Pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes pour l'industrie minière
Qu'est-ce qu'une pompe à sable immergée antidéflagrante ?
La pompe à sable immergée antidéflagrante pour l'industrie minière est une pompe conçue pour relever le défi du déversement de sable pour les pompes à faible débit et à grande hauteur de refoulement. Elle apporte également une solution au problème de l'évacuation de l'eau dans les mines à risque d'explosion où il peut y avoir du méthane ou de la poussière de charbon dans l'air. La pompe est conçue et fabriquée conformément à la norme MT/T671-2005 Flameproof Submerged sand Pump for Coal Mines. Elle est qualifiée d'antidéflagrante parce qu'elle adopte des mesures rigoureuses d'antidéflagration pour le moteur et utilise de l'acier moulé pour le boîtier du moteur. Les environnements contenant des substances inflammables et dangereuses telles que des poussières et des gaz peuvent être dangereux pour les travailleurs car le moteur de la pompe peut déclencher une explosion à grande échelle. La conception du moteur antidéflagrant permet donc de contenir les flammes et les étincelles dès qu'elles se produisent. En isolant le contenu dangereux de l'environnement de travail, il protège les travailleurs et les installations contre les incendies susceptibles d'interrompre les opérations. La pompe peut également être immergée dans l'eau pour un service de longue durée.
Figure : Pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes pour l'exploitation minière
Cette pompe est utilisée dans les mines de charbon pour pomper les eaux peu profondes à la surface des terrains de travail et des routes. Les fabricants de pompes à sable immergées à l'épreuve des flammes conçoivent la pompe avec des paramètres de performance impressionnants tels qu'une large gamme de débits (de 10 à 500 mètres cubes par heure), une hauteur de chute élevée (jusqu'à 450 mètres) et une pression de travail allant jusqu'à 3,0 mégapascals. Une pompe à sable immergée antidéflagrante pour l'exploitation minière offre plusieurs avantages dans les applications, notamment une structure compacte, un poids léger, une mobilité facile, un auto-amorçage, un joint à double face, une durabilité, une sécurité et une adéquation exceptionnelles, et bien d'autres choses encore.
Composants d'une pompe à sable immergée antidéflagrante pour l'industrie minière
Moteur électrique
Le moteur électrique est la source d'énergie mécanique d'une pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes. Le moteur fait fonctionner la pompe pour déplacer le fluide vers la destination voulue. Il est relié à l'arbre de la pompe par un accouplement flexible pour transmettre le couple. Le moteur peut être à courant continu ou à courant alternatif, en fonction de la nature de l'alimentation en courant. La plupart des pompes à sable immergées à l'épreuve des flammes utilisent un type de moteur à courant alternatif appelé moteur synchrone triphasé à cage d'écureuil avec une fréquence nominale de 50 Hz et une tension nominale de 380 V, 660 V ou 1140 V. Les fabricants de pompes à sable immergées à l'épreuve des flammes conçoivent également le moteur électrique de manière à ce qu'il réponde aux exigences de conception à l'épreuve des flammes établies par la National Fire Protection Association (NFPA).
Volute (Casing)
Le carter est un passage d'air étroit entourant la roue. Le corps agit comme un récipient sous pression et possède des orifices d'aspiration et de refoulement. Il contient le liquide et dirige le flux dans la pompe par le tuyau d'aspiration et hors de la pompe par le tuyau de refoulement.
Roue
La roue est un composant composé d'une série d'ailettes incurvées vers l'arrière, généralement monté sur l'arbre de la pompe et logé dans un boîtier étanche. Sa fonction principale est de déplacer le fluide dans la pompe en augmentant l'énergie cinétique et la pression du fluide. La roue est de conception variée : axiale, radiale, à simple ou double aspiration.
Figure : montrant une roue à double aspiration
Arbre
L'arbre est un composant mécanique rotatif monté sur des roulements et faisant partie intégrante de l'ensemble du rotor. Sa fonction principale est de porter la roue à aubes. Il est généralement couplé au moteur principal (c'est-à-dire au moteur électrique). Les fabricants de pompes à sable immergées ignifuges pour l'industrie minière utilisent de l'acier inoxydable et de l'acier au carbone pour fabriquer les arbres de pompe, car ces matériaux peuvent résister aux vibrations et aux charges lourdes pendant le fonctionnement de la pompe.
Paliers
L'objectif principal des roulements est de supporter l'arbre ou la roue et de les aligner correctement avec les extrémités fixes sous l'action des forces radiales et axiales. Ils contribuent également à réduire le frottement entre l'arbre rotatif et le stator et à contenir le mouvement relatif de l'ensemble du rotor.
Volute (Casing)
Le carter est un passage d'air étroit entourant la roue. Le corps agit comme un récipient sous pression et possède des orifices d'aspiration et de refoulement. Il contient le liquide et dirige le flux dans la pompe par le tuyau d'aspiration et hors de la pompe par le tuyau de refoulement. Le corps de la pompe peut être conçu de deux manières : à fente axiale ou radiale, chacune ayant ses avantages et ses inconvénients. La conception d'un corps de pompe à séparation axiale comporte un joint horizontal permettant aux deux moitiés de se séparer horizontalement ou parallèlement à l'axe de l'arbre. La conception d'un corps de pompe à séparation radiale comporte un joint vertical et deux moitiés qui s'ouvrent perpendiculairement à l'axe de l'arbre.
Tuyau d'aspiration
Le tuyau d'aspiration comporte deux extrémités : l'une est reliée à l'entrée de la pompe et l'autre plonge dans l'eau. L'extrémité inférieure du tuyau d'aspiration est équipée d'un clapet de pied pour empêcher le reflux du liquide de pompage et d'une crépine pour empêcher les corps étrangers de pénétrer dans le tuyau.
Tuyau de refoulement
Comme le tuyau d'aspiration, le tuyau de refoulement a également deux extrémités. L'une des extrémités est reliée à la sortie de la pompe, tandis que l'autre refoule l'eau à une hauteur déterminée. L'objectif principal du tuyau d'aspiration est d'élever le fluide jusqu'à la zone requise.
Comment fonctionne une pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes ?
Lorsque la pompe démarre, le rotor de la pompe, directement relié au moteur électrique par un accouplement, tourne au même régime que le moteur. L'effet centrifuge de la roue de la pompe crée un vide à l'intérieur du corps de la pompe, ce qui permet à l'eau d'entrer par les tuyaux d'aspiration. Lorsque l'eau frappe les pales de la roue, la force centrifuge la déplace radialement et axialement vers l'extérieur jusqu'à ce qu'elle pénètre dans la chambre de la volute à une vitesse très élevée. Dans la chambre de volute, la vitesse extrême est convertie en une hauteur de pression élevée qui permet à l'eau d'être évacuée de la pompe à la hauteur souhaitée par les tuyaux de refoulement.
Figure : Fonctionnement de la pompe
Types de pompes à sable immergées à l'épreuve des flammes dans les mines
Pompe à sable immergée à double aspiration pour l'exploitation minière et à l'épreuve des flammes
Dans cette pompe, le liquide de pompage entre de chaque côté de la roue et sort par la section centrale. La pompe est moins susceptible de subir une cavitation en raison de la réduction du débit d'entrée.
Figure : pompe à sable submersible antidéflagrante à double aspiration pour l'industrie minière.
Pompe à sable immergée à aspiration unique pour l'exploitation minière et à l'épreuve des flammes
La pompe à sable immergée à l'épreuve de la flamme est d'un type unique, le fluide entre dans la roue d'un côté et sort de l'autre. Les pompes à simple aspiration fonctionnent en douceur et sont faciles à réparer.
Figure : Pompe à sable submersible minière antidéflagrante à simple aspiration.
Applications d'une pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes pour l'industrie minière
Une pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes trouve principalement des applications dans les mines de charbon, le traitement des eaux usées et les opérations de drainage. Les utilisations typiques comprennent l'écoulement :
- Une pompe à sable immergée résistante aux flammes est utilisée pour pomper de l'eau peu profonde dans les mines de charbon.
- Il convient également à la chaussée des mines de charbon, au front de taille des mines et à d'autres environnements de travail contenant des mélanges d'air explosifs.
- Ils sont utilisés pour le drainage des eaux usées contenant des particules solides.
- Ils sont utilisés pour évacuer les eaux souterraines et les eaux contenant du sable, du limon, des grains de charbon pulvérisés et des débris de roche en suspension.
- La pompe à sable immergée résistante à la flamme est également utilisée pour le nettoyage de l'entrepôt d'eau de drainage des sédiments alluviaux.
- Ils sont utilisés pour les secours en cas de catastrophe et le drainage d'urgence
- Ils sont également utilisés pour le drainage pétrochimique dans un environnement de gaz explosifs en raison de la conception de leur moteur antidéflagrant.
- Il est également utilisé pour le drainage en cas de catastrophe
Avantages d'une pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes pour l'industrie minière
- Une pompe à sable immergée antidéflagrante pour l'industrie minière élimine le risque d'explosion dans les zones explosives et dangereuses telles que les mines de charbon.
- Sa conception est simple et il est facile à contrôler.
- Il est compact et facile à installer.
- La pompe ne nécessite qu'un minimum de réparations et d'entretien.
- Il est parfait pour les grandes quantités d'eau et une large gamme de débits.
- La pompe est auto-amorçante et l'utilisateur n'a donc pas besoin de l'amorcer manuellement.
- Il est très fiable dans les opérations de drainage.
- Il est économe en énergie.
- Il peut pomper de l'eau contenant du sable, de la vase et des matières explosives sans présenter de risques pour l'opérateur.
- La pompe est submersible et peut être très silencieuse.
- Il est résistant à la corrosion et à l'usure abrasive.
Inconvénients de la pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes pour l'exploitation minière
- Les pompes à sable immergées à l'épreuve des flammes pour l'industrie minière sont sujettes à des fuites et à des pannes de fonctionnement dues à des joints usés.
- Elles sont parfois installées dans des endroits très profonds et difficiles d'accès. En raison de la difficulté d'accès, on laisse la pompe fonctionner sans vérifier régulièrement son état et sa condition.
- L'inspection et l'entretien de routine de la pompe ne sont pas faciles lorsqu'elle est immergée dans l'eau.
- Les roues sont susceptibles de se bloquer, ce qui peut endommager la pompe.
- Une charge intense peut entraîner une défaillance de la pompe.
Dépannage d'une pompe à sable immergée antidéflagrante pour l'industrie minière
Le moteur ne fonctionne pas
- Le fusible est défectueux. Inspecter et remplacer le fusible si nécessaire.
- Pas d'alimentation électrique pour contrôler le panneau. Vérifiez que les câbles d'alimentation sont connectés conformément au guide du fabricant de la pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes. Vérifiez le panneau d'entrée principal.
- Les câbles de la pompe sont cassés. Inspecter et changer les câbles si nécessaire.
Il y a une recirculation de l'aspiration ou du refoulement
- La pompe fonctionne à faible débit. Vérifiez que le débit de la pompe est conforme aux recommandations du fabricant de la pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes.
La pompe ne donne pas de débit
- Roue grippée. Inspecter la roue pour vérifier qu'elle n'est pas bloquée et la nettoyer.
- Le tuyau d'évacuation est obstrué. Inspecter et nettoyer le tuyau d'évacuation.
- Le niveau d'eau dans le bassin est insuffisant. Vérifier l'arrivée d'eau dans le bassin.
- La pompe fonctionne en sens inverse. Assurez-vous que le sens de rotation du moteur est conforme au guide du fabricant de la pompe à sable immergée à l'épreuve des flammes. Inversez les polarités du moteur.
Faible capacité de la pompe
- Pompe fonctionnant en sens inverse. Polarité de la pompe inversée
- La roue du corps de la pompe est partiellement bouchée. Démontez et nettoyez l'intérieur de la pompe.
- Le tuyau d'évacuation est obstrué. Inspecter et dégager les tuyaux d'évacuation.
Vibrations et bruits excessifs de la pompe
- Un ou plusieurs composants de la pompe sont déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les composants de la pompe.
- Désalignement important entre l'arbre de la pompe et l'arbre du moteur. Inspecter et réaligner les arbres.
- Les roulements de la pompe ou la roue sont usés. Inspecter l'usure des roulements et de la roue et les remplacer si nécessaire.
- La pompe fonctionne en cavitation. Assurez-vous que les vannes d'admission sont complètement ouvertes et que la pompe fonctionne à la vitesse recommandée par les fabricants de pompes à sable immergées à l'épreuve des flammes.
Le détecteur de fuites est activé
- Le câble du détecteur est endommagé par l'usure, la détérioration ou le contact avec des huiles. Inspecter le câble et le remplacer.
Voyage thermique
- Le niveau d'arrêt est trop bas. Assurez-vous que le niveau de l'interrupteur d'arrêt est réglé conformément au guide du fabricant.
- La hauteur de refoulement de la pompe est trop faible. Ajustez la hauteur de refoulement ou installez une vanne de contrôle pour détecter la contre-pression en ligne avec la valeur de consigne du fabricant de la pompe à sable submergée antidéflagrante..
Résumé
La pompe à sable immergée à l'épreuve de la flamme est une pompe conçue conformément à la norme MT/T671-2005 Pompe à sable immergée à l'épreuve de la flamme pour les mines de charbon. Elle est appelée "à l'épreuve des flammes" parce qu'elle adopte des mesures rigoureuses de protection contre les flammes pour le moteur et utilise de l'acier moulé pour le corps du moteur. La conception antidéflagrante permet de contenir les torches et les étincelles dès qu'elles se produisent et de protéger les travailleurs et les installations contre les risques d'incendie dans des environnements extrêmes. La pompe permet de relever le défi de l'évacuation du sable dans les pompes à faible débit et à hauteur de refoulement élevée et de l'évacuation de l'eau dans les mines à risque d'explosion où il peut y avoir du méthane ou de la poussière de charbon dans l'air. Les pompes à sable immergées antidéflagrantes sont utilisées pour les opérations de drainage dans les mines de charbon, l'évacuation des eaux usées contenant des particules solides et la reprise après sinistre. Elles offrent de nombreux avantages, notamment la capacité d'amorçage automatique, la conception compacte, la sécurité d'exploitation, la maintenance minimale, le rendement énergétique élevé et la fiabilité. Cependant, elles sont sujettes à des fuites et à des pannes de fonctionnement dues à l'usure des joints d'étanchéité et des garnitures mécaniques.