Il existe d'innombrables types de pompes qui remplissent des fonctions spécifiques. Parmi celles-ci, il existe une pompe volumétrique moins connue, mais très utile et efficace. Cette pompe est la plus utilisée dans toutes les industries, qu'il s'agisse des industries pétrolières et gazières, des sociétés pharmaceutiques ou des usines alimentaires. Une chose est sûre : la compréhension d'une pompe volumétrique, de son fonctionnement et de ses avantages peut aider à répondre à la question fondamentale de savoir quelle pompe fonctionnera le mieux dans le lieu d'application. Cet article de blog se concentre sur les principes de fonctionnement des pompes volumétriques et leurs applications dans diverses industries.
Qu'est-ce qu'une pompe volumétrique ?
Une pompe volumétrique est une pompe qui utilise un processus dans lequel un volume défini de fluide est capturé et déplacé en utilisant une source d'énergie, et ce fluide est ensuite poussé à travers un tube de refoulement. En général, les pompes centrifuges aspirent les fluides, d'où leur vitesse de rotation élevée, tandis que les pompes volumétriques sont capables de fournir un volume constant de fluide, quelle que soit la pression opposée. Elles conviennent donc aux applications à haute pression ou au pompage de fluides épais à haute viscosité.
Les pompes volumétriques sont classées en deux types de pompes, à savoir les pompes rotatives et les pompes à mouvement alternatif. Différentes méthodes sont employées dans ces types de pompes, avec un produit final invariable, c'est-à-dire avec un débit défini à la même vitesse.
Comment fonctionne une pompe volumétrique ?
Une pompe volumétrique est définie comme une machine qui déplace des volumes de liquide de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie de la pompe. En pratique, cela signifie que le liquide est aspiré dans la pompe par la création de cavités, et cette action est appelée rétention de liquide. Actuellement, la pression moyenne d'admission d'eau à la chambre implique le pincement interne des liquides.
Dans les pompes rotatives, ces structures sont tournées par des engrenages qui déplacent une structure géométrique pour saisir l'eau en mouvement. Ces éléments sont en rotation rapide, ce qui permet de maintenir un flux constant de liquide. En revanche, les pompes à piston fonctionnent à l'aide d'un piston ou d'un diaphragme qui permet de déplacer un fluide dans un mouvement d'oscillation.
Processus de travail
Le processus peut être interprété comme suit :
- Prise en charge : La pompe génère une aspiration à l'intérieur de la cavité, ce qui permet au liquide d'y pénétrer.
- Le piégeage du fluide : Une fois entré, le fluide en mouvement est piégé dans la chambre par d'autres pièces mobiles ou par le fonctionnement du piston expliqué ci-dessus.
- Déplacement : Ce fluide piégé est ensuite poussé par la pompe vers l'extérieur à travers le tuyau de refoulement en réduisant le volume de la chambre qui contient le fluide.
Ce processus cyclique ou continu rend les pompes volumétriques idéales pour les situations dans lesquelles un volume contrôlé de fluide doit être délivré dans un temps donné.
Types de pompes volumétriques
Il existe aujourd'hui différents types de pompes volumétriques :
Pompes à engrenages
Les formes presque parallèles découpent un chemin à travers les glandes de pompage et comprennent un certain nombre de protubérances en forme d'épingles ou de pièges à liquide qui capturent le liquide entre les positions opposées des dents. Ces pompes sont souvent utilisées lorsqu'il existe une forte demande de précision dans la quantité de fluide fournie, par exemple dans les systèmes de circulation d'huiles.
Pompes à lobes
Les pompes à lobes à flux axial sont constituées de deux rotors lobés qui fonctionnent dans un espace très réduit pour assurer le transfert des fluides. Les rotors ne font que transférer le fluide de l'entrée à la sortie avec peu ou pas de contact. Ces pompes sont également utilisées dans des applications sanitaires telles que le traitement des aliments et des boissons.
Pompes à membrane
Ils utilisent un diaphragme flexible pour créer une alternance de vide et de pression afin de déplacer un fluide. Ils sont largement utilisés dans le traitement chimique et le traitement des eaux usées car ils ont la capacité de pomper des fluides corrosifs.
Pompes péristaltiques
Dans ce type de pompe, un tube flexible est comprimé par des rouleaux ou des sabots afin de propulser un fluide à l'intérieur. Cette pompe est particulièrement utile dans le domaine médical, car elle empêche toute contamination du liquide, celui-ci n'entrant en contact qu'avec la tubulure.
Pompes à piston
Dans ces types de pompes, le piston est utilisé comme élément pour déplacer une quantité de fluide d'une position à l'autre en avançant et en reculant à l'intérieur d'un cylindre. Les pompes à piston sont connues pour leur capacité à générer des pressions élevées, et on les retrouve donc dans les systèmes hydrauliques en milieu poreux.
Avantages des pompes volumétriques
Les pompes volumétriques présentent un certain nombre d'avantages, qui expliquent pourquoi elles sont sollicitées dans la plupart des secteurs. Pour être plus précis, on peut citer parmi ces avantages
- Débit constant : L'un des principaux avantages des pompes volumétriques est qu'elles peuvent maintenir un débit constant sur une plage de pression de refoulement. Cette capacité est précieuse dans un grand nombre de processus, y compris la distribution ou le dosage de certains fluides.
- Capable de résister à des pressions élevées : Le seul inconvénient des pompes volumétriques est la pression qu'elles génèrent, qui peut dépasser 4000 psi. C'est pourquoi elles sont utilisées dans des applications qui impliquent de pousser des fluides sur une longue distance ou sous une pression considérable.
- Manipulation de fluides visqueux : Contrairement aux pompes centrifuges, qui sont inefficaces pour déplacer des fluides épais ou visqueux, les pompes volumétriques sont conçues pour pomper efficacement des liquides très visqueux ou épais. Elles conviennent donc au pompage d'huiles, de sirops, de boues, entre autres applications.
- Auto-amorçage : La majorité des pompes volumétriques s'amorcent automatiquement, ce qui permet de commencer à pomper sans avoir à amorcer la pompe manuellement. Cette caractéristique est essentielle dans les domaines où la fiabilité et la commodité du fonctionnement de la pompe sont requises.
- Efficacité énergétique : Ces pompes ont également tendance à être plus efficaces que les pompes centrifuges lorsqu'elles fonctionnent avec des fluides très visqueux ou des systèmes à haute pression, d'où leur rendement élevé. Il est possible de réaliser des économies sur le long terme, car les pompes consomment moins d'énergie.
Utilisation de pompes volumétriques
La nature même des pompes volumétriques leur permet d'être utilisées dans de nombreuses activités industrielles, d'où leur utilisation répétée dans de nombreux secteurs. Parmi les lieux d'utilisation, on peut citer les suivants :
- Pétrole et gaz : Les pompes volumétriques sont utilisées pour le transfert de pétrole brut, de lubrifiants, d'huiles et d'autres produits pétroliers ou de fluides épais ou sous haute pression, comme c'est souvent le cas dans les opérations pétrolières et gazières.
- Alimentation et boissons : Même dans l'industrie alimentaire et des boissons qui exige des conditions sanitaires pour le pompage de matières visqueuses comme les sauces, le sirop, les produits laitiers. Les pompes à lobes sont utilisées pour le pompage de revêtements sanitaires.
- Produits pharmaceutiques : Les pompes volumétriques sont d'excellents outils dans la fabrication pharmaceutique pour doser et distribuer des liquides sensibles ou stériles sans permettre de contamination au cours du processus.
- Traitement chimique : Les pompes à membrane et à piston sont les types d'équipement de pompage les plus utilisés dans les usines qui transportent des liquides agressifs ou corrosifs.
- Traitement des eaux usées : Parmi les différentes catégories de pompes volumétriques, les pompes à membrane ont fait une percée remarquable dans la gestion des eaux usées en pompant rapidement des adhésifs épais et des boues.
Applications courantes des pompes volumétriques et centrifuges
Vous vous demandez peut-être tout de même "quelle est la nécessité de cette pompe volumétrique s'il existe une pompe centrifuge ?". La réponse est simplement basée sur les caractéristiques de l'application. Voici quelques points importants à noter :
- Régularité du débit : Les pompes volumétriques sont pratiquement toutes des pompes à pression dans le cylindre qui produisent un débit presque constant, donc indépendamment de tout changement de pression le débit reste inchangé, tandis que les pompes centrifuges ont des débits qui tournent en fonction de la pression du système.
- Pression : Les pompes volumétriques sont préférables lorsque le système fonctionne sous haute pression, tandis que les pompes centrifuges présentent des pertes d'efficacité croissantes avec l'augmentation de la pression.
- Viscosité du produit : Les pompes volumétriques sont mieux adaptées au pompage de liquides épais, car les pompes centrifuges sont inefficaces lorsqu'elles pompent des fluides très visqueux.
Conclusions
De nombreux systèmes font appel à des pompes volumétriques car elles garantissent un débit constant à des niveaux de pression variables et permettent le pompage de liquides à haute viscosité. Dans tout projet nécessitant le déplacement d'huiles, de produits chimiques, de denrées alimentaires ou même d'eaux usées, il est très probable que l'on trouve une pompe volumétrique adaptée au travail. Connaître le fonctionnement des pompes, les différents types et leurs nombreuses utilisations vous permettra de sélectionner la pompe la mieux adaptée à vos besoins.
Lors du choix d'une pompe, il faut tenir compte de la viscosité du fluide, de la pression requise et du débit. Dans la plupart des applications de pompage difficiles, les pompes volumétriques fourniront des solutions énergétiques adéquates et appropriées, ce qui en fait une nécessité dans les utilisations industrielles et commerciales.
