Pompe à eau
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Qu'est-ce qu'une pompe à eau ?
Une pompe à eau est un type de pompe conçu pour transporter de l'eau. L'eau transportée peut être propre, fraîche et salée ou contenir des particules solides comme les eaux usées. Les fabricants de pompes à eau précisent toujours le type d'eau que la pompe peut transporter. Une pompe à eau crée un vide qui aspire l'eau de sa source dans la pompe. La pompe comporte des pièces internes qui, lorsqu'elles se déplacent l'une par rapport à l'autre, permettent à l'eau d'acquérir de l'énergie à haute pression. L'énergie à haute pression déplace l'eau de la pompe vers l'endroit désiré. Il existe deux grandes catégories de pompes à eau : les pompes centrifuges et les pompes volumétriques. Les pompes centrifuges utilisent la force centrifuge pour déplacer l'eau, tandis que les pompes volumétriques utilisent le mouvement de déplacement. Chaque type de pompe présente des avantages et des inconvénients qui lui sont propres.
Figure : Pompe à eau centrifuge.
Comment fonctionne une pompe à eau ?
Toutes les pompes à eau utilisent un principe de fonctionnement similaire. Le principe de fonctionnement fait appel à la force de la nature. Cette force permet de déplacer l'eau de sa source vers la pompe. Les fabricants de pompes à eau conçoivent chaque pompe avec une pièce mobile spécifique telle qu'une roue, des palettes, un engrenage ou un piston. Lorsque vous mettez la pompe en marche, les pièces internes commencent à bouger. Ce mouvement déplace l'air. Le mouvement de l'air crée un vide (un état de basse pression par rapport à la pression atmosphérique) dans la pompe. Ce vide force l'eau à se déplacer de son réservoir de stockage vers la pompe. Lorsque l'eau pénètre dans la pompe, elle acquiert davantage d'énergie cinétique et de pression. L'énergie de pression aide l'eau à se déplacer de la pompe vers l'endroit voulu.
Figure : Fonctionnement d'une pompe à eau centrifuge et d'une pompe à eau à distribution positive
Types de pompes à eau
Il existe deux types principaux de pompes à eau : les pompes centrifuges et les pompes volumétriques.
Pompe centrifuge à eau
Une pompe à eau centrifuge crée une force centrifuge qui aide à faire tourner l'eau tout en ajoutant de l'énergie de pression. Il existe différents types de pompes à eau centrifuges, dont les suivants :
Pompe à eau centrifuge horizontale
Une pompe à eau centrifuge horizontale est une pompe qui est installée dans une orientation horizontale. La pompe est adaptée à une utilisation où la tête est adjacente au moteur principal (moteur électrique ou moteur à combustion interne) sur un plan horizontal. Un accouplement relie l'arbre de la pompe à l'arbre de la machine motrice. Cependant, d'autres pompes n'ont pas d'accouplement. La pompe est omniprésente et ses pièces de rechange sont donc facilement accessibles. La pompe est facile à réparer car ses pièces sont facilement accessibles. Les fabricants de pompes à eau recommandent l'utilisation de cette pompe dans les applications où l'espace vertical est limité.
Figure : Pompe à eau centrifuge horizontale.
Pompe à eau centrifuge verticale
Une pompe à eau centrifuge verticale est une pompe installée à la verticale. Les fabricants de pompes à eau développent cette pompe de manière à ce qu'elle puisse aspirer l'eau de puits ou de réservoirs profonds. Ces pompes sont de tailles et de formes diverses, mais ont des configurations verticales distinctives. La pompe convient le mieux à une installation dans des endroits où l'espace au sol est limité et où la hauteur de chute est suffisante. La pompe fonctionne en convertissant l'énergie cinétique créée par la rotation des roues en énergie de pression qui aide à transférer l'eau vers la destination voulue. Cependant, ce type de pompe est difficile à réparer car elle est installée en profondeur, ce qui rend difficile l'accès aux pièces de la pompe pour les réparations.
Figure : pompe à eau centrifuge verticale.
Pompe à eau centrifuge à un étage
Une pompe à eau centrifuge à un étage est une pompe qui fonctionne avec une seule roue. C'est la plus courante de toutes les pompes. La pompe est de configuration verticale ou horizontale. Elle est préférée en raison de sa petite taille et de sa conception compacte, ce qui la rend facile à réparer. Une pompe à eau centrifuge à un étage est moins chère qu'une pompe à plusieurs roues. Cependant, elle convient au pompage de l'eau pour des hauteurs de chute et des débits inférieurs à ceux des pompes multicellulaires.
Pompe à eau centrifuge multicellulaire
Une pompe à eau centrifuge multicellulaire est de configuration verticale ou horizontale. Les fabricants de pompes à eau conçoivent cette pompe pour qu'elle fonctionne avec plus d'une roue. Chaque roue constitue un étage d'écoulement de l'eau ; le nombre de roues est donc égal au nombre d'étages. Les roues de la pompe sont disposées en série de gauche à droite. Cette conception permet à l'eau de s'écouler à travers chaque étage, de l'entrée au refoulement. À chaque étage, la pression de l'eau augmente jusqu'à ce que l'eau quitte la dernière roue. Ainsi, l'eau acquiert plus d'énergie de pression et peut donc se déplacer pour une hauteur de charge plus élevée que dans le cas d'une pompe à un étage. Cette pompe peut également atteindre des hauteurs de refoulement élevées, comme 2000m3/par heure. Cependant, en raison des roues utilisées, la pompe est sujette au colmatage, et les réparations et l'entretien deviennent difficiles.
Figure : Pompes à eau centrifuges multicellulaires verticales et horizontales.
Pompe à eau centrifuge auto-amorçante
Une pompe auto-amorçante est conçue avec des caractéristiques qui lui permettent de s'amorcer elle-même. Les fabricants créent cette pompe avec un réservoir contenant de l'eau pour l'amorçage. Les pompes qui ne sont pas dotées de capacités d'amorçage automatique sont amorcées manuellement. Le processus d'amorçage manuel consiste à ajouter de l'eau à la pompe pour en expulser l'air. Si l'air n'est pas expulsé, la pompe ne créera pas le vide nécessaire pour forcer la pression atmosphérique à pousser l'eau dans la pompe. Une pompe auto-amorçante crée un vide lorsque les roues tournent. Grâce au vide, un mélange d'air et d'eau remonte la pompe vers l'orifice de refoulement. L'air a une densité inférieure à celle de l'eau ; l'air flotte donc sur l'eau et est expulsé par l'orifice de refoulement. L'eau descend ensuite dans la pompe, où elle se mélange à l'air restant et remonte la pompe, où l'air est à nouveau expulsé. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que tout l'air soit expulsé. Une fois l'air évacué, la pompe reprend son fonctionnement normal.
Figure : Pompe à eau centrifuge auto-amorçante.
Pompes volumétriques
Les pompes volumétriques sont des pompes qui transfèrent l'eau par l'action de vis, d'engrenages, de pistons, de palettes, de vis ou de membranes. Dans ces pompes, une quantité spécifique d'eau est enfermée dans la chambre de compression. Après la compression, une certaine quantité d'eau est évacuée. Les pompes à eau volumétriques sont également appelées pompes à volume constant en raison de leur débit et de leur vitesse constants. Voici quelques-unes des pompes à eau volumétriques.
Pompe à engrenages
La pompe à engrenages utilise deux jeux d'engrenages : l'engrenage d'entraînement et l'engrenage entraîné. L'engrenage d'entraînement est relié au moteur principal qui, dans la plupart des cas, est un moteur électrique. Cela permet de transmettre la puissance du moteur aux engrenages. Les engrenages tournent en sens inverse, ce qui contribue à créer un vide dans le côté aspiration de la pompe. Le vide pousse l'eau dans la pompe. Lorsque l'eau arrive entre le conducteur et l'engrenage entraîné, elle est piégée. L'humidité piégée se déplace avec les engrenages en rotation et continue son mouvement du côté de l'aspiration vers le côté du refoulement. Ensuite, l'eau à haute pression sort de la pompe par l'orifice de refoulement et se déplace le long de la canalisation jusqu'à la destination souhaitée.
Pompe à vis
Le fonctionnement de la pompe à vis est similaire à celui de la pompe à engrenages. La pompe comporte plusieurs vis, la principale étant la vis d'entraînement et la vis entraînée. Les vis motrice et entraînée s'engrènent l'une dans l'autre. Lorsque les vis tournent, l'eau est aspirée dans la pompe depuis le réservoir par un tuyau d'aspiration. La vis aide l'eau à se déplacer de l'aspiration vers le refoulement.
Applications des pompes à eau
- Ces pompes sont utilisées pour l'approvisionnement en eau des municipalités et des ménages.
- Les pompes à eau sont également utilisées pour fournir de l'eau pour les applications de construction.
- Ils sont utilisés pour la collecte de l'eau nécessaire à l'agriculture et à l'irrigation.
- Ces pompes sont utilisées pour l'assèchement afin d'évacuer les eaux d'inondation.
- Ces pompes sont utilisées dans les centrales à vapeur pour fournir l'eau nécessaire au refroidissement du système de la centrale.
- Les pompes à eau sont utilisées dans les applications de traitement et de nettoyage de l'eau.
- Ils sont utilisés dans les applications de lavage à haute pression.
- Les pompes à eau sont utilisées comme pompes de surpression pour le transport de l'eau sur de longues distances.
- Ces pompes sont utilisées dans les applications de lutte contre l'incendie.
Avantages des pompes à eau centrifuges
- Les pompes à eau centrifuges sont plus répandues sur le marché que les pompes PD.
- Ils sont bon marché.
- Ces pompes peuvent pomper de l'eau propre ou sale.
- Les pompes centrifuges à eau sont de différents types, ce qui permet aux utilisateurs d'acheter la pompe de leur choix en fonction des besoins en eau.
- Ces pompes peuvent fonctionner à l'aide d'un moteur à combustion interne ou d'un moteur électrique.
- Leur taille est polyvalente.
Inconvénients des pompes à eau centrifuges
- Ces pompes doivent être amorcées avant le pompage normal de l'eau.
- Ils sont sujets à la cavitation.
- Ces pompes ont une faible puissance d'aspiration.
Dépannage des pompes à eau centrifuges
La pompe démarre, mais l'eau ne s'écoule pas
- La pompe n'est pas amorcée. Amorcer la pompe.
- Le moteur n'est pas alimenté. Vérifier que les câbles d'alimentation du moteur sont correctement et fermement connectés.
- La vanne de décharge est fermée. Ouvrir la vanne de décharge.
- Le robinet d'aspiration est fermé. Ouvrir le robinet de refoulement.
- Le tuyau d'aspiration est bloqué. Ouvrez la conduite d'aspiration et éliminez les matériaux qui l'obstruent.
- L'arbre du moteur tourne dans le mauvais sens. Vérifier que le sens de rotation de l'arbre moteur correspond à la flèche indiquée sur le corps de pompe.
- La hauteur d'aspiration est trop élevée. Abaissez la pompe ou augmentez le niveau d'eau dans le réservoir.
Diminution du débit d'eau/faible débit d'eau
- Fuite au niveau des joints. Remplacer les joints de la pompe.
- Fuite au niveau de la conduite d'aspiration. Réparer ou remplacer la conduite d'aspiration.
- La crépine ou la soupape d'aspiration est obstruée. Vérifier le filtre ou la vanne d'aspiration et nettoyer les matériaux qui causent un blocage.
La pompe produit beaucoup de bruit/vibrations.
- La pompe fonctionne en dehors de sa plage de fonctionnement. Assurez-vous que la pompe fonctionne dans la plage recommandée par le fabricant de la pompe à eau.
- La roue est partiellement obstruée. Nettoyer les matériaux bloquants.
- Les roulements sont usés. Remplacer les roulements.
- Roue défectueuse ou usée. Remplacer la roue.
- Désalignement de l'arbre/de l'accouplement. Aligner correctement l'arbre/l'accouplement.
Dépannage des pompes volumétriques
Faible capacité d'écoulement de l'eau
- La vitesse est trop faible. Augmenter la vitesse de la pompe dans la plage recommandée par le fabricant de la pompe à eau.
- Fuite au niveau des vannes. Réparer ou remplacer les vannes en conséquence.
- La chemise ou le segment de piston est usé. Remplacer la chemise/le segment.
La pompe présente une usure excessive
- Désalignement de l'arbre de la pompe. Aligner correctement les arbres.
- Courbe sur l'arbre. Arbre droit.
Surchauffe de la pompe
- Les roulements ne sont pas lubrifiés. Lubrifier les roulements.
- Le couvercle du palier doit être suffisamment serré. Desserrer le couvercle.
- Désalignement de l'arbre. Réaligner les arbres de la pompe.
Résumé
Les pompes à eau sont conçues pour transporter de l'eau. L'eau peut être propre ou sale. Toutefois, les fabricants de pompes à eau proposent des pompes spécialement conçues pour l'eau propre et d'autres pour l'eau sale. Il existe différents types de pompes à eau. Les deux principaux types sont les pompes centrifuges et les pompes volumétriques. Dans le cas d'une pompe à eau centrifuge, les roues tournent à grande vitesse, ce qui crée un vide. Le vide pousse l'eau dans la pompe. Les roues contribuent également à transmettre de l'énergie cinétique à l'eau. Lorsque l'eau sort de la pompe, son énergie cinétique est convertie en énergie de pression. L'énergie de pression est responsable du transport de l'eau jusqu'à votre emplacement. Parmi les types de pompes à eau centrifuges, on peut citer les pompes horizontales, verticales, monocellulaires, multicellulaires et auto-amorçantes, entre autres.
Les pompes à eau volumétriques transfèrent l'eau par l'action de vis, d'engrenages, de palettes, de pistons, de plongeurs ou de membranes. Les pompes volumétriques fonctionnent en transférant une quantité spécifique d'eau, ce qui leur a valu le nom de pompe à volume constant, car elles sont capables de maintenir une vitesse et un débit constants. Parmi les pompes à eau à volume constant, on trouve les pompes à engrenages, les pompes à vis, les pompes à membrane, les pompes à piston et les pompes à plongeur.