Parties principales d’une pompe centrifuge
Chaque pompe centrifuge est composée de centaines de pièces. Pratiquement toutes les pompes centrifuges ont en commun quelques composants. Ces composants peuvent être subdivisés en extrémité humide et extrémité mécanique .
La partie humide de la pompe comprend les pièces qui déterminent la performance hydraulique de la pompe . Les deux extrémités humides principales sont la roue et le carter . Dans certains cas, le premier roulement radial peut être lubrifié à l’eau. Dans ce cas, le roulement peut également appartenir à une partie humide.
L’ extrémité mécanique comprend les pièces qui supportent la roue dans le boîtier . L’extrémité mécanique de la pompe comprend l’ arbre de la pompe , l’ étanchéité, les roulements et le manchon d’arbre .
Ces composants sont conçus pour effectuer des tâches spécifiques:
Roue. La roue est un rotor utilisé pour augmenter l’énergie cinétique du flux.- Boîtier (Volute). Le boîtier contient le liquide et agit comme un récipient de confinement de pression qui dirige le flux de liquide dans et hors de la pompe centrifuge. La volute est un entonnoir incurvé qui augmente de surface à l’approche de l’orifice de décharge. La volute d’une pompe centrifuge est l’enveloppe qui reçoit le fluide pompé par la roue, ralentissant le débit du fluide. Par conséquent, selon le principe de Bernoulli, la volute convertit l’énergie cinétique en pression en réduisant la vitesse tout en augmentant la pression. Certaines pompes centrifuges contiennent des diffuseurs. Un diffuseur est un ensemble d’aubes fixes qui entourent la roue. Le diffuseur dirige le débit, permet une expansion plus progressive et augmente donc l’efficacité de la pompe centrifuge.
- Arbre (rotor). La roue est montée sur un arbre. L’arbre est un composant mécanique pour transmettre le couple du moteur à la roue.
- Étanchéité d’arbre. Les pompes centrifuges sont fournies avec des bagues de garniture ou une garniture mécanique qui aident à empêcher la fuite du liquide pompé.
- Roulements. Les roulements limitent le mouvement relatif de l’arbre (rotor) et réduisent le frottement entre l’arbre rotatif et le stator. Il existe au moins 5 types de roulements courants, chacun fonctionnant selon des principes différents:
- Palier lisse
- Palier à roulement
- Roulement bijou
- Palier fluide
- Roulement magnétique
Types de roues dans les pompes centrifuges
La conception de la roue est le facteur le plus important pour déterminer les performances d’une pompe centrifuge. Une roue correctement conçue optimise le débit tout en minimisant les turbulences et en maximisant l’efficacité .
La roue d’une pompe centrifuge peut être de trois types de base :
- Roue ouverte. Les roues ouvertes ont les aubes libres des deux côtés. Les roues ouvertes sont structurellement faibles. Ils sont généralement utilisés dans des pompes de petit diamètre et peu coûteuses et des pompes manipulant des matières en suspension.
- Roue semi-ouverte . Les aubes sont libres d’un côté et fermées de l’autre. Le carénage ajoute une résistance mécanique. Ils offrent également des rendements plus élevés que les roues ouvertes. Ils peuvent être utilisés dans des pompes de diamètre moyen et avec des liquides contenant de petites quantités de solides en suspension. En raison de la minimisation de la recirculation et d’autres pertes, il est très important qu’un petit jeu existe entre les aubes de la roue et le carter.
- Roue fermée . Les aubes sont situées entre les deux disques, le tout dans une seule pièce moulée. Ils sont utilisés dans les grandes pompes à haut rendement et à faible hauteur d’ aspiration nette requise . Les pompes centrifuges à roue fermée sont les pompes les plus utilisées pour traiter les liquides clairs. Ils reposent sur des bagues d’usure à jeu réduit sur la roue et sur le corps de pompe. La roue fermée est une conception plus compliquée et plus coûteuse non seulement à cause de la roue, mais des bagues d’usure supplémentaires sont nécessaires.
Les pales de la roue peuvent être:
- Conception de lame incurvée vers l’arrière (conception préférée en raison de la pente négative de la courbe de performance)
- Conception de la lame radiale
- Conception de la lame incurvée vers l’avant (en raison de conditions de pente positives, cette conception peut provoquer une surtension de la pompe)
Les roues peuvent être soit:
- Aspiration simple . Une turbine à aspiration unique permet au liquide de pénétrer au centre des pales dans une seule direction.
- Double aspiration . Une roue à double aspiration permet au liquide de pénétrer au centre des pales de la roue des deux côtés simultanément. Cela réduit les forces exercées sur l’arbre.
La pression de sortie change légèrement selon la conception utilisée. Les lames peuvent être ouvertes ou fermées. Le diffuseur peut également être équipé d’ailettes fixes pour aider à guider le flux vers la sortie. L’énergie transférée au liquide correspond à la vitesse au bord de la roue. Plus la roue tourne vite ou plus la roue est grande, plus la tête de vitesse sera élevée.
En général, les pompes centrifuges peuvent être classées en fonction de la manière dont le fluide s’écoule à travers la pompe. Ce n’est pas une classification basée uniquement sur la roue, mais elle est basée sur la conception du corps de pompe et de la roue . Les trois types de flux à travers une pompe centrifuge sont:
- écoulement radial
- flux mixte (en partie radial, en partie axial)
- débit axial (type hélice)
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