Pompe centrifuge verticale à carter divisé
Qu'est-ce qu'une pompe centrifuge verticale à carter divisé ?
Une pompe centrifuge verticale à carter divisé est un type de pompe à rotor dynamique avec une roue à aspiration simple ou double supportée par des roulements. Elle contient un corps de pompe qui est divisé horizontalement ou verticalement pour faciliter le démontage et l'entretien. La conception du corps de pompe dépend du type de pompe centrifuge verticale à carter divisé. Les fabricants de pompes centrifuges à carter divisé vertical conçoivent généralement l'unité pour un montage vertical. Les pompes centrifuges verticales à carter divisé conviennent aux applications qui nécessitent des débits de fluide plus élevés que ceux que les pompes convectives à aspiration en bout peuvent fournir. Elle est principalement utilisée avec de l'eau et des fluides pompés relativement fins. Les fabricants de pompes verticales à carter divisé créent ces dispositifs d'avant-garde pour gérer une hauteur de pression maximale de 180 mètres à un débit élevé allant jusqu'à 6 000 mètres cubes par heure. Les pompes centrifuges verticales à carter divisé sont disponibles dans différents matériaux tels que le bronze, la fonte, l'acier moulé, la fonte ductile et le duplex pour répondre aux différentes exigences des applications.
Figure : Pompe centrifuge verticale à carter divisé
Composants d'une pompe centrifuge verticale à carter divisé
Moteur électrique
Le moteur électrique est la source d'énergie de la pompe. Il peut s'agir d'un moteur à courant alternatif (CA) ou d'un moteur à courant continu (CC). La pompe centrifuge verticale à carter divisé peut fonctionner avec un moteur à courant alternatif, qu'il s'agisse d'un moteur à induction monophasé ou triphasé.
Enveloppe
Le corps est un composant stationnaire qui abrite l'ensemble du rotor et porte les 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. Le corps de pompe sert également d'enceinte de confinement de la pression. Le corps de pompe peut être divisé horizontalement ou verticalement avec une double volute pour réduire les charges radiales.
Figure : Corps de pompe divisé verticalement.
Accouplement
Les fabricants de pompes centrifuges verticales à carter divisé utilisent un long accouplement pour faciliter la maintenance de la pompe. L'accouplement relie l'arbre d'entraînement du moteur à l'arbre rotatif de la pompe pour assurer le transfert du couple mécanique à la tête de la pompe avec des pertes minimales. La conception de l'accouplement long permet d'accéder à la tête de pompe sans retirer le moteur. Il offre également un espace suffisant entre la pompe et le moteur, ce qui permet de protéger le moteur contre les infiltrations de liquide en cas de défaillance d'un joint d'étanchéité.
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 centrifuges verticales à carter divisé créent l'arbre à partir de matériaux de haute qualité tels que l'acier inoxydable et l'acier allié pour résister à la corrosion et aux vibrations pendant le fonctionnement de la pompe.
Roue
La roue est le principal élément rotatif d'une pompe centrifuge verticale à double corps. Elle se compose d'une série d'ailettes incurvées vers l'arrière. Sa fonction est d'augmenter l'énergie cinétique et la pression du fluide qui se déplace dans la pompe. La pompe centrifuge verticale à carter divisé utilise une roue de type fermé à simple ou double aspiration.
Figure : Roues de pompe : a) modèle à simple aspiration et b) modèle à double aspiration.
Paliers
La fonction première des paliers est de supporter l'arbre de la pompe ou l'ensemble du rotor et de les aligner correctement avec les extrémités fixes sous l'action des forces radiales et axiales. En outre, les paliers contribuent également à contenir le mouvement relatif du rotor et à minimiser le frottement entre l'arbre rotatif et le stator.
Comment fonctionne une pompe centrifuge verticale à carter divisé ?
Une pompe centrifuge verticale à carter divisé fonctionne en convertissant l'énergie mécanique d'une roue en énergie cinétique et en énergie de pression du liquide pompé. Lorsque le moteur électrique démarre, le couple mécanique est transféré à la roue par l'intermédiaire de l'arbre de la pompe et de l'accouplement. Lorsque la roue tourne, un vide est créé à l'intérieur de la pompe, ce qui permet au liquide pompé de s'écouler dans le corps de la pompe et vers l'œil de la roue en raison de la pression atmosphérique externe. Tant que la roue tourne, davantage de liquide est aspiré dans le corps de la 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 du fluide diminue en raison de l'expansion progressive de la trajectoire du flux, et où l'énergie de la haute vitesse se transforme en une tête de haute pression. Le liquide pompé sort alors de la pompe centrifuge verticale à carter divisé à une pression élevée, ce qui permet au fluide d'être transporté à l'endroit souhaité par l'orifice de refoulement et les raccords de tuyauterie de refoulement.
Figure : Fonctionnement d'une pompe centrifuge verticale à double corps.
Types de pompes centrifuges verticales à carter divisé
Pompe centrifuge verticale à carter divisé à simple aspiration
Dans une pompe centrifuge verticale à carter divisé à simple aspiration, l'eau s'écoule dans l'entrée de la pompe et tout le volume pénètre dans les pales de la roue par un seul côté. L'effet centrifuge génère une pression du fluide lorsque les pales déplacent le liquide à travers la pompe. De conception robuste, elle peut coûter la moitié du prix d'une pompe comparable à double aspiration.
Figure : Configuration d'une pompe centrifuge verticale à carter divisé à simple aspiration.
Pompe centrifuge verticale à double aspiration et à carter divisé
Une pompe centrifuge verticale à double aspiration possède une roue conçue pour admettre l'eau des deux côtés des pales. La roue à double aspiration divise le flux à l'intérieur de la pompe, en envoyant la moitié du flux à travers les yeux ou les entrées de la roue. La pompe centrifuge verticale à double aspiration permet d'obtenir une meilleure hauteur d'aspiration positive nette (NPSH) et une poussée axiale plus faible. Elle dure également plus longtemps (30 à 40 ans) et permet des débits plus élevés que son homologue à simple aspiration.
Applications des pompes centrifuges verticales à double corps
Les pompes centrifuges verticales à carter divisé sont largement utilisées pour diverses applications dans différents secteurs, tels que l'agriculture, l'exploitation minière, les stations d'épuration municipales, le pétrole, la chimie, la pétrochimie, etc. Elles sont utilisées pour effectuer les opérations suivantes
- Les pompes centrifuges verticales à carter divisé sont utilisées pour pomper de l'eau à un débit élevé et à une pression faible à moyenne dans les systèmes d'approvisionnement en eau résidentiels et industriels.
- Elles sont utilisées comme pompes de surpression dans les stations de surpression.
- Ils sont utilisés pour pomper l'huile du carter d'huile.
- Ils sont utilisés pour soutenir l'équipement de protection contre les incendies.
- Ils sont utilisés dans la fabrication de produits chimiques et dans l'industrie alimentaire.
- Ils sont utilisés pour traiter les condensats
Avantages d'une pompe centrifuge verticale à carter divisé
- Les pompes centrifuges verticales à carter divisé sont peu encombrantes en raison de leur orientation verticale.
- Le corps de la pompe est divisé en deux chambres. Cela permet d'augmenter les performances d'aspiration. Il permet également d'équilibrer les forces hydrauliques axiales, ce qui augmente la durée de vie des roulements et améliore la fiabilité.
- Ils présentent une fiabilité et une efficacité énergétique élevées.
- La pompe centrifuge verticale à corps divisé avec roue à double aspiration peut gérer des débits extrêmement élevés.
- Une pompe verticale à carter divisé est facile à entretenir grâce au long accouplement entre le moteur électrique et la tête de pompe. Il est possible d'accéder à la tête de pompe sans démonter le moteur.
- L'accouplement long maintient un espace suffisant entre le moteur et la tête de pompe, empêchant le liquide pompé de pénétrer dans le moteur en cas de défaillance des garnitures mécaniques.
- Les pompes centrifuges verticales à carter séparé ont des moteurs et des arbres de pompe indépendants, ce qui signifie qu'un seul d'entre eux devra être remplacé s'il est endommagé.
- Une pompe centrifuge verticale à carter divisé est plus robuste et plus apte à une utilisation continue, car l'ensemble de roulements supplémentaire dans la tête de la pompe soulage le moteur d'une grande partie de ses contraintes pendant le fonctionnement.
- La pompe centrifuge à carter divisé Vertica permet de gagner du temps lors des réparations et de l'entretien. La conception du corps en deux parties permet de démonter facilement le rotor sans interférer avec l'alignement de la pompe, ce qui permet de gagner du temps lors des réparations ou de l'entretien.
Inconvénients d'une pompe centrifuge verticale à carter divisé
- Les pompes centrifuges verticales à carter divisé ne peuvent pas pomper des huiles plus épaisses ou des liquides contenant des solides en suspension.
- Ils nécessitent un dégagement vertical pour les installations, ce qui les rend difficiles à installer et à entretenir.
- Le poids de la pompe tombe sous la volute, ce qui entraîne une concentration des contraintes.
- Les pompes centrifuges verticales à carter divisé ont une option d'entraînement limitée car elles ne peuvent être couplées qu'à un moteur électrique.
Dépannage d'une pompe centrifuge verticale à carter divisé
Le moteur ne fonctionne pas
- Il y a un circuit ouvert dans la surcharge thermique. Laisser refroidir la pompe centrifuge verticale à carter divisé, fermer tout circuit ouvert et la redémarrer.
- Le moteur est défectueux. Inspecter et remplacer le moteur si nécessaire.
- Le moteur est mal installé. Veillez à ce que la pompe soit installée conformément aux normes du fabricant de pompes centrifuges verticales à carter divisé.
- Un disjoncteur s'est déclenché ou un fusible a sauté. Inspectez et réinitialisez le disjoncteur si nécessaire. Inspectez la pompe pour vérifier si un fusible est grillé et remplacez-le.
Le débit de la pompe est insuffisant
- La roue ou le clapet anti-retour est obstrué. Inspectez et éliminez toute obstruction de la vanne ou de la roue.
- La hauteur manométrique est insuffisante en raison de pertes de charge élevées qui dépassent la conception de la pompe. Augmenter la puissance de la pompe. S'assurer que les tuyaux utilisés dans le réseau de tuyauterie ont le diamètre recommandé par le fabricant de la pompe centrifuge verticale à carter divisé.
- La pompe fonctionne en sens inverse. Assurez-vous que le moteur tourne dans le sens indiqué par le fabricant de la pompe centrifuge verticale à carter divisé à l'aide de la flèche sur le corps de la pompe. Veillez à inverser les polarités du moteur.
- Il y a de l'air dans la pompe ou dans la tuyauterie d'aspiration. Veillez à remplir la pompe ou la tuyauterie d'eau pour chasser l'air.
Le pilote de la pompe est surchargé
- La vitesse de la pompe est trop élevée. Assurez-vous que la pompe fonctionne dans la plage de vitesse spécifiée par le fabricant de la pompe centrifuge verticale à carter divisé.
- Certaines pièces de la pompe subissent des frottements mécaniques extrêmes. Inspecter l'ensemble de la pompe pour détecter toute déviation ou obstruction et y remédier.
- Moteur de la pompe défectueux. Inspecter le moteur pour vérifier qu'il n'est pas défectueux et le réparer ou le remplacer si nécessaire.
La pompe subit des vibrations excessives
- La roue de la pompe est partiellement bouchée. Inspecter et nettoyer la roue.
- L'arbre de la pompe est oblique ou déséquilibré. Inspecter l'arbre, le rééquilibrer si nécessaire ou le remplacer.
- Certains composants de la pompe sont montés de manière lâche dans le corps de la pompe. Serrez toutes les pièces desserrées au couple recommandé par le fabricant de la pompe centrifuge verticale à carter divisé.
- Certains des composants de la pompe centrifuge verticale à carter divisé sont déséquilibrés. Inspectez et rééquilibrez les pièces si nécessaire.
Le niveau sonore est trop élevé
- Des corps étrangers sont présents dans la pompe centrifuge verticale à carter divisé. Démontez la pompe et nettoyez-la.
- La roue est endommagée ou usée. Inspecter et remplacer la roue.
- La pompe fonctionne en cavitation. Vérifier que les vannes de la ligne d'aspiration sont complètement ouvertes.
- La plaque de montage et les fondations manquent de rigidité. Renforcez les fondations et montez solidement la pompe centrifuge verticale à carter divisé.
- La pompe fonctionne en dehors de la plage de fonctionnement. Veillez à ce que la plage de fonctionnement soit correcte, conformément au guide du fabricant de la pompe centrifuge verticale à carter divisé.
Résumé
Une pompe centrifuge verticale à carter divisé est une pompe à rotor dynamique composée d'une roue à simple ou double aspiration suspendue entre des paliers. Les fabricants de pompes centrifuges à carter divisé vertical conçoivent généralement les pompes pour un montage vertical. Le corps de la pompe est divisé horizontalement ou verticalement pour faciliter le démontage et l'entretien. En outre, la pompe utilise un accouplement long pour faciliter l'entretien de la pompe. Les pompes centrifuges verticales à carter divisé sont excellentes pour les applications nécessitant des débits plus élevés que ceux que peuvent fournir les pompes convectives à aspiration en bout. Elles sont principalement utilisées avec de l'eau et d'autres liquides de faible viscosité. Les pompes centrifuges verticales à carter divisé sont utilisées dans les stations d'épuration municipales, les exploitations agricoles, les industries pétrochimiques et les industries de traitement chimique. Une utilisation typique de la pompe centrifuge verticale à carter divisé est le pompage de l'eau à un débit élevé et à une pression faible à moyenne dans les systèmes d'approvisionnement en eau résidentiels et industriels. Elles sont faciles à entretenir, peu encombrantes, très efficaces et fiables.