Moteur électrique VTP Pompe à turbine verticale
Qu'est-ce qu'une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique ?
Une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique est une pompe centrifuge spécialement conçue pour transporter de l'eau à partir de puits ou de réservoirs souterrains profonds à l'aide de plusieurs roues en forme de turbine enfermées dans une cuvette. Contrairement à ce que son nom pourrait laisser penser, cette pompe n'a rien à voir avec une turbine. Elle utilise plutôt un moteur à induction à courant alternatif situé à la surface et relié par un long arbre vertical à des roues à aubes situées au fond de la pompe. Les fabricants de pompes à turbine verticale à moteur électrique VTP développent le dispositif pour qu'il soit entièrement immergé dans le fluide pompé et pour qu'il soit utilisé à la place d'une pompe submersible dans de nombreuses applications, généralement lorsque le débit requis est supérieur à celui qu'une pompe submersible peut fournir. Comparativement, la pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique est plus pratique qu'une pompe submersible similaire, car le moteur électrique à la surface reste sec et exempt de tout risque potentiel. En général, les pompes à turbine verticale VTP à moteur électrique conviennent aux applications d'eau propre qui nécessitent une pression et une hauteur d'élévation élevées.
Figure : pompe électrique à turbine verticale VTP
Composants du moteur électrique VTP pompe à turbine verticale
Moteur
La pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique utilise un moteur à induction CA situé au-dessus du sol. L'objectif du moteur électrique est de fournir une puissance de rotation à la pompe. Le moteur à induction CA utilise le principe de l'induction électromagnétique pour générer le couple mécanique nécessaire au fonctionnement du rotor. Il peut être équipé de variateurs de vitesse fixes ou variables.
Corps de pompe
La pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique utilise un corps de pompe de type diffuseur. Le corps de pompe est un mince passage d'air entourant la roue. Il sert d'enceinte de confinement de la pression et dirige le flux de fluide à l'intérieur et à l'extérieur de la pompe. Les fabricants de pompes à turbine verticale VTP créent le corps en fonte, en acier au carbone ou en acier inoxydable pour améliorer la solidité, la durabilité de la corrosion et la résistance à l'abrasion.
Assemblage du bol
Le corps de la pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique se compose de l'orifice d'aspiration, de l'arbre, des roues et du corps de diffuseur. Chaque diffuseur comprend une roue et, ensemble, ils forment un étage de pompe.
Figure : Illustration de l'assemblage de la cuvette.
Arbre
L'arbre de la pompe à turbine verticale est une longue pièce métallique cylindrique située au centre de la pompe et reposant sur des paliers. Il porte les roues et relie le moteur à la tête de pompe par l'intermédiaire d'un accouplement flexible. L'arbre de la pompe est généralement rectifié et poli afin d'obtenir une surface d'appui lisse. Il est également conçu pour offrir une solidité maximale et une excellente résistance à la corrosion en utilisant des matériaux haut de gamme tels que l'acier inoxydable, l'acier allié, l'acier au carbone, etc.
Roue
Dans une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique, la roue a la forme d'une turbine avec des dents orientées radialement pour déplacer l'eau. La roue est un ventilateur à rotation rapide dont les pales sont fixées à l'arbre de la pompe. Elle dirige l'eau dans un diffuseur appelé bol en augmentant l'énergie cinétique et la vitesse de l'eau. Les fabricants de pompes à turbine verticale VTP à moteur électrique adaptent la roue pour obtenir une large gamme de couverture hydraulique et une efficacité maximale.
Accouplement
Les pompes à turbine verticale VTP à moteur électrique utilisent un accouplement flexible, ce qui facilite l'entretien des paliers de butée et des garnitures mécaniques. L'accouplement relie l'arbre de la pompe à l'arbre du moteur, facilitant le transfert du couple et la rotation des roues. L'accouplement est usiné avec précision et équilibré pour un alignement et une transmission de puissance parfaits.
Entrée d'aspiration
L'entrée d'aspiration d'une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique est créée selon une conception hydrodynamique afin d'assurer un écoulement régulier du liquide à l'entrée. L'entrée d'aspiration permet l'entrée de l'eau dans la pompe. Elle contient également une crépine surdimensionnée qui empêche les solides de pénétrer dans l'ensemble hydraulique.
Sortie d'évacuation
L'eau sort de la pompe par la sortie de refoulement. Le refoulement de la pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique a une conception à faibles pertes et peut être fabriqué en fonte ductile ou en acier moulé.
Comment fonctionne une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique ?
Une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique pousse l'eau d'un puits vers la surface du sol en convertissant l'énergie mécanique d'une roue en énergie cinétique et en énergie de pression du liquide pompé. Lorsque le moteur démarre, les roues tournent, créant un vide à l'intérieur du corps de la pompe. En conséquence, l'eau pénètre dans la première chambre par la cloche d'aspiration en raison de la pression atmosphérique agissant sur la surface de l'eau. Une fois que l'eau rencontre la roue du premier étage, la force centrifuge agissant sur ses pales confère au liquide une vitesse et une énergie cinétique élevées. L'eau s'écoule alors dans un bol situé directement au-dessus de la roue, où l'énergie cinétique est convertie en pression élevée. Le bol dirige ensuite l'eau vers la roue à aubes du deuxième étage, où la pression du liquide augmente encore. Ce processus se poursuit à tous les étages de la pompe, entraînant une augmentation progressive de la pression de l'eau. Lorsque l'eau quitte le dernier étage de la pompe, elle se déverse dans une colonne verticale qui s'élève du puits jusqu'à la surface du sol.
Figure : Fonctionnement d'une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique.
Moteur électrique à deux étages Pompe à turbine verticale VTP
Une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique à deux étages comporte deux roues logées dans des chambres de diffusion distinctes, mais montées sur un seul arbre de cuve qui passe au milieu des diffuseurs. Cette pompe offre la fonctionnalité de deux pompes reliées en série.
Figure : Moteur électrique à deux étages VTP pompe à turbine verticale.
Moteur électrique multicellulaire Pompe à turbine verticale VTP
Une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique multicellulaire se compose de plus de deux roues logées dans différentes chambres de pompage montées en série. L'eau entre dans la première chambre à la pression d'aspiration, et au fur et à mesure qu'elle traverse les étages de pompage consécutifs, la pression de l'eau augmente progressivement. Cette pompe peut gérer une hauteur de charge et des débits plus élevés que son homologue à deux étages et peut fonctionner avec un moteur plus petit.
Figure : Pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique multicellulaire.
Applications du moteur électrique VTP pompe à turbine verticale
Les pompes verticales à moteur électrique VTP conviennent à diverses applications agricoles, municipales et industrielles. Elles sont utilisées pour l'irrigation des terres agricoles, dans les stations d'épuration, dans les systèmes d'approvisionnement en eau des municipalités, etc. Les utilisations typiques de ces pompes sont les suivantes :
- Les pompes verticales à moteur électrique VTP pompent l'eau des fosses ou des puits profonds.
- Les municipalités qui dépendent des eaux souterraines plutôt que des eaux de surface utilisent également la pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique car elles peuvent fournir un volume d'eau élevé à partir d'une source souterraine.
- Les pompes verticales à moteur électrique VTP sont utilisées dans les puits qui fournissent de l'eau d'irrigation à l'agriculture.
- Elles sont également utilisées comme pompes de surpression pour augmenter la pression de l'eau dans les applications nécessitant une alimentation en eau à pression extrême.
- Ils sont également utilisés dans les plans d'eau ouverts pour déplacer l'eau à des fins diverses. Souvent, ils sont utilisés avec des réservoirs pour des applications industrielles.
- Ils sont utilisés dans les applications de lutte contre l'incendie.
Avantages d'une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique
- Les pompes à turbine verticale VTP à moteur électrique ont un faible encombrement.
- Ils sont parfaits pour l'approvisionnement en eau propre à haute pression et à faible débit.
- Ils sont exempts de problèmes d'amorçage car la roue est immergée dans l'eau.
- Ils sont très efficaces pour les applications à hauteur de chute élevée et à faible débit.
- Les pompes à turbine verticale VTP à moteur électrique sont très polyvalentes. Elles peuvent générer un débit de 50 à 30 000 gallons par minute (GPM) ou plus. En outre, elles peuvent être configurées avec plusieurs étages pour augmenter la pression requise pour une application.
- Ils ont un faible cycle de vie en raison des exigences minimales en matière d'entretien.
- Le moteur de la pompe est posé sur le sol ; il est donc plus facile de réparer le moteur sans déranger l'ensemble de la pompe.
- Ils sont de construction compacte avec de petites roues car la hauteur de chute par étage est plus faible.
- Ils offrent une performance stable.
Inconvénients d'un moteur électrique Pompe à turbine verticale VTP
- La pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique ne peut pas traiter les fluides contenant des gaz entraînés ou dissous, car le gaz s'accumule dans la chambre étanche, où l'évacuation est compliquée.
- Le coût initial d'acquisition et d'installation de la pompe est relativement élevé.
- Il n'est pas facile d'équilibrer la poussée hydraulique sur les pompes à turbine verticale en raison de leur arbre en porte-à-faux.
- Ils nécessitent également une grande marge de manœuvre pour l'installation.
Dépannage du moteur électrique de la pompe à turbine verticale VTP
Le moteur électrique surchauffe
- Le moteur est mal installé. Veillez à ce que la pompe soit installée conformément aux normes du fabricant de la pompe à turbine verticale VTP.
- Le moteur est défectueux. Inspecter et remplacer le moteur si nécessaire.
- Mauvais alignement de l'accouplement. Veillez à réaligner la pompe et l'accouplement. Vérifiez également que le caoutchouc de l'accouplement n'est pas usé.
- Le moteur électrique de la pompe à turbine verticale VTP fonctionne en cavitation. Vérifiez que la pompe fonctionne dans la plage de vitesse correcte et qu'elle utilise le bon type de roue.
La pompe ne démarre pas
- Un fusible a sauté ou un disjoncteur s'est déclenché. Inspecter la pompe électrique à turbine verticale VTP à la recherche d'un fusible grillé et le remplacer si nécessaire.
- La tension est irrégulière en raison de la présence de saletés ou de corrosion au niveau du pressostat. Inspecter le pressostat et le nettoyer de tout débris ou pollution.
- Les prises de fusibles sont sales ou corrodées. Inspecter et nettoyer les réceptacles de fusibles si nécessaire.
- L'alimentation électrique du panneau est insuffisante. Veillez à ce que le moteur reçoive la tension et le courant nécessaires.
La pompe a une faible capacité
- La pompe fonctionne en sens inverse. Vérifiez que le sens de rotation du moteur correspond au sens indiqué par les fabricants de pompes électriques à turbine verticale VTP sur la plaque signalétique. Veillez à inverser les polarités du moteur.
- La pompe est liée à l'air. S'assurer que le système de la pompe est exempt d'air.
- Le clapet anti-retour est défectueux ou mal installé. Inspecter le clapet de non-retour, l'installer correctement ou le remplacer.
- Roue bouchée. Inspecter l'hélice et enlever tout matériau.
Les vibrations de la pompe sont excessives
- Le moteur électrique de la pompe à turbine verticale VTP comporte des éléments déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les éléments.
- Arbre oblique ou déséquilibré. Inspecter l'arbre de la pompe et le rééquilibrer si nécessaire.
- L'ensemble de la pompe est desserré. Serrez les composants de la pompe au couple recommandé par les fabricants de turbines verticales VTP électriques.
- Les roues sont très usées ou défectueuses. Inspectez les roues et remplacez toute roue usée par une autre roue du fabricant de la pompe si nécessaire.
- La graisse de la pompe est excessive ou contaminée. Vidanger l'excès d'huile ou les roulements et le carter.
- Il y a un sas dans la pompe. Desserrer le bouchon de purge pour évacuer l'air.
La pompe fournit un débit instable
- Il y a une fuite au niveau de la vanne de fond. Inspecter la vanne de fond pour vérifier l'absence de fuite et y remédier.
- La tension est trop faible, ce qui entraîne une diminution de la vitesse de la pompe. Vérifier la tension d'alimentation et l'ajuster si nécessaire.
- Forte usure de la roue ou de la bague d'étanchéité. Inspecter et remplacer la roue ou la bague d'étanchéité usée.
Résumé
Une pompe à turbine verticale VTP à moteur électrique est un type de pompe centrifuge très sophistiqué destiné à transporter l'eau des puits souterrains profonds ou des réservoirs vers certains systèmes de distribution d'eau. Elle est équipée de plusieurs roues ressemblant à des turbines, enfermées dans un corps de diffuseur appelé bol, qui déplace l'eau à travers la pompe. Cependant, contrairement à ce que le nom de la pompe semble indiquer, elle n'a rien à voir avec une turbine. Elle utilise plutôt un moteur à induction à courant alternatif situé à la surface du sol et relié par un long arbre vertical aux roues à aubes situées au bas de la pompe. Les fabricants de pompes à turbine verticale VTP développent des pompes qui s'immergent complètement dans le liquide pompé. Elles sont généralement utilisées à la place des pompes submersibles dans les applications nécessitant un débit plus faible et une hauteur manométrique plus élevée que ce que les pompes submersibles peuvent fournir. Les pompes verticales à moteur électrique VTP conviennent à l'approvisionnement en eau propre pour les utilisations agricoles, municipales et industrielles. Elles sont polyvalentes, très efficaces et ont une construction compacte avec de petites roues car la hauteur de charge par étage est plus faible.