Sur une pré-expanseuse EPS, le moteur d’agitateur entraîne l’arbre vertical qui empêche les billes de polystyrène en expansion sous vapeur de s’agglomérer, afin qu’elles grossissent à densité égale dans la cuve. Deux points décident du choix du moteur : le couple de redémarrage avec une cuve pleine de billes partiellement soudées, et l’environnement chaud et humide au-dessus de la cuve. Le couple de marche normal reste le plus souvent en dessous de ces deux conditions.

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques ; les moteurs asynchrones triphasés à carcasse fonte qui se montent sur le réducteur d’agitateur sont classés par puissance et vitesse sur la page acheter un moteur électrique en ligne. Le réducteur ne fait pas partie de la gamme DRG ; DRG fournit le moteur adapté à l’entrée du réducteur.

Que se passe-t-il dans la cuve pendant la pré-expansion ?

L’EPS brut se compose de petites billes dures contenant un agent d’expansion (pentane). Dans une pré-expanseuse discontinue (batch), les billes pesées sont introduites dans une cuve cylindrique verticale et la vapeur est injectée par le bas. Les billes ramollissent, le gaz se dilate et leur volume se multiplie ; un capteur de niveau ou une pesée coupe la vapeur à la densité visée, puis la matière est vidée par une porte latérale vers un sécheur à lit fluidisé.

Le rôle de l’agitateur est de maintenir les billes en mouvement entre les bras tournant sur l’arbre central et les contre-bras fixes. Sans mouvement, les billes ramollies collent entre elles, des grumeaux se forment et la répartition de densité est perdue. Autrement dit, si l’agitateur s’arrête, c’est la charge entière qui est perdue.

Moteur électrique triphasé gris de marque DRG pour agitateur de pré-expanseuse EPS

Comment la charge évolue-t-elle au cours d’un batch ?

La masse des billes reste presque la même pendant le batch, mais leur volume et leur surface changent. Le couple de l’agitateur n’est donc pas constant :

Phase du batchÉtat de la cuveCharge de l’agitateurRisque pour le moteur
RemplissageBilles brutes au fond, duresFaible à moyenneFaible
Début de vaporisationBilles ramollies, collantesAugmenteCouple accru si grumeaux
ExpansionNiveau montant viteBras presque tous noyésCharge de pointe
VidangeMatière qui s’écouleChute rapideFaible
Coupure de courantCuve chaude, pleine, arrêtéeCouple de décollage élevéDémarrage impossible

La dernière ligne fixe le choix. Lors d’une coupure en milieu de batch, les billes encore chaudes et molles s’accrochent entre les bras. Au retour du courant, le moteur doit décoller cette masse dès le premier instant ; le rapport de couple de démarrage (Ts/Tn) devient alors plus important que la puissance nominale.

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Du couple d’arbre d’agitateur à la puissance moteur : calcul supposé

Le couple réel de l’agitateur dépend du volume de cuve, du nombre de bras et de la densité visée ; la valeur définitive est la plaque ou le catalogue du constructeur. Le calcul ci-dessous est un exemple destiné uniquement à montrer la méthode.

Hypothèse : 1500 Nm sur l’arbre d’agitateur en phase d’expansion, vitesse d’arbre 30 tr/min, rendement du réducteur 0,9.

  • Puissance à l’arbre : P = 1500 × 30 / 9550 ≈ 4,71 kW.
  • Sur l’arbre moteur, pertes du réducteur comprises : 4,71 / 0,9 ≈ 5,24 kW.
  • Avec un moteur 4 pôles (1460 tr/min), le rapport nécessaire est i ≈ 48,7 ; avec un 6 pôles (968 tr/min), i ≈ 32,3.

Pour 5,24 kW, le DRG-132S-4 de 5,5 kW suffit sur le papier mais ne laisse qu’environ cinq pour cent de marge. Pour cette charge, le DRG-132M-4 de 7,5 kW est plus juste : couple nominal 49,1 Nm pour 34,2 Nm nécessaires au moteur ; avec un rapport de couple de démarrage de 2,0, il peut transmettre environ 4300 Nm de couple de décollage à l’arbre cuve pleine. Choisir le 6 pôles DRG-132M2-6 pour la même cuve n’ajoute pas de puissance, il réduit seulement le rapport du réducteur ; la marge reste limitée à 5,5 kW. Pour le rapport et le couple, utilisez le calculateur de sortie de réducteur.

Sur les petites pré-expanseuses de laboratoire et d’atelier, le moteur fait quelques kW ; sur les grandes machines de production à cuve volumineuse, il peut dépasser dix kW. Outre le moteur d’agitateur, la machine comporte des entraînements séparés comme le ventilateur du sécheur à lit fluidisé et les vis de vidange et d’alimentation.

Vapeur, condensats et chaleur au-dessus de la cuve

Sur la plupart des machines, le moteur d’agitateur est placé sur le couvercle de la cuve, verticalement au-dessus du réducteur (arbre vers le bas). L’enveloppe de la cuve peut dépasser 100 °C pendant la vaporisation ; la chaleur passe du réducteur et de la bride au moteur, et l’air au-dessus du couvercle se réchauffe aussi. La plage ambiante définie du moteur est −15…+40 °C ; si l’espace au-dessus du couvercle la dépasse, il faut prévoir une ventilation ou une entretoise qui isole le moteur de la chaleur.

À l’ouverture de la porte de vidange, la vapeur qui s’échappe se condense sur le moteur. L’IP55 protège contre les projections d’eau, pas contre une condensation de vapeur permanente. En montage vertical, le capot de ventilateur est en haut : demandez un chapeau anti-pluie et n’orientez pas l’entrée de câble vers le haut. En raison du risque de condensation interne lors des longs arrêts, précisez « vertical arbre vers le bas, milieu humide » à la commande.

Les billes d’EPS libèrent des vapeurs de pentane pendant la pré-expansion. Si l’analyse de risque du site classe la zone autour de la machine en atmosphère explosible, un moteur IEC standard ne convient pas ; un moteur spécial à protection Ex est nécessaire et DRG ne fournit pas ce type. Dans les zones bien ventilées et non classées, on utilise un moteur standard ; cette décision appartient au responsable sécurité du site.

Bride, arbre et réducteur en montage vertical

Les réducteurs d’agitateur sont en général à couple conique ou à arbres parallèles, et le moteur s’y monte verticalement par grande bride B5. À mesurer lors du remplacement :

  • Carcasse 112M (DRG-112M-4) : arbre 28 × 60 mm, bride M 215 / N 180 / P 250 mm.
  • Carcasses 132S et 132M (DRG-132S-4, DRG-132M-4, DRG-132M2-6) : arbre 38 × 80 mm, bride M 265 / N 230 / P 300 mm.
  • Roulements : 6206-ZZ-C3 sur 112M, 6208-ZZ-C3 sur les carcasses 132.

Passer de 5,5 kW à 7,5 kW dans la même carcasse 132 ne change pas l’adaptateur du réducteur ; seule la longueur du moteur passe de 438 mm à 476 mm. Le moteur occupe donc 38 mm de plus en hauteur au-dessus du couvercle ; vérifiez la distance au crochet de levage et à la conduite de vapeur. Passer de 112M à 132 change bride et arbre, donc aussi l’adaptateur. Pour les entrées de réducteur adaptées, voir la page moteurs électriques pour réducteurs.

Quand le moteur d’agitateur est mal choisi

  • Après une coupure, le moteur ronfle mais ne tourne pas : le couple de décollage dépasse le couple de démarrage ; moteur trop petit en puissance ou en couple de démarrage.
  • Plus de grumeaux dans les batchs : la vitesse de l’agitateur chute pendant l’expansion ; le moteur glisse sous charge.
  • Le thermique déclenche en fin de vaporisation : charge de pointe et chaleur au-dessus du couvercle poussent ensemble le moteur à sa limite.
  • Eau et rouille dans la boîte à bornes : en montage vertical, l’entrée de câble est tournée vers le haut ou le joint est mal posé.
  • Bruit précoce du roulement inférieur : désalignement du réducteur en montage vertical, ou humidité amenée par la vapeur.

Liste de contrôle avant remplacement ou commande :

  • Photo de la plaque de l’ancien moteur : kW, tr/min, tension, courant.
  • Type de réducteur, rapport et vitesse de l’arbre d’agitateur.
  • Position de montage : vertical arbre vers le bas à bride (B5) ou horizontal à pattes.
  • Diamètre d’arbre et cotes de bride (M / N / P).
  • Volume de la cuve et poids de remplissage type d’un batch.
  • Classement ou non de la zone autour de la machine en atmosphère explosible.
  • Mode de démarrage et redémarrage automatique ou non après coupure.

Moteurs DRG adaptés à l’agitateur d’une pré-expanseuse EPS

Il s’agit de moteurs à carcasse fonte pouvant se monter verticalement sur le réducteur d’agitateur par bride B5 ; ils couvrent la plage 5,5–7,5 kW du calcul d’exemple et les cuves plus petites.

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Moteur d’agitateur de pré-expanseuse EPS : questions fréquentes

Quelle puissance pour le moteur d’agitateur d’une pré-expanseuse EPS ?

Elle dépend du volume de cuve et de la vitesse d’agitation ; les petites machines utilisent quelques kW, les grandes machines de production dépassent dix kW. Au remplacement, ne descendez pas sous la puissance de l’ancien moteur ; en cas de difficultés de redémarrage après coupure, prenez une taille au-dessus.

Utilise-t-on un variateur sur l’agitateur d’une pré-expanseuse ?

La vitesse de l’agitateur peut être réglée par variateur selon les recettes de densité. Le couple de décollage est alors aussi nécessaire à basse vitesse ; le réglage de surcouple (boost) du variateur et la puissance moteur doivent être choisis en conséquence.

Quelle carcasse convient au moteur d’une machine à polystyrène expansé ?

Pour un agitateur vertical au-dessus de la cuve, en ambiance chaude et chargée de vapeur, la carcasse fonte est préférée pour sa robustesse et sa tenue thermique. Les entraînements plus légers comme le ventilateur du sécheur à lit fluidisé peuvent aussi utiliser une carcasse aluminium.

Le pentane impose-t-il un moteur Ex sur toute machine EPS ?

Non ; cela dépend du zonage des atmosphères explosibles du site. Si une zone est définie, un moteur spécial à protection Ex est nécessaire ; sinon, on utilise un moteur IEC standard.

Pour un devis, envoyez une photo de la plaque moteur, sa puissance, sa vitesse, le montage (vertical à bride ou à pattes), la cote d’arbre et les données de cuve et de réducteur de la pré-expanseuse via WhatsApp, ou ajoutez les modèles à la liste de devis. Téléphone : +90 (542) 666 11 11 · e-mail : info@drgmotor.com · contact. Tous les modèles sont dans la boutique en ligne.