Pompe d'aspiration en bout de ligne
Qu'est-ce qu'une pompe à aspiration en bout ?
Une pompe à aspiration en bout est une catégorie courante de pompe centrifuge où l'aspiration est axiale et le refoulement à 90 degrés par rapport à l'aspiration. Elle est généralement montée en position horizontale et entraînée par des moyens mécaniques tels qu'un moteur électrique. L'arbre du moteur d'entraînement électrique peut être long ou proche de la tête de la pompe. La plupart des pompes d'aspiration en bout sont également dotées d'une conception à extraction arrière avec un accouplement à entretoise pour faciliter l'entretien et la réparation de la pompe sans interférer avec l'alignement du moteur. Cette configuration élimine la nécessité d'aligner le moteur et permet d'économiser l'espace d'installation. Les fabricants de pompes d'aspiration en bout créent des unités plus complètes avec un corps à double volute pour minimiser les forces agissant sur la roue, le moteur, l'arbre et les roulements. Les pompes d'aspiration en bout sont disponibles en version mono-étagée et multi-étagée et dans différents matériaux de construction tels que la fonte, le bronze et l'acier inoxydable. En général, les pompes d'aspiration en bout ont une conception relativement simple et un coût peu élevé.
Figure : Configuration d'une pompe d'aspiration en bout
Composants d'une pompe d'aspiration en bout
Moteur électrique
Le moteur est la source de l'énergie mécanique nécessaire au fonctionnement de la pompe. Il reçoit une alimentation électrique et la convertit en couple mécanique pour faire tourner la roue. Le type de moteur électrique peut être un moteur à induction à courant alternatif 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 aide à convertir l'énergie cinétique en hauteur de pression. Dans les grosses pompes à aspiration en bout, le corps de pompe est généralement du type à double volute afin de réduire les forces agissant sur la roue, le moteur, l'arbre et les paliers.
Roue
La roue est un composant rotatif conçu avec une série d'ailettes ou de pales qui aident à déplacer l'eau dans la pompe. Lorsque la roue tourne, les pales transmettent de l'énergie cinétique et de la vitesse au liquide pompé, ce qui lui permet de se déplacer dans les systèmes de pompage. Les pompes à aspiration en bout utilisent un type de roue appelé roue fermée à simple aspiration. Elle comporte des parois de soutien de part et d'autre des pales et un seul œil de roue pour permettre au liquide pompé d'entrer d'un seul côté.
Arbre
Les fabricants de pompes d'aspiration en bout développent principalement l'arbre de la pompe en acier inoxydable, qui présente une excellente résistance à la corrosion. Il s'agit d'un composant solide rotatif situé au centre de l'arbre de la pompe et reposant sur des roulements, un à chaque extrémité. Il transfère le couple mécanique de l'arbre d'entraînement du moteur à la roue pendant le pompage.
Paliers
La pompe d'aspiration en bout utilise des roulements à billes situés à l'intérieur d'un corps de palier. Les roulements portent l'arbre et la roue, assurant l'alignement correct des extrémités fixes sous les forces axiales et radiales.
Accouplement
Un accouplement est un dispositif qui relie l'arbre de la pompe et l'arbre du moteur. Il existe deux types d'accouplement : l'accouplement étroit et l'accouplement long. La roue est directement montée sur l'arbre du moteur dans un accouplement étroit. L'accouplement long comporte un arbre de moteur et un arbre de pompe séparés et se divise en deux catégories : l'accouplement flexible et l'accouplement rigide. Un accouplement flexible s'accommode d'un léger désalignement de l'arbre. L'accouplement rigide, en revanche, ne peut tolérer aucun désalignement de l'arbre, ce qui nécessite un alignement angulaire et latéral précis.
Orifice d'aspiration et orifice de refoulement
L'orifice d'aspiration est le collecteur d'admission qui se connecte à la buse d'entrée pour permettre au liquide de pompage de pénétrer dans le corps. Le liquide sort de la pompe par l'orifice de refoulement, qui est relié à la buse de refoulement ou aux raccords de refoulement.
Comment fonctionne une pompe à aspiration en bout ?
Lorsque le moteur démarre, l'arbre de la pompe fait tourner la roue au régime du moteur. 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. Une fois que le liquide pompé entre dans la roue, la force centrifuge agissant sur les pales de la roue le pousse du centre de la roue vers les bords extérieurs et dans la volute à une vitesse tangentielle extrêmement élevée. La vitesse du liquide diminue dans la chambre de la volute en raison de l'expansion progressive de la trajectoire d'écoulement, et une partie de l'énergie cinétique est convertie en énergie de pression statique. Enfin, le liquide pénètre dans le tuyau de refoulement perpendiculairement à la conduite d'aspiration et à une pression très élevée, ce qui lui permet de s'écouler vers la destination souhaitée.
Types de pompes d'aspiration en bout
Pompe monocellulaire à aspiration en bout
La pompe aspirante à un étage est la variante la plus courante de la pompe aspirante. Elle se compose d'une seule roue dans le corps de la pompe pour augmenter la vitesse d'écoulement et la pression à travers la pompe. Elle présente la conception la plus simple de la pompe d'aspiration en bout avec de nombreux avantages associés tels que la portabilité, le faible coût et la facilité d'installation et d'entretien. Elle est utilisée dans la plupart des systèmes d'approvisionnement en eau et des applications industrielles pour augmenter la pression de l'eau.
Figure : Configuration d'une pompe à aspiration en bout à un étage.
Pompe multicellulaire à aspiration en bout
Une pompe aspirante multicellulaire comprend plusieurs roues montées en série le long du même arbre de pompe et logées dans des chambres différentes pour aider à pressuriser le liquide pompé par étapes. Le liquide pompé entre dans la roue du premier étage à la pression d'aspiration et sort de la dernière roue à une pression élevée. La pompe aspirante en bout multicellulaire peut gérer des pressions et des débits plus élevés que son homologue mono-étagée.
Figure : Configuration d'une pompe multicellulaire à aspiration en bout.
Pompe d'aspiration en bout à accouplement étroit
Dans une pompe à aspiration finale monobloc, la roue est fixée à l'extrémité de l'arbre du moteur, et le corps de pompe est boulonné directement sur la face du moteur. Elle est également connue sous le nom de pompe aspirante monobloc. Les fabricants de pompes d'aspiration en bout utilisent principalement la conception à accouplement étroit pour les pompes à un étage. Elle est préférée pour de nombreux systèmes d'approvisionnement en eau industrielle et domestique car l'accouplement étroit élimine la nécessité d'aligner la pompe sur le terrain, ce qui permet de gagner du temps lors de l'installation et de l'entretien.
Figure : Configuration d'une pompe d'aspiration en bout à accouplement étroit.
Pompe d'aspiration en bout à long accouplement
Une pompe d'aspiration en bout à accouplement long possède des arbres de moteur et de pompe séparés qui se rejoignent par un accouplement long. La conception de l'accouplement long permet un démontage et une maintenance plus rapides sans interférer avec l'alignement du moteur. Il offre également un espace suffisant entre la pompe et le moteur pour empêcher la pénétration de liquide dans le moteur en cas de défaillance du joint d'étanchéité. Contrairement à la conception à accouplement étroit, la conception à accouplement long s'applique aux versions mono-étagées et multi-étagées de la pompe d'aspiration en bout.
Figure : Configuration d'une pompe d'aspiration en bout à long accouplement.
Applications de la pompe d'aspiration en bout
Les fabricants de pompes d'aspiration en bout développent des dispositifs qui fonctionnent parfaitement dans les systèmes d'approvisionnement en eau résidentiels et industriels, les applications agricoles et d'irrigation, et les systèmes CVC (chauffage, ventilation et climatisation). Ils sont utilisés dans les domaines suivants.
- Les pompes d'aspiration en bout fournissent de l'eau propre pour les utilisations résidentielles, municipales et commerciales.
- Ils sont utilisés pour fournir de l'eau d'irrigation aux arroseurs dans les exploitations agricoles.
- Ils sont utilisés pour le traitement des condensats et les installations de réfrigération et de tours de refroidissement.
- Ils font circuler l'eau chaude, froide ou froide dans les systèmes de climatisation.
- Ils sont utilisés pour manipuler des liquides propres ou sales ayant une faible viscosité et des propriétés similaires à celles de l'eau.
- Ils sont utilisés pour soutenir l'équipement de lutte contre les incendies.
- Elles sont utilisées comme pompes de surpression dans les systèmes de plomberie des grands bâtiments tels que les magasins à grande surface, les stades, les immeubles de bureaux et les centres commerciaux.
Avantages de la pompe à aspiration en bout
- Les pompes d'aspiration en bout ont une conception compacte, facile à installer et à utiliser.
- Ils ont des capacités de débit élevées.
- Ils comportent peu de pièces mobiles et occupent très peu d'espace.
- La pompe à aspiration en bout fournit un débit régulier et constant.
- Ils peuvent supporter des pressions et des températures élevées.
- Ils sont parfaits pour une grande variété de liquides propres et sales à faible viscosité et aux propriétés similaires à celles de l'eau.
- Ils ont une efficacité hydrodynamique et une efficacité énergétique élevées.
- Ils offrent une large gamme de débits pour répondre aux différentes exigences des applications.
- Ils sont dotés d'une base de montage solide qui élimine les effets des vibrations et améliore la fiabilité de la pompe.
Inconvénients de la pompe à aspiration en bout
- Les pompes d'aspiration en bout ne sont pas auto-amorçantes et doivent toujours être remplies manuellement avec le volume de liquide nécessaire pour démarrer l'opération de pompage.
- Ils sont sujets à la cavitation, qui peut corroder la roue et le boîtier.
- Ils sont sujets à des défaillances de joints, ce qui peut endommager le moteur.
Dépannage d'une pompe d'aspiration en bout
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 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 d'aspiration en bout ou au mouvement indiqué par une flèche sur le corps de la pompe.
- La hauteur d'aspiration est trop élevée. Abaissez la pompe ou augmentez le niveau de liquide dans le réservoir.
- La hauteur manométrique est insuffisante. S'assurer que toutes les vannes sont ouvertes et que le diamètre des conduites est conforme aux dimensions fixées par les fabricants de pompes d'aspiration en bout de ligne.
- 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 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 vibre excessivement ou est bruyante.
- La roue est très usée. Inspectez et remplacez la roue par une autre provenant des fabricants de pompes d'aspiration en bout. 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 d'aspiration finale si nécessaire.
- Certaines pièces sont mal serrées. Serrez les composants de la pompe au couple recommandé par les fabricants de pompes d'aspiration en bout.
- L'arbre de la pompe est oblique ou déséquilibré. Inspecter le poteau, le rééquilibrer si nécessaire ou le remplacer.
- 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.
Résumé
Une pompe à aspiration en bout est une pompe centrifuge dont l'aspiration est axiale et le refoulement à 90 degrés par rapport à l'aspiration. Elle est généralement conçue pour des installations horizontales et fonctionne à l'aide d'un moteur électrique. L'arbre du moteur d'entraînement électrique peut être long ou proche de la tête de la pompe. Les fabricants de pompes d'aspiration en bout développent également des dispositifs à extraction arrière pour faciliter l'entretien et la réparation de la pompe sans perturber l'alignement du moteur. Les plus grandes unités de pompes aspirantes en bout contiennent un corps à double volute, qui contribue à réduire les forces agissant sur le rotor. Les pompes d'aspiration en bout sont disponibles en différents modèles et matériaux de construction pour répondre à diverses applications. Elles sont utilisées pour fournir de l'eau propre dans les bâtiments résidentiels et commerciaux, dans les exploitations agricoles ou pour l'irrigation, et pour augmenter la pression de l'eau dans les applications industrielles. Les pompes d'aspiration en bout présentent de nombreux avantages, notamment des capacités de débit élevées, une grande efficacité et une conception compacte qui facilite l'installation, le fonctionnement et l'entretien.