ce boîtier détachable de sorte que les parties restantes du système de filtration d’air restent relativement propres. Cela réduit le travail nécessaire pour la maintenance du système complet.

Soufflettes

Une méthode de réduction des coûts courante sur certaines solutions de filtration du marché est l’utilisation de soufflettes à brosse, qui nécessitent le remplacement des brosses de commutation électrique après un certain nombre d’heures de service. Cela nécessite généralement un important travail de désassemblage. Les systèmes de filtration d’air d’ULS, quant à eux, utilisent des soufflettes sans brosse particulièrement fiables pour prolonger le fonctionnement sans maintenance.