Pompes centrifuges

Comment fonctionne une pompe centrifuge ? 

Une pompe centrifuge convertit l'énergie d'entrée en énergie cinétique grâce à un rotor tournant dans la chambre. Le fluide entre par l'entrée et est entraîné par la force centrifuge. À mesure que la vitesse augmente, la pression est convertie en une pression et une vitesse plus élevées, et est évacuée de la chambre. L'efficacité de la pompe est due à l'interaction de la chambre et du rotor. 

Éléments de fonctionnement 

Les éléments principaux de la pompe centrifuge sont la chambre de la pompe et le rotor, et elle est disponible en version à flux axial, à flux radial, à flux mixte et à canal latéral. 

Chambres de pompe 

La conception de la chambre de la pompe détermine la direction de l'écoulement du fluide à travers la pompe. 

Les chambres de pompe sont classées comme volute, diffuseur et vortex. 

• Volute : Le rotor est décalé dans le logement. 

• Diffuseur : Le fluide est expulsé par le rotor à travers une série d'aubes courbes sur la paroi intérieure de la chambre. 
• Vortex : La pompe ne génère pas de force centrifuge car le rotor est en retrait dans la chambre et donc à l'extérieur de la zone d'écoulement de la volute. 

La conception du rotor dicte quels fluides peuvent être déplacés à travers la chambre de la pompe. La combinaison de ces deux éléments fournit une solution de pompage hautement efficace pour le plus grand nombre d'applications. 

Types de rotors 

Il existe trois options principales de rotor : complètement ouvert, semi-ouvert et fermé. 

• Les rotors complètement ouverts sont essentiellement un ensemble d'aubes montées sur l'arbre de la pompe. Cette conception simple permet aux solides de passer à travers la pompe sans étouffer le rotor. 
• Les rotors semi-ouverts sont équipés d'une plaque arrière, qui renforce le rotor. Le fluide entrant dans la pompe ne passe pas par l'œil, mais entre la carcasse et les aubes. 
• Le rotor fermé utilise des aubes qui sont contenues à l'intérieur de deux disques ou enjoliveurs. Ces rotors sont utilisés dans les pompes à écoulement radial pour les configurations d'entrée simple ou double. 

Moins courants sont les rotors vortex, vis et hachoir. Ceux-ci sont des variations basées sur les rotors ouverts et semi-ouverts et ont été développés pour répondre à des applications plus spécialisées où des boues agressives et des solides sont impliqués. 

Pompes à un étage, à deux étages et multistages 

• Pompes à un étage : La pompe à un étage contient seulement un seul impeller. Cette pompe a été développée pour être utilisée dans des configurations verticales et horizontales. 
• Pompes à deux étages : La pompe à deux étages a une paire d'impellers montée dos à dos sur un arbre commun à l'intérieur d'une seule volute. 
• Pompes multistages : Les pompes multistages contiennent plusieurs impellers connectés en série pour fournir une pression élevée à chaque étage. 

Conceptions à écoulement radial, axial et mixte 

• Écoulement radial : Le fluide est pompé dans une direction radiale à travers l'impeller, du centre vers les extrémités des pales non inclinées. Cela entraîne une décharge du fluide à angle droit par rapport à l'arbre. 

• Écoulement axial : La pompe a un diamètre d'entrée plus grand que le diamètre de l'impeller qui pousse le fluide le long de l'axe de l'arbre. 
• Écoulement mixte : Le débit peut être décrit comme étant entre l'écoulement axial et l'écoulement radial. En d'autres termes, la conception à écoulement mixte combine les caractéristiques des pompes à écoulement radial et axial. 

Pompes à entraînement magnétique 

L'exception à la conception générale des pompes centrifuges est la pompe à entraînement magnétique. Dans cette conception, l'arbre rotatif est entièrement enveloppé à l'intérieur de la chambre de la pompe et entraîné par des aimants tournants dans le boîtier de la pompe entraînés par un moteur externe. Cela garantit que la chambre de la pompe est complètement scellée, empêchant toute fuite vers l'atmosphère car il n'y a pas de joints d'arbre. 

Avantages des pompes centrifuges 

La pompe centrifuge est plus efficace et fiable qu'une pompe à déplacement positif et est conçue pour fournir des débits élevés et bas à des pressions élevées et basses. Certains des principaux avantages des pompes centrifuges sont : 

• Pompe relativement peu coûteuse à l'achat et à l'exploitation. 
• Facile à entretenir grâce à sa conception simple, ce qui permet une longue durée de vie et des coûts de cycle de vie réduits. 
• Efficace pour manipuler des fluides de faible viscosité. 
• Résistante aux liquides abrasifs et corrosifs. 
• Écoulement de fluide régulier. 

Les inconvénients des pompes centrifuges sont que toutes les versions ne sont pas auto-amorçantes et, en raison de forces de cisaillement élevées, elles ne conviennent pas très bien aux fluides à haute viscosité ou aux produits délicats. À partir de 300 mPas, le taux d'efficacité diminue rapidement. Bien que la pompe puisse fonctionner à cette viscosité, cela n'est pas viable. 

Leur avantage par rapport aux autres types de pompes est qu'elles peuvent répondre à un large éventail d'applications dans de nombreuses industries. 

Applications 

Les pompes centrifuges peuvent être utilisées pour vider et vider des conteneurs, transférer et faire circuler des fluides. Comme la pompe est plus efficace pour manipuler des fluides de faible viscosité, elle est principalement utilisée et convient au transfert de fluides tels que l'eau, les huiles légères, le glycol, les carburants, les produits chimiques et certains types de boues. Elles sont particulièrement bien adaptées pour manipuler et transporter de l'eau, des peintures et des revêtements de surface, des aliments, des boissons, des produits pharmaceutiques et des liquides abrasifs. 

Applications hygiéniques 

Les pompes centrifuges en acier inoxydable hygiéniques sont conçues pour pomper en toute sécurité et efficacement des liquides dans la production alimentaire et de boissons, comme le lait, les jus de fruits, les boissons gazeuses et la bière. Les additifs tels que l'arôme, le glucose et les huiles sont également transportés avec des pompes centrifuges. 

Les pompes centrifuges hygiéniques certifiées 3-A, FDA et EU1935/2004 ont des propriétés de construction spéciales : 

• Les pompes centrifuges hygiéniques fonctionnent avec des joints d'étanchéité d'arbre spéciaux. 
• Les roues ont une géométrie à haute efficacité. 
• Les corps de pompe des pompes centrifuges pour les processus d'hygiène sont conçus sans zones mortes, de sorte que les pompes peuvent être facilement nettoyées. 
• Les processus de nettoyage en place (CIP) et de désinfection en place (SIP) nettoient et désinfectent la pompe sans nécessiter de démontage et de remontage. 

De plus, les fabricants des industries alimentaire, pharmaceutique, cosmétique et chimique utilisent des pompes centrifuges hygiéniques pour transporter des extraits, des émulsions et de l'eau ultra-pure. 

Applications industrielles 

Les pompes industrielles sont disponibles dans différentes tailles et types, il est donc important de choisir la bonne technologie et conception pour l'application. Par exemple, les pompes centrifuges monobloc en fonte avec des arbres en acier inoxydable conviennent à l'alimentation en eau et au pompage d'eau de service industrielle, tandis que les roues à aubes ouvertes et le matériau en acier inoxydable pour le corps de pompe et la roue offrent une meilleure résistance chimique. Les pompes centrifuges multistades peuvent être utilisées pour augmenter la pression du système d'eau, avec des connexions inclinées pour une intégration plus facile dans les systèmes existants. Il convient de veiller à une taille de sortie appropriée, car des pompes trop grandes peuvent devenir coûteuses en raison des besoins en énergie du moteur. 

Applications commerciales 

Les pompes centrifuges sont utilisées dans une variété d'applications commerciales et du secteur privé, notamment: 

• Pompes jet auto-amorçantes pour l'irrigation et l'horticulture. 
• Pompes de puits à plusieurs étages pour la production d'eau. 
• Pompes submersibles avec interrupteurs à flotteur pour vider les réservoirs d'eau de pluie. 
• Pompes submersibles avec broyeurs intégrés pour pomper les fosses contenant de l'eau sale. 
  

Lors du choix de la bonne pompe, l'application doit déterminer le type de pompe le plus approprié. Les paramètres tels que le débit et la pression de livraison, la température, les caractéristiques de l'écoulement, la pression de vapeur, la teneur en solides, la corrosivité, la toxicité et l'hygiène déterminent la pompe la plus adaptée. Il est également essentiel de choisir la bonne roue et la bonne taille de roue pour l'application. Toutes les roues ont leurs avantages et leurs inconvénients, ont des efficacités opérationnelles différentes et conviennent à différentes applications et fluides. Les roues entièrement ouvertes sont conçues pour réduire l'usure et les blocages potentiels, tandis que les roues semi-ouvertes sont faciles à nettoyer et peuvent manipuler des fluides difficiles contenant des matériaux fibreux, des graviers et des boues. Les roues fermées, en revanche, conviennent aux produits gazeux, aux fluides propres ou fins ne contenant pas de solides et/ou aux fluides agressifs. 

Pourquoi choisir AxFlow ? 

AxFlow propose des pompes centrifuges et des accessoires pour la plus large gamme d'industries et d'applications. L'objectif d'AxFlow est de toujours s'assurer que les pompes centrifuges fournies répondent aux exigences et aux attentes des clients. Avez-vous besoin d'aide pour choisir la bonne pompe pour vos besoins ? N'hésitez pas à nous contacter. Les experts et ingénieurs d'AxFlow peuvent fournir des conseils pour naviguer les complexités des pompes centrifuges, de la sélection et de la spécification à l'installation de l'équipement et au support de suivi.