Pompe électrique multicellulaire verticale
Qu'est-ce qu'une pompe électrique multicellulaire verticale ?
Une pompe électrique multicellulaire verticale est une catégorie particulière de pompe à rotor dynamique comprenant deux ou plusieurs roues pour pressuriser l'eau en plusieurs étapes. Les roues peuvent être fixées sur le même arbre ou sur des arbres séparés, mais pour la plupart des pompes électriques multicellulaires verticales, les roues sont sur le même arbre de pompe. Les fabricants de pompes électriques multicellulaires verticales créent généralement des dispositifs alimentés électriquement à l'aide d'un moteur électrique et destinés à des installations verticales. Les pompes multicellulaires verticales électriques convertissent l'énergie cinétique de rotation de la roue en énergie hydrodynamique. Elles sont parfaites pour l'approvisionnement en eau à des pressions plus élevées, que les pompes simples de même taille ne peuvent pas fournir. Elles sont présentes dans les systèmes d'approvisionnement en eau des municipalités, dans les exploitations agricoles et dans les immeubles de grande hauteur. Les pompes électriques multicellulaires verticales sont souvent préférées en raison de leurs excellentes caractéristiques de performance, telles qu'un débit élevé, une compatibilité avec les solutions abrasives, un potentiel de mélange et une conception relativement simple. Elles sont également disponibles dans différentes configurations pour répondre aux exigences de diverses applications.
Figure : Pompe électrique multicellulaire verticale
Composants d'une pompe électrique multicellulaire verticale
Moteur électrique
Le moteur électrique joue le rôle de moteur principal de la pompe et fournit l'énergie mécanique nécessaire à son fonctionnement. La pompe multicellulaire verticale électrique utilise un moteur électrique à induction CA (courant alternatif), généralement couplé au corps de la pompe.
Corps de pompe
Le but premier du corps de la pompe est de convertir la hauteur de vitesse de la roue en hauteur de pression statique et de guider le flux vers les raccords de refoulement. Il abrite également les composants internes de la pompe. La pompe multicellulaire verticale électrique utilise un corps de pompe de type diffuseur, qui comporte une série d'ailettes entourant la roue pour accepter le refoulement du liquide de la roue. Le corps de pompe diffusant réduit efficacement la vitesse du fluide et convertit l'énergie cinétique en hauteur de pression. Les fabricants de pompes multicellulaires verticales électriques créent généralement le corps de pompe en utilisant des matériaux tels que l'acier moulé, la fonte et la fonte ductile.
Arbre
L'arbre est un solide en acier inoxydable, situé au centre de la pompe et reposant sur des roulements. Il supporte principalement la roue et relie l'ensemble du rotor à l'arbre d'entraînement du moteur.
Accouplement
Les pompes électriques multicellulaires verticales peuvent être soit accouplées de façon étroite, soit accouplées de façon rigide, selon le type d'accouplement utilisé. L'objectif de l'accouplement de la pompe est de relier l'arbre d'entraînement du moteur à l'arbre de la pompe. L'accouplement peut être flexible, ce qui permet un léger désalignement de l'arbre, ou rigide, ce qui ne permet aucun désalignement de l'arbre.
Roue
La fonction de la roue est de transmettre de l'énergie cinétique au liquide pompé et de le déplacer à travers le corps de la pompe. Les fabricants de pompes électriques multicellulaires verticales équipent leurs unités de roues de type fermé. Ces roues génèrent une pression élevée du liquide et offrent une excellente efficacité hydrodynamique. Le type de roue fermée peut être à simple ou à double aspiration. En général, une roue peut être fabriquée à partir de différents matériaux, notamment l'acier moulé, la fonte ductile et l'acier allié.
Comment fonctionne une pompe électrique multicellulaire verticale ?
Une pompe électrique multicellulaire verticale convertit l'énergie cinétique de rotation de la roue en énergie hydrodynamique. Lorsque la pompe démarre, les roues tournent, créant un vide à l'intérieur du corps. La pression atmosphérique externe pousse l'eau dans le corps de la pompe par l'orifice d'aspiration pour combler le vide. Une fois que l'eau atteint la roue du premier étage, la rotation de la roue génère une force centrifuge qui dirige le fluide le long de l'aube de la roue et pousse le liquide jusqu'à l'extrémité de l'aube de la roue, où il pénètre dans le diffuseur à une vitesse tangentielle très élevée. Le diffuseur réduit efficacement la vitesse d'écoulement élevée, convertit l'énergie cinétique du fluide en hauteur de pression statique et guide le liquide vers l'entrée ou l'œil de la roue de l'étage suivant. Ce processus se poursuit jusqu'au dernier étage de la roue et à la chambre de diffusion, où l'eau atteint la pression requise et sort de la pompe par la buse de refoulement.
Types de pompes électriques multicellulaires verticales
Pompe électrique multicellulaire verticale monobloc
Une pompe électrique multicellulaire verticale à accouplement serré se compose d'un seul arbre reliant le moteur à la tête de la pompe. Les paliers du moteur supportent la totalité de la charge rotative de l'arbre pendant le fonctionnement de la pompe. Cette pompe convient principalement aux applications légères et aux courtes périodes de fonctionnement à pleine vitesse du moteur. Elle est également connue sous le nom de pompe multicellulaire verticale électrique monobloc.
Figure : Pompe électrique multicellulaire verticale monobloc.
Pompe électrique multicellulaire verticale à accouplement rigide
Une pompe électrique multicellulaire verticale à accouplement rigide comporte un moteur et un arbre de pompe séparés, qui doivent être alignés avec précision et fixés fermement à l'aide d'un accouplement. Chacun des arbres comporte un manchon court entouré d'une bride perpendiculaire. Un accouplement est placé sur chaque arbre, de sorte que les deux brides s'alignent face à face. Une série de vis ou de boulons maintient ensuite les brides ensemble. Cette pompe est robuste et plus facile à réparer.
Figure : Pompe électrique multicellulaire verticale.
Pompe électrique multicellulaire verticale en acier inoxydable
La pompe électrique multicellulaire en acier inoxydable se caractérise par une construction entièrement en acier inoxydable de tous les composants qui entrent en contact avec le liquide pompé. Elle offre une forte résistance à la corrosion, ce qui la rend sûre pour les industries alimentaires et la manipulation de l'eau des piscines.
Figure : Pompe électrique multicellulaire verticale en acier inoxydable.
Applications des pompes multicellulaires verticales électriques
Les pompes multicellulaires verticales électriques sont destinées aux systèmes d'approvisionnement en eau industriels, civils et municipaux, ainsi qu'aux applications agricoles et commerciales. Les pompes électriques multicellulaires verticales sont utilisées pour les applications suivantes :
- Les pompes électriques multicellulaires verticales sont utilisées pour transporter l'eau à des fins diverses dans les habitations et les industries.
- Ils sont utilisés pour alimenter et faire circuler l'eau dans les systèmes de chauffage à eau chaude.
- Elles sont utilisées pour la lutte contre les incendies et comme pompes d'alimentation de chaudières.
- Ils sont utilisés pour l'irrigation des exploitations agricoles.
- Elles servent de pompes de surpression dans les systèmes d'approvisionnement en eau.
- Elles s'appliquent également à l'eau en mouvement dans les ouvrages municipaux et les systèmes d'approvisionnement en eau.
- Ils sont utilisés dans les industries de la construction pour l'approvisionnement en eau.
- Ils sont utilisés pour la déshydratation.
Avantages de la pompe multicellulaire verticale électrique
- Les pompes électriques multicellulaires verticales ont un rendement élevé et peuvent tolérer des températures et des pressions plus élevées.
- Ils sont très fiables et économes en énergie.
- Les pompes électriques multicellulaires verticales sont plus faciles à installer en raison de leur conception relativement simple et d'un réseau de tuyauterie moins complexe.
- Ils sont excellents pour les applications à haute pression et à haute température.
- Ils fournissent également un rendement régulier et continu.
- Elles permettent de gagner de la place car le moteur et le jeu de service se trouvent au-dessus du corps de la pompe, ce qui réduit l'espace au sol nécessaire à l'installation de la pompe.
- Ils sont peu bruyants et peu vibrants car l'arbre vertical est naturellement équilibré et la force de gravitation n'agit pas contre le sens de rotation de l'arbre.
- Les pompes électriques multicellulaires verticales ont des hauteurs d'aspiration positives nettes (NPSH) plus élevées que les pompes à aspiration.
Inconvénients de la pompe électrique multicellulaire verticale
- Les pompes électriques multicellulaires verticales nécessitent un dégagement vertical pour l'installation et la maintenance.
- Elles sont vulnérables à la corrosion en raison des fuites de joints au-dessus du corps de la pompe.
- Les pompes multicellulaires verticales électriques sont sujettes à des problèmes de garniture mécanique.
Les garnitures mécaniques peuvent se dessécher ou se rompre en raison de l'infiltration et de l'accumulation de gaz dans la chambre d'étanchéité.
- Les grosses pompes (plus de 25 hp) posent des problèmes de maintenance car il faut déconnecter le moteur et la tête de pompe pour entretenir les garnitures mécaniques.
Dépannage d'une pompe multicellulaire verticale électrique
Le moteur ne fonctionne pas
- Les câbles de la pompe sont cassés. Inspecter et changer les câbles si nécessaire.
- Le disjoncteur se déclenche ou le fusible est grillé. Réinitialisez le disjoncteur si nécessaire. Inspectez la pompe à la recherche d'un fusible grillé et remplacez-le.
- Le panneau de contrôle n'est pas alimenté en électricité. S'assurer que les câbles d'alimentation sont connectés conformément au guide du fabricant de la pompe multicellulaire verticale électrique.
Décharge nulle après le démarrage
- Le fonctionnement de la pompe en ligne est inversé. Vérifier que le sens de rotation du moteur correspond au sens de la flèche du fabricant de la pompe électrique multicellulaire verticale sur le corps de pompe. Inverser les polarités du moteur.
- L'entrée de la pompe est bloquée. Dégagez le canal de toute obstruction.
- La hauteur manométrique est insuffisante en raison de pertes de charge élevées dépassant la conception de la pompe. Augmentez la puissance de la pompe jusqu'au niveau recommandé par les fabricants de pompes électriques multicellulaires verticales. Assurez-vous que toutes les vannes sont ouvertes et que les tuyaux ont le bon diamètre.
- La roue ou les clapets anti-retour sont obstrués. Éliminez toute obstruction de la roue et des vannes.
- Il y a de l'air dans la pompe ou dans la tuyauterie d'aspiration. Les pompes électriques multicellulaires verticales ne peuvent pas s'amorcer si de l'air se trouve du côté de l'aspiration. Assurez-vous que la pompe ou la tuyauterie est remplie d'eau pour chasser l'air du système de pompage.
Le niveau sonore est trop élevé
- La pompe fonctionne en cavitation. Assurez-vous que la hauteur de pression nette d'aspiration est conforme aux spécifications du fabricant de la pompe électrique multicellulaire verticale. Veillez à ouvrir complètement les vannes de la ligne d'aspiration.
- Certaines pièces sont mal serrées. Serrez les composants de la pompe au couple recommandé par les fabricants de pompes multicellulaires verticales électriques.
- La pompe fonctionne en dehors de la plage de fonctionnement. Veillez à ce que la plage de fonctionnement soit correcte, conformément au manuel du fabricant de la pompe électrique multicellulaire verticale.
- Certains composants de la pompe sont excessivement usés. Inspectez l'ensemble du rotor pour vérifier si les roulements ou les roues sont usés et remplacez-les si nécessaire.
Le niveau sonore est trop élevé
- Certains composants de la pompe sont excessivement usés. Inspectez l'ensemble du rotor pour vérifier si les roulements ou les roues sont usés et remplacez-les si nécessaire.
- La pompe fonctionne en cavitation. Assurez-vous que la hauteur de pression nette d'aspiration est conforme aux spécifications du fabricant de la pompe électrique multicellulaire verticale. Veillez à ouvrir complètement les vannes de la ligne d'aspiration.
- La pompe fonctionne en dehors de la plage de fonctionnement. Veillez à ce que la plage de fonctionnement soit correcte, conformément au manuel du fabricant de la pompe électrique multicellulaire verticale.
La pompe vibre excessivement
- Certaines pièces sont desserrées. Serrez les composants de la pompe au couple recommandé par les fabricants de pompes multicellulaires verticales électriques.
- La pompe comporte des composants déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les composants de la pompe électrique multicellulaire verticale si nécessaire.
- L'arbre de la pompe est oblique ou déséquilibré. Inspecter le poteau, le rééquilibrer si nécessaire ou le remplacer.
- La roue est très usée. Inspectez et remplacez la roue par une autre du fabricant de la pompe multicellulaire verticale électrique si vous la trouvez adaptée.
L'entraînement de la pompe est surchargé
- La densité et la viscosité du liquide dépassent la conception de la pompe. Assurez-vous que la pompe électrique multicellulaire verticale est adaptée à l'application concernée.
- Tension d'alimentation incorrecte. Vérifier que la pompe reçoit la tension adéquate en suivant les indications du fabricant de la pompe électrique multicellulaire verticale.
- La vitesse de la pompe est trop élevée. Réduisez la vitesse de la pompe.
- Il y a une friction mécanique dans la pompe. Inspecter l'assemblage de la pompe pour vérifier qu'il n'y a pas d'obstruction ou de déviation.
Surchauffe du palier
- L'alignement de l'accouplement est mauvais. Inspecter et aligner correctement l'accouplement.
- Il y a un excès de graisse dans le logement du roulement. Vidangez l'excès de graisse. Maintenir l'huile au niveau recommandé par les fabricants de pompes électriques multicellulaires verticales.
- L'huile de lubrification est insuffisante ou contaminée par des impuretés. Veillez à ce que le niveau d'huile corresponde aux spécifications du fabricant de la pompe électrique multicellulaire verticale. Utilisez de l'huile de lubrification propre.
Résumé
Une pompe électrique multicellulaire verticale est un dispositif mécanique très sophistiqué composé de deux ou plusieurs roues logées dans des chambres différentes pour pressuriser l'eau en plusieurs étapes. Les roues peuvent être montées sur le même arbre ou sur des arbres séparés. Cependant, la plupart des pompes multicellulaires verticales électriques sont montées sur le même arbre. Les fabricants de pompes électriques multicellulaires verticales utilisent principalement un moteur électrique à induction AC (courant alternatif), généralement couplé au corps de la pompe, pour alimenter la pompe. En outre, ils conçoivent spécialement la pompe pour les installations verticales. Les pompes électriques multicellulaires verticales sont parfaites pour l'approvisionnement en eau à des pressions plus élevées, que les pompes mono-étagées de la même taille ne peuvent pas fournir. Elles conviennent à diverses applications industrielles, civiles, agricoles et commerciales. Elles sont disponibles en acier inoxydable et en version monobloc ou à accouplement rigide. Les pompes électriques multicellulaires verticales offrent de nombreux avantages exceptionnels, notamment un rendement élevé, la fiabilité, la polyvalence, une excellente hauteur d'aspiration positive nette et une conception relativement simple avec des raccords de tuyauterie directs.