Pompe en ligne
Introduction
Une pompe en ligne est un type de pompe centrifuge dans laquelle les buses d'aspiration et de refoulement se trouvent dans une ligne droite de tuyauterie ou en ligne l'une avec l'autre à l'intérieur du corps de la pompe. Ce type de pompe est également appelé pompe en ligne droite. La pompe en ligne est alimentée par un moteur électrique et utilise une roue et la force centrifuge pour déplacer les liquides d'un endroit à l'autre. La pompe se caractérise par un débit de fluide non variable avec la pompe
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Qu'est-ce qu'une pompe en ligne ?
Les pompes en ligne sont principalement utilisées dans les applications de construction telles que les systèmes de climatisation, de chauffage de l'eau et de circulation. Elles sont également utilisées pour le pompage de l'eau et comme pompes de surpression dans les centrales thermiques et les stations d'approvisionnement en eau. La conception des pompes en ligne permet également de gérer la dilatation thermique ; ces pompes conviennent donc parfaitement au transfert de produits à haute température et à haute pression. En raison de leur débit en ligne, ces pompes peuvent être installées comme des vannes dans les canalisations. Les pompes en ligne sont petites et moins encombrantes que d'autres types de pompes de grande taille. La plupart des pompes en ligne n'ont cependant pas de capacité d'auto-amorçage et sont principalement utilisées pour pomper des liquides contenant peu ou pas de sédiments.
Comment fonctionne une pompe en ligne ?
Le fonctionnement d'une pompe en ligne suit les étapes suivantes
- Tout d'abord, le rotor est alimenté mécaniquement par un moteur électrique. La roue est directement couplée au moteur électrique par l'intermédiaire d'un arbre et tourne au même régime que le moteur.
- En raison de la rotation de la roue, un vide est créé à l'intérieur de l'œil de la roue et le liquide est aspiré à l'intérieur de l'œil de la roue dans la direction axiale.
- Une fois que l'eau frappe les pales de la roue, la force centrifuge agissant sur les pales fait tourner l'eau radialement et axialement vers l'extérieur jusqu'à ce qu'elle passe à travers tous les composants de la roue.
- Les pales de la roue transmettent de l'énergie cinétique au fluide et l'accélèrent vers le corps de la pompe.
- Au niveau du corps de pompe en ligne, l'eau est mise en rotation à la même vitesse que le fluide, ce qui entraîne la conversion de l'énergie cinétique de l'eau en hauteur de pression. Lorsque le fluide atteint la pression souhaitée, il est refoulé par la sortie de la pompe et acheminé vers l'endroit voulu.
Types de pompes en ligne
Les pompes en ligne sont classées en deux grandes catégories : les pompes en ligne horizontales et les pompes en ligne verticales. Cette classification est basée sur l'orientation de l'arbre de la pompe. Elles sont également classées en fonction du nombre d'étages de la pompe : pompes en ligne à un étage et pompes en ligne à plusieurs étages. D'autres types comprennent les pompes en ligne à revêtement PTFE et les pompes en ligne anti-explosion.
- pompe verticale en ligne
L'arbre d'une pompe verticale en ligne est orienté verticalement par rapport à la surface de la source d'eau. Ces pompes sont principalement utilisées comme pompes de circulation dans les applications où l'eau circulant dans un réseau de canalisations doit être mise sous pression. Dans la plupart des applications commerciales, les pompes verticales en ligne sont suspendues le long du réseau de canalisations comme des vannes. Les pompes en ligne verticales sont considérées comme meilleures que les pompes en ligne horizontales car elles ont un rendement élevé et peuvent tolérer des températures et des pressions plus élevées. Les pompes verticales permettent également d'économiser de l'espace par rapport à leurs homologues horizontales. Cependant, les pompes verticales ne peuvent fonctionner qu'avec un moteur et ne peuvent pas être directement couplées à un moteur ou à une turbine.
- Pompe horizontale en ligne
Dans une pompe en ligne horizontale, l'arbre de la pompe est orienté horizontalement par rapport à la surface de la source d'eau. Les pompes de ce type peuvent être directement couplées à un moteur ou à une turbine, ce qui n'est pas le cas des pompes verticales en ligne. L'un des principaux avantages des pompes en ligne horizontales est que la charge totale due à la pompe et au moteur est répartie sur une large surface de la plaque d'assise. Ces pompes sont de petite taille et faciles à installer. Les pompes en ligne horizontales conviennent à l'approvisionnement et au drainage des eaux industrielles et urbaines, au transfert d'eau sous pression dans les immeubles de grande hauteur, aux pompes de surpression, au pompage d'eau sur de longues distances, au cycle de réfrigération HVAC, et à bien d'autres applications.
- Pompe centrifuge multicellulaire en ligne
Ce type de pompe centrifuge en ligne comporte trois roues ou plus. Dans une pompe centrifuge en ligne multi-étagée, l'eau traverse plusieurs chambres à liquide qui sont connectées en série. Le nombre de chambres est égal au nombre d'étages de la pompe et la pression du fluide augmente avec le nombre d'étages. Par conséquent, l'eau aura une faible pression lorsqu'elle entrera dans la pompe et une pression beaucoup plus élevée lorsqu'elle sortira de la chambre. Les pompes en ligne multi-étagées sont largement utilisées dans une variété d'applications industrielles où un débit à haute pression est nécessaire, y compris les systèmes de surpression, le nettoyage par jet de pression, le lavage à haute pression et les systèmes d'alimentation de chaudières et de condensat.
- Pompe en ligne à revêtement PTFE
Les pompes en ligne à revêtement PTFE ou téflon sont un type de pompe centrifuge qui combine les avantages mécaniques des boîtiers métalliques et la résistance chimique du revêtement thermoplastique. Grâce aux revêtements en téflon, ces pompes n'ont pas de surface mouillée. Les revêtements de pompes à revêtement TFE sont couramment utilisés pour les applications de haute pureté, où le contact entre le produit et les pièces métalliques n'est pas souhaitable. Ils conviennent également au transfert d'acides inorganiques, d'alcalis ou de sels, qui exigent normalement que la pompe soit construite en alliages coûteux.
- Pompe en ligne anti-explosion
Il s'agit d'un type de pompe en ligne qui est antidéflagrant. Les pompes d'aspiration antidéflagrantes sont conçues pour des applications susceptibles de provoquer des explosions. L'une de ces applications se trouve dans les industries minières et gazières, où l'on rencontre souvent de nombreux gaz pressurisés qui s'échappent. Pour renforcer les propriétés antidéflagrantes, la pompe d'aspiration antidéflagrante est équipée d'un moteur sans étincelles et de parcours de flammes étudiés. La structure de la cuve du moteur est également conçue pour résister à la pression élevée pouvant résulter d'explosions internes sans se fracturer. Les pompes en ligne antidéflagrantes sont également adaptées aux applications de lixiviation des décharges, où les déchets en décomposition produisent du méthane, ainsi qu'aux usines chimiques et aux raffineries, où les liquides émettent des vapeurs inflammables.
Avantages de la pompe en ligne
- Economiseur d'espace
Les pompes en ligne sont peu encombrantes car les buses d'aspiration et de refoulement sont en ligne. Ces pompes sont couramment utilisées dans les bâtiments où l'espace est limité.
- Les pompes en ligne sont très fiables et efficaces
- Faible hauteur d'aspiration positive nette (NPSH). La conception de la pompe en ligne permet d'obtenir un faible NPSH, ce qui facilite l'écoulement du fluide dans la pompe. Elle minimise également la pression d'aspiration nécessaire pour alimenter la pompe.
- Les pompes en ligne ont une capacité exceptionnelle à gérer la dilatation thermique. Les pompes en ligne peuvent résister à la chaleur grâce à leur forte dilatation thermique. Cela facilite leur utilisation pour le traitement de produits à haute température et à haute pression.
- Les pompes sont faciles à installer et à entretenir
- La conception de leur tuyauterie est simple et les pompes peuvent être suspendues comme des vannes.
- Le coût d'exploitation de la pompe en ligne est faible.
- Les pompes peuvent fonctionner sans garniture dans des conditions de faible débit.
Inconvénients de la pompe en ligne
- Une pompe en ligne ne peut pas déplacer des liquides contenant des particules solides.
- le poids d'une pompe à aspiration verticale est inégalement réparti et principalement concentré sous le corps de la pompe
- Les pompes n'ont pas la capacité d'auto-amorçage
- Les pompes en ligne ont des problèmes de garnitures mécaniques. Les gaz dissous ou entraînés dans certains fluides peuvent s'infiltrer et s'accumuler dans la chambre d'étanchéité d'une pompe en ligne et provoquer l'assèchement ou la défaillance des garnitures mécaniques.
- Les pompes en ligne sont sujettes à la corrosion en raison de l'accumulation des fuites de joints au-dessus du corps de la pompe.
Applications des pompes en ligne
Les pompes en ligne ont un large éventail d'applications industrielles, parmi lesquelles :
- Systèmes de chauffage et de circulation de l'eau. En effet, la pompe peut résister à des températures élevées
- Chaudières
- tours de refroidissement
- système de climatisation
- Centrales thermiques
- systèmes d'approvisionnement en eau
- Pompes de surpression
- Vannes dans les pipelines
Sélection de la pompe en ligne
La sélection d'une pompe en ligne pour une application particulière est basée sur divers paramètres de performance tels que les suivants.
Type de pompe en ligne
La pompe doit être sélectionnée en fonction de la disposition des composants de la pompe. Les pompes en ligne sont classées selon l'orientation de leur arbre en pompes en ligne verticales et horizontales. Chaque configuration présente des avantages et des inconvénients, et le choix du meilleur type de pompe doit être basé sur la capacité de la pompe à satisfaire les exigences de l'application. Par exemple, une pompe en ligne verticale ne fonctionne que lorsqu'elle est directement couplée à un moteur et constitue le meilleur choix de pompe pour les applications à haute température et à haute pression. Les pompes en ligne horizontales, quant à elles, offrent un large éventail d'options d'entraînement et peuvent être alimentées par un moteur, une turbine ou un moteur diesel. Cependant, une pompe horizontale en ligne ne peut fonctionner que dans des conditions de température et de pression limitées.
Nombre d'étages de la pompe
Les fabricants de pompes en ligne proposent des pompes en ligne à un ou plusieurs étages. Les pompes en ligne multicellulaires conviennent mieux aux applications impliquant une pression élevée, telles que les pompes de surpression pour pressuriser les fluides. En revanche, une pompe en ligne mono-étagée s'applique principalement au transfert de fluides plus directs et à faible débit.
Puissance
Dans les applications de pompes industrielles, la puissance de la pompe fait référence à la quantité d'énergie nécessaire pour déplacer le liquide du côté de l'aspiration au côté du refoulement de la pompe. En général, les pompes en ligne ont besoin d'une alimentation suffisante pour gérer la hauteur de pression et le débit requis. La puissance d'alimentation doit correspondre à la puissance nominale indiquée sur la plaque signalétique de la pompe. La puissance est généralement exprimée en chevaux-vapeur (CV).
Débit
Le débit d'une pompe en ligne est la quantité de fluide transférée par la pompe par unité de temps. Il est généralement exprimé en unités de volume par minute ou en gallons par minute (GPM).
Tête
La hauteur de pompage peut être décrite comme la hauteur à laquelle la pompe peut pressuriser le fluide. La chaleur maximale est la hauteur à laquelle le fluide enregistre un débit nul. La hauteur de refoulement est mesurée en pieds. Les pompes en ligne peuvent facilement répondre aux exigences de hauteur de charge à haute pression.
Brides d'extrémité
Les brides de la pompe doivent s'adapter et s'aligner parfaitement pour faciliter l'installation et assurer les performances de la pompe. Il existe deux normes de dimensionnement des brides : ANSI et API.
Dépannage des pompes en ligne
La pompe en ligne donne un débit nul après le démarrage.
- Air dans la pompe ou la tuyauterie d'aspiration (remplir la pompe ou la tuyauterie avec de l'eau, afin de chasser l'air du système de pompage, car la pompe ne peut pas s'amorcer avec de l'air).
- La hauteur d'aspiration est trop élevée (augmenter le liquide dans le réservoir d'aspiration ou abaisser la pompe pour réduire la hauteur statique, vérifier qu'il n'y a pas d'obstruction à l'entrée).
- Le fonctionnement de la pompe en ligne est inversé (s'assurer que le sens de rotation du moteur correspond au sens de la flèche sur le corps de la pompe ; si le sens de rotation est contraire au sens indiqué par la flèche, inverser les polarités de la pompe).
- Roue, crépine ou soupape de retenue bouchée (inspecter ; nettoyer)
- Hauteur manométrique monomère insuffisante (ce phénomène peut être dû à des pertes de charge plus élevées par rapport à la conception de la pompe ; pour y remédier, il faut augmenter la puissance de la pompe ou le diamètre de la roue et des tuyaux).
L'entraîneur de la pompe d'entrée est surchargé
- La vitesse de la pompe en ligne est trop élevée (réduire la vitesse de rotation de la pompe)
- frottement mécanique à l'intérieur de la pompe (inspecter l'ensemble de la pompe pour vérifier qu'il n'y a pas d'obstruction ou de déviation)
- Garniture enroulée trop serrée (vérifier et desserrer les écrous des presse-étoupe si nécessaire)
- Utilisation d'un fluide de densité ou de viscosité trop élevée (vérifier que le moteur fonctionne avec le bon type de fluide ; si ce n'est pas le cas, augmenter la taille du moteur).
- Désalignement de l'accouplement (vérifier l'alignement de l'accouplement et réaligner la pompe et le moteur)
- Le moteur de la pompe en ligne présente certains défauts (inspecter le défaut du moteur : mauvaise ventilation ou mauvais emplacement ; et réparer).
Surchauffe du palier
- La pompe en ligne a un mauvais alignement de l'accouplement (vérifier et réaligner)
- Couvercles de paliers mal fixés (desserrer les couvercles de paliers)
- Excès de graisse (vidanger l'excès de graisse)
- La pompe en ligne n'est pas suffisamment lubrifiée ou l'huile de lubrification est contaminée par des impuretés (vérifier le niveau d'huile ou de graisse, nettoyer le corps de palier et lubrifier).
La pompe d'entrée subit des vibrations excessives
- La roue de la pompe en ligne est partiellement bouchée (nettoyer la roue)
- La roue est très usée (remplacer la roue)
- Arbre oblique ou déséquilibré (vérifier l'arbre et le remplacer ou l'équilibrer si nécessaire)
- mauvais alignement de l'accouplement (inspecter ; aligner)
Résumé
Cet article traite des pompes en ligne sous l'angle des types de pompes en ligne, du principe de fonctionnement, des applications, de la sélection, du dépannage, des avantages et des inconvénients des pompes en ligne. Les pompes en ligne sont des pompes centrifuges dont les buses d'aspiration et de refoulement sont alignées à l'intérieur du corps de pompe. Le débit du fluide ne change pas à l'intérieur d'une pompe en ligne.
Les pompes en ligne sont classées en deux grandes catégories : les pompes en ligne verticales et les pompes en ligne horizontales, en fonction de l'orientation de l'arbre de la pompe. Il existe également des pompes en ligne mono et multicellulaires, qui peuvent avoir une configuration verticale ou horizontale. En outre, une pompe en ligne peut être revêtue de PTFE ou antidéflagrante. Chacun de ces types de pompes en ligne présente diverses caractéristiques qui le rendent plus favorable à une application particulière que les autres types. Les pompes en ligne verticales nécessitent moins d'espace et conviennent mieux aux applications à haute température et à haute pression que les pompes en ligne horizontales. La pompe en ligne horizontale peut être alimentée par un moteur ou une turbine, contrairement à la pompe en ligne verticale, qui ne peut être alimentée que par un moteur. Les pompes en PTFE n'ont pas de surface mouillée et conviennent aux applications de haute pureté, tandis que les pompes antidéflagrantes conviennent mieux aux applications présentant un risque élevé d'explosion, telles que les industries minières et gazières.
Les pompes en ligne présentent de nombreux avantages tels que le gain de place, une faible hauteur de pression nette, une grande fiabilité, un rendement élevé, une facilité d'installation et d'entretien, et bien d'autres encore. Cependant, les pompes en ligne présentent également quelques limites, notamment l'absence de capacité d'auto-amorçage et l'incapacité à déplacer des sédiments contenant des liquides. Les pompes en ligne connaissent également des problèmes de garniture mécanique et peuvent être sujettes à la corrosion en raison de fuites de garniture au-dessus de la pompe. Les pompes en ligne sont largement utilisées pour diverses applications industrielles, notamment les systèmes de chauffage et de circulation d'eau, les systèmes de climatisation, les pompes d'alimentation de chaudières, les pompes de surpression, les centrales thermiques, les systèmes d'approvisionnement en eau, etc. La sélection d'une pompe en ligne pour une application donnée est basée sur la satisfaction de divers paramètres de performance et d'efficacité tels que la conception de la pompe, la hauteur de charge requise, le débit, l'alimentation électrique et le nombre d'étages de la pompe. Les problèmes de dépannage les plus courants concernant les pompes en ligne sont les suivants : débit nul après le démarrage initial, vibrations excessives, surcharge de l'entraînement, surchauffe des paliers. Les causes de ces problèmes et les solutions possibles ont également été explorées et discutées.