Les pompes à vis utilisent généralement deux, trois ou, pour certaines applications, jusqu'à cinq arbres à vis parallèles pour transporter des liquides le long de leur axe grâce à la rotation inversée des vis entremêlées. Contenues dans un corps étanche, les arbres à vis peuvent être entraînées par des engrenages de synchronisation externes ou un arbre d'entraînement connecté à un moteur. Ces engrenages de précision empêchent le contact des vis en maintenant un espace constant entre elles. Cette action permet de délivrer un volume constant de fluide qui n'est influencé ni par la viscosité ni par la pression de pompage. Les pompes à vis sont disponibles en configurations d'entrée simple ou double, horizontale et verticale.
Pompe double vis
Comment fonctionnent les pompes à vis ?
Les pompes à double, triple et multi-vis fonctionnent sur le même principe et sont généralement auto-amorçantes. Tous les types sont capables de fonctionner avec une faible et une forte pression d'aspiration et un large éventail de débits.
Les pompes à double vis utilisent deux arbres, l'un est menant l’autre est mené par des engrenages de synchronisation externes. Les pompes à trois et à plusieurs vis contiennent un seul rotor de puissance qui effectue l'action de pompage, ainsi que des rotors secondaires qui agissent comme des joints rotatifs. Toutes ces conceptions sont capables de fonctionner avec une faible et une forte pression d'aspiration et un large éventail de débits. L'écoulement du fluide est continu, sans pulsation, non affecté par la turbulence et peut fonctionner à des débits faibles en douceur pour protéger le produit. La faible vitesse interne du fluide et l'emboîtement précis des rotors contribuent à des taux de cisaillement faibles, ce qui est particulièrement important pour les fluides sensibles au cisaillement. Ils ont également la capacité de fonctionner à des vitesses plus élevées pour des nettoyages rapides/une forte production de volume. Les vitesses de fonctionnement plus rapides les rendent plus économique en ce qui concerne les fluides de faible viscosité et les fluides volatils et gazeux, et, en raison du passage de fluide uniforme, la possibilité de séparation des produits est réduite.
À titre indicatif, les débits sont généralement compris entre 10mӠ/h et 5000mӠ/h, les températures de fonctionnement entre 40°C et 150°C, peuvent supporter des pressions jusqu'à 150 bars et conviennent aux fluides de faible et très haute viscosité allant de 1cP à 1 000 000cP.
Conception de la pompe
La géométrie rotative des vis et les espaces entre les faces d'engrènement déterminent l'action de pompage et un écoulement sans pulsation. L'angle et le profil de la face de la vis doivent être sélectionnés en fonction de la nature du fluide à pomper. Les vis sont disponibles dans une large gamme de configurations de pas différentes, ce qui leur confère la flexibilité nécessaire pour faire face aux nombreux fluides et produits rencontrés dans une grande variété d'applications de traitement.
La finition de surface du corps interne de la pompe, des vis et des arbres de la pompe dépend de la nature du fluide manipulé. Cela comprend des finitions hygiéniques pour les aliments, les boissons, les produits pharmaceutiques, les fluides agressifs et corrosifs.
Avantages des pompes à vis
Les pompes à vis offrent de nombreux avantages, notamment en ce qui concerne leur conception qui présente une meilleure efficacité mécanique que d'autres types de pompes à déplacement positif. Cela signifie qu'elles consomment moins d'énergie pour une même capacité par rapport à une pompe à engrenages, permettant ainsi de réaliser des économies d'énergie. Les facteurs essentiels à noter sont les suivants :
- Conception robuste
- Conception compacte
- Auto-amorçage
- Fonctionne avec une faible pression d'aspiration
- Fonctionne à sec
- Flux bidirectionnel
- Efficacité élevée grâce à la compression interne
- Ecoulement constant et sans pulsation du produit
- Faible usure des rotors
- Vitesses de pompage élevées et basses
- Convient à une utilisation avec des variateurs de vitesse
- Convient au nettoyage CIP
- Faibles coûts du cycle de vie
- Manipulation des fluides sensibles aux cisaillements et visqueux
- Niveau sonore très faible
- Manipulation de liquides gazeux
- Pas de contamination du milieu.
Applications
La polyvalence des pompes à vis les rendent facilement adaptables au transfert de tous types de fluides et à des applications à la fois simples et complexes. Les pompes à double vis non synchronisées ont une position établie dans la manipulation d'huiles, d'émulsions, de bitume, de produits chimiques et d'huiles organiques. Leur simplicité de conception les rend faciles à entretenir et à faire fonctionner lorsqu'elles sont non lubrifiées.
Les pompes à double vis synchronisées offrent une très grande vitesse de rotation, une capacité de débit importante et une capacité à transférer à des pressions élevées. Elles ont également un rôle à jouer dans le pompage de fluides difficiles, notamment lorsque des viscosités faibles et élevées sont impliquées. Les vitesses de rotation plus élevées les rendent plus économiques lorsqu'il s'agit de manipuler des liquides moins visqueux. Cependant, l'émergence de designs hygiéniques les rendent désormais très recherchées dans les industries alimentaires, des boissons et des produits sanitaires, où elles sont requises pour pomper le produit et également les fluides CIP. Le débit sans pulsation est utile pour alimenter des produits visqueux dans des homogénéisateurs ou des produits sensibles à la température dans des échangeurs de chaleur. Les pompes à triple vis et à vis multiples sont capables de fournir à la fois des débits très faibles et plus élevés et sont couramment associées à la manipulation d'huiles lourdes et de carburants où les viscosités sont élevées et les vitesses de fonctionnement sont faibles. Le fonctionnement à des vitesses plus élevées permet d'augmenter l'efficacité. De même, elles sont utilisées de manière extensive pour manipuler les viscosités très faibles associées à des produits tels que les carburants d'aviation, le biodiesel et le diesel à faible teneur en soufre. Les principales applications où elles sont utilisées comprennent l'ingénierie maritime, la production d'énergie, les systèmes hydrauliques et les systèmes de lubrification impliquant des lubrifiants pour engrenages à haute viscosité et des carburants.
Considérations lors de la sélection de pompes à vis
La pompe à vis offre un autre exemple d'une technologie trouvant des applications dans des secteurs pour lesquels elle n'a pas été initialement développée et où l'investissement initial plus élevé est plus que compensé par l'économie de sa fiabilité à long terme et son aptitude à faire un bon travail.
Dans toute application de pompage, il est toujours nécessaire d'adapter le type de pompe à l'application afin d'obtenir le résultat souhaité. Un aspect du processus de sélection consiste à adapter le mécanisme de transfert de fluide à la nature du fluide pompé. Lorsque des fluides sensibles, des fluides de faible et de forte viscosité nécessitent des pompes capables de fonctionner efficacement à des débits faibles et élevés sur une large plage de pressions, les pompes à vis jumelées, triples et multiples sont les solutions et AxFlow possède les technologies nécessaires.
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