Pompe centrifuge verticale en ligne
Qu'est-ce qu'une pompe centrifuge verticale en ligne ?
Une pompe centrifuge verticale en ligne comprend des orifices d'aspiration et de refoulement orientés directement vers le système de tuyauterie, c'est-à-dire que l'axe de l'entrée et de la sortie de la pompe se trouve au même niveau. Elle est spécialement conçue pour une installation verticale. La conception en ligne permet un écoulement régulier du liquide pompé dans le système. En raison de son orientation verticale, la pompe centrifuge verticale en ligne est parfaite pour les petites salles des pompes et autres installations où l'espace est restreint. Les fabricants de pompes centrifuges verticales en ligne développent les unités pour l'entraînement électrique uniquement et pour fournir une large gamme de débits et de hauteurs de pression. Les pompes centrifuges verticales en ligne sont idéales pour le transport de fluides de faible viscosité tels que l'eau et certains produits chimiques. Elles sont également utilisées comme pompes de circulation dans les applications où l'eau circulant dans un réseau de canalisations doit être pressurisée. Dans la plupart des applications industrielles, les pompes centrifuges verticales en ligne sont suspendues le long de la canalisation comme des vannes.
Figure : Pompe centrifuge verticale en ligne
Composants d'une pompe centrifuge verticale en ligne
Moteur
Le moteur joue le rôle de moteur principal de la pompe, fournissant la puissance mécanique nécessaire au fonctionnement de la pompe. La pompe centrifuge verticale en ligne utilise un moteur électrique à induction à courant alternatif qui, dans la plupart des cas, est étroitement couplé au corps de la pompe.
Corps de pompe
Le corps de pompe abrite les composants internes de la pompe et agit comme un réservoir sous pression. Il est généralement fabriqué en acier moulé ou en fonte et scellé pour éviter les fuites. Il contient une chambre de diffusion qui aide à convertir la vitesse du fluide en hauteur de pression et à guider le liquide pompé vers la sortie.
Arbre
L'arbre est un solide en acier inoxydable supportant la roue et reposant sur les roulements.
Accouplement
L'objectif de l'accouplement de la pompe est de relier l'arbre du moteur à la tête de la pompe. L'accouplement peut être flexible ou rigide. Un accouplement flexible permet un léger désalignement de l'arbre, ce qui n'est pas le cas d'un accouplement rigide. Les pompes centrifuges verticales en ligne monobloc n'ont pas d'accouplement car la roue est directement fixée à l'arbre du moteur.
Roue
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. Comme le corps de la pompe, la roue est fabriquée à partir de différents matériaux tels que l'acier moulé, la fonte ductile et l'acier allié. Les fabricants de pompes centrifuges verticales en ligne utilisent principalement des roues de type fermé à simple ou double aspiration.
Comment fonctionne une pompe centrifuge verticale en ligne ?
Une pompe centrifuge verticale en ligne fonctionne selon le principe du vortex forcé. Selon ce principe, lorsqu'une masse de fluide tourne sous l'effet d'une force extérieure, sa hauteur de pression augmente, ce qui entraîne un transfert de fluide d'un endroit à l'autre. Lorsque le moteur électrique est mis en marche, la roue tourne, créant un vide à l'intérieur du corps de la pompe. L'eau s'écoule dans le corps de la pompe par l'orifice d'aspiration pour combler le vide. Une fois que l'eau a atteint la roue, la force centrifuge agissant sur les ailettes la fait tourner radialement et axialement vers l'extérieur jusqu'à ce qu'elle traverse tous les composants de la roue et pénètre dans le diffuseur à une vitesse très élevée. Dans la chambre de diffusion, la vitesse de l'eau diminue progressivement, ce qui entraîne la transformation de la vitesse élevée du fluide en une tête de pression élevée. Le diffuseur guide ensuite l'eau vers la sortie de la pompe et dans le réseau de tuyauterie pour être transférée à l'endroit désigné.
Figure : Fonctionnement d'une pompe centrifuge verticale en ligne
Types de pompes centrifuges verticales en ligne
Pompe centrifuge monobloc verticale en ligne
Les pompes centrifuges verticales en ligne monobloc sont adaptées aux tâches légères et aux courtes périodes de fonctionnement à pleine vitesse du moteur. Une pompe centrifuge verticale en ligne monobloc se compose d'un seul arbre reliant le moteur à la tête de la pompe. Les roulements du moteur supportent la totalité de la charge rotative de l'arbre pendant le fonctionnement de la pompe. Cependant, il est difficile de réparer les composants internes car un moteur à arbre standard ne peut pas s'appliquer, et il faut s'approvisionner auprès des fabricants de pompes centrifuges verticales en ligne d'origine.
Figure : Pompe centrifuge monobloc verticale en ligne
Pompe centrifuge verticale en ligne à accouplement rigide
Une pompe centrifuge verticale en ligne à accouplement rigide possède un moteur et un arbre de pompe séparés qui doivent être alignés et fermement fixés à l'aide d'un accouplement. Chaque arbre comporte un manchon court entouré d'une bride perpendiculaire. Un accouplement est monté sur chaque arbre de manière à ce que les deux brides soient alignées face à face. Une série de vis ou de boulons maintient ensuite les brides ensemble. La pompe centrifuge verticale en ligne à accouplement rigide est robuste et plus facile à réparer.
Pompe centrifuge verticale en ligne avec accouplement à entretoise
L'arbre du moteur est relié à la tête de la pompe par un accouplement flexible dans une pompe centrifuge verticale en ligne avec accouplement à entretoise. Un accouplement flexible comporte un ensemble de roulements séparés en plus du moteur, ce qui permet un désalignement mineur entre le moteur et l'arbre de la pompe. L'ensemble de roulements séparés garantit que les charges radiales sont réparties uniformément sur de nombreux composants. Ce type de pompe centrifuge verticale en ligne est facile à entretenir. Il est donc idéal pour les applications nécessitant des périodes de maintenance courtes et des temps d'arrêt réduits, par exemple les pompes à incendie et les pompes d'alimentation de chaudières.
Figure : Pompe centrifuge verticale en ligne avec accouplement à entretoise.
Pompe centrifuge verticale en ligne à simple aspiration
Dans une pompe centrifuge verticale à simple aspiration, le liquide pompé entre d'un côté de la roue de la pompe et sort de l'autre côté. Cette pompe est compacte et fonctionne sans à-coups.
Figure : Pompe centrifuge verticale en ligne à simple aspiration
Pompe centrifuge verticale en ligne à double aspiration
La pompe centrifuge verticale en ligne à double aspiration est constituée d'une roue dos à dos. La conception de la roue est telle que le fluide entre dans la roue par les deux côtés et sort par la section centrale. Les pompes centrifuges verticales en ligne à double aspiration peuvent gérer des débits plus élevés que les pompes à simple aspiration. Le débit à l'entrée de la pompe est également relativement faible, ce qui permet à la pompe de fonctionner sans cavitation.
Application des pompes centrifuges verticales en ligne
Les pompes centrifuges verticales en ligne répondent à un large éventail d'applications industrielles, civiles et commerciales. Elles sont des composants essentiels de nombreux systèmes industriels, notamment les bouches d'incendie, les systèmes déluge, les systèmes de surveillance et les systèmes d'eau chaude. Les utilisations typiques des pompes centrifuges verticales en ligne sont les suivantes :
- Les pompes centrifuges verticales en ligne sont utilisées pour l'irrigation dans les exploitations agricoles.
- Ils servent à transporter l'eau pour différents usages dans les habitations et les industries.
- Ils sont utilisés dans les systèmes de nettoyage et de recirculation industrielle.
- Elles s'appliquent également à l'eau en mouvement dans les ouvrages municipaux et les systèmes d'approvisionnement en eau.
- Elles sont également utilisées comme pompes de surpression dans les systèmes d'approvisionnement en eau.
- Ils sont utilisés pour la climatisation des bâtiments commerciaux.
- Ils sont utilisés pour alimenter et faire circuler l'eau dans les systèmes de chauffage à eau chaude.
- Elles sont utilisées pour la lutte contre les incendies et comme pompes d'alimentation de chaudières.
Avantages de la pompe centrifuge verticale en ligne
- Les pompes centrifuges verticales en ligne ont un rendement élevé et peuvent tolérer des températures et des pressions plus élevées.
- Les pompes centrifuges verticales en ligne sont plus faciles à installer en raison de leur conception compacte et de leur réseau de tuyauterie simplifié.
- Ils sont excellents pour les applications à haute pression et à haute température.
- Ils sont très fiables et économes en énergie.
- Les pompes centrifuges verticales en ligne permettent d'économiser de l'espace car le moteur et le jeu de service se trouvent au-dessus du corps de la pompe, ce qui réduit l'espace au sol nécessaire à l'installation de la pompe.
- Les pompes centrifuges verticales en ligne ont une hauteur d'aspiration positive nette (NPSH) plus élevée que les pompes à aspiration.
- La conception monobloc élimine l'alignement de l'accouplement et de l'arbre, ce qui facilite l'entretien de la pompe.
- Les pompes centrifuges verticales en ligne sont peu bruyantes et peu vibrantes car l'arbre vertical est naturellement équilibré et la force de gravitation n'agit pas contre le sens de rotation de l'arbre.
Inconvénients de la pompe centrifuge verticale en ligne
- Les pompes centrifuges verticales en ligne nécessitent un dégagement vertical pour l'installation et la maintenance.
- Le poids de la pompe s'accumule sous la volute, ce qui peut entraîner une concentration de contraintes.
- Leur entretien est difficile car le technicien de maintenance doit déconnecter le moteur et la roue de la volute pour entretenir les garnitures mécaniques. Ce problème se pose surtout pour les moteurs de plus de 25 hp.
- Les pompes centrifuges verticales en ligne peuvent rencontrer des problèmes de garniture mécanique.
- Les garnitures mécaniques peuvent se dessécher ou se rompre 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.
- Elles sont vulnérables à la corrosion en raison des fuites de joints au-dessus du corps de la pompe.
Dépannage des pompes centrifuges verticales en ligne
Décharge nulle après le démarrage
- L'entrée de la pompe est bloquée. Dégagez le canal 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 centrifuge verticale en ligne indiquée sur le corps de la pompe. Inverser les polarités du moteur.
- La hauteur manométrique est insuffisante en raison de pertes de charge élevées dépassant la conception de la pompe. Augmentez la puissance de la pompe au niveau recommandé par les fabricants de pompes centrifuges verticales en ligne. Ouvrez toutes les vannes et assurez-vous que les tuyaux de refoulement sont de dimensions correctes.
- Il y a de l'air dans la pompe ou dans la tuyauterie d'aspiration. Les pompes centrifuges verticales en ligne ne peuvent pas s'amorcer avec de l'air du côté de l'aspiration. Assurez-vous que la pompe ou la tuyauterie est remplie d'eau pour chasser l'air du système de pompage.
- La roue ou les clapets anti-retour sont obstrués. Éliminez toute obstruction de la roue et des vannes.
La pompe vibre excessivement
- La roue est très usée. Inspectez et remplacez la roue par une autre du fabricant de la pompe centrifuge verticale en ligne si vous la trouvez adaptée.
- La pompe comporte des composants déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les composants de la pompe centrifuge verticale en ligne si nécessaire.
- L'arbre de la pompe est oblique ou déséquilibré. Inspecter le poteau, le rééquilibrer si nécessaire ou le remplacer.
Le niveau sonore est trop élevé
- Certains composants de la pompe sont excessivement usés. Inspectez l'ensemble du rotor pour vérifier si les roulements ou les roues sont usés et remplacez-les si nécessaire.
- La pompe fonctionne en cavitation. Assurez-vous que la hauteur de pression nette à l'aspiration est conforme aux spécifications du fabricant de la pompe centrifuge verticale en ligne. Veillez à ouvrir complètement les vannes de la ligne d'aspiration.
- La pompe fonctionne en dehors de la plage de fonctionnement. Veillez à ce que la plage de fonctionnement soit correcte, conformément au manuel du fabricant de la pompe centrifuge verticale en ligne.
- Certaines pièces sont mal serrées. Serrez les composants de la pompe au couple recommandé par les fabricants de pompes centrifuges verticales en ligne.
Surchauffe du palier
- L'alignement de l'accouplement est mauvais. Inspecter et aligner correctement l'accouplement.
- L'huile de lubrification est insuffisante ou contaminée par des impuretés. Veillez à ce que le niveau d'huile corresponde aux spécifications du fabricant de la pompe centrifuge verticale en ligne. Utilisez de l'huile de lubrification propre.
- Il y a un excès de graisse dans le logement du roulement. Vidangez l'excès de graisse. Maintenir l'huile au niveau recommandé par les fabricants de pompes centrifuges verticales en ligne.
L'entraînement de la pompe est surchargé
- La vitesse de la pompe est trop élevée. Réduisez la vitesse de la pompe.
- 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.
- La densité et la viscosité du liquide dépassent la conception de la pompe. Assurez-vous que la pompe centrifuge verticale en ligne est adaptée à l'application concernée.
- Tension d'alimentation incorrecte. Vérifier que la pompe reçoit la bonne tension en suivant les indications du fabricant de la pompe centrifuge verticale en ligne.
Résumé
La pompe centrifuge verticale en ligne possède des buses d'aspiration et de refoulement situées dans une ligne droite de tuyauterie. Les fabricants de pompes centrifuges verticales en ligne développent spécifiquement ces unités pour une installation verticale. L'orientation verticale de la pompe centrifuge verticale en ligne la rend idéale pour les installations dans de petites pièces et d'autres applications où l'espace au sol est restreint. La conception en ligne de l'entrée et des sorties de la pompe facilite un écoulement régulier du liquide pompé à travers la pompe. Les fabricants de pompes centrifuges verticales en ligne proposent ces unités dans différentes conceptions telles que la simple aspiration, la double aspiration, le monobloc, la configuration à accouplement rigide et la conception à accouplement entretoise. Les pompes centrifuges verticales en ligne sont principalement utilisées pour transférer des fluides de faible viscosité tels que l'eau et certains produits chimiques. Elles sont parfaites comme pompes de circulation dans les applications nécessitant un débit d'eau sous une pression de refoulement élevée. Les pompes centrifuges verticales en ligne présentent de nombreux avantages, notamment un encombrement réduit, une installation plus facile, une efficacité énergétique accrue et une grande fiabilité. Cependant, les pompes centrifuges verticales en ligne nécessitent un dégagement vertical pour l'installation et sont assez difficiles à entretenir.