Pompes Alternatives : Fonctionnement, Types et Importance

Une pompe alternative est un type de pompe à déplacement positif qui fonctionne sur le principe du mouvement d'aller-retour d'un piston. Contrairement à la pompe centrifuge qui utilise l'énergie cinétique de la roue pour alimenter le fluide. Vous pouvez rapidement lire leur différence ici.

Cette classe de pompes à déplacement positif inclut les pompes à piston, pompes à plongeur et pompes à diaphragme. Ces pompes alternatives peuvent durer des décennies si elles sont correctement entretenues. Les pompes alternatives sont souvent utilisées où une quantité relativement petite de liquide doit être pompée et où la pression de refoulement est assez grande.

Aujourd'hui, vous découvrirez la définition, les applications, les fonctions, les composants, le schéma, les classifications, les types et le fonctionnement de la pompe alternative. Vous comprendrez également les avantages et inconvénients de cette pompe alternative.

Qu'est-ce qu'une pompe alternative ?

Comme indiqué dans l'introduction, une pompe alternative est une classe de machines à déplacement positif typiquement utilisée pour les opérations à faible débit et haute pression. Les pompes alternatives ont une chambre stationnaire qui piège le liquide avec un piston ou un plongeur.

L'Institut Hydraulique et l'ANSI catégorisent les pompes alternatives en quatre types qui ont été mentionnés ci-dessus. Les pistons et les diaphragmes sont utilisés pour fournir l'action de pompage et des soupapes sont utilisées pour réguler le flux entrant et sortant du corps de la pompe. Ces pompes sont disponibles en diverses tailles allant des grandes pompes de puissance aux unités de nettoyeur haute pression plus petites.

Applications de la pompe alternative

Voici les diverses applications de la pompe alternative :

• Raffineries de pétrole
• Centres de service de lavage de véhicules
• Industries gazières
• Industries pétrochimiques

Elles sont utilisées pour les fins suivantes :

• Nettoyage de vaisseaux, tuyaux, réservoirs, tubes, tuyaux de condensat, échangeurs de chaleur, etc.
• Forage pétrolier, raffineries, production, élimination, injections.
• Applications de pression pneumatique.
• Nettoyage de véhicules.
• Nettoyage de conduites d'égout.
• Sablage humide
• Alimentation de chaudières
• Pompes haute pression pour système RO (Osmose inverse)
• Tests hydrostatiques de réservoirs, vaisseaux, etc.
• Système de lutte contre l'incendie.
• Système de traitement des eaux usées.

Composants de la pompe alternative

Voici les principaux composants de la pompe alternative et leur fonction :

Crépine – elle élimine toutes les impuretés du fluide avant d'entrer dans la pompe. Elle est montée sur le tuyau d'aspiration.

Tuyau d'aspiration – c'est ce qui aspire le fluide du réservoir.

Soupape d'aspiration – c'est une soupape de non-retour, aussi installée sur le tuyau d'aspiration. Elle aide le flux de fluide du réservoir vers la pompe.

Cylindre ou cylindre liquide – c'est là que la pression augmente. C'est un cylindre creux avec revêtements, il contient un piston et ses segments.

Piston ou plongeur et tige de piston – le piston est directement connecté à une tige, formant une tige de piston. La tige de piston est ensuite connectée à la bielle. C'est ce qui cause le mouvement alternatif à l'intérieur du cylindre.

Segments de piston – c'est un autre composant vital dans une pompe alternative car il protège la surface du piston. Il protège aussi la surface interne du cylindre de l'usure, faisant fonctionner le système en douceur.

Garnissage – le garnissage est requis dans cette pompe afin d'avoir une étanchéité correcte entre le cylindre et le piston. Il aide à arrêter les fuites.

Vilebrequin et bielle – le vilebrequin est connecté à une source d'énergie. La bielle relie le vilebrequin et la tige de piston. Tout cela travaille ensemble pour l'obtention du mouvement alternatif.

Soupape de refoulement (type non-retour) – la soupape de refoulement aide à construire la pression tout comme une soupape d'aspiration. Elle protège la pompe du retour de flux.

Tuyau de refoulement – cette partie d'une pompe alternative aide à fournir le fluide à sa destination.

Vase d'air – seuls quelques types de pompes alternatives ont un vase d'air. Il aide à réduire la charge de frottement ou la charge d'accélération.

Schéma de pompe alternative :

Classifications de la pompe alternative :

Les pompes alternatives sont classées selon les éléments suivants :

Selon la source de travail :

• Pompe alternative simple à commande manuelle.
• Pompe alternative de puits profond à commande mécanique.

Mécanisme :

• Pompe alternative à simple effet
• Pompe alternative à double effet
• Pompe alternative à triple effet

Nombre de cylindres :

• Monocylindre, consistant en un seul cylindre connecté à un arbre.
• Bicylindre – consistant en deux cylindres connectés à un arbre.
• Tricylindre – consistant en trois cylindres connectés à un arbre.

Types de pompes alternatives

Voici les différents types de pompes alternatives et leur fonction :

Pompe à piston de puissance :

Ces types de pompes alternatives sont classés par leur orientation (verticale ou horizontale), action (simple ou double), élément de pompe (piston ou plongeur), et nombre d'étages (simplex, duplex, triplex). Cette pompe de puissance peut être utilisée avec des nettoyeurs à puissance et pression. Elles peuvent fournir de l'eau à haute pression à bas volumes.

Les pompes à piston de puissance sont généralement disponibles en unités duplex ou triplex. Les pompes à simple effet pressurisent seulement dans une direction de la course tandis que les pompes à double effet pressurisent dans les deux directions. Les pompes à piston de puissance sont utilisées à une échelle beaucoup plus grande. Les industries pétrochimiques l'utilisent pour le fracturage hydraulique, l'élimination d'eau salée, etc. Elle est aussi utilisée pour pomper des fluides chargés de sable et des boues.

Pompe à vapeur :

Les pompes alternatives à vapeur ne convertissent pas le mouvement rotatif en mouvement linéaire en utilisant directement un piston entraîné par vapeur vers le piston de la pompe de puissance. Les pompes sont généralement à double effet des deux côtés, vapeur et fluide. Il y a un levier connecté à la tige de piston qui commute le flux de vapeur quand la vapeur. Cela se produit quand la vapeur et les pistons de pompe approchent de la fin de leur course. Deux cylindres à vapeur sont couramment utilisés. Avec la norme API 674, les pompes à vapeur sont utilisées dans les lieux dangereux par les industries pétrolières, pétrochimiques et de raffinage.

Pompe doseuse :

Avec ces types de pompes, le moyen de distribuer des produits chimiques, pâtes, etc. est devenu beaucoup plus facile et efficace. Cela est réalisé en utilisant un piston ou plongeur alternatif. La méthode à diaphragme peut aussi être utilisée dans les pompes doseuses. Surtout dans les processus industriels et les applications alimentaires et pharmaceutiques. Ces méthodes de pompage ont généralement des longueurs de course ajustables pour que les niveaux de dosage puissent être définis. Les pompes doseuses sont disponibles dans de nombreux embodiments différents, les plus grandes pour l'injection chimique dans les usines de processus. Les très petits designs sont utilisés pour le remplissage pharmaceutique, le dosage d'adhésif, etc.

Pompe à diaphragme :

Ces types de pompes utilisent des membranes flexibles qui cachent les cavités de la pompe. Elles sont soit à air, soit électriques. Les pompes à diaphragme sont utiles pour transférer des huiles et fluides dangereux similaires. Elles varient en taille des unités industrielles utilisées dans les installations permanentes aux petites pompes portables de contractant utilisées pour les travaux de chantier. Plusieurs méthodes sont utilisées pour actionner cette pompe ; liaisons mécaniques, fluide hydraulique, air, etc.

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement des pompes alternatives est assez simple et peut être facilement compris. La puissance est fournie au système de pompe, ce qui permet au vilebrequin de tourner via un moteur électrique. Il y a un angle fait par le vilebrequin pour que le mouvement du piston à l'intérieur du cylindre puisse être atteint.

En utilisant le schéma ci-dessus, le piston se déplace vers l'extrême gauche du cylindre quand le vilebrequin rencontre la position A. Inversement, le piston se déplace vers l'extrême droite du cylindre quand le vilebrequin rencontre la position C.

Quand le piston est vers la position extrême droite, un vide partiel dans le cylindre se produit. Cela fait entrer le liquide dans le tuyau d'aspiration. Eh bien, cela se produit en raison de la pression atmosphérique sur le liquide du puisard qui est assez inférieure à la pression à l'intérieur du cylindre. L'eau entre dans le cylindre à travers une soupape de non-retour en raison de la différence de pression. L'eau qui reste dans le volume du cylindre est ensuite envoyée dans le tuyau de refoulement. C'est réalisé à travers une soupape de refoulement et c'est fait quand le vilebrequin tourne de C à A. C'est quand le piston se déplace dans une direction avant.

À cause du mouvement en direction avant du piston, la pression augmente à l'intérieur du cylindre. La pression est supérieure à la pression atmosphérique. Cela cause la soupape de refoulement à s'ouvrir et le tuyau d'aspiration à se fermer. Cependant, une fois que l'eau entre dans la soupape de refoulement, elle ne peut pas retourner dans le cylindre. C'est parce qu'une soupape unidirectionnelle ou de non-retour est utilisée. À ce stade, l'eau entre dans le tuyau de refoulement pour qu'elle puisse être envoyée à sa destination.

Regardez la vidéo ci-dessous pour en savoir plus sur le fonctionnement de la pompe alternative :

Avantages et inconvénients de la pompe alternative

Avantages :

Voici les avantages d'une pompe alternative dans ses diverses applications :

1. Le liquide peut être livré à haute pression du puisard à n'importe quelle hauteur désirée.
2. L'amorçage n'est pas requis comme pour une pompe centrifuge.
3. Un taux de refoulement continu est permis dans la pompe alternative.

Inconvénients :

Malgré les bons avantages des pompes alternatives, certaines limitations subsistent. Voici les inconvénients d'une pompe alternative dans ses diverses applications :

1. Le coût de maintenance est élevé en raison d'un grand nombre de pièces mobiles.
2. Le coût initial du système est aussi élevé.
3. Les fluides visqueux sont difficiles à pomper. Finalement,
4. Débit plus faible.

Conclusion

C'est tout pour cet article où nous avons expliqué la définition, les applications, la fonction, les composants, le schéma, la classification et les types de pompe alternative. Nous avons également expliqué le principe de fonctionnement, les avantages et inconvénients de cette pompe alternative.

J'espère que vous avez beaucoup appris de cet article. Si c'est le cas, partagez-le avec d'autres étudiants techniques. Merci de votre lecture. À la prochaine !