FCA Fluid Handling

Le fonctionnement d’une pompe à engrenages externes comporte 3 phases : le remplissage, le transfert et le refoulement.

Remplissage :

La pression présente du côté aspiration d’une pompe pousse le produit vers les engrenages. Ceux-ci tournent de manière qu’ils s’ouvrent au côté aspiration de la pompe.

Transfert :

Lorsque les engrenages s’ouvrent, l’espace entre eux se remplit de produit. Ensuite, le produit tourne vers le côté de presse.

Refoulement :

Les dents du côté de presse s’emboîtent et poussent le produit vers l’extérieur, en direction de la ligne de presse.

Débit constant et sans pulsation :

Ce principe assure un débit quasi constant de l’aspiration vers le côté de presse.
Cela permet aux pompes à engrenages de pomper le produit sans pulsation.

La configuration d’une pompe à engrenages externe est spécifique au processus de la pompe.
Cela améliore la fiabilité ainsi que la précision de la pompe !

Veuillez trouver un aperçu des composants d’une pompe à engrenages externe ci-dessous :

Il faut remarquer:

• Les corps de pompe sont disponibles en deux ou trois parties.
• Les joints toriques entre le corps de pompe et le couvercle et/ou la plaque de montage ne sont pas toujours nécessaires.
• Lors du pompage, le produit lui-même lubrifie les paliers. Ce sont des paliers lisses.

Bien que les jeux soient exceptionnellement minimes (de l’ordre de μm) pour les pompes à engrenages Suurmond, les jeux sont nécessaires pour que la pompe fonctionne. À travers ces jeux, le produit reflue du côté refoulement vers le côté aspiration.

Il existe également une fuite souhaitée du produit à travers les paliers vers le côté aspiration de la pompe. Cette fuite est souhaitée, car elle crée un film lubrifiant entre les arbres et les paliers.

La quantité de fuite dépend des conditions de fonctionnement suivantes :

• Viscosité                         : plus elle est faible, plus les fuites sont importantes.
• Pression différentielle : plus elle est élevée, plus les fuites sont importantes.
• Vitesse                            : plus elle est faible, plus les fuites sont importantes.
• Température                 : selon la température, les jeux peuvent être plus ou moins importants.

Une pompe à engrenages à accouplement magnétique est une pompe qui est hermétiquement fermée à l’atmosphère.
D’un point de vue classique, une pompe, y compris une pompe à engrenages, est équipée d’au moins un joint. Ce joint, situé sur l’arbre d’entraînement externe, empêche la pompe de fuir. Selon l’application, ce joint est exécuté comme un joint d’huile, un joint à douille ou un joint à bague glissante (simple ou double).

Dans le cas d’une pompe à couplage magnétique, un aimant est placé sur l’arbre d’entraînement. Cet aimant est entouré d’un manchon magnétique, qui est monté sur la pompe.
Ce manchon magnétique à étanchéité statique (souvent avec un joint torique) garantit que l’intérieur de la pompe – où le produit se trouve dans la pompe – est hermétiquement isolé de l’air extérieur, l’atmosphère.

Pour entraîner la pompe, un entraînement est fixé à la pompe (sans alignement) au moyen d’une lanterne ou d’un socle. Un aimant est également placé sur l’arbre de sortie de l’entraînement. Lorsque l’entraînement fonctionne, l’aimant extérieur entraîne l’aimant intérieur et la pompe est entraînée.

Accouplement magnétique pour les pompes à engrenages MAAG

• Les pompes à accouplement magnétique sont hermétiques. Des processus sécurisés !
• Convient également aux liquides cristallisants, toxiques et réactifs.
• Presque sans maintenance.
• Les pièces d’usure sont limitées aux roulements et aux engrenages.
• De hautes pressions d’aspiration sont possibles.
• Des températures extrêmement élevées et basses sont possibles.

La cavitation se produit quand une pompe est mal remplie. Lorsque le débit vers la pompe est insuffisant, le « NPSH disponible » (Tête d’Aspiration Positive Nette) sera inférieur au « NPSH requis ».
La pression du liquide ne suffira plus pour remplir la pompe, et des bulles de vapeur du côté aspirateur s’écouleront dans la pompe. Ces bulles sont comprimées et imploseront au côté décharge. Ces implosions endommageront les parties de la pompe, qui finira par être cassée.

Ensuite, la cavitation se manifeste par des bruits métalliques et endommagera la pompe.

Il y a plusieures causes pour la cavitation:

• La vitesse du moteur est trop élevée
• Le tuyau d’aspiration est trop long
• La résistance dans le tuyau d’aspiration est trop élevée
• La pression de vapeur est trop élevée, ou bien la pression d’aspiration est inférieure à la pression de vapeur du liquid
• La pression dans la pompe est trop faible

La pression du liquide ne suffira plus pour remplir la pompe, et des bulles de vapeur du côté aspirateur s’écouleront dans la pompe. Ces bulles sont comprimées et imploseront au côté décharge. Ces implosions endommageront les parties de la pompe, qui finira par être cassée.

Il faut inspecter la pompe, en remplaçant les parties endommagées. Ensuite, il faut déterminer la cause de la cavitation afin de pouvoir prendre les mesures nécessaires pour éviter toute cavitation future.

Il faut toujours vérifier si le NPSHdisponible > NPSHréquis afin d’éviter la cavitation de la pompe. Prenez également les mesures nécessaires afin de créer des circonstances optimales pour votre installation (voir plus haut).

Consultez les FAQ pour en savoir plus sur le NPSH !

Nos spécialistes Suurmond se feront un plaisir de vous aider à trouver une solution à vos problèmes de cavitation ou à prévenir les problèmes dus à la cavitation !

La pompe cavitera si le NPSHdisponible est inférieur au NPSHrequis ! La cavitation endommagera la pompe et peut arrêter le processus de la pompe.

Pour éviter la cavitation : NPSHdisponible > NPSHrequis

Plus d’informations dans la section FCA La cavitation!

Le NPSH est l’abréviation de l’anglais « Nett Positive Suction Head » ; ou bien la pression nette qui reste à l’entrée du côté aspiration de la pompe après déduction de toute perte de charge.

Il est très important de connaître la valeur NPSH, vu qu’on utilise les pompes à engrenages de Suurmond entre autres can cas de vides élevés au côté aspiration (en particulier pour la distillation et en dessous des réacteurs).

Le NPSH_requis est la pression minimale qui est nécessaire. Chaque fournisseur de pompes doit indiquer cette valeur. Pour les pompes à engrenages, cette valeur dépend de plusieurs facteurs : la viscosité et la vélocité du liquide pompé, la vitesse de la pompe ainsi que la conception de l’entrée de la pompe.

En gros, le NPSH_requis est égal à la perte de pression entre l’entrée du côté aspiration et là où le liquide entre en contact avec les dents. Il nous faut un peu de force supplémentaire (pression) afin de pouvoir transférer le fluide dans l’engrenage rotatif.

C’est la valeur NPSH qui est disponible dans le système.

L’utilisateur de la pompe doit calculer cette valeur qui dépend de l’installation. C’est la valeur de pression absolue du côté aspiration de la pompe.

Le NPSH_disponible peut être calculé à l’aide de la formule suivante :

NPSH_disponible = P_cuve + h – Pd_tuyauterie – P_vapeur

P_cuve                La pression atmosphérique dans la cuve/le réservoir/le conteneur en face de la pompe

h                      La hauteur du liquide dans le réservoir au-dessus de l’axe de la pompe

Pd_tuyauterie       La chute de pression dans la tuyauterie entre le réservoir et l’ouverture de la pompe
P_vapeur             La pression de vapeur à la température de fonctionnement du liquide

Bien que la P_vapeur est la valeur la plus importante, elle est souvent oubliée lors du calcul du NPSH_disponible. Lorsque la pression absolue à l’entrée de la pompe est inférieure à la pression de vapeur du liquide, la pompe à engrenages cessera de fonctionner (cavitation, absence de lubrification, etc.)

La pompe cavitera si le NPSH_disponible est inférieur au NPSH_requis ! La cavitation endommagera la pompe et peut arrêter le processus de la pompe.

Pour éviter la cavitation : NPSH_disponible > NPSH_requis

Voir les FCA pour en savoir plus sur la cavitation !