Pompes hydrauliques non volumétriques ( introduction)

Les pompes hydrauliques non volumétriques n'ont pas d'étanchéité interne.

De par leur conception, elles ne peuvent fournir un débit qui demeure constant en fonction de l'augmentation de la pression de travail.

Pour cette raison, les pompes hydrauliques non volumétriques sont utilisées à l'intérieur de circuits :

• où la résistance que rencontre le fluide à déplacer est la masse du fluide en lui-même ainsi que les frottements du fluide contre les parois de la tuyauterie.

Les pompes hydrauliques non volumétriques sont utilisées :

• dans les circuits de transfert de plusieurs procédés industriels,
• dans les circuits d'alimentation en eau potable,
• dans les usines de traitement d'eau,
• dans la lutte contre les incendies et autres.

Au cours de cette étude, vous verrez :

1. quels sont les principaux types de pompes hydrauliques non volumétriques.
2. et comment on doit sélectionner une pompe hydraulique non volumétrique.

Les pompes hydrauliques non volumétriques absorbent l'énergie fournie par la source motrice, la transforme, puis la restitue sous forme d'énergie hydraulique.

Le principe de fonctionnement servant à transformer l'énergie fournie diffère selon le type de pompe.

Pompes non volumétriques centrifuges :

Dans une pompe non volumétrique centrifuge, la force centrifuge du rotor tournant à haute vitesse est utilisée pour expulser le fluide vers le refoulement.

La figure suivante vous montre l'intérieur schématisé d'une pompe centrifuge non volumétrique.

Schéma de l'intérieur d'une pompe centrifuge :

Fonctionnement :

• L'admission s'effectue par le centre du rotor.
• Le mouvement de rotation du rotor fait augmenter l'énergie cinétique du fluide qui est ainsi expulsée vers l'orifice de refoulement de la pompe.
• L'orifice de refoulement est situé dans un axe perpendiculaire à l'orifice d'admission.

Voyez à la figure suivante une pompe centrifuge accouplée à un moteur électrique.

Pompe centrifuge accouplée à un moteur électrique :

Source : Dynesco

Une pompe centrifuge d'importantes dimensions peut fournir jusqu'à 54 000 l/min. Ce type de pompe est utilisé notamment en irrigation.

Pompes non volumétriques axiales :

Dans une pompe non volumétrique axiale, la force centrifuge du rotor tournant à haute vitesse est également utilisée pour expulser le fluide vers le refoulement.

La figure suivante vous montre l'intérieur schématisé d'une pompe axiale non volumétrique.

Schéma de l'intérieur d'une pompe axiale :

Source : Vickers

Fonctionnement :

• L'admission et le refoulement de la pompe sont situés dans un même axe, d'où le nom de pompe axiale.
• Le mouvement de rotation du rotor en forme d'hélice fait augmenter l'énergie cinétique du fluide qui est ainsi expulsé vers le refoulement de la pompe.

Pompes non volumétriques à diaphragmes

Ces pompes sont aussi appelées pompes pneumatiques à double membrane.

• L'énergie servant à activer les diaphragmes est fournie sous forme d'air comprimé.
• Ce type de pompe non volumétrique ne possède pas d'arbre d'accouplement.

Avantages :

- elle peut fonctionner à sec et sans dommage si le refoulement et fermé ;

- elle peut pomper presque tous les produits chimiques, les particules de taille substantielle et les produits à haute viscosité ;

- est auto-amorçante jusqu'à 5 à 6 mètres et peut être immergée.

Elle fournit des débits de quelques litres par minutes jusqu'à 800 à 900 l/min pour des pressions de refoulement allant jusqu'à 9 bars (environ 90 mètres de colonne d'eau).

La figure suivante vous montre l'intérieur schématisé d'une pompe à diaphragmes non volumétrique.

Schéma de l'intérieur d'une pompe à diaphragmes :

La pompe se divise en quatre chambres :

• les chambres centrales 1 et 2,
• les chambres A et B.

Les chambres centrales 1 et 2 sont isolées l'une de l'autre. La chambre 1 est isolée de la chambre A par l'entremise d'un diaphragme ; il en est de même pour les chambres 2 et B.

Les deux diaphragmes sont reliés par une tige. L'air comprimé est successivement dirigé dans les chambres 1 et 2 par l'entremise d'une valve distributrice, ce qui entraîne un mouvement de gauche à droite de la tige.

Lorsque l'air est dirigé dans la chambre 2, la tige se déplace vers la droite entraînant l'admission du fluide dans la chambre A et le refoulement du fluide contenu dans la chambre B.

Des clapets antiretour sont installés à chaque extrémité des chambres A et B afin de permettre l'admission du fluide dans ces deux chambres mais d'en empêcher le retour.

La figure suivante vous montre une pompe à diaphragmes.

Pompe à diaphragmes :

Source : Lincoln

En résumé sur les pompes hydrauliques non volumétriques :

A la suite de cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants :

• Les pompes hydrauliques non volumétriques n'ont pas d'étanchéité interne.

• Les principaux types de pompes hydrauliques non volumétriques sont :

- les pompes centrifuges ;

- les pompes axiales ;

- les pompes à diaphragmes.

- La pression de travail influence directement le débit d'une pompe non volumétrique.

• La pression de travail d'une pompe non volumétrique est exprimée en hauteur de mètres de colonne d'eau.

• Les pertes de charge sont dues à la viscosité du fluide à déplacer.

• Les pertes de charge ont un effet direct sur la pression de travail (hauteur manométrique totale) d'une pompe.

• Le débit d'une pompe non volumétrique est toujours fourni en fonction de la hauteur manométrique totale et d'une vitesse de rotation fixe.

• Lors de la sélection d'une pompe non volumétrique, on doit porter une attention toute particulière à la compatibilité du fluide avec les pièces de la pompe.