Pompe à engrenage magnétique
Qu'est-ce qu'une pompe à engrenage magnétique ?
Il s'agit d'une pompe volumétrique qui utilise la technologie magnétique pour relier le moteur et la pompe. Les pompe magnétique fonctionne en scellant une certaine quantité de liquide à l'aide d'engrenages qui s'entrecroisent. Le liquide est déplacé lorsque les engrenages tournent. Ce type de pompe transmet un flux de fluide sans impulsion dont la quantité est proportionnelle à la vitesse des engrenages. Cette pompe convient aux applications nécessitant une pression élevée, comme les adhésifs, les hydrocarbures, les huiles moteur et les carburants liquides, entre autres. Ce type de pompe a un déplacement fixe du flux de fluide. Cela signifie que la pompe peut fournir un débit constant à une vitesse uniforme malgré les variations de pression. Par conséquent, à chaque rotation de l'arbre d'engrenage, le débit de fluide est constant. Les fabricants de pompes à engrenages magnétiques conçoivent cette pompe avec deux engrenages : l'engrenage d'entraînement et l'engrenage d'entraînement ou de renvoi. L'engrenage d'entraînement est alimenté par le moteur par l'intermédiaire d'aimants. La pompe utilise deux aimants : l'aimant d'entraînement et l'aimant entraîné. L'aimant entraîné fait tourner l'arbre d'entraînement de la pompe.
Figure : Pompe à engrenage magnétique
Composants d'une pompe à engrenage magnétique
Moteur
Le moteur est le composant qui alimente la pompe. Le moteur fonctionne en convertissant l'énergie électrique en énergie mécanique qui entraîne la pompe.
Aimants
Il y a deux aimants : l'aimant d'entraînement (aimant extérieur) et l'aimant entraîné (aimant intérieur). L'aimant extérieur est alimenté par le moteur par l'intermédiaire de l'arbre moteur. L'aimant extérieur fait tourner l'aimant intérieur grâce à la force du champ magnétique.
Engin de conduite
Il s'agit de l'engrenage qui est alimenté par le moteur par le biais d'un couplage magnétique. Cet engrenage tourne à la même vitesse que le moteur.
Pignon/engrenage entraîné
Il s'agit de l'engrenage qui s'engrène avec l'engrenage d'entraînement. En raison de l'engrènement, cet engrenage est entraîné par l'engrenage moteur et tourne donc dans le sens inverse.
Logement
Le carter est destiné à recouvrir les engrenages et les autres pièces internes de la pompe. Les fabricants de pompes à engrenages magnétiques utilisent des matériaux métalliques résistants pour s'assurer que la pompe peut supporter une pression élevée.
Section d'entrée
C'est la partie où le fluide pénètre dans la pompe. Le liquide à basse pression entre dans la pompe par ce côté.
Section de sortie
Il s'agit de la partie qui achemine le liquide jusqu'à la destination voulue. Cette partie est connectée au tuyau qui va jusqu'à l'endroit où le liquide est requis.
Figure : Composants d'une pompe à engrenage magnétique
Comment fonctionne une pompe à engrenage magnétique ?
Ce type de pompe fonctionne en utilisant un mouvement d'engrenage rotatif pour transporter le liquide. Ce fonctionnement est basé sur le principe d'une pompe volumétrique. Pour démarrer la pompe, le moteur est mis en marche. Cela permet d'alimenter le moteur en électricité. L'arbre du moteur commence alors à tourner à grande vitesse. La rotation de l'arbre oblige la bague magnétique extérieure à tourner à la même vitesse. En raison du champ magnétique créé entre l'aimant extérieur et l'aimant intérieur, ce dernier commence à tourner à la même vitesse. L'aimant intérieur est relié à l'arbre de transmission de sorte qu'ils tournent à la même vitesse angulaire. La rotation de l'arbre de l'engrenage d'entraînement laisse l'engrenage d'entraînement en rotation.
Comme l'engrenage d'entraînement et l'engrenage entraîné sont en prise, l'engrenage entraîné tourne dans la direction opposée. La rotation des deux engrenages crée un vide partiel dans la section d'entrée de la pompe. Ainsi, le liquide se trouvant du côté de l'aspiration de la pompe est aspiré dans les engrenages. Une fois aspiré, le liquide est bloqué entre le carter et l'engrenage. Le liquide bloqué entre le carter et les dents de l'engrenage se déplace lorsque les dents de l'engrenage tournent, tandis que le liquide s'écoule de l'entrée vers la sortie. Il en va de même pour l'engrenage entraîné où le liquide se déplace du côté de l'entrée vers le côté de la sortie. Le fluide est évacué par le côté sortie de la pompe. L'engrenage moteur et l'engrenage entraîné sont entièrement en prise l'un avec l'autre et il n'y a donc pas de place pour le mouvement du liquide. Le liquide ne peut donc pas s'écouler directement vers le côté refoulement ou du côté aspiration vers le côté sortie. Le liquide ne peut s'écouler dans la pompe que lorsque les engrenages tournent, sinon le liquide ne peut pas s'écouler.
Figure : Fonctionnement d'une pompe à engrenage magnétique
Types de pompes à engrenages magnétiques
Pompe à engrenage externe magnétique
Il s'agit d'une pompe à engrenage magnétique conçue avec des engrenages identiques. Les deux engrenages tournent en sens inverse. L'engrenage moteur est alimenté par le moteur électrique par l'intermédiaire du couplage magnétique afin qu'il puisse entraîner l'engrenage intermédiaire. Chaque engrenage est monté sur un arbre supporté par des roulements. Lorsque les engrenages du côté de l'entrée sortent de l'engrenage, le volume de liquide augmente du côté de l'aspiration. Lorsque les engrenages commencent à tourner contre le corps de la pompe, le liquide se déplace dans la cavité et est piégé par les dents de l'engrenage. Le liquide piégé se déplace autour du corps de la pompe, de l'entrée à la sortie. Lorsque les dents de l'engrenage s'engrènent du côté de la sortie de la pompe, le volume de liquide diminue et le liquide est évacué sous pression.
Les fabricants de pompes à engrenages magnétiques conçoivent la pompe de manière à ce que le liquide ne puisse pas revenir par le centre entre les engrenages si les engrenages sont en prise. En raison de la tolérance étroite entre les engrenages de la pompe et le carter, la pompe produit une aspiration du côté de l'entrée et empêche le liquide de revenir du côté de la sortie. Pour ce type de pompe à engrenages magnétiques, on peut utiliser des engrenages droits, des engrenages hélicoïdaux ou des engrenages à chevrons.
Figure : Pompe à engrenage externe magnétique.
Pompe à engrenage interne magnétique
Cette pompe fonctionne de la même manière que les pompes à engrenages externes, mais la taille des deux engrenages est différente. L'un des engrenages tourne dans l'autre. L'engrenage interne est le plus grand et ses dents font saillie vers l'intérieur. L'engrenage externe le plus petit dans cette zone est situé de manière excentrique. Les fabricants de pompes à engrenages magnétiques conçoivent cette pompe de manière à ce que les engrenages s'engrènent en des points spécifiques. L'engrenage intermédiaire est maintenu en place à l'aide d'un pignon et d'une douille montés dans la pompe. Cette pompe n'est pas pulsatoire et peut fonctionner à sec pendant une courte période. Elle est également bidirectionnelle, ce qui la rend adaptée au chargement et au déchargement des navires. Cette pompe à engrenage magnétique est fiable et facile à entretenir et à utiliser.
Le volume de liquide augmente lorsque les engrenages du côté de l'entrée sont désengagés. Lorsque les engrenages tournent par rapport au carter, le liquide pénètre dans la cavité de la pompe et est piégé par les dents de l'engrenage. Le liquide piégé se déplace alors autour du corps, du côté de l'aspiration vers le côté du refoulement. Lorsque les engrenages du côté du refoulement s'engrènent, le volume du liquide diminue et le liquide est évacué.
Figure : Pompe à engrenage interne magnétique.
Pompe à engrenage magnétique sanitaire
Cette pompe est conçue pour améliorer les niveaux d'hygiène. Engrenage magnétique fabricants de pompes a conçu cette pompe pour une utilisation dans des applications nécessitant des niveaux d'hygiène élevés, telles que la transformation des aliments et des boissons et les produits pharmaceutiques. Les niveaux d'hygiène de cette pompe sont obtenus en tenant compte de plusieurs facteurs tels que le matériau utilisé pour fabriquer la pompe et les considérations relatives à la conception. Le matériau utilisé doit être inerte pour le produit transporté et être propre à la consommation humaine. La conception doit permettre de nettoyer facilement la pompe afin d'éviter les odeurs et l'accumulation de saletés à l'intérieur de la pompe.
L'efficacité de la pompe à engrenage magnétique
Deux facteurs principaux affectent l'efficacité d'une pompe à engrenage magnétique :
Jeu de l'engrenage. Lorsque le jeu de l'engrenage est important, il entraîne des fuites de fluide. Toutefois, un tel jeu permet de réduire les pertes d'énergie en retenant le fluide entre les dents de l'engrenage.
Dégagement. Le jeu entre le diamètre extérieur et l'extrémité de l'engrenage permet le reflux et la fuite du fluide. Cependant, l'augmentation de ce jeu réduit le frottement hydrodynamique et améliore donc l'efficacité.
Applications de la pompe à engrenage magnétique
- Les pompes à engrenages magnétiques sont utilisées dans l'industrie alimentaire pour des applications telles que le transport d'huiles végétales, de sucre, de mélasse, de beurre de cacao, de produits de remplissage, de chocolat et bien d'autres.
- Cette pompe est utilisée dans les industries du papier et de la pâte à papier pour transporter du latex, des boues, de la chaux, du kaolin, de la lessive, de la liqueur noire, de l'acide, du savon et d'autres produits.
- Il est utilisé pour transporter des résines et des adhésifs.
- La pompe à engrenage magnétique est utilisée dans les usines de traitement chimique pour transférer des produits chimiques mixtes, des acides, des isocyanates, des plastiques et du silicate de sodium, entre autres.
- Il est utilisé dans les industries de la peinture et de l'encre.
- Il est utilisé dans les produits pétrochimiques tels que les huiles brutes, les huiles de lubrification, le brai, les huiles diesel, le bitume et les produits similaires.
- Ils sont utilisés pour l'approvisionnement en eau et le traitement de l'eau.
Avantages des pompes à engrenages magnétiques
- Longue durée de vie. Cette pompe utilise la technologie magnétique pour coupler l'arbre d'entraînement au moteur. L'accouplement magnétique ne se détériore que rarement, ce qui augmente la durée de vie de la pompe.
- Insensible à la densité et à la viscosité du fluide. Contrairement à la pompe centrifuge qui a tendance à être affectée par la viscosité du fluide, cette pompe peut déplacer des fluides à haute et basse viscosité en utilisant sa caractéristique de déplacement positif.
- Les pompes à engrenages magnétiques permettent la circulation des fluides en assurant un débit constant et régulier. Chaque rotation de l'engrenage produit un volume spécifique de fluide malgré la pression.
- Ces pompes sont auto-amorçantes, contrairement aux pompes centrifuges.
- Ces pompes tolèrent la contamination, contrairement aux autres pompes qui sont obstruées par la saleté.
- La pompe à engrenage magnétique est bidirectionnelle, ce qui permet de l'utiliser pour le chargement et le déchargement.
- Ils sont de conception compacte et simple.
- Il est très efficace pour le pompage de fluides très visqueux car les fuites sont minimes, voire inexistantes.
Inconvénients de la pompe à engrenage magnétique
- Ces pompes utilisent des engrenages en prise et l'utilisation de fluides abrasifs constitue donc un défi.
- Ils font beaucoup de bruit.
- Les pompes à engrenages magnétiques sont de petite taille et ne peuvent donc pas être utilisées pour des débits élevés.
Dépannage d'une pompe à engrenage magnétique
La pompe tourne mais le liquide ne s'écoule pas.
- Le robinet d'aspiration est fermé. Ouvrir le robinet d'aspiration.
- Faible hauteur positive nette d'aspiration (NPSH). Augmenter la NPSH.
- Fuite d'air dans la pompe. Réparer la pompe.
- Le réservoir d'alimentation est vide. Remplir le réservoir avec le liquide à pomper.
- Crépine bouchée. Ouvrez la crépine et retirez les matériaux qui l'obstruent.
- Vanne de décharge fermée. Ouvrir la soupape de décharge.
Faible débit de fluide
- La pompe fonctionne très rapidement. Réduire la vitesse de la pompe.
- Fuite dans la pompe. Vérifier l'étanchéité de la pompe et la réparer si nécessaire.
- Le robinet d'aspiration n'est pas complètement ouvert. Ouvrez complètement la vanne.
- Crépine bouchée. Retirer tout matériau bloquant sur la crépine.
- La température du liquide est trop élevée. Faire fonctionner la pompe à la température recommandée par le fabricant de la pompe à engrenages magnétiques.
La pompe produit une surpression
- La vitesse du moteur est trop élevée. Réduire la vitesse du moteur en régulant la tension et/ou la fréquence.
- Viscosité élevée du liquide. S'assurer que le liquide est conforme aux recommandations du fabricant de pompes magnétiques.
- La vanne de décharge est fermée. Ouvrir la vanne.
Résumé
Une pompe à engrenage magnétique utilise la technologie magnétique pour relier la pompe et le moteur électrique. Cette technologie magnétique utilise deux anneaux magnétiques dont les pôles sont opposés l'un à l'autre. Cette disposition a pour but de créer un champ magnétique. L'un des aimants (aimant extérieur) est alimenté par l'arbre du moteur lorsque celui-ci tourne. Cette rotation entraîne la rotation de l'aimant intérieur. L'arbre de cet aimant intérieur est relié à l'engrenage d'entraînement, de sorte que l'engrenage peut tourner lorsque le moteur est alimenté. La rotation de l'engrenage moteur fait tourner l'engrenage entraîné puisque les deux sont constamment en prise. La rotation des deux engrenages déplace le fluide de l'entrée à la sortie de la pompe.
Les fabricants de pompes à engrenages magnétiques produisent différents types de pompes, notamment des pompes sanitaires, des pompes à engrenages externes et des pompes à engrenages internes. Les applications de cette pompe comprennent les aliments et les boissons, le papier et la pâte à papier, les produits chimiques et pétrochimiques, entre autres. Les avantages des pompes à engrenages magnétiques sont la durabilité, la facilité de fonctionnement et d'entretien, un débit constant et régulier, une conception simple et compacte.