Pompe verticale à roue semi-ouverte en porte-à-faux
Qu'est-ce qu'une pompe verticale à roue semi-ouverte en porte-à-faux ?
Une roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical est une pompe centrifuge contenant une roue de type semi-ouvert soutenue par un long arbre suspendu verticalement au moteur et à la plaque de base. L'arbre de la pompe est ancré à une seule extrémité, comme un porte-à-faux ; c'est pourquoi le terme porte-à-faux est utilisé pour nommer la pompe. L'arbre en porte-à-faux repose également sur des paliers robustes situés au-dessus du liquide pompé. La roue semi-ouverte de la pompe, qui comporte une paroi arrière pour renforcer la roue, améliore l'efficacité du traitement des liquides ou des produits contenant des solides en suspension. Dans une pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical, seuls les roues, les bagues et le corps sont immergés dans le liquide pompé. Il n'y a pas de joints, de paliers ou de clapets d'aspiration immergés. La plupart des pompes semi-ouvertes en porte-à-faux vertical sont composées de fonte pour améliorer leur longévité et dissiper efficacement la chaleur dans le liquide environnant. Les fabricants de pompes à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical développent ce dispositif pour répondre à diverses applications industrielles, résidentielles et commerciales.
Figure : Pompe typique à roue semi-ouverte en porte-à-faux
Composants d'une pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical
Moteur électrique
Le moteur électrique est la source d'énergie de la pompe. La pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical utilise un moteur à courant alternatif, soit un moteur à induction monophasé, soit un moteur à induction triphasé.
Corps de pompe
Le corps de pompe, également appelé carter, est le principal élément fixe de la pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical, recouvrant la roue et d'autres composants internes. Il est généralement isolé pour protéger les parties électriques et fonctionnelles. Le corps de la pompe semi-ouverte à cantilever vertical est en fonte, en fonte ductile ou en acier inoxydable. Le corps de la pompe permet de convertir l'énergie cinétique du liquide pompé en hauteur de pression et de diriger le flux vers la tubulure de refoulement.
Roue semi-ouverte
La fonction de la roue est de transmettre de l'énergie cinétique au liquide pompé et de le déplacer à travers le corps de la pompe. Une roue semi-ouverte possède une paroi arrière qui ajoute une résistance mécanique aux palettes. Elle est généralement fabriquée en fonte, en fonte ductile ou en acier inoxydable 304 et 316L, selon les exigences de l'application. Les fabricants de pompes à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical adaptent la roue semi-ouverte avec un jeu délicat entre les aubes et le corps de la pompe pour éviter le glissement et la recirculation. Les roues semi-ouvertes permettent de manipuler des liquides ou des produits contenant des solides en suspension. Cependant, la roue semi-ouverte est confrontée à une efficacité hydrodynamique réduite, mais la capacité à laisser passer les solides est un compromis important.
Figure : Configuration d'une roue semi-ouverte.
Arbre de pompe
La fonction principale de l'arbre de la pompe est de supporter la roue. L'arbre est un composant mécanique rotatif monté sur des roulements et relié à l'arbre du moteur par l'intermédiaire d'un accouplement. Il est généralement fabriqué en acier inoxydable et en acier moulé pour améliorer la résistance à la corrosion et la capacité à surmonter les vibrations.
Paliers
La pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical comprend des roulements à billes anti-friction standard lubrifiés à la graisse ou à l'huile. Les roulements ont pour fonction de maintenir l'arbre et l'ensemble du rotor en place et de les aligner correctement avec les extrémités fixes sous l'action des forces radiales et axiales. Ils contiennent également le mouvement relatif du rotor et minimisent le frottement entre l'arbre rotatif et le stator.
Entrée d'aspiration et sortie de refoulement
Le fluide pompé entre dans la pompe par l'entrée d'aspiration et sort par la sortie de refoulement, qui est reliée aux raccords de refoulement.
Comment fonctionne une pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical ?
Lorsque le moteur électrique démarre, l'énergie mécanique produite par l'arbre du moteur est transmise à la roue par l'intermédiaire de l'arbre de la pompe et de l'accouplement. La roue tourne avec le liquide pompé à l'intérieur du corps de pompe, créant un vide au niveau de l'œil de la roue, ce qui permet au liquide pompé de s'écouler dans le corps de pompe. Tant que la roue tourne, plus de liquide est aspiré dans le corps de pompe, et la force centrifuge agissant sur les pales de la roue fait que le liquide pompé se déplace radialement vers l'extérieur, en s'éloignant du centre de rotation de la roue, à une vitesse tangentielle élevée. Le flux tourbillonnant à la sortie de la roue pénètre ensuite dans le diffuseur, où la vitesse extrême d'écoulement du fluide diminue progressivement, ce qui entraîne la conversion de l'énergie à grande vitesse en une tête de pression élevée. Enfin, le liquide pompé sort de la pompe semi-ouverte à cantilever vertical à une pression élevée, ce qui permet de déplacer le liquide vers l'endroit souhaité par le biais des raccords de refoulement.
Figure : Fonctionnement d'une pompe verticale à roue semi-ouverte en porte-à-faux
Types de pompes verticales à roue semi-ouverte en porte-à-faux
Pompe verticale mono-étagée à roue semi-ouverte en porte-à-faux
La pompe verticale mono-étagée à roue semi-ouverte en porte-à-faux s'appuie sur une seule roue pour déplacer le fluide dans la pompe. Cette pompe offre la conception la plus simple et est moins coûteuse à acquérir.
Pompe à roue semi-ouverte verticale en porte-à-faux à deux étages
La pompe semi-ouverte verticale en porte-à-faux à deux étages possède deux roues pour déplacer le fluide dans la pompe. Elle offre les performances de deux pompes reliées en série.
Pompe multicellulaire verticale en porte-à-faux à roue semi-ouverte
La pompe multicellulaire verticale en porte-à-faux à roue semi-ouverte contient plusieurs roues pour effectuer une série d'étapes de pompage. Les roues sont montées sur le même arbre et logées dans des chambres différentes. La conception multicellulaire permet de gérer une pression de fluide plus élevée que celle d'une pompe à un ou deux étages. La hauteur de charge requise par étage étant moindre, la conception multicellulaire peut fonctionner avec un minimum de fuites.
Applications des pompes verticales à roue semi-ouverte en porte-à-faux
Les pompes verticales à roue semi-ouverte en porte-à-faux sont largement utilisées dans les applications industrielles, résidentielles et commerciales. On les trouve dans les usines chimiques, les installations de traitement des eaux usées, les usines de pâte à papier et les centrales électriques. Elles sont utilisées pour les opérations suivantes
- Les pompes verticales à roue semi-ouverte en porte-à-faux sont utilisées pour le transport de l'eau industrielle.
- Ils sont utilisés pour transférer et faire circuler des liquides volatils, tels que des acides et des alcalis, dans les industries chimiques et des engrais.
- Ils sont utilisés pour manipuler des liquides propres et des liquides contenant de grandes quantités de solides en suspension.
- Ils sont utilisés pour déplacer des mélanges corrosifs et abrasifs.
- Elles s'appliquent également au transport de boues fibreuses et non fibreuses contenant de grandes quantités de solides.
- Ils sont utilisés pour déplacer des fluides dangereux et des boues lourdes.
- Ils sont utilisés pour traiter les effluents dans les locaux commerciaux et industriels.
Avantages d'une pompe verticale en porte-à-faux à roue semi-ouverte
- Les pompes verticales à roue semi-ouverte en porte-à-faux ont un coût de cycle de vie minimal en raison des exigences minimales en matière de maintenance.
- Leur construction compacte facilite leur installation et leur manipulation.
- La conception verticale en porte-à-faux de la pompe permet d'économiser de l'espace, car la pompe prend moins de place au sol.
- Elles sont très efficaces sur le plan énergétique car elles utilisent des moteurs plus petits et la pression du liquide environnant pour l'aspirer dans la pompe.
- Leur fonctionnement est très fiable.
- La pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical fonctionne sans cavitation car la roue est immergée, ce qui élimine le pic de pression lorsque le liquide pompé s'écoule dans la pompe.
- La pompe peut fonctionner à sec.
- La pompe est auto-amorçante car la (les) roue(s) se trouve(nt) dans le liquide pompé.
- La pompe peut laisser passer des matériaux solides car elle utilise une roue semi-ouverte.
Inconvénients d'une pompe verticale en porte-à-faux à roue semi-ouverte
- Les pompes semi-ouvertes verticales en porte-à-faux sont relativement coûteuses par rapport aux pompes centrifuges standard.
- Les pompes ont une efficacité hydraulique réduite, un problème courant lié à l'utilisation d'une roue semi-ouverte.
- Ils nécessitent un dégagement vertical pour l'installation et la maintenance.
- Les pompes semi-ouvertes à cantilever vertical connaissent des problèmes de garniture mécanique.
- Les garnitures mécaniques peuvent se rompre ou se dessécher en raison de l'infiltration et de l'accumulation de gaz dans la chambre d'étanchéité. Les fuites dans les garnitures mécaniques peuvent endommager le moteur.
Dépannage d'une pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical
La pompe en ligne ne débite pas après le démarrage.
- La hauteur d'aspiration est trop élevée. Augmentez le niveau de liquide dans le réservoir d'aspiration ou abaissez la pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical pour réduire la charge statique.
- L'entrée de la pompe est bloquée. Débarrasser l'entrée de toute obstruction.
- Le fonctionnement de la pompe en ligne est inversé. Vérifier que le sens de rotation du moteur correspond au sens de la flèche du fabricant de la pompe verticale à roue semi-ouverte en porte-à-faux indiquée sur le corps de la pompe. Inverser les polarités du moteur.
- Il y a de l'air dans la pompe ou dans la tuyauterie d'aspiration. Remplissez la pompe ou la tuyauterie avec de l'eau pour chasser l'air du système de pompage. N'oubliez pas que la pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical ne peut pas s'amorcer avec de l'air du côté de l'aspiration.
- La roue, le filtre ou les clapets anti-retour sont bouchés. Inspectez et nettoyez toute obstruction dans les vannes.
- La hauteur de charge monométrique est insuffisante en raison de pertes de charge élevées dépassant la conception de la pompe. Augmenter la puissance de la pompe au niveau recommandé par le fabricant de la pompe à roue semi-ouverte à cantilever vertical. Assurez-vous que les tuyaux de refoulement ont les bons diamètres. Veillez à ouvrir toutes les vannes.
Le fonctionnement de la pompe est bruyant
- Les roulements sont excessivement usés. Inspectez l'état des roulements sur le rotor ou à l'intérieur du moteur et remplacez-les si nécessaire.
- La pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical fonctionne en cavitation. Assurez-vous que la hauteur de pression nette à l'aspiration est conforme aux spécifications du fabricant de la pompe à roue semi-ouverte à cantilever vertical. Assurez-vous que toutes les vannes de la ligne d'aspiration sont complètement ouvertes.
- La pompe fonctionne en dehors de la plage de fonctionnement prévue. Assurez-vous que la pompe fonctionne dans la plage de fonctionnement recommandée par le fabricant de la pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical.
- Il y a de l'air entraîné dans le fluide. Assurez-vous que la pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical est suffisamment immergée pour éviter la formation de tourbillons à la surface du fluide.
La pompe vibre excessivement
- Certains éléments de la pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical sont déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les éléments si nécessaire.
- La roue est très usée ou défectueuse. Inspectez et remplacez la roue par une autre du fabricant de la pompe à roue semi-ouverte à cantilever vertical si nécessaire.
- L'arbre de la pompe est oblique ou déséquilibré. Inspecter l'arbre, le rééquilibrer si nécessaire ou le remplacer.
L'entraînement de la pompe est surchargé
- La vitesse de la pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical est trop élevée. Réduire la vitesse de la pompe.
- Le désalignement de l'accouplement est important. Inspecter l'accouplement et réaligner la pompe et le moteur.
- La densité et la viscosité du liquide dépassent la conception de la pompe. Veillez à ce que la pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical corresponde à l'application.
- Le moteur est défectueux. Inspectez le moteur pour détecter des défauts tels qu'une mauvaise ventilation, un mauvais emplacement, et réparez ou remplacez le moteur et corrigez ou remplacez le moteur.
- Il y a une friction mécanique dans la pompe. Inspecter l'assemblage de la pompe pour vérifier qu'il n'y a pas d'obstruction ou de déviation.
- Les garnitures sont enroulées trop serrées. Inspecter et desserrer les écrous des presse-étoupe si nécessaire.
Surchauffe du palier
- Les couvercles des roulements sont trop serrés. Desserrer les couvercles des roulements.
- L'alignement de l'accouplement est mauvais. Inspecter et aligner correctement l'accouplement.
- Il y a un excès de graisse dans le logement du roulement. Vidangez l'excès de graisse. Maintenez l'huile au niveau recommandé par les fabricants de pompes à roue semi-ouverte à cantilever vertical.
- L'huile de lubrification est insuffisante ou contaminée par des impuretés. Vérifiez que le niveau d'huile ou de graisse de la pompe est conforme aux spécifications du fabricant de la pompe à roue semi-ouverte à cantilever vertical. Assurez-vous que le logement du palier est propre avant de le lubrifier.
Résumé
Une pompe à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical contient une roue semi-ouverte supportée par un arbre vertical qui est ancré à une seule extrémité du moteur et de la plaque de base comme un porte-à-faux. L'arbre en porte-à-faux repose sur des roulements à billes robustes au-dessus du liquide pompé. La roue semi-ouverte de la pompe est dotée d'une paroi arrière qui renforce les palettes. Les fabricants de pompes à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical utilisent une roue semi-ouverte parce qu'elle contribue à améliorer l'efficacité de la pompe dans le traitement de liquides ou de produits contenant des solides en suspension.
La plupart des pompes à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical sont composées de fonte pour améliorer la longévité et la dissipation de la chaleur. Elles sont disponibles en différentes versions et avec des moteurs à induction monophasés ou triphasés pour répondre aux différentes exigences des applications. Ces dispositifs conviennent parfaitement à un large éventail d'applications industrielles, résidentielles et commerciales. Les applications typiques des pompes à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical comprennent le transport d'eau industrielle et la circulation de liquides volatils dans les industries chimiques. Les pompes à roue semi-ouverte en porte-à-faux vertical ont un coût de cycle de vie minimal et une efficacité énergétique et une fiabilité inégalées.