Pompe submersible
Qu'est-ce qu'une pompe submersible ?
Une pompe submersible est une pompe qui est utilisée pour pousser le fluide vers la surface plutôt que de le tirer. La pompe submersible est équipée d'un moteur hermétiquement scellé couplé au corps de la pompe pour aider à pousser le fluide vers la surface. Cette pompe fait partie de la catégorie des pompes centrifuges. La pompe submersible est également appelée pompe de puits. Une pompe submersible est généralement utilisée pour pomper l'eau d'un puits profond. La pompe submersible pousse le fluide vers la surface en transformant la vitesse de rotation en énergie cinétique. Elle est dotée de pales de diffusion qui contribuent à convertir l'énergie cinétique en énergie de pression. Les pompes submersibles présentent l'avantage d'empêcher la cavitation de la pompe. Comme leur nom l'indique, les pompes submersibles sont entièrement immergées dans un fluide. En tant que telles, les pompes submersibles servent principalement à pomper des fluides dans des puits, des réservoirs ou d'autres cuves.
Pompe à turbine verticale
Comment fonctionne une pompe submersible ?
Une pompe submersible est un dispositif électromécanique étanche à l'air, équipé d'un moteur électrique. Le principe de fonctionnement primaire d'une pompe submersible est similaire à celui des autres pompes centrifuges, puisqu'elle fait partie des catégories de pompes centrifuges. Une pompe submersible fonctionne en poussant le fluide vers la surface. Elle fonctionne alors qu'elle est complètement immergée dans le fluide pompé. Le liquide entre dans la pompe par le clapet de pied qui frappe la roue. La roue est une pièce rotative dotée de plusieurs pales. La roue est reliée à un moteur électrique par un arbre. La roue tourne à la même vitesse que l'arbre. Lorsque le fluide pompé frappe les pales de la roue, celles-ci convertissent l'énergie cinétique du fluide en vitesse, ce qui augmente encore la vitesse du fluide. Le fluide se déplace ensuite vers le diffuseur. Le diffuseur aide à convertir la vitesse du fluide en énergie de pression. Ainsi, le diffuseur augmente la pression du fluide. Enfin, le fluide sous pression sort par la soupape de sortie.
Figure 1 : Principe de fonctionnement d'une pompe submersible.
Types de pompes submersibles
Il existe plusieurs types de pompes submersibles. Les types de pompes submersibles les plus courants sont les suivants :
- Pompe submersible en acier inoxydable.
- Pompe submersible pour puits profonds
- Pompe submersible remplie d'huile
- Pompe submersible à aspiration par le bas
- Pompe submersible pour refroidisseur d'eau
- Pompe submersible Crompton
- Pompe à débit mixte et axial
- Pompe utilitaire submersible
Pompe submersible en acier inoxydable
Ce type de pompe submersible est connu pour ses performances supérieures à celles des pompes en fonte. Comme son nom l'indique, cette pompe est généralement entièrement recouverte d'acier inoxydable, d'où le nom de pompe submersible en acier inoxydable. Elle fonctionne lorsqu'elle est complètement immergée dans le fluide pompé. Les fabricants de pompes submersibles en acier inoxydable fabriquent les pompes de manière à les rendre résistantes à la corrosion acide. Elle est utilisée pour transporter de l'eau faiblement acide ou chaude.
Figure 2 : Pompe submersible en acier inoxydable.
Pompe submersible pour puits profonds
La pompe submersible pour puits profonds est un type courant de pompe submersible. Ce type de pompe submersible est utilisé pour pomper l'eau dans des puits profonds jusqu'à l'endroit désiré ou jusqu'à la maison. Elle fonctionne lorsqu'elle est entièrement immergée dans l'eau. Elle est équipée d'un moteur électrique relié au corps de la pompe. Cette pompe peut être utilisée pour transporter de l'eau ou un fluide faiblement acide.
Figure 3 : Pompe submersible pour puits profonds.
Pompes submersibles remplies d'huile
La pompe submersible remplie d'huile utilise un moteur électrique immergé dans l'huile. Ce type de pompe submersible est utilisé pour pomper de l'eau dans les systèmes de drainage, les zones montagneuses, l'irrigation pour l'agriculture, l'eau de service, l'élévation de l'eau dans les puits, et l'approvisionnement en eau dans les maisons, les collines, entre autres. Ce type de pompe est doté d'une injection d'huile utilisée pour le refroidissement du moteur. L'huile de cette pompe ne gèle pas et peut donc être utilisée dans les régions à climat froid. Ce type de pompe submersible est conçu de manière à être facile à restaurer et à installer.
Figure 4 : Pompe submersible remplie d'huile.
Pompes submersibles à aspiration par le fond
Les pompes submersibles à aspiration par le fond sont souvent utilisées dans les mines, les rivières, les piscines, l'assèchement et les lacs. Ce type de pompe submersible est conçu avec un manchon de guidage. Cette pompe aspire l'eau d'un puits tout en assurant un refroidissement efficace du moteur. Ces pompes sont plus faciles à installer que d'autres. Cette pompe est également connue pour sa hauteur de refoulement élevée.
Figure 5 : Pompe submersible à aspiration par le bas.
Pompe submersible pour refroidisseur d'eau
Les pompes submersibles pour refroidisseurs d'eau sont principalement utilisées dans les zones industrielles, l'irrigation agricole, la fourniture d'eau résidentielle, entre autres applications. Le moteur de cette pompe submersible peut être réglé sous l'eau pour fonctionner. Le moteur peut être refroidi en injectant de l'eau douce. Cette pompe convient parfaitement au pompage d'eau de haute qualité.
Figure 6 : Pompe submersible d'un refroidisseur d'eau.
Pompe submersible Crompton
Cette pompe est fabriquée en fonte et fonctionne avec une seule roue. Elle peut fonctionner avec des fluides contenant des solides d'une taille allant jusqu'à 30 mm. Elle est équipée d'un capot de câble en acier inoxydable. Ce type de pompe submersible est couramment utilisé dans les industries sucrières, les papeteries, les stations d'épuration, les piscines, les bâtiments en construction, les restaurants et les hôtels.
Figure 7 : Pompe submersible Crompton.
Pompes submersibles à débit mixte et axial
Il s'agit d'un débit submersible qui est principalement utilisé pour le drainage des eaux usées, le traitement des eaux usées, le drainage, le drainage des rivières, le contrôle des débordements et les stations de pompage pour la solidification de l'eau. Elle est conçue pour avoir un débit massif et des propriétés anti-colmatage qui améliorent ses conditions de fonctionnement. De plus, cette pompe est dotée d'un système de triple joint qui contribue à améliorer la durée de vie de la canalisation en l'empêchant de fuir.
Figure 8 : Pompes submersibles à débit mixte et axial
Pompe utilitaire submersible
Il s'agit d'une pompe submersible polyvalente et multifonctionnelle. Elle est utilisée pour éliminer l'eau stagnante dans les zones extérieures et résidentielles, ainsi que pour évacuer les eaux de drainage des aquariums. Elles sont très réputées car elles présentent de superbes caractéristiques. Une pompe utilitaire submersible peut s'immerger complètement dans l'eau pendant une longue période de temps pour être utilisée dans de grandes applications. Elle peut être réglée manuellement ou automatiquement. Elle est fabriquée en fonte d'aluminium, ce qui la rend légère et lui permet de peser environ 9 livres. Les fabricants de pompes utilitaires submersibles font en sorte que cette pompe ne soit pas corrodée et qu'elle ait une capacité de pompage de 27 gallons par minute. Cette pompe est également portable.
Figure 9 : Pompe submersible pour services publics.
Composants de la pompe submersible
Les composants de la pompe submersible sont les suivants :
Colliers de serrage, câble de sécurité, câble de pompe, clapet anti-retour, pressostat, manomètres, vannes de régulation de débit, limiteur de couple, tés de réservoir, vanne d'entrée et de sortie, soupape de décharge, roue, vannes à bille, filtre à sédiments, boîtier.
Figure 10 : Composants d'une pompe submersible.
Clapet anti-retour
Le clapet anti-retour est utilisé pour empêcher le fluide de s'écouler vers l'arrière à l'intérieur de la pompe. Ce clapet est également appelé clapet anti-retour. Le nombre et l'emplacement des clapets anti-retour nécessaires pour une pompe dépendent de la profondeur de travail. Les facteurs pris en compte lors de l'installation des clapets anti-retour sont les suivants
Volume du produit, tuyau, vitesse d'écoulement du produit, pertes de charge sur la vanne, poids de la pompe et perte de friction du tuyau.
Corde de sécurité
Le câble de sécurité d'une pompe submersible est utilisé pour connecter la pompe. La principale utilité de la corde de sécurité est d'empêcher la séparation du tuyau, ce qui peut entraîner la perte de la pompe dans la base du réservoir ou du puits. En cas de défaillance du tuyau de la colonne montante, la corde de sécurité servira d'appui à l'installateur pour tirer la pompe du puits. Avant que la pompe ne soit suspendue dans le trou de forage ou le puits, elle doit déjà être sécurisée par cette corde.
Pinces
Le collier de serrage permet de sceller le tuyau contre le raccord d'insertion, ce qui permet d'obtenir un joint étanche et un raccordement par arrachement.
Câble de pompe
Cette partie de la pompe submersible est utilisée pour transférer l'énergie électrique à la pompe. Le câble de la pompe submersible est composé de 2 ou 3 fils.
Pressostat
Le pressostat est utilisé pour réguler le fonctionnement de la pompe submersible. Il est constitué d'une membrane intégrée qui se déplace vers l'avant et vers l'arrière en échangeant la pression du fluide. Le pressostat est disponible en modèles standard, moyen et lourd pour contrôler différentes puissances électriques et pressions.
Manomètre
Les manomètres des pompes submersibles sont utilisés pour contrôler l'état de fonctionnement de la pompe.
Roue
La roue est la partie rotative d'une pompe submersible. Elle est munie de plusieurs pales. Elle est utilisée pour convertir l'énergie cinétique du fluide en vitesse.
Vannes d'entrée et de sortie
La soupape d'admission est utilisée pour aspirer le fluide dans la pompe. La vanne de sortie est utilisée pour évacuer le fluide de la pompe.
Amorçage de la pompe de puits submersible
Une pompe de puits submersible est une pompe utilisée pour pomper de l'eau dans un puits ou un forage. Ce type de pompe fonctionne en combinant le principe de fonctionnement des pompes centrifuges et des pompes à injecteur pour transporter le fluide. L'un des principaux facteurs de bon fonctionnement d'une pompe submersible est son amorçage. Les procédures d'amorçage d'une pompe submersible sont les suivantes :
- La pompe est arrêtée et détachée des interrupteurs électriques.
- La pompe est inspectée pour vérifier qu'elle n'est pas endommagée ou fissurée.
- Le bouchon d'amorçage en caoutchouc ou en plastique situé sur le dessus de la pompe est éliminé. Le tuyau d'eau est ensuite inséré dans le trou situé sur le dessus de la pompe.
- L'eau est transférée dans le corps de la pompe par l'intermédiaire d'un tube ou d'un tuyau d'eau. Le tube ou le tuyau peut se déplacer dans le corps de la pompe jusqu'à ce que le liquide commence à sortir lorsque le corps est plein.
- La conduite d'eau est retirée et le bouchon d'amorçage est partiellement inséré dans le trou situé en haut de la pompe. La pompe est arrêtée jusqu'à ce qu'aucune bulle d'air ne s'échappe de la base du bouchon.
- Si des bulles d'air s'échappent encore de la pompe, retirez le bouchon d'amorçage et remplissez le corps de la pompe. Les procédures ci-dessus sont répétées et le bouchon d'amorçage est à nouveau inséré partiellement dans le trou. La pompe est mise en marche jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de bulles d'air.
- L'ensemble du processus est répété jusqu'à ce que le liquide commence à s'écouler de la pompe au lieu de l'air. Ensuite, le bouchon d'amorçage est inséré à fond dans l'orifice de la pompe.
Avantages des pompes submersibles
- Les pompes submersibles sont exemptes de cavitation.
- Les pompes submersibles ont un rendement élevé par rapport aux autres types de pompes.
- Le câble de la pompe submersible peut être utilisé en eau salée ou en eau douce.
- Les pompes submersibles n'ont pas besoin d'être pompées manuellement car elles sont généralement immergées dans le liquide à pomper et elles sont amorcées pendant qu'elles sont dans le liquide.
- Les pompes submersibles sont silencieuses.
- Les pompes submersibles sont fabriquées de manière à pouvoir contrôler à la fois les solides et les liquides.
- Les pompes submersibles permettent d'économiser de l'énergie car elles aspirent l'eau en utilisant la pression du fluide.
- Les pompes submersibles sont fabriquées pour fonctionner confortablement lorsqu'elles sont immergées dans le liquide, contrairement aux autres pompes.
Inconvénients des pompes submersibles
- Lorsque les pompes submersibles manquent d'eau, le moteur peut surchauffer.
- Si le joint d'une pompe submersible est endommagé, il peut provoquer des fuites et endommager les pièces internes de la pompe.
- Si la pompe submersible n'est pas complètement immergée, elle peut être considérablement endommagée.
- La pompe submersible est toujours immergée en profondeur, ce qui rend difficile le diagnostic de son problème technique.
- Les pompes submersibles ont un coût élevé par rapport aux pompes non submersibles.
- Différentes applications nécessitent différents types de pompes submersibles.
- Le moteur d'une pompe submersible peut surchauffer s'il n'est pas correctement entretenu.
- Les pompes submersibles sont coûteuses en raison de leurs propriétés mécaniques.
- Les pompes submersibles étant toujours immergées dans le liquide, il est difficile de les réparer.
- L'entretien des pompes submersibles est compliqué.
Applications des pompes submersibles
- Les pompes submersibles sont utilisées pour pomper des fluides dans les puits humides, les drains et les puits.
- Les pompes submersibles sont utilisées dans la production de pétrole, l'assèchement, l'approvisionnement en eau potable et l'irrigation des terres agricoles.
- Les pompes submersibles sont utilisées dans les piscines et les usines pour pomper les eaux usées qui s'écoulent dans les bâtiments, les égouts et les terrains à bâtir.
Dépannage des pompes submersibles
- La pompe ne fonctionne pas. Cela peut être dû à un fusible grillé ou à une surcharge du démarreur du moteur qui s'est déclenchée. Dans ce cas, le fusible grillé doit être remplacé. Cependant, lorsque le fusible coule à nouveau, le câble de descente et l'installation électrique doivent être vérifiés. Si la surcharge du démarreur se déclenche, il faut la réinitialiser.
- La pompe fonctionne mais aucun liquide ne sort. Cela peut être dû à une vanne de refoulement fermée. Dans ce cas, la vanne de refoulement doit être ouverte. Là encore, ce problème peut être dû au fait que le clapet anti-retour est bloqué en position fermée. Dans ce cas, la pompe doit être retirée et nettoyée ou le clapet anti-retour doit être remplacé.
- La pompe fonctionne à faible capacité. Cela peut être dû à un tuyau de refoulement obstrué. Dans ce cas, la conduite de refoulement doit être remplacée ou nettoyée. Cela peut également être dû à l'obstruction du clapet anti-retour. Dans ce cas, la pompe doit être retirée et le clapet de retour doit être remplacé. Une autre raison peut être que la conduite montante et la pompe contiennent en partie des impuretés. Dans ce cas, la pompe doit être retirée et nettoyée ou remplacée en conséquence, puis les tuyaux doivent être nettoyés.
- Le pressostat est défectueux. Ce problème peut être résolu en remplaçant le pressostat ou en réduisant le réglage de la pression.
Résumé
Cet article traite en détail des pompes submersibles. Les pompes submersibles sont des pompes utilisées pour pomper un fluide en le poussant vers la surface plutôt qu'en le tirant. Une pompe submersible fonctionne en étant immergée dans le fluide pompé. Cette pompe est équipée d'un moteur scellé hermétiquement et couplé à la pompe. Les pompes submersibles font partie des pompes centrifuges. Il existe environ 8 types de pompes submersibles, chacune d'entre elles étant utilisée pour pousser un certain type de fluide vers la surface. Ce type de pompe a donc de nombreuses applications, comme le pompage d'eau potable à partir de trous de forage, le pompage d'eaux usées, le pompage d'eau d'irrigation, le drainage et la production de pétrole, entre autres. Cette pompe présente de nombreux avantages et inconvénients. Toutefois, les fabricants et les clients ont constaté que les avantages l'emportaient largement sur les inconvénients.