Types de pompes à vide industrielles

Types de pompes à vide industrielles

Les pompes à vide industrielles sont conçues pour pomper des gaz et des liquides hors de récipients scellés afin de créer un vide. Bien que cette technologie ait été explorée depuis le 17ème siècle, elle ne s'est étendue que récemment à une gamme d'industries. De l'électronique domestique à l'équipement aéronautique, les aspirateurs sont nécessaires dans d'innombrables applications.

Alors que les pompes à vide sont toutes conçues pour créer des vides, différents types de pompes créent des résultats différents. Les pompes qui fonctionnent bien dans un environnement ou une application peuvent tomber en panne dans un autre environnement. Connaître le bon type de pompe à vide pour une application spécifique est essentiel pour assurer le bon fonctionnement des systèmes.

Types de pompes à vide

Toutes les pompes à vide fonctionnent sur le même principe :elles éliminent les molécules d'air et de gaz d'une chambre à vide. Bien que toutes les pompes soient conçues pour atteindre cet objectif, leurs méthodes diffèrent.

Les pompes à vide sont divisées en deux catégories principales :

• Pompes volumétriques créer des vides en agissant sur un volume d'air constant et générer un vide poussé avec peu de débit.
• Pompes à déplacement non positif accélérer l'air hors d'un système pour créer un vide au niveau d'un orifice d'entrée, mais générer peu de vide avec un débit élevé.

De nombreuses pompes à vide sont des pompes volumétriques, et elles sont encore divisées par leur fonction. Certains des types les plus courants de systèmes de pompes à vide industrielles sont :

1. Pompe à palettes rotatives

Les pompes à palettes rotatives sont des pompes volumétriques qui fonctionnent grâce à l'utilisation de palettes rotatives dans un boîtier cylindrique. Lorsque ces aubes glissent vers l'intérieur et l'extérieur autour du rotor monté de manière excentrique, la pompe emprisonne l'air et le déplace de l'orifice d'entrée vers l'orifice de sortie, générant un vide. Au total, les pompes à palettes rotatives génèrent généralement de 20 à 28 inHg, bien que certaines conceptions à deux étages puissent générer jusqu'à 29,5 inHg de vide.

• Avantages : Les pompes à palettes sont efficaces, compactes et peu coûteuses. Bien que ces pompes soient petites par rapport à d'autres types, elles ont une capacité de débit élevée pour leur taille et sont beaucoup moins chères que les pompes avec des niveaux de vide similaires. De plus, ils fonctionnent très doucement et silencieusement sans vibration, générant aussi peu que 45 dBA de son.
• Inconvénients : Les pompes à palettes rotatives se situent au milieu des pompes à vide ⁠— elles ne sont pas aussi puissantes que d'autres types, comme les pompes à piston.
• Candidatures : En raison de leur nature compacte et de leur efficacité, les pompes à vide à palettes rotatives peuvent être trouvées dans une variété d'industries, en particulier dans les industries environnementales, médicales et commerciales. Ils sont couramment utilisés dans les systèmes de climatisation et d'aération, mais peuvent également être trouvés dans les applications de transformation des aliments, d'aspiration chirurgicale et même d'aération des bassins.

2. Pompe à piston à bascule

Les pompes à piston oscillant sont des pompes volumétriques qui utilisent un piston monté de manière rigide et une bielle excentrique. Lorsque le vilebrequin tourne, le piston oscille d'avant en arrière, poussant et tirant l'air avec une coupelle en élastomère servant de joint. Une seule pompe produit un vide jusqu'à 27,5 inHg, tandis qu'une conception à deux étages peut générer jusqu'à 29 inHg.

• Avantages : Sans l'axe de poignet que l'on trouve dans les unités à membrane, les pompes à vide à piston oscillant sont beaucoup plus légères et plus compactes que de nombreuses autres options. Ils sont également relativement silencieux pendant le fonctionnement, fonctionnant à des niveaux sonores aussi bas que 50 dBA.
• Inconvénients : Les pompes à piston oscillant ne peuvent pas générer beaucoup de débit d'air :même les plus grands modèles ont des débits inférieurs à 10 cfm.
• Candidatures : Les pompes à piston oscillant sont couramment utilisées dans les systèmes d'aération des bassins, mais leur fonctionnement silencieux en fait un bon choix pour les environnements sensibles au bruit comme les applications médicales, dentaires et de laboratoire. Les pompes à piston basculant sont également utilisées dans les systèmes de distribution de boissons, les systèmes de suspension automobile et même les machines à compter le papier.

3. Pompe à piston alternatif

Les pompes à pistons alternatifs ont un ou plusieurs pistons fixés à un vilebrequin rotatif. Lorsque le vilebrequin tourne, les pistons effectuent un mouvement alternatif et l'action alternée des pistons déplace l'air pour créer un vide. Ces pompes volumétriques génèrent des vides relativement élevés de 27 à plus de 29 inHg.

• Avantages : Les pompes à piston alternatif génèrent des vides relativement élevés et fonctionnent bien dans une grande variété de conditions de fonctionnement. Ils ont également une longue durée de vie.
• Inconvénients : Les principaux inconvénients du système de pompe à piston alternatif sont qu'ils sont plus lourds et plus coûteux que de nombreux autres systèmes. Ils ont également une capacité limitée et fonctionnent généralement à des niveaux de bruit plus élevés que les autres systèmes.
• Candidatures : Les pompes à piston alternatif sont les mieux adaptées aux applications dans des conditions difficiles, ce qui les rend idéales pour les applications volatiles et les industries pétrochimiques, mentholées et aromatiques.

4. Pompe à diaphragme

Dans les pompes à membrane, la chambre à fluide est isolée du mécanisme de pompage. Au lieu de cela, une bielle excentrique fléchit un diaphragme à l'intérieur de cette chambre, ce qui génère le vide. Les pompes à membrane fournissent des vides modérés, avec des versions à un étage atteignant jusqu'à 25,5 po Hg et des unités à deux étages atteignant 29 po Hg.

• Avantages : Les pompes à membrane ont un faible taux de compression avec un faible débit, un grand diamètre et des courses courtes. Cela signifie que ces types de pompes fonctionnent très silencieusement. Ils sont également exceptionnellement fiables et économiques.
• Inconvénients : Les pompes à membrane produisent des vides légèrement inférieurs à ceux des autres pompes à vide volumétriques.
• Candidatures : Ces types de pompes sont très populaires dans l'industrie médicale en raison de leur fiabilité et de leur fonctionnement silencieux. Ils sont souvent utilisés pour les tensiomètres, les tire-lait, les stérilisateurs, les aspirateurs et divers types d'équipements mobiles. On les trouve également couramment dans l'échantillonnage de l'air et de l'eau, la purification de l'eau et l'équipement général de laboratoire.

5. Pompe à griffes sèches

Ces pompes à vide volumétriques utilisent deux rotors en forme de griffes, qui tournent dans des directions opposées. Ces rotors ne se touchent pas ou ne touchent pas la chambre de la pompe, ce qui signifie qu'ils s'usent moins au fil du temps.

• Avantages : Les pompes à vide à becs secs ont une longue durée de vie en raison de leur conception à faible usure. Ils n'utilisent pas non plus de lubrification, ce qui élimine la contamination des substances traitées. Elles comptent également parmi les pompes les plus silencieuses du marché.
• Inconvénients : Les pompes sèches à becs sont des systèmes lourds conçus pour les applications industrielles, elles ne conviennent donc pas aux applications à plus petite échelle. Ils fonctionnent également mal à des altitudes plus élevées.
• Candidatures : Les pompes sèches à becs sont conçues pour les environnements industriels et se trouvent couramment sur les chaînes de production, les systèmes pneumatiques et les systèmes d'alimentation en aspirateur central.

6. Pompe à anneau liquide

Les pompes à anneau liquide fonctionnent à l'aide d'une roue montée de manière excentrique avec plusieurs pales. Lorsque la roue tourne, elle déplace le liquide à l'intérieur de son boîtier pour former un anneau liquide. L'expansion de l'espace aérien pendant cette rotation crée un vide, qui est utilisé pour comprimer et décharger l'air à des vitesses rapides.

• Avantages : Les pompes à anneau liquide absorbent efficacement la chaleur générée pendant le processus de compression. Le liquide dans le système sert également de moyen de piéger toute poudre ou liquide dans l'air. These pumps are also known as some of the quietest in the industry, producing around 75 decibels.
• Disadvantages: Liquid ring pumps are larger in design and are best suited for large-scale industrial installations.
• Applications: These pumps are most often used in industrial applications, most often in applications that benefit from the air-purifying properties of the liquid-ring design. Some examples include the chemical, environmental, mining, petrochemical and textile industries.

7. Rotary Screw Pump

Rotary-screw vacuum pumps are positive displacement pumps. In this design, two helically-shaped rotors turn in opposite directions, trapping air and moving it through the chamber to create a vacuum. Though this design allows for high airflow, it achieves relatively low vacuums limited to about 15 inHg.

• Advantages: Unlike piston pumps, screw pumps work through a smooth, continuous motion, which means the pumps do not have the pulses often seen with piston-based designs.
• Disadvantages: Due to the size of the necessary parts, rotary screw pumps are cumbersome at smaller sizes. As a result, they are most often seen in larger installations. They also do not produce as much vacuum as piston-based designs and have lower inlet capacities. Additionally, screw pumps sometimes encounter issues with lubricant migrating into the pumping chamber over time, which can result in maintenance problems.
• Applications: These pumps are often found in large-scale industrial applications that handle clean gasses.

High vs. Low Vacuum Pumps

In addition to the various types of industrial vacuum pump systems, pumps are also split into categories by the amount of vacuum they can generate. Levels of vacuum are divided into four levels defined by the level of pressure within the vacuum chamber. These are represented below in torr units of pressure, though mmHg is also commonly used. For reference, one unit of torr is equal to 1/760 of atmospheric pressure.

The categories of vacuum are as follows:

• Low vacuum: Low vacuum is any pressure level above one torr. All vacuum pumps can achieve this level, and most mechanical vacuum pumps operate within this range. Also called a rough vacuum, the majority of industrial-level vacuum units are considered low volume vacuum pumps and generate this level of vacuum.
• Medium vacuum: A medium vacuum has a pressure level between one and 10 ^-3 torr. Most pumps providing this range are mechanical. Process application vacuum units are typically made to produce this level of vacuum — this includes vacuums made for spraying or gas removal processes.
• High vacuum: High vacuum is indicated by pressures between 10 ^-3 and 10 ^-7 torr absolute — any lower than 10-7 torr is considered very high vacuum. High vacuum is only required in specialized industrial and lab applications and is often achieved through the use of non-mechanical vacuums. Very high vacuums are even more specialized, needed mostly in laboratory applications and space simulations.

How to Choose the Right Vacuum Pump

Choosing between the different types of vacuum pumps can be difficult with so many options available. The choice often comes down to a few factors, such as:

• Level of vacuum: The level of vacuum needed is one of the primary factors to consider. These categories tell the user how much vacuum the pump can generate.
• Usage: Larger units are typically designed and rated for continuous duty, while smaller units are made for intermittent duty. Smaller units applied in a continuous manner typically encounter functional limitations that decrease their vacuum generation capabilities.
• Rate of removal: Pumps are flow rated based on the volume of air they can handle. High flow rates mean that the pumps can remove air more quickly.
• Power requirement: Vacuum pumps typically require little power input, but not all pumps are made the same. Though the power requirement for a unit doesn’t necessarily affect functionality, it does affect your business’ power usage and efficiency.
• Time: If it is essential that a certain vacuum level is achieved within a specific time frame, a high volume vacuum pump will be the best option. If time is not important, a small pump will suffice.

Common Vacuum Pump Applications

Vacuum technology is everywhere in industry, with businesses relying on vacuums for a range of processes and production methods. Some common examples are:

• Automotive: Vacuums are required in the function of vehicles and in their production and maintenance. Cable pressure and automotive suspension systems are often maintained using vacuum systems, while auto detailing and tire inflation equipment use vacuum pumps to build pressure for their systems.
• Medical: Vacuum pumps are used in a wide range of applications throughout the medical industry. Various types of ventilation equipment and oxygen concentrators use pumps for respiratory therapy applications. Surgical teams also use vacuum pumps to power various types of equipment and sterilization systems. Even medical pumps themselves, including breast pumps, and suction units, use vacuum pumps.
• Dental: The dental industry commonly uses a range of vacuum pumps in various applications. Dental compressors and portable dental equipment often use vacuum pumps to build pressure in systems, while vacuum ovens are used to mold implants.
• Environmental: Air sampling and soil aeration equipment both use vacuum pumps to power their processes. Vacuum pumps are also an essential part of any air supply system or sewage aeration system.
• Food and beverage: Food processing and water purification systems often use vacuums as part of their processes. From aeration and mixing to packaging, vacuums are used throughout this industry.
• Agricultural: TheAgriculture industry often uses vacuum pumps in the development and application of agricultural sprays. Pest control equipment and crop sprayers are often powered by vacuum pumps. Milking equipment also uses vacuum pumps.
• Electronics: Many electronics require vacuums to function. The most common example is the electric lamp — light bulbs require a vacuum in order to function, so a vacuum pump is needed to take gas from the bulb. Semiconductor production also requires the use of vacuums.
• Arts and printing: Airbrushes, ink-jet printers, framing equipment and other staples of the printing arts are powered by vacuum pumps.

Choose RG Group

With so many industrial vacuum pump sizes and types available, it’s important to know your options. Different technologies can be used to generate a reliable flow of vacuum, but no single technology achieves optimal efficiency at every level of vacuum. The right type of vacuum pump will serve your application smoothly, while the wrong one may result in significant costs and future down-time. We know that the choices can be overwhelming, so RG Group is here to help.

For over 60 years, RG Group has been an industry expert in vacuum technology solutions, providing trusted expertise in selecting and installing solutions from a variety of manufacturers. We offer an extensive line of air-moving products from industry-leading manufacturers GAST and Atlas Copco., including Gast vacuum pumps, compressors, air motors, gear motors, vacuum generators, and regenerative blowers. By combining the two global leaders, the RG Solution incorporates a wide variety of vacuum pump models to choose from, ensuring you’ll be able to find the right one for your applications.

Whether you need a simple fix or a custom solution, RG Group can help with our team of experts and our global network of sales representatives, service facilities and distributors. Whether you’re located in the United States, Europe or China, we can help you get the parts and services you need.

Contact RG Group today to learn more about our fluid handling and motion control solutions, as well as our quality industrial parts and services.