Pompe à eaux usées auto-amorçante
Qu'est-ce qu'une pompe à eaux usées auto-amorçante ?
Une pompe à eaux usées auto-amorçante est un type spécial de pompe centrifuge qui peut contenir la quantité nécessaire de liquide pompé à l'intérieur du corps de la pompe pour initier le processus de pompage. Les fabricants de pompes à eaux usées auto-amorçantes conçoivent les pièces avec des tolérances étroites pour aider à piéger le liquide dans le corps de la pompe, l'empêchant de retourner du côté du refoulement au côté de l'aspiration lorsque la pompe s'arrête. La disponibilité continue du liquide pompé dans une pompe à eaux usées auto-amorçante permet de mieux gérer les "poches d'air". Les poches d'air désignent l'accumulation de bulles d'air dans le mécanisme de fonctionnement de la pompe, ce qui peut perturber le fonctionnement de la pompe. Les pompes à eaux usées auto-amorçantes surmontent les poches d'air en mélangeant d'abord l'air résiduel dans le mécanisme de fonctionnement de la pompe avec du liquide au cours du processus d'amorçage. La pompe à eaux usées auto-amorçante offre la possibilité d'augmenter l'efficacité de fonctionnement dans une variété d'opérations répétées mais intermittentes.
Figure : Présentation d'une pompe à eaux usées auto-amorçante
Contrairement à la pompe centrifuge standard, la pompe à eaux usées auto-amorçante ne nécessite pas que l'utilisateur remplisse la chambre de la pompe avec le liquide pompé pour chasser l'air avant de commencer à fonctionner. La présence d'air dans la pompe centrifuge standard peut entraîner divers problèmes, tels que la surchauffe et la défaillance de la pompe. C'est pourquoi une pompe à eaux usées à amorçage automatique permet de surmonter ces difficultés en évacuant automatiquement l'air du système de pompage au démarrage, avant de pomper le liquide. La pompe d'épuration auto-amorçante est principalement utilisée dans les applications de traitement des eaux usées, des eaux usées industrielles et des boues d'épuration. Cependant, elle est également parfaite pour la construction, l'assèchement et la lutte contre les inondations. Comme la pompe est auto-amorçante, elle peut être montée en hauteur et au sec, au niveau du sol, avec seulement la conduite d'aspiration dans le liquide. Les fabricants de pompes à eaux usées auto-amorçantes conçoivent la pompe de manière à ce que, lorsqu'elle a fonctionné une fois, elle contienne automatiquement suffisamment de liquide pour s'auto-amorcer lors des cycles de fonctionnement suivants. Néanmoins, lors du démarrage d'une pompe à eaux usées auto-amorçante vide, la pompe doit être amorcée manuellement. Dans le cas contraire, les garnitures mécaniques et les autres composants internes de la pompe seraient endommagés.
Composants d'une pompe à eaux usées auto-amorçante
Moteur électrique
La fonction du moteur est de fournir l'énergie mécanique nécessaire au fonctionnement de la pompe. Il fonctionne en convertissant l'énergie électrique en énergie mécanique. Il se compose d'un stator, d'une armature ou d'un rotor et d'un collecteur. Un moteur électrique peut être un moteur à courant alternatif ou un moteur à courant continu. Les moteurs à courant alternatif fonctionnent avec du courant alternatif, tandis que les moteurs à courant continu fonctionnent avec du courant continu.
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. La volute de la pompe auto-amorçante pour eaux usées est généralement en fonte ou en acier moulé pour éviter la corrosion dans l'environnement extrême des eaux usées. Les fabricants de pompes auto-amorçantes pour eaux usées préfèrent également ces matériaux parce qu'ils ont une bonne performance de coulée, une bonne résistance à l'usure et une grande portabilité.
Roue
La roue est un rotor qui a pour rôle d'augmenter l'énergie cinétique et la pression du fluide. Elle est équipée d'une série d'ailettes incurvées vers l'arrière. Elle est généralement montée sur l'arbre de la pompe et logée dans un boîtier étanche.
Tuyau d'aspiration
Le tuyau d'aspiration se compose de deux extrémités, l'une se connectant à l'entrée de la pompe et l'autre plongeant dans le réservoir du fluide pompé. L'extrémité inférieure du tuyau d'aspiration est équipée d'un clapet de pied pour empêcher le reflux de l'eau et d'une crépine pour empêcher l'entrée de corps étrangers dans la pompe.
Tuyau de refoulement
L'objectif principal du tuyau d'aspiration est d'élever le fluide jusqu'à la zone requise.. Le tuyau d'aspiration comporte deux extrémités, l'une étant reliée à la sortie de la pompe tandis que l'autre envoie le fluide pompé à la hauteur souhaitée.
Paliers
Les roulements supportent principalement l'arbre ou le rotor et les alignent correctement avec les extrémités fixes sous l'action des forces radiales et axiales. Ils permettent également de contenir le mouvement relatif du rotor et de minimiser le frottement entre l'arbre en rotation et le stator.
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 à eaux usées auto-amorçantes choisissent généralement des matériaux en acier inoxydable et en acier au carbone pour l'arbre de la pompe, car ils sont solides et peuvent résister aux vibrations
Figure : Composants d'une pompe à eaux usées auto-amorçante.
Comment fonctionne une pompe à eaux usées auto-amorçante ?
La pompe à eaux usées auto-amorçante évacue d'abord l'air de la conduite d'aspiration et du système de pompage pendant le cycle d'amorçage. Lors du cycle d'amorçage, la pompe fait recirculer le liquide dans la tête de refoulement, créant un vide partiel pour évacuer le liquide et chasser l'air. Au cours de ce processus, l'air et l'eau présents dans le corps de la pompe se mélangent et le mélange résultant se déplace radialement à travers le corps de la pompe. L'air a naturellement tendance à monter tandis que l'eau sans air redescend par gravité dans le corps de la pompe où elle se mélange à l'air provenant de la conduite d'aspiration. Le processus se répète jusqu'à ce que tout l'air soit éliminé du système de pompage.
Figure : Processus de fonctionnement de la pompe à eaux usées auto-amorçante
Lorsque tout l'air a été évacué, un vide partiel est créé dans la conduite d'aspiration et la pression atmosphérique extérieure force le liquide pompé à s'écouler dans le corps de la pompe par l'entrée d'aspiration. La rotation de la roue admet le liquide dans l'œil de la roue. La force centrifuge agissant sur les pales déplace le liquide radialement et axialement vers l'extérieur tout en augmentant son énergie cinétique jusqu'à ce qu'il traverse tous les composants de la roue et pénètre dans la chambre de la volute. Dans la chambre à volute, la vitesse du fluide diminue lentement en raison de l'expansion progressive de la voie d'écoulement, et l'énergie cinétique élevée du fluide se transforme en énergie de pression statique. Le fluide pénètre alors dans le tuyau de refoulement à une pression très élevée, ce qui lui permet de se déplacer vers l'endroit voulu.
Types de pompes à eaux usées auto-amorçantes
Pompe horizontale auto-amorçante pour eaux usées
Ce type de pompe consiste en un arbre orienté horizontalement avec un long accouplement entre l'entraîneur et la tête de pompe. Il convient aux endroits où l'espace vertical est limité.
Figure : Pompe à eaux usées horizontale auto-amorçante.
Pompe à eaux usées verticale auto-amorçante en ligne
La pompe à eaux usées auto-amorçante en ligne verticale comprend un arbre orienté verticalement avec un accouplement étroit entre l'entraîneur et la roue. En outre, les orifices d'entrée et de sortie sont orientés en ligne droite dans le système de tuyauterie, ou leur axe central est au même niveau.
Figure : pompe à eaux usées verticale en ligne auto-amorçante.
Applications des pompes à eaux usées auto-amorçantes
La pompe à eaux usées auto-amorçante convient parfaitement aux applications de traitement des eaux usées, des eaux usées industrielles, des déchets municipaux et des boues d'épuration. Les utilisations courantes de la pompe à eaux usées auto-amorçante sont les suivantes :
- Les pompes à eaux usées auto-amorçantes sont utilisées dans les municipalités et les stations de pompage pour évacuer les eaux usées.
- Les pompes à eaux usées auto-amorçantes sont également utilisées pour le transfert des eaux usées dans les stations d'épuration.
- Ils sont également utilisés pour le pompage des eaux usées industrielles.
- Les pompes à eaux usées auto-amorçantes sont également utilisées pour évacuer les eaux usées des fosses septiques dans les habitations privées et les bâtiments commerciaux.
- Ils sont utilisés dans les industries chimiques pour transporter des boues, des liquides corrosifs et des liquides avec des solides en suspension.
- Les pompes auto-amorçantes pour eaux usées sont également utilisées dans les secteurs de la construction, de l'assèchement et de la lutte contre les inondations.
- Ils sont également utilisés pour les eaux grises ou les effluents dans diverses industries manufacturières.
Avantages d'une pompe à eaux usées auto-amorçante
- Une pompe à eaux usées auto-amorçante est montée au-dessus de la source de liquide, ce qui réduit l'infrastructure nécessaire à sa mise en place.
- Une pompe à eaux usées auto-amorçante est facile à entretenir. Lorsque des travaux d'entretien ou de maintenance sont nécessaires, ils peuvent être effectués facilement à l'aide d'outils manuels courants. Il n'y a pas de longs arbres d'entraînement à installer et à aligner, et il n'est pas nécessaire d'utiliser des palans ou des grues.
- Une pompe à eaux usées auto-amorçante est plus sûre pour les opérateurs car elle ne comporte pas d'équipement mécanique dans le puits et ne nécessite pas non plus de palans ou de grues.
- Les pompes à eaux usées auto-amorçantes sont plus faciles d'accès car elles sont installées au niveau du sol.
- Par rapport à leurs homologues submersibles, les pompes à eaux usées auto-amorçantes continuent à pomper des liquides même lorsque la pompe n'est plus immergée dans un réservoir ou une cuve de liquide.
- Une pompe à eaux usées auto-amorçante est parfaite pour les applications intermittentes de traitement des eaux usées car elle élimine les étapes d'amorçage de la pompe au démarrage.
Inconvénients d'une pompe à eaux usées auto-amorçante
- Une pompe à eaux usées auto-amorçante est souvent négligée parce qu'elle n'est pas aussi couramment utilisée que les pompes centrifuges standard ou les pompes submersibles.
- Les pompes à eaux usées auto-amorçantes ont une hauteur d'aspiration limitée (jusqu'à un maximum de 7,6 m).
- Les pompes à eaux usées auto-amorçantes ont une hauteur de pression nette d'aspiration (NPSH) limitée.
- Ces pompes sont généralement plus grandes que les autres pompes centrifuges pour eaux usées afin de garantir un volume suffisant pour l'amorçage.
Dépannage d'une pompe à eaux usées auto-amorçante
La pompe est lente à s'amorcer ou ne s'amorce pas
- Il se peut que la conduite d'aspiration ne soit pas étanche. Vérifier l'étanchéité en enroulant du film plastique autour de chaque joint ; réparer la fuite.
- La vitesse de la pompe est faible. Réglez la vitesse de la pompe au niveau recommandé par le fabricant de la pompe à eaux usées auto-amorçante.
- La conduite d'aspiration est trop longue ou son diamètre trop grand. Assurez-vous que le diamètre de la conduite est conforme aux spécifications du fabricant de la pompe auto-amorçante pour eaux usées.
La pompe ne démarre pas
- Le fusible est grillé ou le disjoncteur est ouvert. Remplacer le fusible et réenclencher le disjoncteur.
- Défauts dans le câblage de la pompe. Inspectez la pompe à la recherche de connexions desserrées ou de fils cassés et réparez-les. Vérifiez que le câblage de la pompe est conforme au schéma de câblage du fabricant de la pompe à eaux usées.
- Un circuit ouvert dans la surcharge thermique. Laissez la pompe refroidir et redémarrez-la.
La pompe se bouche fréquemment
- La pompe fonctionne trop à gauche sur la courbe du fabricant de la pompe auto-amorçante. Accélérer la pompe.
- La roue n'est pas adaptée à l'application. Remplacer la roue par une roue de manutention solide.
- Installer une crépine sur la conduite d'aspiration
La pompe ne fournit pas le débit nominal.
- La conduite d'aspiration est partiellement bouchée. Inspecter et nettoyer la conduite d'aspiration.
- une inadéquation entre la tension du moteur et la tension d'alimentation. Assurez-vous que la tension d'alimentation du moteur est conforme aux spécifications du fabricant de la pompe auto-amorçante figurant sur la plaque signalétique.
Fonctionnement bruyant
- Les roulements ou la roue sont endommagés ou usés. Inspecter et remplacer la roue ou les paliers si nécessaire.
- Des corps étrangers peuvent se trouver dans la pompe. Démontez la pompe et nettoyez-la.
- La pompe est en train de faire du vertexing. Ce phénomène consiste à aspirer de l'air à la surface du liquide. Il se manifeste parfois sous la forme d'un tourbillon à la surface du liquide. Abaissez la conduite d'aspiration et augmentez son diamètre.
- La plaque de montage et la fondation ne sont pas suffisamment rigides. Fixez fermement la plaque de montage en respectant le couple de serrage spécifié par le fabricant de la pompe auto-amorçante.
Résumé
Une pompe à eaux usées auto-amorçante est un type de pompe conçu pour toujours contenir la quantité nécessaire de liquide pompé à l'intérieur du corps de la pompe pour initier le processus de pompage. Les pièces de travail d'une pompe à eaux usées auto-amorçante sont ajustées avec des tolérances étroites pour piéger le liquide dans le corps de la pompe. Cela permet également d'éviter que le liquide pompé ne retourne du côté du refoulement vers le côté de l'aspiration lorsque la pompe ne fonctionne pas. La pompe à eaux usées auto-amorçante résout efficacement le problème de la fixation de l'air en mélangeant d'abord l'air résiduel dans le mécanisme de fonctionnement de la pompe avec le liquide lors de l'amorçage. Les pompes à eaux usées auto-amorçantes offrent un rendement élevé car elles éliminent les cycles d'amorçage manuel avant le fonctionnement de la pompe. Les fabricants de pompes d'épuration auto-amorçantes les conçoivent pour répondre parfaitement aux applications de traitement des eaux usées, des eaux usées industrielles et des boues d'épuration. Les pompes d'épuration auto-amorçantes peuvent fournir les solutions de pompage les plus sûres et les plus rentables si elles sont utilisées dans leurs limites hydrauliques. Elles sont également faciles à installer et à entretenir car elles ne nécessitent pas l'intervention d'un personnel d'entretien dans le puisard.