Pompe verticale en ligne
Qu'est-ce qu'une pompe verticale en ligne ?
Une pompe verticale en ligne est un type de pompe centrifuge dont les buses d'aspiration et de refoulement sont alignées et qui est spécialement conçue pour une installation verticale. La conception en ligne des buses d'aspiration et de refoulement permet à la pompe d'assurer un écoulement régulier du liquide dans le système. Une pompe verticale en ligne se compose d'une pompe centrifuge en ligne, d'un moteur électrique à induction, d'une roue fermée dans un corps de pompe et de garnitures mécaniques. La conception verticale de la pompe la rend idéale pour les petites salles des pompes et les installations où l'espace est restreint, car sa variante horizontale nécessite environ trois fois plus d'espace. Ces pompes conviennent uniquement à l'entraînement électrique et sont disponibles pour une large gamme de débits et de hauteurs de pression.
Figure : Pompe verticale en ligne
Les pompes verticales en ligne sont largement utilisées pour le transfert de fluides à 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 commerciales, les pompes verticales en ligne sont suspendues le long du réseau de tuyauterie comme des vannes. Les pompes verticales en ligne sont considérées comme meilleures que les pompes horizontales en ligne car elles ont un rendement élevé et peuvent tolérer des températures et des pressions plus élevées.
Principe de fonctionnement d'une pompe verticale en ligne
Une pompe verticale en ligne fonctionne selon le principe du vortex forcé. Ce principe stipule que lorsqu'une masse de fluide est mise en rotation sous l'effet d'une force extérieure, sa hauteur de pression augmente, ce qui entraîne le transfert du fluide d'un endroit à l'autre. Le fonctionnement d'une pompe verticale en ligne suit les étapes suivantes
- La roue du moteur tourne grâce à un moteur à induction électrique à courant alternatif directement couplé.
- La rotation de la roue crée un vide à l'intérieur du corps de la pompe. En raison de la pression atmosphérique à l'extérieur de la pompe, l'eau est poussée dans le corps de la pompe par la buse d'aspiration.
- L'eau frappe d'abord les pales de la roue où elle est mise en rotation radialement et axialement vers l'extérieur, en raison de la force centrifuge agissant sur les pales, jusqu'à ce qu'elle passe à travers tous les composants de la roue.
- Les pales de la roue transmettent de l'énergie cinétique au fluide et le dirigent vers la chambre de diffusion à une vitesse très élevée.
- Dans la chambre de diffusion, la vitesse de l'eau est progressivement réduite, ce qui entraîne la conversion de l'énergie à grande vitesse en une pression élevée. Le diffuseur guide ensuite l'eau vers la sortie de la pompe et dans le tuyau de refoulement pour être transférée à l'endroit voulu.
Modèles de pompes verticales en ligne
Les pompes verticales en ligne peuvent être conçues de trois manières différentes : monobloc ou à accouplement étroit, à accouplement rigide et à accouplement par entretoise.
Conception monobloc ou à couplage étroit
La conception monobloc ou à couplage étroit d'une pompe verticale en ligne consiste en un seul arbre reliant le moteur à la tête de la pompe. Ainsi, les roulements du moteur supportent toute la charge rotative de l'arbre pendant le fonctionnement. Les pompes verticales en ligne à accouplement étroit conviennent parfaitement aux tâches légères et aux courtes périodes de fonctionnement à pleine vitesse du moteur. Dans le cas d'une pompe en ligne à accouplement étroit, la réparation des composants internes peut toutefois s'avérer assez difficile, car un moteur standard sans arbre ne peut pas être utilisé et il faut s'approvisionner auprès du fabricant d'origine.
Figure : conception à couplage étroit d'une pompe verticale en ligne
Conception à couplage rigide
Comme son nom l'indique, ce type de pompe verticale en ligne possède un moteur et un arbre de pompe séparés qui doivent être alignés et solidement fixés en place à l'aide d'un accouplement. Les pompes verticales en ligne à accouplement rigide sont généralement très résistantes car les arbres sont plus épais. Elles sont également plus faciles à réparer car un moteur standard peut être facilement obtenu et remplacé en cas de défaillance.
Conception de l'accouplement à entretoise
La conception de l'accouplement à entretoise de la pompe verticale en ligne implique la connexion de l'arbre de la pompe et de l'arbre du moteur par un accouplement flexible à flacon. Les pompes verticales de cette conception ont deux paires de roulements, une paire dans le moteur, et deux arbres séparés. Par conséquent, les charges radiales de la pompe sont réparties uniformément sur un grand nombre de composants. Ces pompes conviennent aux applications exigeant des périodes de maintenance courtes et peu de temps d'arrêt. Ces applications comprennent le refroidissement des moteurs, l'alimentation des chaudières et les pompes à incendie.
Application des pompes verticales en ligne
Les pompes verticales en ligne ont de nombreuses applications dans différents secteurs, notamment dans le domaine de l'écoulement des eaux.
- Irrigation
- Systèmes d'approvisionnement en eau et en eau de service
- Climatisation
- Systèmes de chauffage à eau chaude
- Système d'hydrantes
- Système de déluge
- Systèmes de surveillance
- Transport par voie d'eau
- Système de nettoyage et système de recirculation industrielle
Avantages de la pompe verticale en ligne
- Les pompes verticales en ligne sont peu encombrantes. Dans une pompe verticale en ligne, le moteur et l'espace de service sont situés au-dessus du corps de la pompe, ce qui réduit l'espace au sol nécessaire à l'installation de la pompe.
- Les pompes verticales en ligne sont plus faciles à installer car leur réseau de tuyauterie est simplifié.
- Adapté aux pressions et températures élevées
- Une pompe verticale en ligne est moins bruyante et moins vibrante. L'orientation verticale de l'arbre est naturellement équilibrée et la force de gravitation n'agit pas contre le sens de rotation de l'arbre.
- Ils sont très fiables et efficaces
- La conception à couplage étroit ne nécessite pas l'alignement de l'arbre. Dans la conception à couplage étroit, la roue de la pompe est directement clavetée sur l'arbre du moteur. Cela élimine l'accouplement, l'assemblage de roulements supplémentaires et la nécessité d'aligner l'arbre.
- Les pompes verticales en ligne ont également une hauteur d'aspiration positive nette (NPSH) plus élevée que les pompes aspirantes.
Inconvénients de la pompe verticale en ligne
- Une pompe verticale en ligne est difficile à entretenir. Le moteur et la roue d'une pompe verticale en ligne doivent être démontés de la volute pour entretenir les garnitures mécaniques. Cela devient un problème majeur pour les gros moteurs, de plus de 25 hp.
- Il nécessite un dégagement vertical pour l'installation et l'entretien
- Le poids de la pompe s'accumule sous la volute, ce qui peut entraîner une concentration de contraintes.
- Les pompes verticales en ligne connaissent des problèmes de garniture mécanique. Les garnitures mécaniques peuvent tomber en panne ou s'assécher 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.
- La pompe est sujette à la corrosion. Les pompes verticales en ligne peuvent se corroder en raison d'une fuite de joint au-dessus du corps de la pompe.
- Une pompe verticale en ligne retient facilement l'air dans sa volute par rapport aux pompes à aspiration conventionnelles. La présence d'air emprisonné peut nuire au bon fonctionnement de la pompe.
- Les pompes verticales en ligne ne sont pas auto-amorçantes. L'amorçage consiste à remplir la pompe de liquide pour chasser l'air du système et le préparer à fonctionner. Une pompe verticale en ligne ne peut pas pomper de l'air ou des gaz parce qu'ils provoquent un blocage de l'air, ce qui risque d'endommager la roue de la pompe.
Dépannage des pompes verticales en ligne
Cette section fournit un guide sur la manière de diagnostiquer et de résoudre divers problèmes courants concernant les pompes verticales en ligne.
La pompe verticale en ligne ne débite pas après le démarrage.
- La hauteur d'aspiration est trop élevée
- Augmenter le niveau de liquide dans le réservoir d'aspiration
- abaisser la pompe pour réduire l'élévation statique
- Dégager l'entrée de toute obstruction
- Le fonctionnement de la pompe verticale en ligne est inversé
- Vérifier que le sens de rotation du moteur correspond au sens de la flèche sur le corps de la pompe.
- Inverser les polarités du moteur
- Air dans la pompe ou dans la tuyauterie d'aspiration
- Remplir la pompe ou la tuyauterie d'eau pour chasser l'air du système de pompage.
- N'oubliez pas que la pompe ne peut pas s'amorcer avec de l'air du côté de l'aspiration.
- Roue, crépine ou clapet anti-retour obstrués
- Inspecter et nettoyer toute obstruction dans les vannes
- Tête monomère insuffisante
- Cela est dû à des pertes de friction élevées qui dépassent la conception de la pompe.
- Augmenter la puissance de la pompe
- utiliser des tuyaux de grand diamètre
- S'assurer que toutes les vannes sont ouvertes
Le niveau sonore de votre pompe verticale en ligne est trop élevé
- Air dans le liquide
- Immerger le tuyau d'aspiration pour éviter la formation de vortex à la surface du liquide.
- Pompe fonctionnant en cavitation
- NPSH trop faible
- S'assurer que les vannes de la ligne d'aspiration sont complètement ouvertes
- Abaisser le niveau de la pompe pour augmenter la hauteur d'aspiration
- Pompe fonctionnant en dehors de la plage de fonctionnement
- Veiller à ce que la plage de fonctionnement soit correcte, conformément au manuel du fabricant.
Pompe verticale en ligne subissant des vibrations excessives
- Roue de la pompe partiellement bouchée (inspecter et nettoyer la roue)
- La roue est très usée ou défectueuse (inspecter ; remplacer la roue).
- Arbre oblique ou déséquilibré (vérifier l'arbre et le remplacer ou l'équilibrer si nécessaire)
- Mauvais alignement de l'accouplement (Inspecter ; aligner)
- Pièces déséquilibrées (Inspecter et rééquilibrer les pièces si nécessaire)
L'entraîneur de la pompe d'entrée est surchargé
- La vitesse de la pompe est trop élevée (réduire la vitesse de la pompe)
- Mauvais alignement de l'accouplement (Inspecter l'alignement de l'accouplement et réaligner la pompe et le moteur)
- Présence d'un frottement mécanique dans la pompe (Inspecter l'ensemble de la pompe pour détecter toute obstruction ou déviation)
- Les garnitures sont trop serrées (vérifier et desserrer les écrous des presse-étoupe si nécessaire).
- La densité et la viscosité du liquide dépassent la conception de la pompe (s'assurer que la pompe fonctionne avec le bon fluide, augmenter la taille du moteur).
- Moteur de la pompe défectueux (Inspecter le moteur pour détecter des défauts tels qu'une mauvaise ventilation, l'emplacement, et réparer ou remplacer le moteur).
Surchauffe du palier
- Mauvais alignement de l'accouplement (vérifier et réaligner)
- Les couvercles de paliers sont fixés trop fermement (Desserrer les couvercles de paliers)
- Excès de graisse (vidanger l'excès de graisse)
- Lubrification insuffisante ou huile de lubrification contaminée par des impuretés (vérifier le niveau d'huile ou de graisse, nettoyer le corps de palier et lubrifier).
Résumé
Cet article traite, avec suffisamment de détails, de la pompe verticale en ligne, de son principe de fonctionnement, de ses applications typiques, de ses avantages et inconvénients, et des problèmes courants de dépannage de la pompe. La pompe verticale en ligne fait partie des pompes centrifuges et ses buses d'aspiration et de refoulement se trouvent en ligne droite de la tuyauterie.
Une pompe verticale en ligne est spécifiquement conçue pour une installation verticale. Le fonctionnement d'une pompe verticale en ligne est basé sur le principe du vortex forcé, où une force externe agissant sur une masse de fluide augmente la hauteur de pression du fluide, conduisant au transfert du fluide d'un endroit à l'autre. La disposition verticale des composants de la pompe rend la pompe en ligne verticale particulièrement adaptée aux installations dans de petites pièces et à d'autres applications où l'espace est restreint.
Les pompes verticales en ligne sont disponibles dans différentes conceptions telles que la conception monobloc ou à accouplement étroit, la conception à accouplement rigide et la conception à accouplement à entretoise. Les pompes verticales en ligne sont courantes dans le transfert de fluides à faible viscosité. Elles sont largement utilisées pour le transport de l'eau, le nettoyage, les systèmes de recirculation industriels, l'irrigation, les systèmes de chauffage à eau chaude, les systèmes d'approvisionnement en eau et en eau de service, et bien d'autres encore. Les principaux avantages des pompes verticales en ligne sont leur fiabilité et leur efficacité élevées, leur faible encombrement et leur facilité d'installation. Cependant, les pompes verticales en ligne sont également limitées en ce sens qu'elles sont difficiles à entretenir, sujettes à la corrosion et non auto-amorçantes. Le moteur et la roue de la pompe doivent être sortis du corps lors de l'entretien, ce qui crée des difficultés de maintenance et devient un défi majeur lors de l'entretien de pompes plus lourdes. Les pompes verticales en ligne nécessitent également un dégagement vertical suffisant pour leur installation.
Cet article présente également la méthode de dépannage des problèmes courants concernant la pompe en ligne verticale, notamment les roulements, la surchauffe, le niveau de bruit trop élevé, les vibrations de la pompe, la faible charge ou l'absence de charge après le démarrage. Une pompe verticale en ligne est un moyen efficace et fiable de transporter de l'eau que vous devriez envisager pour votre application.