Qu'est-ce qu'une pompe à lisier à cavité progressive ?
Une pompe PC, ou pompe à boues à vis excentrée, est un type de pompe volumétrique utilisée pour les fluides très visqueux. Polyvalente et polyvalente, elle est particulièrement adaptée au pompage de matériaux visqueux, abrasifs ou sensibles au cisaillement, ainsi qu'au dosage de produits chimiques. Les pompes à vis excentrée sont également appelées pompes à cavité progressive, pompes PC, pompes à cavité progressive et pompes à cavité progressive.
Fonctionnement en flux d'une pompe à boues à cavité progressive
La pompe PC (Progressive Pump) est chargée de générer le débit. La compression soutient la structure du liquide en mouvement à l'extrémité de la buse.
Les pompes PC, ou pompes progressives, aspirent le fluide dans un carter allongé par une prise d'aspiration. Un collecteur hélicoïdal est encastré à l'intérieur du bâtiment. L'hélice du stator est décalée par rapport à celle du rotor lorsque ce dernier tourne et entre en contact avec la surface du stator, créant ainsi une succession de minuscules cavités.
Le fluide « progresse » à travers ces cavités, pour finalement sortir par une sortie de décharge.
Les pompes PC ou Progressive Pumps peuvent parfois manquer d'eau, car la chaleur générée par le stator et le rotor peut entraîner un dysfonctionnement du compresseur. Plusieurs pompes PC sont équipées d'accessoires pour les protéger.
Les pompes à cavité progressive ou PC ont une force de phase plus élevée que la plupart des pompes volumétriques et une capacité de pompage élevée.
Les pompes à vis excentrée transportent des fluides que les autres pompes industrielles ne peuvent pas transporter. Elles assurent généralement les fonctions suivantes :
- Pompage chimique
- Des matériaux sensibles au cisaillement sont pompés.
- Pompage de matériaux contenant des particules abrasives
- Pompage de fluides visqueux ou lourds
Essai de pompage, formes posologiques et relevé de compteurs de produits chimiques
Les cavités à l'intérieur d'une pointe de pompe PC coïncident sur leurs bords. Il n'y a donc aucune vibration d'écoulement autre que celle produite par la partie pompe ou la déformation du liquide. Ce pompage régulier et à faibles pulsations rend les pompes PC idéales pour les applications de dosage.
Les pompes PC ont un débit proportionnel à leur vitesse, ce qui leur permet d'administrer des fluides très visqueux tels que des additifs et des produits chimiques.
Composants de finesse de coulée
Le débit volumétrique d'une pompe PC est lié à sa vitesse de rotation. De ce fait, le fluide pompé est soumis à un cisaillement relativement faible. Grâce à cette propriété et à une vitesse interne réduite, les pompes PC sont adaptées au pompage de matériaux sensibles au cisaillement, tels que les fluides contenant des solides fragiles.
Les produits de pompage contiennent des granulés abrasifs.
Dans d'autres modèles de pompes, les fluides circulent à grande vitesse le long des parois intérieures du corps. Lorsque des solides abrasifs se trouvent dans le matériau pompé, ils « décapent » les surfaces de la pompe, provoquant son usure avant la fin de sa durée de vie utile.
En revanche, le fluide est déplacé à travers un long boîtier. Au lieu d'être impactées par force centrifuge, les particules abrasives se déplacent parallèlement aux surfaces internes à une vitesse réduite.
Les pompes PC sont beaucoup plus durables lorsqu'elles sont utilisées dans ces domaines d'application et durent plus longtemps que les autres.
Essayer de pomper des fluides de grande taille ou à cisaillement.
Les pompes à vis excentrée sont idéales pour pomper des fluides de viscosité supérieure. Le débit d'une pompe centrifuge diminue à mesure que la viscosité du fluide augmente. Ce phénomène est inefficace, car la pompe doit augmenter sa consommation d'énergie pour suivre le rythme.
Les pompes PC, comme toutes les pompes volumétriques, génèrent leur débit. Une pompe PC, ou pompe à cavité, s'améliore et gagne en efficacité à mesure que la viscosité augmente, et conserve approximativement la même vitesse d'écoulement malgré le poids des techniques forcées.
Pompage de fluides dans des applications à débits variables
Les pompes PC génèrent un débit précis à chaque tour, ce qui simplifie la régulation du débit en ajustant la vitesse de la pompe. Elles fonctionnent efficacement en association avec des variateurs de fréquence pour gérer les débits.
De même, les pompes PC ou à cavités progressives peuvent parfois être utilisées lorsqu'un débit constant est requis, mais que la viscosité du fluide pompé varie.
Caractéristiques de la pompe à boues à cavité progressive
Une barre de traction est courte si nécessaire
Les pompes à vis excentrée sont construites avec ou sans barre de traction courte si nécessaire. La réduction ou la suppression de la barre de traction simplifie l'installation et le démontage du stator par rapport aux pompes standard.
Gaine scellée à double couche
La gaine étanche double couche offre une résistance à l'usure supérieure à celle des gaines étanches monocouches et une durée de vie plus longue. La gaine extérieure empêche les fuites de lubrifiant et la pollution du fluide lorsque la gaine intérieure est désactivée.
Joint universel à denture sphérique
Lorsqu'il supporte une charge axiale, ce joint universel à dents sphériques peut générer plus de couple et sa forme générale le rend plus facile à démonter et à installer.
Joint universel à axe transversal
Le joint universel à axe transversal est utilisé pour les pompes à vis excentrée multicouches de grande taille. Il est lubrifié à la graisse et à l'huile fine pour résister aux couples et aux efforts axiaux élevés.
Application de la pompe à boues à cavité progressive
Comme le montre l'illustration, les pompes à vis excentrée adaptées se distinguent par leur architecture allongée et fine, le stator étant presque dix fois plus large. Cela implique souvent un encombrement important au sein de l'installation, ce qui peut constituer un inconvénient. Des modèles plus compacts sont disponibles, mais cela se fait généralement au détriment de la pression maximale admissible.
Les pompes à cavité progressive sont utilisées dans une variété d'applications, dont certaines sont :
- dosage et dosage
- eaux usées
- fabrication de produits chimiques
- extraction/production de pétrole
- transformation des aliments et des boissons
- papier et pâte à papier
- génie de l'environnement
- Pomper l'eau du puits avec une faible consommation d'énergie
- Pompage d'huile lubrifiante
Les pompes à vis excentrée doivent être soigneusement sélectionnées en fonction de la température du fluide et ne constituent pas une solution adaptée aux fortes variations de température. Le stator et le rotor hélicoïdal peuvent ne disposer que de quelques millimètres de jeu pour assurer l'efficacité de la pompe et transférer les fluides au débit souhaité. Le stator étant en caoutchouc, d'importantes variations de température peuvent provoquer un léger gonflement, entraînant une différence de rendement, de débit et de pression. Les pompes à vis excentrée sont généralement dimensionnées pour le débit et la pression requis à une température spécifique. En cas de variation de cette température, la pompe peut continuer à fonctionner, mais avec un rendement réduit.
Principe de fonctionnement des pompes à vis excentrée
Les pompes à vis excentrée sont des pompes volumétriques rotatives qui traitent les liquides en les transportant d'abord dans une chambre de transport, puis en les déplaçant. Le mouvement de transport est propulsé par un arbre rotatif (contrairement à la pompe alternative, où le piston est droit).
Le rotor, ou arbre rotatif, oscille contre un stator fixe grâce à la géométrie spiralée des deux composants. Des chambres de transport (également appelées cavités) se forment là où le fluide circule de l'entrée à la sortie de la pompe.
Alors que le rotor est construit à partir d'un matériau relativement rigide (généralement du métal, mais la céramique est également utilisée dans des applications particulières), le stator est élastique et est généralement constitué d'un élastomère.
Le débit des pompes à vis excentrée n'est pas affecté par la consistance et la viscosité du fluide pompé : la quantité délivrée est uniquement déterminée par la vitesse. La capacité de la pompe peut être régulée avec précision grâce à un variateur de fréquence.
Une précision de 5 à 3 % est possible ; les petits doseurs peuvent atteindre 1 %. Pour les fluides contenant de grandes quantités de matières sèches, des pompes à entonnoir équipées de convoyeurs à vis spécifiques et de dispositifs de rupture de pont sont appropriées.
Le produit est tassé grâce à une zone de compactage conique et une vis de transfert pour un approvisionnement maximal en produit. Des roues à rayons, agissant efficacement sur le produit, empêchent la formation de ponts dans l'arbre de la pompe.
Avantages des pompes à cavité progressive
Le principe de transport de la pompe à vis excentrée présente plusieurs avantages :
- Manipulation continue et à faible pulsation de liquides même à haute viscosité : la rotation régulière du rotor empêche les fluctuations brusques de pression.
- Gestion douce des fluides avec une teneur élevée en solides : l'espace de transport entre le rotor et le stator ne présente que de faibles forces de cisaillement.
- Excellente précision de dosage : pour les pompes à vis excentrée, la capacité de la pompe peut être déterminée avec précision en fonction de la vitesse.
- L'inversion simple de direction et la direction sont transmises.
- Capacités d'aspiration élevées même lorsque la teneur en gaz est élevée (jusqu'à 9 fois)
- Passage libre important des billes : Un grand diamètre autorisé pour les solides minimise le colmatage.
- En raison de la longue durée de vie et des intervalles de maintenance, les coûts du cycle de vie sont faibles.
Autres avantages :
- Il peut fonctionner avec des liquides légers, translucides et abrasifs.
- Adapté aux domaines d'application faibles et élevés
- Permet un débit continu et raisonnable.
- Auto-amorçant
- Il ne s'évapore pas dans l'air
- Force de pompage élevée
- Le système latéral fonctionne.
- Calme
L'inconvénient des pompes à cavité progressive (PC)
- Un film fluide assure la lubrification des surfaces de contact. Une fois à sec, ces pompes tombent en panne.
- Les pompes à vis excentrée se déplacent légèrement plus vite et ne génèrent qu'un léger mouvement de fluide. Ce problème peut être résolu à l'aide de variateurs de fréquence (VFD) et de suppresseurs, ce qui augmente les coûts d'installation. Un VFD peut constituer une application complexe et spécifique.
- Le débit de la pompe est affecté lorsque le fluide visqueux ne s'écoule pas rapidement dans le compresseur. Il est donc essentiel de respecter les limites de vitesse prescrites pour le fluide liquide et visqueux (et donc de les vérifier et de les respecter scrupuleusement).
- Les pompes PC ne peuvent pomper qu'un certain niveau de liquide.
- En raison des raccords apparents du rotor/stator, les taux de ralentissement peuvent être substantiels, ce qui peut rendre la pompe inefficace.
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