Pompe à eau centrifuge auto-amorçante
Qu'est-ce qu'une pompe à eau centrifuge auto-amorçante ?
Une pompe à eau centrifuge auto-amorçante est conçue pour fonctionner sans que l'opérateur n'ait à l'amorcer avant le début du processus de pompage. Le processus d'amorçage élimine l'air dans la pompe et dans la conduite d'aspiration. La pompe dispose d'une chambre d'amorçage qui stocke l'eau. Cette eau recircule dans la pompe et en élimine l'air. Si l'air n'est pas éliminé, la pompe ne transfère pas l'eau ou déplace une quantité d'eau inférieure à ce qu'elle devrait. L'élimination de l'air dans la pompe permet à la pression atmosphérique de pousser l'eau du réservoir dans la pompe, où le processus de pompage commence. Comme son nom l'indique, cette pompe utilise la force centrifuge pour déplacer l'eau de la source à la destination souhaitée. La force centrifuge est créée par un élément appelé roue. Ce type de pompe est facile à installer et à réparer.
Les fabricants de pompes à eau centrifuges auto-amorçantes produisent des pompes de différentes tailles, de la plus petite à la plus grande. Ces différentes tailles garantissent qu'une pompe peut toujours s'adapter à votre domaine d'application.
Figure : Pompe à eau centrifuge auto-amorçante
Composants d'une pompe à eau centrifuge auto-amorçante
Arbre
L'arbre est un composant métallique qui transmet l'énergie du moteur principal (moteur électrique ou moteur à combustion interne) à la pompe. Il existe deux arbres : l'arbre du moteur et l'arbre de la pompe. Un accouplement relie les deux arbres. L'arbre ne tourne que lorsque le moteur est en marche et qu'il est alimenté par le réseau électrique.
Moteur principal
Le moteur d'entraînement est la source d'énergie de la pompe. Dans la plupart des cas, le moteur principal est un moteur électrique, mais d'autres pompes utilisent un moteur à combustion interne. Le moteur à combustion interne fournit l'énergie mécanique à la pompe. La puissance de sortie du moteur dépend de la hauteur de chute totale et du débit d'eau prévus. Ainsi, pour une hauteur de chute élevée et un débit important, comme 500 m3/h, on utilise un moteur de plus grande puissance, par exemple 473 hp.
Roue
La roue est un disque à ailettes incurvées, monté sur l'arbre de la pompe. La roue tourne généralement à grande vitesse pour transmettre de l'énergie cinétique à l'eau. Elle tourne à la même vitesse que l'arbre qui tourne à grande vitesse. Les deux principaux types de roue sont les roues ouvertes et les roues fermées.
La roue ouverte a ses ailettes fixées au moyeu et est montée sur l'arbre de la pompe. Cette roue n'a pas de paroi entourant les palettes, ce qui la rend plus faible que la roue fermée. En tant que telle, cette roue est utilisée pour les pompes qui traitent de l'eau contenant des solides et pour les pompes de petite taille. Cependant, cette roue présente l'avantage d'être plus simple et plus rapide à nettoyer et à réparer. Les roues fermées ont des parois avant et arrière autour des aubes. Cette conception permet d'améliorer la résistance de la roue. C'est pourquoi ce type de roue est utilisé dans les grosses pompes pour traiter l'eau claire.
Figure : Roues ouvertes et fermées.
Enveloppe
Le corps est un élément en forme de coquille qui recouvre les pièces internes de la pompe, comme la roue, les roulements, les joints et l'arbre. Le corps permet d'assurer l'étanchéité de l'eau de la pompe par rapport à l'atmosphère. Il existe une distance entre la surface interne du corps et la surface externe de la roue. Cette distance dépend du type de pompe et du fluide à pomper. Les fabricants de pompes à eau centrifuges auto-amorçantes conçoivent le corps de manière à ce que la surface d'écoulement augmente au fur et à mesure que l'eau s'écoule. Cette conception permet de réduire la vitesse d'écoulement, de sorte que l'énergie de pression peut s'améliorer avant que l'eau ne quitte la pompe. L'énergie à haute pression est celle qui transfère l'eau à l'endroit voulu. Le corps est également un élément structurel sur lequel la pompe est raccordée à la fondation.
Paliers
Les paliers sont montés sur les extrémités gauche et droite de l'arbre. Ils supportent l'arbre et les charges hydrauliques dues à l'eau. Ils assurent également une rotation régulière de l'arbre avec un minimum de frottement, ce qui permet d'économiser de l'énergie.
Tuyau d'aspiration et vanne
Un tuyau d'aspiration relie le dispositif de stockage de l'eau à la pompe pour permettre à l'eau d'entrer dans la pompe. Les fabricants de pompes à eau centrifuges auto-amorçantes conçoivent le tuyau d'aspiration avec une crépine pour filtrer les solides contenus dans l'eau. La vanne d'aspiration contrôle la quantité d'eau qui entre dans la pompe depuis le réservoir de stockage. Le clapet d'aspiration empêche également le reflux de l'eau dans la pompe.
Tuyau et vanne d'évacuation
Le tuyau de refoulement relie la pompe à la canalisation qui achemine l'eau vers la destination souhaitée. La vanne de refoulement vous permet de contrôler l'eau qui quitte la pompe pour s'écouler dans la canalisation.
Figure : Composants d'une pompe à eau centrifuge auto-amorçante.
Comment fonctionne une pompe à eau centrifuge auto-amorçante ?
La pompe commence à fonctionner lorsque la roue tourne, créant un vide dans l'œil de la roue. Ce vide aspire l'air de la conduite d'aspiration dans la pompe. Simultanément, le vide crée un anneau liquide à l'intérieur du corps de la pompe. Ainsi, un joint étanche au gaz est créé à l'intérieur de la pompe, empêchant l'air de passer de l'extrémité de refoulement au côté d'aspiration. L'eau retient les bulles d'air sur les pales de la roue et les emmène vers l'orifice de refoulement. Les bulles d'air sont éliminées par le refoulement et l'eau retourne dans le réservoir par gravité.
Ensuite, l'eau remonte le tuyau d'aspiration en évacuant l'air. Le processus se poursuit jusqu'à ce que tout l'air soit expulsé et que son espace soit occupé par l'eau. Une fois l'air évacué, le processus normal de pompage de l'eau commence. Le processus de pompage de l'eau est dû à la rotation de la roue, qui crée un vide dans la pompe. Le vide force l'eau à entrer dans la pompe par le centre de la roue. La roue à grande vitesse transmet à l'eau une énergie à grande vitesse. La vitesse de l'eau commence à diminuer au fur et à mesure que l'eau se déplace le long de la zone d'écoulement. La réduction de la vitesse entraîne une augmentation de la pression qui pousse l'eau vers l'endroit voulu.
Figure : Fonctionnement d'une pompe à eau centrifuge auto-amorçante
Types de pompes à eau centrifuges auto-amorçantes
Pompe à eau centrifuge auto-amorçante à un étage
La pompe à un étage est le type le plus courant de pompe à eau centrifuge auto-amorçante. Cette pompe utilise une seule roue. Elle est rentable et facile à installer, à nettoyer et à réparer. Cependant, elle convient mieux aux hauteurs de chute et aux débits faibles et moyens.
Pompe à eau centrifuge multicellulaire auto-amorçante
Une pompe à eau centrifuge auto-amorçante multicellulaire utilise plus d'une roue. Les roues de la pompe sont disposées en série de gauche à droite. Chaque roue constitue un étage, de sorte que le nombre d'étages est égal au nombre de roues. À chaque étage, l'énergie de pression augmente ; ainsi, plus il y a de roues, plus la pression de sortie est élevée. Ce type de pompe est recommandé pour transporter de l'eau pour des hauteurs de chute élevées et des débits importants. La pompe est assez chère par rapport à la pompe à un étage. La pompe multicellulaire est également lourde et difficile à nettoyer et à réparer en raison des nombreuses roues. Cependant, elle est inévitable pour les débits d'eau importants et les hauteurs de chute élevées.
Pompe à eau centrifuge monobloc auto-amorçante
Une pompe à eau centrifuge auto-amorçante monobloc est unique parce qu'elle a un seul arbre qui va du moteur à la pompe. Cette pompe n'a pas d'accouplement pour relier l'arbre du moteur à celui de la pompe, comme c'est le cas pour d'autres pompes. Le moteur et la pompe sont reliés en un seul bloc, d'où le nom de pompe "monobloc". Cette conception permet de réduire les pertes de puissance qui sont courantes dans les pompes utilisant un accouplement.
Figure : Pompe à eau centrifuge monobloc auto-amorçante.
Pompe à eau centrifuge auto-amorçante à entraînement magnétique
Comme son nom l'indique, la pompe magnétique utilise la technologie magnétique pour relier la pompe et le moteur. Cette pompe possède deux ensembles magnétiques : l'aimant extérieur et l'aimant intérieur. L'aimant externe est relié à l'arbre du moteur de sorte que lorsque le moteur tourne, il tourne également. En raison de la configuration du champ magnétique, la rotation de l'aimant externe force l'aimant interne à tourner. L'aimant interne est relié à l'arbre de la pompe. Ainsi, la rotation de l'aimant interne entraîne la rotation de l'arbre de la pompe. Ce type de pompe n'utilise pas les joints d'étanchéité courants dans les autres pompes. Il n'y a donc pas de fuite d'eau comme dans les pompes standard lorsque les joints s'usent. La pompe est chère, mais son coût de fonctionnement est très avantageux car les aimants peuvent vous servir pendant environ sept ans sans être remplacés.
Figure : Pompe à eau centrifuge auto-amorçante à entraînement magnétique.
Applications des pompes à eau centrifuges auto-amorçantes
- Ces pompes sont utilisées dans les applications de lutte contre l'incendie.
- Ils sont utilisés dans l'approvisionnement en eau commerciale et domestique.
- Les pompes à eau centrifuges auto-amorçantes sont utilisées pour le drainage et l'irrigation.
- Ils sont utilisés pour la protection contre les inondations.
- Ces pompes sont utilisées pour fournir de l'eau dans les zones de construction.
- Les pompes à eau centrifuges auto-amorçantes sont utilisées dans les applications minières pour évacuer l'eau.
- Ils sont utilisés dans le traitement des eaux usées.
Avantages des pompes à eau centrifuges auto-amorçantes
- Ces pompes n'ont pas besoin d'être amorcées.
- Ils sont faciles à installer, à nettoyer et à réparer.
- Ils sont de différentes tailles et s'adaptent aux différents débits et hauteurs de chute des fluides.
- Ils sont rentables et durables.
- Ils ont des débits de fluide élevés.
- Les pompes à eau centrifuges auto-amorçantes sont peu bruyantes et peu vibrantes.
Inconvénients des pompes à eau centrifuges auto-amorçantes
- Les pompes à eau centrifuges auto-amorçantes ont un faible rendement par rapport aux pompes standard. Cela s'explique par le fait qu'elles ont un jeu plus important et une volute plus grande, ce qui entraîne une pression plus faible.
- Il arrive que la pompe doive être amorcée manuellement. Par exemple, lorsque la pompe est neuve et qu'elle n'a pas pompé d'eau pendant un certain temps.
Dépannage des pompes centrifuges auto-amorçantes
Aucune eau ne circule dans la pompe
- Le moteur n'est pas alimenté. Vérifier que les câbles d'alimentation du moteur sont bien connectés pour transmettre le courant.
- Rotation du moteur inversée. Modifier le sens de rotation du moteur pour qu'il corresponde à la flèche de rotation sur le corps de la pompe.
- Le robinet d'aspiration est fermé. Ouvrir le robinet d'aspiration.
- La vanne de décharge est fermée. Ouvrir la vanne de décharge.
- Faible vitesse de la pompe. Vérifiez que la fréquence et la tension du moteur sont conformes aux recommandations du fabricant de la pompe centrifuge auto-amorçante et, si ce n'est pas le cas, contactez un électricien ou une compagnie d'électricité pour effectuer les corrections nécessaires.
- Hauteur d'aspiration élevée. Réduire la hauteur d'aspiration ou abaisser la pompe vers la source d'eau.
Le débit d'eau diminue
- Fuite sur la conduite d'aspiration. Réparer la conduite d'aspiration.
- Blocage de la pompe. Démontez la pompe conformément aux instructions du fabricant de la pompe à eau centrifuge auto-amorçante et nettoyez tous les corps étrangers présents dans la pompe.
- La soupape de décharge est partiellement ouverte. Ouvrez complètement la soupape de décharge.
- Filtre bouché. Nettoyer le filtre.
- Vanne d'aspiration ou conduite d'aspiration bouchée. Nettoyer la vanne d'aspiration et le tuyau d'aspiration si nécessaire.
Surchauffe des paliers
- Manque de lubrification. Lubrifier les roulements de manière adéquate.
- Désalignement de l'arbre/de l'accouplement. Aligner parfaitement l'arbre/accouplement.
- Les couvercles des roulements sont trop serrés. Les desserrer.
Vibrations ou bruits trop élevés
- Roue bouchée. Ouvrez la pompe et retirez les matériaux qui la bloquent.
- Les roulements sont usés. Remplacer les roulements.
- Roue défectueuse ou usée. Remplacer la roue.
- La pompe fonctionne en dehors de sa plage de fonctionnement. Assurez-vous que la pompe ne fonctionne que dans la plage recommandée par le fabricant de la pompe à eau centrifuge auto-amorçante.
Résumé
La pompe à eau centrifuge auto-amorçante fonctionne sans être amorcée. L'amorçage consiste à remplir la pompe d'eau afin d'expulser l'air de la conduite d'aspiration. Si l'air n'est pas évacué, la pompe ne transfère pas l'eau. Le processus d'amorçage commence lorsque la pompe est mise en marche et que la roue tourne, créant un vide dans la pompe. Ce vide aspire le mélange d'air et d'eau dans la pompe. En raison de sa faible densité, l'air s'élève jusqu'à l'orifice de refoulement, où il est expulsé tandis que l'eau retourne dans le réservoir. Le processus se répète jusqu'à ce que tout l'air soit évacué et que la pompe commence le processus de pompage normal. Cependant, la pompe centrifuge auto-amorçante a besoin d'être amorcée lorsqu'elle fonctionne pour la première fois après son achat. Elle doit également être amorcée si elle n'a pas pompé d'eau pendant une longue période.
Les fabricants de pompes à eau centrifuges auto-amorçantes produisent plusieurs types de pompes, telles que les pompes mono-étagées, multi-étagées, monoblocs et à entraînement magnétique, entre autres. Les applications de cette pompe comprennent la lutte contre les incendies, l'agriculture, l'approvisionnement en eau domestique et commerciale, et la construction, entre autres. Les avantages de cette pompe sont l'auto-amorçage, la facilité d'installation, la polyvalence, la facilité de nettoyage et de réparation, la conception simple et compacte, et le débit élevé.