L'efficacité des pompes est importante dans les applications industrielles. Ces types de pompes sont conçus pour convertir la majeure partie de l'énergie d'entrée en capacité de refoulement, ce qui permet de réduire les coûts et d'améliorer les performances en retour. Par conséquent, la comparaison entre les pompes à engrenages et les pompes à lobes devient nécessaire pour toute industrie recherchant les solutions les mieux adaptées. Un choix judicieux garantit un contrôle précis de la pression ainsi qu'un traitement en douceur des fluides qui les traversent. Les professionnels doivent savoir comment chacune fonctionne différemment, quels sont les niveaux d'efficacité et les exigences de maintenance, et où elles peuvent être appliquées de manière appropriée.
Comprendre les pompes à engrenages
Définition et caractéristiques de base
Ces pompes sont également connues sous le nom de pompes à géroteur qui utilisent un engrenage interne avec des engrenages externes ayant une géométrie spéciale de sorte que les deux composants sont en contact étroit mais ne se touchent pas simultanément à tous les points, ce qui permet d'obtenir une plus grande compacité ainsi que de meilleures performances que tout autre type pouvant être offert seul ou en combinaison avec d'autres. Ils peuvent doser avec précision les liquides ou les matières visqueuses grâce à un engrènement parfait entre leurs engrenages, ce qui permet d'obtenir un volume défini pour chaque tour effectué par ces derniers.
Fonctionnement des pompes à engrenages
Les fluides sont transférés par les pompes à engrenages au moyen de roues dentées ou d'engrenages rotatifs, ce qui crée un joint liquide autour de l'élément rotatif contre le corps de la pompe, provoquant ainsi une aspiration à son point d'entrée. Dès que le fluide pénètre à l'intérieur, il s'enroule autour des cavités formées par les dents sur les côtés opposés tout en étant transporté mécaniquement vers le côté de refoulement à travers ces mêmes zones de dents qui produisent un débit uniforme et régulier directement proportionnel au nombre de tours effectués par unité de temps.
Types de pompes à engrenages (externes et internes)
Il existe deux catégories principales, à savoir les catégories externe et interne.
- Pompes à engrenages externes : Ce type de pompe se compose principalement de deux engrenages identiques qui s'emboîtent l'un dans l'autre et qui sont soutenus par des arbres distincts. Elles peuvent supporter des pressions relativement plus élevées, jusqu'à 7 500 psi, car le support de l'arbre est plus rigide en raison des tolérances plus étroites maintenues au cours du processus de fabrication.
- Pompes à engrenages internes : Un engrenage tourne à l'intérieur d'un autre, les deux ayant des tailles différentes, mais ils s'engrènent quand même. Ces pompes aspirent bien les fluides car leur capacité d'aspiration est élevée, en particulier les fluides très visqueux qui peuvent facilement se briser lorsqu'ils sont soumis à des forces de cisaillement telles que celles générées par ces pompes.
Avantages des pompes à engrenages
Manipulation sous haute pression
Les pompes à engrenages ont la capacité de créer des pressions très élevées, ce qui les rend adaptées aux applications nécessitant un contrôle précis de la pression. Elles peuvent être utilisées jusqu'à 7500psi si nécessaire.
Conception compacte
Ces types de pompes sont relativement petits car ils comportent peu de pièces mobiles, ce qui les rend plus fiables et plus faciles à intégrer dans différents systèmes sans aucun problème. Leur compacité permet également de les installer dans des endroits où l'espace est limité ou inexistant.
Inconvénients des pompes à engrenages
Niveaux de bruit
Comparées à d'autres technologies de pompes, les pompes à engrenages ont tendance à produire des niveaux de bruit plus élevés. Les engrenages qui s'entrecroisent pendant la rotation produisent des bruits mécaniques qui peuvent devenir gênants, surtout s'ils sont utilisés à proximité de zones calmes comme les zones résidentielles pendant les heures de nuit.
Usure et détérioration
En cas d'utilisation prolongée, les engrenages de la pompe à engrenages s'usent généralement, ce qui entraîne des difficultés d'entretien. Il est parfois difficile d'effectuer l'entretien de ces machines car il faut tout démonter, ce qui prend beaucoup de temps et d'énergie ; en outre, des contrôles fréquents doivent être effectués pour maintenir le niveau de performance le plus élevé possible de ces mécanismes.
Comprendre les pompes à lobes
Définition et caractéristiques de base
Les pompes à lobes rotatifs ou simplement les pompes à lobes utilisent deux lobes ou plus qui tournent à l'intérieur d'un boîtier créant des chambres scellées à travers lesquelles le fluide est déplacé d'un côté à l'autre. Elles sont conçues pour traiter des liquides très visqueux tels que les pâtes, les boues, etc., et peuvent donc être largement utilisées dans de nombreuses industries traitant différents types de matériaux épais. Leur construction robuste garantit leur longévité et leur fiabilité, même dans des conditions de travail extrêmes, de sorte qu'ils ne s'abîment pas facilement au cours de processus lourds.
Comment fonctionne une pompe à lobes ?
A l'intérieur du boîtier de pompes à lobesDans le cas d'une pompe à essence, il y a des lobes rotatifs. Lorsque ces lobes tournent, ils forment une séquence de chambres fermées qui poussent le fluide de l'entrée à la sortie. En outre, ce type de pompe garantit un traitement en douceur des fluides sensibles au cisaillement, car ses lobes ne se touchent pas en se déplaçant, ce qui réduit les risques pour le produit et les rend applicables dans les situations où un transfert de liquide délicat est nécessaire.
Types de pompes à lobes
Il existe plusieurs modèles de pompes à lobes pour répondre aux différents besoins industriels. Les principales catégories sont les suivantes
- Pompes à lobe unique : Ces pompes n'utilisent qu'un seul lobe pour déplacer les liquides. Elles fonctionnent mieux avec les fluides de faible viscosité.
- Pompes à lobes multiples : Ce type de pompe possède plus de deux lobes, ce qui augmente l'efficacité et la capacité à traiter différents types de liquides, y compris ceux contenant des particules plus grosses ou des viscosités plus élevées.
Avantages des pompes à lobes
Manipulation sûre des fluides
Le fait qu'ils manipulent les fluides en douceur les rend parfaits pour les applications impliquant des matériaux sensibles aux forces de cisaillement. En outre, l'absence de contact entre leurs lobes minimise les risques d'endommager des objets fragiles au cours du processus de pompage, tels que les denrées alimentaires, les médicaments et autres produits utilisés dans l'industrie cosmétique.
Polyvalence des applications
Les pompes à lobes peuvent être utilisées dans divers secteurs en raison de leur capacité à traiter une large gamme de propriétés des fluides. Ces pompes sont capables de gérer des fluides à haute viscosité, des boues ainsi que des particules solides en suspension sans causer de dommages, ce qui les rend adaptées à de nombreuses industries.
Inconvénients des pompes à lobes
Gamme de pression limitée
Comparativement, les pompes à engrenages peuvent fonctionner à des pressions beaucoup plus élevées que les pompes à lobes, car la conception de ces dernières donne la priorité au traitement doux du fluide, au détriment, le cas échéant, du contrôle précis de la pression nécessaire à certaines applications.
Exigences en matière de taille
La robustesse étant l'une des caractéristiques de la construction d'une pompe uplobepump, ce type de pompe occupe généralement plus d'espace que les autres. Le besoin d'espace supplémentaire peut poser un problème lors de l'installation en cas de restrictions de taille, mais les tailles plus importantes se justifient généralement par les avantages qu'elles offrent en termes d'efficacité et de longévité.
Pompe à engrenages et pompe à lobes : Une étude comparative
Efficacité dans différentes applications
Fluides visqueux
Les pompes à engrenages sont les mieux placées pour traiter les produits à haute viscosité tels que les peintures, les huiles, les résines, etc. Elles ont la capacité de doser ces substances avec précision et de maintenir des débits constants ; en outre, ces pompes restent efficaces même lorsqu'elles traitent des fluides très visqueux et sont donc capables de répondre aux exigences de l'industrie en matière de contrôle rigoureux de la pression à tout moment.
Un autre avantage des pompes à lobes est qu'elles sont efficaces avec ces types de liquides car leur conception leur permet de fonctionner à des vitesses élevées tout en inversant les directions pendant le processus de transport, ce qui les rend parfaites pour les industries impliquées dans la transformation des aliments et des produits pharmaceutiques où la manipulation douce des fluides est la plus importante.
Fluides sensibles au cisaillement
Dans les cas où la sensibilité au cisaillement devient un problème, la pompe à engrenages n'est pas toujours le bon choix, car les engrenages enchevêtrés créent des contraintes mécaniques qui peuvent dégrader les matériaux délicats et provoquer des altérations indésirables du produit dans les applications traitant des substances sensibles.
C'est pourquoi de nombreuses personnes préfèrent utiliser les pompes à lobes plutôt que d'autres types de pompes, en particulier pour le transport de produits cosmétiques ou biotechnologiques qui nécessitent une grande prudence dans le transfert des fluides sans qu'ils ne soient endommagés en raison de leur fragilité.
Consommation d'énergie
Exigences en matière d'alimentation
Les pompes à lobes, bien qu'efficaces, sont puissantes en raison de leur construction robuste et de leurs débits accrus. La puissance supplémentaire garantit que le système peut fonctionner avec des fluides visqueux et contenant des particules sans compromettre son efficacité. La variété des fluides qui peuvent être traités à l'aide des pompes à lobes justifie leur efficacité en termes d'utilisation de la puissance.
Coûts opérationnels
Les pompes à engrenages ont des coûts d'exploitation faibles car elles sont de conception simple et nécessitent peu d'entretien. Cela signifie que les pompes à engrenages sont faciles à entretenir, ce qui permet d'économiser beaucoup d'argent à long terme car elles ne nécessitent pas de réparations ou de remplacements fréquents. C'est pourquoi les pompes à engrenages sont recommandées pour les industries qui recherchent des solutions rentables.
Malgré des besoins initiaux en énergie plus élevés, les pompes à lobes ont des coûts d'exploitation compétitifs. Cela s'explique par leur facilité d'entretien et leur durabilité, qui réduisent les temps d'arrêt et permettent donc de réaliser des économies à long terme. En outre, ces types de pompes peuvent fonctionner plus longtemps sans entretien grâce à leur capacité à traiter différents fluides sans se colmater, ce qui en fait des investissements précieux.
Entretien et durabilité
Fréquence d'entretien
Les pompes à engrenages doivent faire l'objet d'un entretien régulier car les engrenages s'usent au contact les uns des autres pendant le fonctionnement. Il est donc nécessaire de procéder à des contrôles périodiques afin de remplacer les pièces usées, ce qui augmente la fréquence d'entretien de la pompe à engrenages, mais c'est simple car seules quelques pièces nécessitent une attention particulière.
Les lobes sans contact rendent la pompe à lobes plus facile à entretenir par rapport à une pompe à engrenages où il y a contact entre deux engrenages qui s'entrecroisent, ce qui entraîne une usure au bout d'un certain temps d'utilisation. Cette conception réduit également la fréquence à laquelle la lubrification est nécessaire, réduisant ainsi le nombre de fois où le graissage ou l'huilage requis par ce type de machines peut être effectué sur une certaine période au lieu d'être effectué continuellement tous les jours comme cela aurait été le cas si l'on avait utilisé un autre type de pompe. Ces pompes sont donc plus fiables que les autres en ce sens qu'elles restent toujours prêtes à fonctionner même lorsqu'elles sont utilisées continuellement dans des conditions difficiles où d'autres types de pompes tombent en panne en raison de l'entretien fréquent requis par le fonctionnement continu à sec, ce qui fait qu'elles sont préférées par de nombreuses industries.
Durée de vie et fiabilité
Les pompes à engrenages sont fiables mais peuvent avoir une durée de vie plus courte car les engrenages s'usent en raison de la friction mécanique. Si elles sont régulièrement entretenues, leur durée de vie peut être prolongée, bien qu'elle ne puisse pas aller au-delà d'une certaine limite fixée par la nature même de la conception qui affecte la durée de vie de la pompe à engrenages avant qu'elle ne tombe complètement en panne. Elle reste néanmoins le meilleur dispositif pour les applications qui nécessitent un contrôle précis de la pression lorsqu'elle est utilisée de manière appropriée dans ses limites.
Les pompes à lobes durent plus longtemps que les pompes à engrenages car il n'y a pas de contact physique entre les pièces, sauf lors de l'installation ou du démontage, ce qui signifie qu'il y a moins d'usure, d'où une augmentation du nombre d'années pendant lesquelles la pompe à lobes fonctionnera sans problème, à condition qu'elle soit utilisée correctement pour ne pas endommager les surfaces où les lobes entrent en contact l'un avec l'autre en cas d'inversion du sens de l'écoulement. Cette robustesse garantit que même si des substances abrasives les traversent fréquemment pendant de longues périodes, aucune usure ne vient compromettre les niveaux de performance dans des environnements difficiles tels que ceux que l'on trouve dans les milieux industriels traitant des matériaux corrosifs, où la durabilité doit être privilégiée ainsi que les termes de fiabilité fonctionnant en continu tout au long du processus sans s'arrêter parce qu'elles sont tombées en panne à un moment donné en raison de leur incapacité à résister aux effets causés par ces produits chimiques sur les matériaux utilisés dans leur construction, ce qui en fait des candidats idéaux pour le traitement de différents types de fluides dans diverses industries.
Considérations pratiques
Applications spécifiques à l'industrie
Industrie alimentaire et des boissons
Les pompes utilisées dans l'industrie alimentaire doivent être capables de maintenir la qualité du produit tout en garantissant le respect des normes d'hygiène. Les pompes à lobes sont les mieux adaptées à cet effet, car elles ne soumettent pas les fluides sensibles au cisaillement à des forces mécaniques importantes pendant le pompage. L'action douce des lobes sans contact permet également de préserver les produits laitiers délicats, les sauces, les boissons, etc., dont l'intégrité aurait pu être compromise par des niveaux élevés d'agitation causés par d'autres types de machines conçues de cette manière, en particulier les boissons contenant des solides comme les jus, les morceaux de pulpe mélangés ou les particules en suspension dans le liquide lui-même, tout en répondant aux exigences sanitaires nécessaires pour la nettoyabilité (CIP) après utilisation, contrairement à d'autres types de machines.
Les pompes à engrenages peuvent également trouver une application dans le secteur alimentaire, où des mesures précises sont nécessaires, tout en étant capables de gérer les pressions élevées impliquées dans le processus de production. Les pompes à engrenages externes, par exemple, se sont avérées efficaces pour manipuler des huiles et des sirops de différentes viscosités, parmi d'autres ingrédients utilisés dans les processus de fabrication des produits alimentaires. Toutefois, certains produits alimentaires peuvent ne pas être compatibles avec l'action mécanique des pompes à engrenages en raison de leur sensibilité aux forces de cisaillement induites lorsqu'ils passent à travers des espaces étroits entre les éléments rotatifs de ces dispositifs, ce qui entraîne des effets indésirables sur les attributs de qualité tels que la texture, le goût, l'apparence, etc.
Traitement chimique
Le traitement chimique nécessite des pompes capables de traiter une large gamme de fluides, y compris ceux qui sont corrosifs ou très visqueux. Les pompes à engrenages sont très utiles car elles permettent de pomper des solvants à des pressions très élevées tout en maintenant les débits précis requis pour les résines et les divers types de produits chimiques traités dans les industries traitant ce type d'activités, entre autres. Il convient également de noter que la conception compacte rend l'intégration dans des systèmes complexes plus facile que n'importe quel autre type de pompe. Même si l'espace est limité, il est toujours possible de les installer là où elles sont le plus nécessaires sans avoir à fournir beaucoup d'efforts pour apporter les modifications rendues nécessaires par les pompes à lobes de plus grande taille utilisées dans le monde entier, mais tous les endroits ne conviennent pas à toutes les tailles, d'où la préférence pour les pompes à engrenages.
Les pompes à lobes sont connues pour leur capacité à travailler avec des fluides contenant des particules ou ayant des viscosités différentes dans les usines de traitement chimique où il est nécessaire de manipuler des matériaux abrasifs ou de traiter des substances agressives qui pourraient facilement corroder les pièces ordinaires utilisées dans ces environnements. De plus, leurs capacités de débit réversible les rendent suffisamment polyvalentes pour s'adapter à divers processus impliquant de tels produits chimiques dans l'ensemble de l'industrie.
Analyse des coûts et des bénéfices
Coût initial
La simplicité de la conception et le faible nombre de pièces des pompes à engrenages permettent de réduire l'investissement initial. Ce prix abordable les rend adaptées aux entreprises qui ont des budgets limités. En outre, les pompes à engrenages se caractérisent par leur faible encombrement, ce qui réduit les frais d'installation.
En revanche, les pompes à lobes peuvent sembler plus chères à première vue, mais elles offrent des avantages à long terme qui compensent leur coût initial élevé. Ces pompes sont dotées d'une construction solide, capable de traiter différents fluides sans s'user facilement. Ces qualités augmentent les niveaux de fiabilité et la plupart des industries considèrent qu'il vaut la peine de faire un investissement initial dans ces pompes.
L'épargne au fil du temps
Les pompes à engrenages permettent d'économiser de l'argent à long terme grâce à des frais d'exploitation réduits et à des besoins d'entretien moindres, et ce grâce à leur taille compacte et à leur rendement énergétique élevé. En outre, elles consomment moins d'énergie en raison de la bonne transférabilité de l'énergie qui résulte de leur petite taille, c'est-à-dire que de faibles taux de pulsation pendant le processus de dosage peuvent être obtenus en utilisant des quantités minimales d'énergie, ce qui permet de réduire les coûts au fil des ans. Il est également utile que ces machines fassent l'objet d'un entretien régulier, car cela prolonge leur durée de vie tout en maintenant des performances optimales en permanence.
Les pompes à lobes permettent de réaliser des économies considérables même si la demande d'énergie électrique augmente pendant les phases de démarrage par rapport à d'autres types de pompes comme les pompes à vis ou les pompes centrifuges. La raison en est que la facilité d'entretien permet de réduire les temps d'arrêt et d'effectuer des réparations à moindre coût, compte tenu de la robustesse des pompes. De plus, elles sont capables de traiter différents liquides sans avoir à remplacer fréquemment des pièces, ce qui prolonge leur durée de vie et permet de réaliser des économies supplémentaires, en particulier pour ceux qui recherchent des solutions de pompage industriel fiables.
Chaque catégorie a ses propres atouts, qui apparaissent clairement lorsqu'on compare les pompes à engrenages et les pompes à lobes. Par exemple, les pompes à engrenages fonctionnent mieux dans des conditions où les niveaux de pression sont plus élevés, tout en étant capables d'offrir des services écoénergétiques lors de processus de dosage à faible pulsation. Cependant, les dispositifs à lobes excellent dans le traitement en douceur des fluides sensibles au cisaillement ainsi que dans la gestion des variations de viscosité sur une large plage, parmi d'autres choses trop nombreuses pour être mentionnées ici, mais qui visent toutes à garantir que les clients en ont pour leur argent lorsqu'ils achètent ces machines. Il est donc important de déterminer les besoins et les applications spécifiques avant de faire un choix entre différentes pompes. Les modèles à engrenages sont recommandés lorsqu'un contrôle précis de la pression est nécessaire à un coût minimal, tandis que les unités à lobes sont plus performantes dans les situations impliquant des fluides de transfert délicats avec une grande efficacité. Elles peuvent également être utilisées dans des situations où il peut être nécessaire d'employer les deux méthodes afin d'atteindre les objectifs souhaités plus rapidement qu'en utilisant une seule méthode.
Lorsqu'il s'agit de choisir le système le plus efficace, il convient de tenir compte de l'efficacité, de la maintenance et de l'adéquation afin de trouver la solution la plus appropriée pour une application ou un secteur donné.
