Pompe centrifuge horizontale et verticale à carter divisé
Que sont les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé ?
Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé sont des pompes rotodynamiques uniques dont le corps de pompe est divisé en deux moitiés. Les buses d'aspiration et de refoulement se trouvent côte à côte sur la moitié inférieure de la chambre. Les corps de pompe peuvent être divisés horizontalement ou verticalement par rapport à la roue, ce qui donne soit une pompe centrifuge à carter divisé horizontal, soit une pompe centrifuge à carter divisé vertical. La conception à carter divisé permet un démontage, une réparation et un entretien rapides des composants de la pompe. Les fabricants de pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé créent des pompes avec une conception entre paliers, où le rotor est suspendu entre deux paliers, un de chaque côté. Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé offrent d'excellentes performances avec une capacité de pompage pouvant atteindre 6 000 mètres cubes par heure et une hauteur de pression maximale de 200 mètres. Elles sont principalement utilisées pour le transport de l'eau et de fluides relativement fins et conviennent aux applications nécessitant des débits plus élevés que ceux que peuvent fournir les pompes convectives à aspiration en bout.
Figure : Configuration d'une pompe centrifuge horizontale à carter divisé
Figure : Configuration d'une pompe centrifuge verticale à carter divisé
Composants des pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé
Moteur électrique
Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé peuvent fonctionner avec un moteur à courant alternatif, qu'il s'agisse d'un moteur à induction monophasé ou triphasé. Le moteur électrique est la source d'énergie de la pompe. Il convertit l'énergie électrique en un couple mécanique qui est transmis à la tête de la pompe.
Enveloppe
Le corps de la pompe est un élément stationnaire qui abrite le rotor et porte les orifices d'aspiration et de refoulement. Le corps de pompe contient le liquide et dirige le flux de fluide entrant et sortant de la pompe par les tuyaux d'aspiration et de refoulement. Le corps de pompe sert également d'enceinte de confinement de la pression. Dans les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé, le corps est divisé en deux chambres maintenues ensemble par des boulons. Dans le premier cas, le joint est plat, tandis que dans le second, il est vertical.
Figure : Illustration d'un corps de pompe divisé horizontalement.
Figure : Illustration d'un corps de pompe divisé verticalement.
Accouplement
Les fabricants de pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé utilisent généralement un accouplement long pour faciliter l'assemblage et la maintenance de la pompe. L'accouplement long relie l'arbre d'entraînement du moteur à l'arbre rotatif de la pompe, facilitant le transfert du couple mécanique à la tête de la pompe avec des pertes minimales.
Arbre
L'arbre est un composant mécanique rotatif reposant sur des roulements. Sa fonction principale est de porter la roue à aubes. Il est généralement couplé au moteur principal. Les fabricants de pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé utilisent des matériaux de haute qualité tels que l'acier inoxydable et l'acier allié, car ils résistent à la corrosion et aux vibrations pendant le fonctionnement de la pompe.
Roue
La roue est le principal composant rotatif doté d'ailettes incurvées vers l'arrière. Sa fonction est d'augmenter l'énergie cinétique et la pression du fluide qui se déplace dans la pompe. Dans les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé, la roue est montée sur un arbre suspendu entre deux paliers, qui offrent un support de chaque côté. Ces unités utilisent une roue de type fermé parce qu'elle est rigide et a une grande efficacité hydrodynamique. Une roue fermée peut être à simple ou à double aspiration.
Figure : Roues de pompes fermées ; (a) modèle à simple aspiration et (b) modèle à double aspiration.
Paliers
Les roulements supportent l'arbre de la pompe ou l'ensemble du rotor et les alignent correctement avec les extrémités fixes sous l'action des forces radiales et axiales. Ils contribuent également à contenir le mouvement relatif du rotor et à minimiser le frottement entre l'arbre rotatif et le stator.
Comment fonctionnent les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé ?
Lorsque le moteur électrique démarre, le mouvement de rotation est transféré de l'arbre du moteur à la roue par l'intermédiaire de l'accouplement et de l'arbre de la pompe. Lorsque la roue tourne, un vide est créé à l'intérieur de la pompe, ce qui permet au liquide pompé de s'écouler dans le corps de la pompe et vers l'œil de la roue en raison de la pression atmosphérique externe. Une fois que le liquide atteint la roue, la force centrifuge agissant sur les pales de la roue le déplace radialement et axialement vers l'extérieur à une vitesse tangentielle élevée jusqu'à ce qu'il passe tous les composants de la roue. Le flux tourbillonnant à la sortie de la roue pénètre alors dans le diffuseur, où la vitesse extrême d'écoulement du fluide diminue en raison de l'expansion progressive de la trajectoire d'écoulement, et l'énergie de la haute vitesse se transforme en une tête de haute pression. Le liquide pompé sort alors de la pompe par la sortie de la pompe à une pression élevée, ce qui permet au fluide d'être transporté jusqu'à l'endroit désigné par les raccords de la tuyauterie de refoulement.
Figure : Fonctionnement d'une pompe centrifuge horizontale et verticale à carter divisé
Types de pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé
Pompe centrifuge à corps divisé, horizontale et verticale, à simple aspiration
Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé à simple aspiration sont dotées d'une roue à simple entrée. Le liquide pompé s'écoule dans l'entrée de la pompe et tout le volume pénètre dans les pales de la roue à simple entrée d'un seul côté. L'effet centrifuge génère une pression du fluide lorsque les pales déplacent le liquide à travers la pompe. Ces pompes sont connues pour leur conception moins complexe et leur faible coût.
Figure : Pompe centrifuge horizontale à carter divisé à simple aspiration.
Figure : Pompe centrifuge verticale à carter divisé à simple aspiration.
Pompe centrifuge à double aspiration, horizontale et verticale, à carter divisé
Les pompes centrifuges à double aspiration horizontales et verticales à carter divisé sont dotées d'une roue à double entrée qui admet l'eau des deux côtés des pales. La roue à double entrée comprend deux roues dos à dos qui aident à diviser le flux à l'intérieur de la pompe, en envoyant 50% du flux dans l'un ou l'autre œil. Les pompes centrifuges à double aspiration horizontales et verticales à carter divisé ont une poussée axiale plus faible et offrent une meilleure hauteur d'aspiration positive nette (NPSH) que leurs homologues à simple aspiration.
Applications des pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé
Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé conviennent à diverses applications industrielles, notamment l'agriculture, la chimie, la pétrochimie et les stations d'épuration. Les utilisations typiques sont les suivantes
- Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé sont utilisées dans les systèmes d'approvisionnement en eau pour déplacer l'eau à un débit élevé et à une pression faible à moyenne.
- Ils sont utilisés pour transporter des liquides de faible viscosité tels que l'eau claire et les eaux usées non saturées provenant de processus industriels à des hauteurs de chute moyennes
- Elles sont utilisées comme pompes à incendie.
- Elles sont utilisées comme pompes de surpression dans les stations de surpression.
- Ils sont utilisés pour fournir de l'eau d'appoint et de l'eau de refroidissement à l'usine.
- Ils sont utilisés pour traiter les condensats.
Avantages des pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé
- Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé présentent une fiabilité et une efficacité énergétique élevées.
- La conception du corps en deux parties augmente les performances d'aspiration et équilibre les forces hydrauliques axiales. Cela permet d'augmenter la durée de vie des roulements et d'améliorer la fiabilité de la pompe.
- Elles peuvent gérer des débits élevés beaucoup plus importants que les pompes à aspiration en bout conventionnelles.
- Elles sont plus robustes et adaptées à une utilisation continue, car le montage de roulements supplémentaires dans la tête de pompe permet de réduire considérablement les contraintes exercées sur le moteur pendant le fonctionnement.
- Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé permettent de gagner du temps lors des réparations et de l'entretien. La conception du corps divisé permet de démonter facilement l'ensemble du rotor sans perturber l'alignement de la pompe, ce qui permet de gagner du temps lors des réparations ou de l'entretien.
- L'accouplement long maintient une distance suffisante entre le moteur et la tête de pompe, ce qui empêche le liquide pompé de pénétrer dans le moteur en cas de défaillance de la garniture mécanique.
- Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé sont faciles à entretenir car le long accouplement permet d'accéder à la tête de pompe sans démonter le moteur.
- Ces pompes ont des moteurs et des arbres de pompe séparés ; par conséquent, un seul d'entre eux devra être remplacé s'il est endommagé.
Inconvénients des pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé
- Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé ne conviennent pas au transport de liquides à haute viscosité et de liquides contenant de grandes quantités de solides en suspension.
- Ils sont sujets à la corrosion en raison de fuites dans les garnitures mécaniques.
- Ils peuvent céder sous l'effet d'une charge intense.
Dépannage des pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé
Le moteur ne démarre pas
- Le moteur est défectueux. Inspecter et remplacer le moteur si nécessaire.
- Il y a un circuit ouvert dans la surcharge thermique. Laisser refroidir la pompe centrifuge verticale à carter divisé, fermer tout circuit ouvert et redémarrer l'unité.
- Un disjoncteur s'est déclenché ou un fusible a sauté. Inspectez et réinitialisez le disjoncteur si nécessaire. Inspectez la pompe pour vérifier si un fusible est grillé et remplacez-le.
- Le moteur est mal installé. Assurez-vous que la pompe est installée conformément aux normes des fabricants de pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé.
Le pilote de la pompe est surchargé
- La vitesse de la pompe est trop élevée. Assurez-vous que la pompe fonctionne dans la plage de vitesse spécifiée par les fabricants de pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé.
- Certaines pièces de la pompe subissent des frottements mécaniques extrêmes. Inspecter l'ensemble de la pompe pour détecter toute déviation ou obstruction et y remédier.
- Moteur de la pompe défectueux. Inspectez le moteur d'entraînement pour vérifier qu'il n'est pas défectueux et réparez-le ou remplacez-le si nécessaire.
Le débit de la pompe est insuffisant après le démarrage
- La roue ou le clapet anti-retour est obstrué. Inspectez et éliminez toute obstruction de la vanne ou de la roue.
- Il y a de l'air dans la pompe ou dans la tuyauterie d'aspiration. Veillez à remplir la pompe ou la tuyauterie d'eau pour chasser l'air.
- La hauteur manométrique est insuffisante en raison de pertes de charge élevées qui dépassent la conception de la pompe. Augmenter la puissance de la pompe. S'assurer que les tuyaux utilisés dans le réseau de tuyauterie ont le diamètre recommandé par les fabricants des pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé.
- Le fonctionnement de la pompe est inversé. Assurez-vous que le moteur tourne dans le sens de la flèche indiquée sur le corps de la pompe.
La pompe subit des vibrations excessives
- Certains composants des pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé sont déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les pièces si nécessaire.
- La roue de la pompe est partiellement bouchée. Inspecter et nettoyer la roue.
- Certains composants de la pompe sont montés de manière lâche dans le corps de la pompe. Serrez toutes les pièces desserrées au couple recommandé par les fabricants des pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé.
- L'arbre de la pompe est oblique ou déséquilibré. Inspecter le poteau, le rééquilibrer si nécessaire ou le remplacer.
- La roue est endommagée. Inspecter et remplacer la roue.
- Les roulements sont usés. Remplacer les roulements.
Le niveau sonore est trop élevé
- La roue est endommagée ou usée. Inspecter et remplacer la roue.
- Des corps étrangers sont présents dans les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé. Démontez la pompe et nettoyez-la.
- La pompe fonctionne en dehors de la plage de fonctionnement. Vérifiez que la plage de fonctionnement est correcte selon le manuel fourni par les fabricants de la pompe centrifuge horizontale et verticale à carter divisé.
- La plaque de montage et les fondations manquent de rigidité. Renforcez les fondations et montez solidement les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé.
- La pompe fonctionne en cavitation. Vérifier que les vannes de la ligne d'aspiration sont complètement ouvertes.
Résumé
Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé sont des types uniques de pompes rotodynamiques contenant un corps de pompe divisé en deux moitiés et des buses d'aspiration et de refoulement de part et d'autre de la moitié inférieure de la chambre. Les corps de pompe peuvent être divisés horizontalement ou verticalement par rapport à la roue, créant ainsi soit une pompe centrifuge à carter divisé horizontal, soit une pompe centrifuge à carter divisé vertical. La conception à carter divisé permet un démontage et une réparation rapides de la pompe. Les fabricants de pompes centrifuges à carter divisé horizontal et vertical équipent les pompes d'une conception à palier intermédiaire pour fournir un support supplémentaire au rotor. Elles sont parfaites pour les applications nécessitant des débits de fluide plus élevés que ceux que les pompes convectives à aspiration en bout peuvent fournir. Les pompes centrifuges horizontales et verticales à carter divisé sont principalement utilisées avec de l'eau et des fluides pompés relativement fins. Elles conviennent à diverses applications industrielles, notamment l'irrigation, la recirculation de l'eau et les stations d'épuration. Elles ont des performances d'aspiration supérieures et des forces axiales hydrauliques équilibrées, ce qui améliore la durée de vie des roulements et la fiabilité de la pompe.