Moteurs de pompes centrifuges utiliser la rotation mécanique pour ajouter de la vitesse à un liquide pompé. Cette vitesse augmente la pression d'un liquide.
Le fluide entre dans la pompe axialement à un diamètre plus petit connu sous le nom d'œil de roue et progresse radialement vers l'extérieur à travers un ensemble d'aubes incurvées, puis dans une buse de refoulement.
La roue
Une roue est l'élément de pompage rotatif qui transmet l'énergie mécanique du moteur au fluide pompé. Il est conçu avec des aubes incurvées vers l'arrière qui sont reliées à un arbre et se retrouvent dans les pompes centrifuges de toutes tailles.
Le corps de pompe transforme la vitesse générée par la roue en un débit d'eau contrôlé et stable. Il est également responsable de la conversion de l'énergie cinétique évacuée à la sortie en énergie de pression.
Ceci est accompli lorsque la turbine précède - elle s'éloigne de la plaque de soupape tout en inversant le sens de rotation - jusqu'à ce qu'elle atteigne le sommet du cylindre de va-et-vient ou le point mort haut (PMH). C'est à ce moment que la connexion entre la chambre de liquide piégée et l'orifice de refoulement de la pompe se ferme. La pression résultante est transmise par le système de tuyauterie à l'application. La vitesse du liquide pompé peut être ajustée en ajustant le diamètre du tubage, ce qui peut entraîner un débit ou une tête différents.
L'arbre
L'arbre est un élément central du moteur de la pompe. Il transfère la puissance du conducteur à la roue. Il doit également résister aux vibrations de la fréquence de passage des aubes, des vitesses critiques et des harmoniques pour éviter les ruptures de fatigue.
Il doit résister aux efforts hydrauliques radiaux, notamment au niveau de la rainure de clavette, du rayon du congé ou des rainures du circlip et il doit être capable de supporter des contraintes de flexion à ses points les plus faibles tels que le rayon, l'épaulement et le siège de clavette. Les fractures de l'arbre dues aux contraintes de flexion se produisent lorsque la charge dépasse la limite élastique du matériau. Le type de rupture dépend du nombre de cycles, de la périodicité et de la distance (déformation ou amplitude) de la contrainte de flexion.
L'arbre doit être isolé du liquide pompé à l'aide d'un joint mécanique ou d'un presse-étoupe. La partie fixe du joint est maintenue en place sur l'arbre par une vis de réglage tandis que la partie rotative est montée sur l'alésage du boîtier ou de la chambre du joint. Les garnitures mécaniques nécessitent le liquide pompé pour lubrifier et refroidir la garniture afin qu'elles puissent remplir leur fonction correctement.
La tête de pompe
La tête de pompe est un boîtier circulaire étanche qui maintient la roue. C'est la partie de la pompe centrifuge qui donne de la vitesse au liquide et génère de la tête (pression).
La différence entre la tête et la pression est que la tête donnée est indépendante du fluide tandis que la pression dépend de la gravité. En conséquence, la même tête créera différentes pressions pour différents fluides avec différentes densités relatives.
Un joint mécanique ou un presse-étoupe est utilisé pour envelopper l'arbre et le boîtier, assurant un ajustement serré et une étanchéité contre la pression et les forces de frottement. Les presse-étoupes utilisent une série d'anneaux segmentés qui sont scellés ensemble avec de l'huile lubrifiant la garniture qui est refroidie par le fluide pompé.
Les pompes centrifuges sont conçues pour une gamme de puissances en chevaux. Chaque pompe a une courbe de performance qui montre diverses mesures de performance, y compris la tête et le débit à des débits spécifiques. Le point d'intersection de la courbe de la pompe et de la courbe du système est le point de fonctionnement.
Le corps de la pompe
Les pompes centrifuges sont simples, économiques et polyvalentes. Ils conviennent mieux aux liquides à faible viscosité et coulent comme de l'eau ou des huiles légères et peuvent être utilisés dans de nombreuses applications.
Ils sont généralement en fonte, en acier embouti ou en plastique. Ils peuvent également être en acier inoxydable, en alliages exotiques ou en bronze pour traiter des liquides corrosifs ou abrasifs. Ils peuvent également être fabriqués pour répondre aux exigences sanitaires.
Le corps de pompe (appelé volute) a la forme d'une coquille d'escargot et s'élargit à mesure qu'il se dirige vers l'orifice de refoulement. Le boîtier aide à réduire la vitesse/le débit de l'eau et augmente la pression.
Le tuyau d'aspiration est relié à l'entrée du tubage et l'eau est plongée à travers un clapet de pied et une crépine. Cela aide à empêcher la pompe de se noyer. La garniture de presse-étoupe est un ensemble d'anneaux segmentés qui sont enroulés autour de l'arbre et nécessitent un liquide pompé pour les lubrifier et les refroidir.
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