Pompe centrifuge à aspiration en bout et à rétro-arrachement
Qu'est-ce qu'une pompe centrifuge à aspiration en bout ?
Une pompe centrifuge à aspiration en bout est un type de pompe qui aspire l'eau axialement dans l'aspiration et la rejette à 90 degrés par rapport à l'aspiration ; elle est conçue avec un système d'extraction par l'arrière pour faciliter un démontage et un remontage rapides. L'ensemble du rotor, comprenant la roue, l'arbre de la pompe et les paliers, est fixé à l'extrémité motrice, qui peut être extraite du corps de la pompe après avoir désaccouplé le moteur et déconnecté la bride. Ainsi, les composants internes peuvent être entretenus sans perturber le corps et les tuyauteries d'aspiration et de refoulement associées. La pompe centrifuge extractible par l'arrière est souvent utilisée pour les pompes de process dans l'industrie chimique, car sa construction facilite les réparations sur le terrain. Les fabricants de pompes centrifuges extractibles à aspiration en bout développent des unités de pointe pour fournir d'excellents paramètres de performance tels qu'une hauteur de pression maximale de 150 mètres, une capacité de pompage allant jusqu'à 2200 mètres cubes par heure et une vitesse de rotation du moteur de 3500 tours par minute (RPM).
Figure : Pompe centrifuge à aspiration en bout et à refoulement
Composants d'une pompe centrifuge à aspiration en bout et à refoulement
Moteur électrique
Le moteur est la source de l'énergie mécanique qui fait fonctionner la pompe. Le type de moteur électrique peut être un moteur à induction monophasé ou triphasé.
Corps de pompe
Le corps de la pompe abrite la roue et les orifices d'aspiration et de refoulement. Il contient également la chambre de volute, qui contribue à la conversion de l'énergie cinétique en hauteur de pression.
Roue
La roue déplace le liquide pompé à travers la pompe lorsqu'elle tourne. Elle est conçue avec des pales qui contribuent à transmettre l'énergie cinétique et à augmenter la vitesse du liquide pompé.
Arbre
L'arbre de la pompe transfère le couple mécanique du moteur à la roue pendant le fonctionnement de la pompe. Il est généralement fabriqué en acier inoxydable et se raccorde à l'arbre d'entraînement par l'intermédiaire d'un accouplement.
Paliers
Les roulements à billes portent l'arbre et la roue, assurant l'alignement correct avec les extrémités fixes sous les forces axiales et radiales.
Accouplement
L'accouplement relie l'arbre de la pompe et l'arbre du moteur. Il existe différents types d'accouplements, notamment l'accouplement flexible, l'accouplement rigide et l'accouplement étroit. La tête de pompe est directement montée sur l'arbre du moteur dans un accouplement étroit. Les accouplements rigides et flexibles ont des arbres de pompe et de moteur séparés qui doivent être alignés, mais ces derniers peuvent s'accommoder d'un léger désalignement de l'arbre.
Entrée d'aspiration et sortie de refoulement
L'entrée d'aspiration est le collecteur d'admission, qui permet au liquide de pompage de pénétrer dans le corps. Le liquide sort de la pompe par la sortie de refoulement.
Comment fonctionne une pompe centrifuge à aspiration en bout et à refoulement ?
Lorsque le moteur démarre, l'arbre de la pompe fait tourner la roue à très haut régime. En tournant, la roue déplace le liquide d'amorçage à l'intérieur du corps de pompe, ce qui crée un vide dans l'œil de la roue. En raison de la pression atmosphérique à l'extérieur de la pompe, une plus grande quantité de liquide pompé est poussée dans la pompe par l'entrée d'aspiration et vers l'œil de la roue pour combler le vide. Tant que la roue tourne, le liquide est continuellement aspiré dans le corps de la pompe pour être pompé. Dès que le liquide pompé entre dans la roue, la force centrifuge agissant sur les pales de la roue pousse le liquide pompé du centre de la roue vers les bords extérieurs et dans la volute à une énergie cinétique et une vitesse de fluide très élevées. Dans la volute, la vitesse du liquide diminue lentement en raison de l'expansion progressive de la voie d'écoulement, et une partie de l'énergie cinétique est convertie en énergie de pression statique. Enfin, le liquide pénètre dans la conduite de refoulement perpendiculairement à la conduite d'aspiration et à une pression très élevée, ce qui lui permet d'être transporté jusqu'à la destination voulue.
Figure : Fonctionnement d'une pompe centrifuge à aspiration en bout et à refoulement.
Types de pompes centrifuges à aspiration en bout et à refoulement
Pompe centrifuge à aspiration en bout avec accouplement long
Cette pompe centrifuge à aspiration en bout et à refoulement utilise un long accouplement entre le moteur et la tête de pompe. Il s'agit essentiellement d'un accouplement et d'un moteur séparés. La conception de l'accouplement long facilite l'entretien sans perturber l'alignement avec le moteur électrique.
Figure : Pompe centrifuge à aspiration en bout avec un long accouplement.
Pompe centrifuge à aspiration en bout avec un accouplement étroit
La pompe centrifuge à aspiration en bout avec accouplement long est également appelée monobloc, souvent dans les grandes pompes à aspiration en bout. Dans cette pompe, le moteur se trouve dans la même unité que la pompe. En d'autres termes, le rotor est directement monté sur l'arbre d'entraînement du moteur. Le fonctionnement de la pompe est aussi simple que sa construction.
Figure : Pompe centrifuge à aspiration en bout avec accouplement étroit.
pompe centrifuge monocellulaire à aspiration en bout et à refoulement
La pompe centrifuge mono-étagée à aspiration en bout et à refoulement repose sur une roue dans le corps de la pompe pour effectuer l'action de pompage. Cette pompe peut être équipée d'un accouplement étroit ou d'un accouplement long. Il s'agit de la conception la plus courante de pompe centrifuge à aspiration en bout et elle est relativement moins chère que son homologue multicellulaire.
Figure : Pompe centrifuge monocellulaire à aspiration en bout et à refoulement.
pompe centrifuge multicellulaire à aspiration en bout et à refoulement
La pompe centrifuge multicellulaire à aspiration en bout et à refoulement a plus de deux roues montées le long du même arbre de pompe et logées dans différentes chambres disposées en série. Cette pompe peut gérer une hauteur de pression et un débit de fluide plus élevés que son homologue à un étage.
Applications des pompes centrifuges à aspiration en bout et à refoulement
Les fabricants de pompes centrifuges à aspiration en bout et à refoulement conçoivent ces unités pour qu'elles fonctionnent parfaitement comme pompes de traitement dans les raffineries de pétrole et dans l'industrie chimique et pétrochimique. Elles conviennent également à la marine, à l'ingénierie environnementale, aux systèmes de lutte contre l'incendie, etc. Les utilisations typiques de la pompe sont les suivantes :
- Les pompes centrifuges à aspiration en bout sont utilisées pour la circulation d'eau chaude et d'eau froide. Elles sont également utilisées pour la circulation de l'eau de refroidissement.
- Ils sont utilisés pour pratiquement tous les transferts ou circulations de liquides, par exemple pour la manipulation de liquides propres ou sales et de liquides à faible viscosité.
- Ils sont utilisés pour l'irrigation au goutte-à-goutte et l'approvisionnement en eau des bâtiments résidentiels et commerciaux.
- Ils sont utilisés pour manipuler les fluides thermiques et les liquides volatils.
- Ils sont également utilisés pour manipuler des liquides contenant d'importantes particules solides.
- Ils sont utilisés pour manipuler des produits chimiques et des boues.
- Ils sont utilisés pour le traitement des condensats, la réfrigération et les tours de refroidissement.
Avantages d'une pompe centrifuge à aspiration en bout et à refoulement
- Les pompes centrifuges à aspiration en bout et à refoulement ont une excellente efficacité opérationnelle.
- Leur conception extractible par l'arrière facilite l'entretien des composants internes de la pompe.
- Ils sont très fiables car la conception de l'extraction par l'arrière permet d'éviter les défaillances et d'améliorer la sécurité.
- Ils sont compacts et faciles à installer et à utiliser.
- Ils sont très polyvalents dans leurs applications.
- Ils conviennent pour les fluides dangereux et les liquides propres et sales.
- Il n'y a pas de risque de transfert de chaleur et donc pas de problème de transfert de chaleur.
- Ils offrent une large gamme de débits pour répondre aux différentes exigences des applications.
- Ils ont un rendement régulier et constant.
- Ils peuvent supporter des pressions et des températures élevées.
Inconvénients d'une pompe centrifuge à aspiration en bout et à refoulement
- Les pompes centrifuges à aspiration en bout et à refoulement ont un coût d'acquisition initial élevé.
- Ils sont susceptibles de rouiller, ce qui peut potentiellement causer des dommages.
- Elles sont sujettes à la cavitation, qui peut endommager les surfaces de la roue et le corps de la pompe. La cavitation est la formation et l'éclatement rapides de bulles de vapeur à l'intérieur de la pompe. Elle se produit lorsque la vitesse de l'eau entraîne sa vaporisation et la formation de bulles de vapeur dans le liquide. Les bulles de vapeur éclatent soudainement à proximité de la roue ou des surfaces du corps de pompe, ce qui entraîne des microfissures et de la corrosion.
Dépannage d'une pompe centrifuge à aspiration en bout et à refoulement
Le moteur ne démarre pas
- Le câble d'alimentation est cassé. Demandez à un technicien en électricité agréé d'inspecter et de remplacer les fils cassés.
- Il n'y a pas d'alimentation électrique pour contrôler le panneau, ou l'alimentation électrique est inadéquate. Vérifier le panneau d'entrée principal. Assurez-vous que les connexions du câble d'alimentation sont conformes aux directives du fabricant de la pompe centrifuge à aspiration finale et à extraction.
- Le fusible est grillé ou le disjoncteur se déclenche. Vérifiez que le fusible de la pompe n'est pas grillé et remplacez-le si nécessaire. Veillez à réinitialiser le disjoncteur si nécessaire.
Le moteur surchauffe et s'arrête
- Inadéquation entre la tension du moteur et la tension d'alimentation. Vérifier la tension d'alimentation du moteur par rapport à la spécification de la plaque signalétique et la régler en conséquence.
- La roue entre en collision avec le corps de la pompe. Démonter la pompe, aligner la roue ou la remplacer.
- Utilisation de fils de mauvaise taille. Assurez-vous que les fils utilisés sont conformes aux codes électriques nationaux et aux normes relatives aux dispositifs de protection des circuits.
La pompe donne un débit nul après le démarrage
- La hauteur d'aspiration est trop élevée. Abaisser la pompe ou augmenter le niveau de liquide dans le réservoir.
- La pompe fonctionne en sens inverse. Intervertir les polarités du moteur. Vérifier que le sens de rotation du moteur correspond au sens indiqué dans le manuel du fabricant de la pompe centrifuge à aspiration finale ou au mouvement indiqué par une flèche sur le corps de la pompe.
- La hauteur manométrique est insuffisante. S'assurer que toutes les vannes sont ouvertes et que le diamètre des tuyaux est conforme aux dimensions fixées par les fabricants de pompes centrifuges à aspiration en bout et à refoulement.
- La roue ou le clapet anti-retour est obstrué. Inspectez la roue et les clapets anti-retour et éliminez toute obstruction.
Le débit de la pompe est instable
- La pompe soulève le liquide avec de l'air. Vérifier la profondeur de la tuyauterie d'aspiration ou de la vanne dans le liquide et l'approfondir si nécessaire.
- La vanne de fond fuit. Inspecter la vanne de fond pour vérifier qu'elle ne fuit pas 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.
- La pompe soulève le liquide avec de l'air. Vérifier la profondeur de la tuyauterie d'aspiration ou de la vanne dans le liquide et l'approfondir si nécessaire.
La pompe vibre excessivement
- La roue est très usée. Inspecter et remplacer la roue par une autre provenant des fabricants de pompes centrifuges à aspiration en bout et à refoulement. Assurez-vous que toutes les vannes sont ouvertes et que les diamètres des tuyaux sont corrects.
- La pompe comporte des composants déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les composants de la pompe centrifuge verticale en ligne si nécessaire.
- L'arbre de la pompe est oblique ou déséquilibré. Inspecter le poteau, le rééquilibrer si nécessaire ou le remplacer.
Le niveau sonore est trop élevé
- Certaines pièces sont mal serrées. Serrez les composants de la pompe au couple recommandé par les fabricants de pompes centrifuges à refoulement à aspiration finale.
- 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 dehors de la plage de fonctionnement. Assurez-vous que la pompe fonctionne dans la plage de fonctionnement spécifiée par le fabricant de la pompe centrifuge à aspiration en bout et à refoulement.
- La pompe fonctionne en cavitation. Assurez-vous que la hauteur de pression nette à l'aspiration est conforme aux spécifications du fabricant de la pompe centrifuge à refoulement à l'aspiration finale. Veillez à ouvrir complètement les vannes de la ligne d'aspiration.
Résumé
Une pompe centrifuge à aspiration en bout est un type de pompe avec une entrée d'aspiration axiale et une sortie de refoulement orientée à 90 degrés par rapport à l'entrée d'aspiration. Les fabricants de pompes centrifuges à succion arrière développent des unités avec une conception à succion arrière pour faciliter un démontage et un réassemblage rapides. L'ensemble du rotor, y compris la roue, l'arbre de la pompe et les paliers, est fixé à l'extrémité motrice, qui est soulevée et retirée pour l'entretien à chaque fois que cela est nécessaire. Ainsi, l'opérateur de la pompe peut procéder à l'entretien des composants internes sans avoir à retirer de la tuyauterie le corps de la pompe ainsi que l'entrée d'aspiration et la sortie de refoulement qui lui sont associées. La pompe centrifuge extractible à aspiration en bout est souvent utilisée pour les pompes de process, car sa construction facilite les réparations sur le terrain. Elles sont utilisées dans les raffineries de pétrole, l'industrie chimique et pétrochimique, la marine, les systèmes de lutte contre l'incendie, etc. Les pompes centrifuges à aspiration en bout et à refoulement offrent de nombreux avantages, notamment la simplicité, une maintenance plus aisée, un excellent rendement et la fiabilité. Elles peuvent supporter des pressions et des températures élevées.