Qu'est-ce qu'une pompe submersible ?
UN pompe submersible Il s'agit d'une pompe qui fonctionne immergée dans l'eau. Elle utilise un moteur étanche pour entraîner la rotation d'une turbine, laquelle transfère l'énergie cinétique au liquide. Le corps de pompe ou volute convertit l'énergie cinétique du liquide en pression.
Cette pression oblige le liquide à surmonter la résistance des tuyaux et les différences de hauteur, transportant ainsi le liquide au-dessus de la surface de l'eau.
Comment fonctionne une pompe submersible ? Étape par étape
Le moteur entraîne l'arbre et la turbine.
Le champ magnétique généré par le moteur alimenté entraîne la rotation du rotor, convertissant ainsi l'énergie électrique en énergie mécanique. L'arbre de la pompe, élément de liaison essentiel, relie le moteur à la roue. Finalement, le moteur transmet son énergie à la roue, la faisant tourner.
Le liquide pénètre par l'entrée.
La rotation à grande vitesse de la roue crée une zone de basse pression statique à son entrée, générant ainsi une différence de pression entre cette entrée et la zone environnante. Cette différence de pression permet au liquide de pénétrer dans la pompe.
La turbine transfère de l'énergie au liquide
La rotation de la turbine génère une force centrifuge. En tournant continuellement, la turbine projette le liquide dans toutes les directions et lui transfère de l'énergie, augmentant ainsi son débit et sa pression.
Le diffuseur ou la volute contribue à créer de la pression
La turbine projette le liquide du centre vers l'extérieur, dans le diffuseur ou la volute. La volute recueille le liquide et le conduit vers la sortie de la pompe.
Au cours de ce processus, le canal d'écoulement à élargissement progressif de la volute réduit la vitesse du fluide et convertit une partie de l'énergie cinétique du liquide en pression statique.
Le liquide pénètre dans le tuyau de refoulement et dépasse la pression du système.
Le liquide est acheminé vers la sortie de la pompe par le corps de pompe, où il a acquis toute son énergie mécanique, également appelée hauteur manométrique. Le liquide s'écoule ensuite dans la canalisation pour finalement atteindre sa destination.
Durant ce processus, le liquide doit franchir la différence de hauteur entre la sortie de la pompe et le point d'arrivée, et compenser les pertes d'énergie dues à la canalisation, aux coudes et aux vannes. Si la hauteur manométrique est suffisante, le liquide atteindra finalement sa destination.
Principaux composants d'une pompe submersible et leur rôle
Corps de pompe
Le corps de pompe est un conteneur qui abrite les différents éléments. composants de la pompe, et il est généralement fabriqué en métal.
Moteur
Le moteur de la pompe submersible est doté d'une conception étanche intégrée, lui permettant de fonctionner sous l'eau et de fournir l'énergie nécessaire à l'écoulement du liquide.
Arbre
La fonction principale de l'arbre de la pompe est de relier le moteur et la turbine, de transmettre l'énergie du moteur et de supporter la turbine.
turbine
Les turbines servent à transférer de l'énergie aux liquides et à les propulser.
garnitures mécaniques
Les joints mécaniques sont généralement installés entre la turbine et le moteur pour assurer l'étanchéité entre l'arbre de la pompe et le moteur, empêchant ainsi le liquide de pénétrer dans le moteur par cet espace et d'endommager l'équipement.
Comment le moteur reste-t-il étanche et froid sous l'eau ?
Comment les joints et les entrées de câbles empêchent-ils l'eau de pénétrer ?
Il existe trois points de fuite potentiels lors du fonctionnement normal d'une pompe submersible :
- La liaison entre le carter du moteur et le couvercle d'extrémité
- L'espace entre l'arbre de la pompe et le carter du moteur
- Le point où le câble pénètre dans le carter du moteur
Différentes méthodes d'étanchéité sont utilisées pour prévenir les fuites à ces trois endroits :
- La liaison entre le carter du moteur et le couvercle d'extrémité : des joints toriques, des joints d'étanchéité et d'autres composants en caoutchouc sont utilisés pour assurer l'étanchéité au niveau de la liaison.
- L'espace entre l'arbre de la pompe et le carter du moteur : un joint mécanique est utilisé pour empêcher le liquide de pénétrer le long de l'arbre sans affecter sa rotation.
- Au niveau du point d'entrée du câble dans le carter du moteur : l'étanchéité est généralement assurée par la compression d'un joint en caoutchouc souple. D'autres pompes submersibles utilisent un enrobage en résine.
Comment fonctionnent les différents systèmes de refroidissement ?
Les méthodes courantes de refroidissement des moteurs comprennent : le refroidissement par liquide ambiant et le refroidissement par chemise de refroidissement.
- Refroidissement par chemise : Une chemise de refroidissement est essentiellement un boîtier extérieur installé autour du moteur. Pendant le fonctionnement du moteur, un fluide pénètre dans la chemise de refroidissement, absorbe la chaleur du moteur, puis retourne à la pompe.
- Refroidissement par liquide ambiant : pendant le fonctionnement du moteur, la chaleur générée est transférée au carter du moteur, et le liquide environnant refroidit continuellement le moteur.
Comment fonctionnent les interrupteurs à flotteur et les commandes de pompe ?
Démarrage et arrêt automatiques avec interrupteur à flotteur
La fonction principale d'un interrupteur à flotteur pour pompe submersible est de contrôler automatiquement le démarrage et l'arrêt de la pompe submersible, empêchant ainsi le moteur de fonctionner à sec ou le débordement d'eau.
Un interrupteur à flotteur à câble utilise un boîtier étanche flottant contenant un interrupteur d'inclinaison ou un micro-interrupteur. Dans les systèmes de contrôle de drainage courants, un niveau de liquide élevé provoque la fermeture du contact normalement ouvert, envoyant un signal de démarrage pour assurer la mise en marche à un niveau de liquide élevé et l'arrêt à un niveau de liquide bas.
À quoi sert un panneau de contrôle ?
Le boîtier de commande de la pompe submersible agit comme un cerveau, surveillant constamment l'état de fonctionnement de la pompe et la démarrant et l'arrêtant automatiquement selon les besoins.
Un boîtier de commande pour pompe submersible comprend généralement un contrôleur de puissance, des relais, des interfaces de signal de flotteur et d'autres équipements. L'utilisateur peut y ajouter des composants selon ses besoins, tels que des minuteries et un variateur de fréquence. Le choix de ces options se fait en concertation avec le fabricant de la pompe ou un ingénieur.
Toutes les pompes submersibles fonctionnent-elles de la même manière ?
Non, toutes les pompes submersibles ne fonctionnent pas selon le même principe. La plupart des pompes submersibles sont centrifuges, c'est-à-dire qu'elles transmettent l'énergie au liquide par l'intermédiaire d'une roue. Les pompes submersibles centrifuges se déclinent en différents types, classés selon leur fonctionnement hydraulique (radial, mixte, axial) et le nombre de roues (mono-étagée, multi-étagée). Cet article porte sur une pompe submersible radiale mono-étagée courante.
Dans une pompe à flux radial, le liquide s'écoule radialement vers l'extérieur. Dans une pompe à flux axial, la roue fonctionne comme une hélice, le liquide se déplaçant axialement à travers celle-ci. Dans une pompe à flux mixte, le liquide se déplace à la fois axialement et radialement.
Le fonctionnement des pompes monocellulaires et multicellulaires diffère également. Une pompe monocellulaire ne comporte qu'une seule roue ; le liquide, après le travail effectué par la roue et guidé par la volute, s'écoule par la sortie. Dans une pompe multicellulaire, après avoir traversé la première roue, le liquide pénètre dans la seconde. Chaque roue transmet de l'énergie au liquide, permettant ainsi à la pompe multicellulaire d'atteindre une hauteur manométrique plus importante.
Qu'est-ce qui détermine le débit et la pression d'une pompe submersible ?
Relation entre le débit et la hauteur manométrique
Le débit et la hauteur manométrique sont les principaux paramètres caractérisant les performances d'une pompe. Chaque pompe possède sa propre courbe débit-hauteur manométrique, déterminée par la structure de sa roue et de son corps de pompe. Sur les courbes des pompes centrifuges classiques, la hauteur manométrique est plus élevée pour les faibles débits et diminue progressivement lorsque le débit augmente.
Cependant, la détermination du point de fonctionnement réel de la pompe repose également sur une courbe de système à pente ascendante. L'intersection de cette courbe avec la courbe débit-hauteur manométrique correspond au point de fonctionnement réel.
Pourquoi le niveau d'eau et la résistance des tuyaux sont importants
Le niveau de liquide, la différence d'altitude et les pertes de charge dans la canalisation sont des facteurs essentiels pour calculer la hauteur manométrique totale et choisir la pompe. La hauteur manométrique totale inclut notamment la différence de niveau de liquide et les pertes de charge dans la canalisation.
Plus le niveau de pompage est bas, plus la hauteur manométrique est importante et plus le débit est faible. De plus, le liquide doit surmonter la résistance due aux différences d'altitude, aux frottements et aux coudes de la canalisation. Par conséquent, la profondeur d'installation ne peut être utilisée comme indicateur direct de la hauteur manométrique totale.
Comment les solides et l'usure affectent les performances
Il existe des différences de performance importantes entre les pompes transportant des boues contenant des matières en suspension et celles transportant de l'eau claire. Les boues contenant des matières en suspension augmentent le frottement de la roue et de la canalisation, ce qui accroît la résistance au transport. Le transport prolongé de boues contenant des matières en suspension peut également éroder la roue et d'autres pièces en contact avec le fluide, entraînant une dégradation des performances hydrauliques de la pompe. Les matières solides peuvent aussi provoquer des obstructions dans les canalisations et la roue.
En résumé, les boues contenant des matières en suspension et l'abrasion ont un impact significatif sur les performances de la pompe, entraînant en fin de compte une diminution du débit et de la hauteur manométrique, des vibrations et du bruit, ainsi que des changements potentiels de la puissance du moteur.
Vidéo - Comment fonctionne une pompe à lisier ? (Pompes centrifuges)
FAQ sur les pompes submersibles
Une pompe submersible a-t-elle besoin d'être amorcée ?
Non, les pompes submersibles n'ont pas besoin d'être amorcées car elles fonctionnent entièrement sous l'eau, et le liquide remplira naturellement la pompe avant le démarrage.
Différents types de pompes submersibles
- Pompe à eau submersible
- Pompe à lisier submersible
- Pompe submersible avec remplissage d'huile
- Pompe submersible en acier inoxydable
- Pompe de surpression
- Pompe de broyage
- Pompe de puits submersible
- Pompe à fosse sèche
- Pompe submersible pour eaux usées
- Pompe d'assèchement
Pourquoi ma pompe submersible fonctionne-t-elle mais ne pompe-t-elle pas d'eau ?
Si une pompe submersible fonctionne mais ne pompe pas d'eau, c'est généralement dû à une poche d'air, à un blocage de l'entrée ou à un blocage de la vanne.
Commencez par débrancher l'alimentation et éliminer le problème de poche d'air. Inclinez la pompe sous l'eau pour expulser l'air. Inspectez l'entrée et le filtre, et retirez tout débris obstruant l'entrée. Vérifiez que toutes les vannes sont bien ouvertes.
Une pompe submersible peut-elle fonctionner en continu ?
Oui, les pompes submersibles peuvent fonctionner en continu, mais il est important de s'assurer qu'il n'y a pas de dysfonctionnements et qu'elles sont toujours immergées dans le liquide.
