Comment fonctionne une pompe volumétrique ?
Dans une pompe à engrenages, deux engrenages en prise emprisonnent le fluide entre leurs dents et le carter lors de leur rotation. À chaque tour, le même volume de fluide est déplacé, ni plus ni moins. Les pompes à palettes fonctionnent différemment : un rotor en rotation muni de palettes rétractables crée des chambres de dilatation et de compression à l'intérieur du carter, déplaçant le fluide de l'entrée à la sortie. Dans les deux cas, le volume par cycle est déterminé par la géométrie du système. C'est pourquoi le débit reste constant quelle que soit la pression du système : c'est une constante mécanique, qui ne nécessite aucun réglage.
Quels sont les différents types de pompes volumétriques ?
Les pompes volumétriques se classent en deux grandes catégories : rotatives et alternatives. Les pompes rotatives comprennent les pompes à engrenages, les pompes à palettes, les pompes à vis, les pompes à lobes et les pompes péristaltiques. Les pompes alternatives comprennent les pompes à pistons, les pompes à plongeur et les pompes à membrane. La gamme de pompes volumétriques Aulank inclut des pompes à engrenages à entraînement magnétique et des pompes à palettes haute pression, toutes deux appartenant à la catégorie rotative. Pour une description détaillée de chaque type, incluant leur principe de fonctionnement, leurs avantages et inconvénients, ainsi que des conseils de sélection, consultez notre guide complet. types de pompes volumétriques.
Pompe à engrenages ou pompe à palettes ? Laquelle convient le mieux à votre application ?
Les pompes à engrenages sont plus polyvalentes. Elles supportent une plage de viscosités plus étendue, fonctionnent bien sous haute pression et sont disponibles en versions à entraînement magnétique et à garniture mécanique. Elles conviennent parfaitement au dosage, au transfert de produits chimiques, à la lubrification et à la plupart des applications industrielles à flux continu.
Les pompes à palettes sont le meilleur choix lorsqu'un débit régulier et à faible pulsation est requis à des pressions modérées. La série (P)-VP est spécifiquement conçue pour les applications à haute pression où le débit doit diminuer progressivement avec l'augmentation de la pression ; elle est particulièrement utile dans les systèmes hydrauliques et de refroidissement où les pics de pression soudains doivent être évités.
En cas de viscosité élevée ou de fluide dangereux, utiliser une pompe à engrenages. Si un débit régulier à pression moyenne à élevée est primordial, privilégier une pompe à palettes.
Entraînement magnétique ou garniture mécanique dans les pompes à engrenages
Les pompes à engrenages présentent une contrainte supplémentaire par rapport aux autres types de pompes : l’engrènement des engrenages génère chaleur et usure. Le joint d’étanchéité utilisé doit donc résister à ces contraintes, en plus de la pression du fluide. Les pompes à engrenages à entraînement magnétique s’affranchissent totalement de ce problème : aucun arbre ne traverse le corps de pompe. Le rotor interne est entraîné par un manchon isolant via un accouplement magnétique. Le fluide ne peut donc pas s’échapper. C’est pourquoi les modèles MDC-X et MDC-M sont privilégiés pour les fluides toxiques, corrosifs ou volatils.
Le MDC-K adopte une approche différente : double étanchéité, joint d'arbre primaire et barrière de sécurité secondaire. Il intègre également un noyau de soupape de sécurité pour la décompression en cas de refoulement. Idéal pour les fluides non dangereux nécessitant une protection efficace contre les fuites.
Comment choisir la pompe volumétrique adaptée
Commencez par définir trois paramètres : le fluide pompé (type et viscosité), la température et la pression. La viscosité permet de restreindre rapidement le choix : au-delà de quelques centaines de cP, il s’agit d’une pompe à engrenages. La plage de température détermine la série appropriée : MDC-M pour les applications cryogéniques, MDC-X ou MDC-K pour les hautes températures. La pression requise oriente ensuite le choix du modèle : MDC-M supporte jusqu’à 100 bar, (P)-VP jusqu’à 16 bar et MDC-X plus de 5 MPa pour un fonctionnement continu à haute pression.
Si votre support est dangereux, l'entraînement magnétique est indispensable. Si le niveau sonore est un critère important, vérifiez le niveau de dB : les modèles MDC-X et MDC-K sont conçus pour les environnements silencieux. Enfin, si aucun modèle standard ne correspond à vos besoins spécifiques, une configuration ODM est possible.
Pompe volumétrique ou pompe centrifuge ? Quand utiliser l’une ou l’autre ?
| Facteur | Pompe volumétrique | Pompe centrifuge |
|---|---|---|
| Consistance de l'écoulement | Rendement fixe par tour, indépendant de la pression | Le débit diminue lorsque la pression du système augmente. |
| Gestion de la viscosité | Jusqu'à 20 000 cP | Idéal pour les viscosités faibles à modérées |
| Auto-amorçage | Bon pour la plupart des types | Nécessite une amorce ou une immersion |
| Précision de mesure | Précision jusqu'à 1 % | Ne convient pas au dosage de précision |
| Capacité haute pression | Jusqu'à 100 bars (MDC-M) | Plage de pression généralement plus basse |
| Débit | De petite à moyenne taille | Moyen à grand |
| Idéal pour | Dosage, mesure, haute viscosité, milieux dangereux | Transport continu à haut volume |
Fonctionnement en série et en parallèle des pompes volumétriques
Lorsqu'une seule pompe ne peut satisfaire les besoins en débit ou en pression de votre système, la configuration de plusieurs pompes volumétriques en série ou en parallèle est une solution courante. Le fonctionnement en parallèle combine les débits : deux pompes refoulant dans le même collecteur fournissent approximativement le double du débit à pression égale. Le fonctionnement en série combine les pressions : une pompe alimentant la suivante fournit approximativement le double de la pression à débit égal. Les pompes volumétriques maintenant un débit constant quelle que soit la pression du système, ces configurations offrent des résultats bien plus proches de la somme théorique que les configurations équivalentes de pompes centrifuges.
Cependant, les exigences d'ingénierie diffèrent considérablement entre les deux. Les systèmes en parallèle nécessitent des clapets anti-retour sur chaque pompe et une cylindrée identique pour éviter tout déséquilibre de débit. Les systèmes en série requièrent des soupapes de décharge intermédiaires et une pression nominale adaptée à tous les composants en aval. Pour les pompes volumétriques alternatives, le raccordement direct en série est généralement impossible sans réservoirs tampons. Pour les pompes rotatives, comme les pompes à engrenages et les pompes à vis, le raccordement direct en série est possible dans des conditions contrôlées. Pour une présentation complète des exigences de conception, du raisonnement et d'exemples d'applications concrètes, consultez notre guide d'ingénierie. Pompes volumétriques en série et en parallèle.