Athéna Engineering S.r.l.
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Connaissance technique de la pompe à cavité progressive

I. Qu'est-ce qu'unPompe à cavité progressive


LeTeffikoLa pompe à vis excentrée est un équipement de transport volumétrique. Il se compose d'un rotor hélicoïdal excentrique couplé à une bague de surface à double hélice (stator) pour former des cavités fermées pour une cylindrée moyenne. Il présente un débit stable sans pulsation, une faible force de cisaillement, une forte capacité d'auto-amorçage et une large compatibilité avec les fluides. Il est particulièrement adapté au transport de fluides à haute viscosité, de fluides contenant des particules dures, de matériaux fibreux et de substances sensibles au cisaillement sujettes à la déchirure. Contrairement àpompes centrifuges, les pompes à vis excentrée ne reposent pas sur une agitation de turbine à grande vitesse. Le support ne subit aucun barattage violent ni vortex, et ses propriétés originales peuvent être entièrement préservées. Il est largement utilisé dans des scénarios de transport complexes tels que les eaux usées et les boues, les boues industrielles, les pâtes alimentaires et les liquides chimiques visqueux. Parallèlement, la pompe présente une structure compacte avec peu de composants, permettant un démontage, un montage et une maintenance faciles, même pour les opérateurs novices.

progressive cavity pump

II. Principe de fonctionnement de base de la pompe à cavité progressive


La structure de fonctionnement de base d'une pompe à vis excentrée comprend un rotor hélicoïdal à filetage unique associé à un stator en caoutchouc à double hélice. Leur configuration géométrique unique forme des chambres moyennes fermées indépendantes. Pendant le fonctionnement, le moteur entraîne l'arbre de la pompe, faisant tourner le rotor autour de son propre axe tout en roulant le long de la surface intérieure du stator, générant en permanence des chambres scellées successives. Pour chaque tour complet du rotor, le fluide avance d’un pas. Avec une rotation continue du rotor, le fluide est poussé axialement et uniformément de l'extrémité d'aspiration vers l'extrémité de refoulement via une propulsion hélicoïdale. Tout au long du processus de transport, la vitesse d'écoulement interne reste faible et le volume de la chambre reste constant, exempt de tourbillons et d'agitation, fournissant une pression stable et empêchant fondamentalement la dégradation et l'émulsification du fluide.


 Paramètres et caractéristiques techniques de fonctionnement de base



  •  Pression et hauteur : Un stator à un seul conducteur délivre une pression de sortie de 0,6 MPa, correspondant à une hauteur d'eau claire de 60 m ; une pompe à deux étages à double conduite atteint une pression de 1,2 MPa, correspondant à une hauteur de chute de 120 m. Les spécifications de pression à plusieurs étages peuvent être sélectionnées en fonction des conditions de travail.
  •  Performances auto-amorçantes : la hauteur standard d'auto-amorçage atteint 6 m. L'amorçage n'est pas requis à l'avance, offrant une excellente capacité d'auto-amorçage.
  •  Température du fluide : Les modèles standards conviennent aux fluides inférieurs à 80°C. Les modèles spéciaux personnalisés peuvent résister à des conditions de fonctionnement à haute température jusqu'à 150°C.
  •  Caractéristiques du débit : Le débit a une corrélation positive strictement linéaire avec la vitesse de rotation. Le débit reste stable à vitesse de rotation constante.



Interdiction importante: Il est strictement interdit aux pompes à vis excentrée de fonctionner à sec. Dans des conditions de fonctionnement à sec, le rotor et le stator manquent de lubrification et de refroidissement par le fluide de traitement. La friction génère rapidement une température élevée, qui brûle, fissure et vieillit facilement le stator en caoutchouc. Cela constitue la principale cause de dommages aux équipements et de durée de vie réduite.


III. Composants structurels de base


1. Rotor


Le rotor est un arbre hélicoïdal excentrique métallique et le principal composant mobile générateur d'énergie de l'équipement. Les matériaux industriels couramment utilisés comprennent l'acier inoxydable 304, l'acier inoxydable 316, le chromage dur et les alliages résistants à l'usure pour s'adapter à diverses conditions de travail corrosives et abrasives. La précision de l'usinage et la résistance à l'usure de la surface du rotor déterminent directement la stabilité du débit de la pompe, la précision du transport et la durée de vie globale. Les rotors renforcés contre l'usure sont préférés pour le transport à long terme de fluides abrasifs tels que la boue et les fluides chargés de particules dures.


2. Stator


Le stator est une bague en caoutchouc avec un profil interne à double hélice. Il représente le composant clé le plus critique et le plus consommable de la pompe à vis excentrée, ainsi que la pièce centrale permettant à la pompe de traiter des fluides complexes. Tirant parti des propriétés de divers matériaux en caoutchouc élastique, les pompes à vis excentrée possèdent des capacités de transport inaccessibles aux types de pompes conventionnels, transportant de manière fiable des fluides à haute viscosité, des fluides contenant des particules dures en suspension et des fluides complexes chargés de fibres. Différents matériaux en caoutchouc sont adaptés à des conditions de travail définies :



  •  NBR (caoutchouc nitrile butadiène) : qualité à usage général avec une résistance exceptionnelle à l'huile. Convient aux eaux usées, aux boues, aux fluides huileux courants et aux fluides conventionnels.
  •  EPDM (caoutchouc monomère d'éthylène propylène diène) : résistant aux acides et aux alcalis, à la chaleur et anti-vieillissement. Appliqué pour le transport d'eau chaude et de fluides industriels faiblement corrosifs.
  •  FKM (Fluoroélastomère) : matériau résistant à la corrosion haute performance offrant une résistance à la chaleur, une forte résistance aux acides et aux alcalis et une résistance à la corrosion chimique. Utilisé pour diverses conditions de travail de milieu chimique spécial.



3. Ensemble d'entraînement à joint universel


Il transmet principalement le couple excentrique et relie l'arbre de transmission avant au rotor arrière, servant de moyeu central pour la transmission de puissance. Lors du fonctionnement de l'équipement, cet ensemble est soumis en permanence à des charges alternées. L'usure s'accélère lors du transport de fluides contenant des particules solides et des impuretés, ce qui en fait un élément clé de l'inspection et de la maintenance de routine des équipements.


4. Corps de pompe, entrée/sortie et ensemble d'entraînement


Le corps de pompe assure le confinement du fluide et la protection de l'étanchéité. Les brides d'entrée et de sortie sont conformes aux exigences standard d'installation de tuyaux. L'ensemble d'entraînement se compose d'un moteur et d'un réducteur, prenant en charge un fonctionnement à vitesse fixe, une régulation de vitesse en continu et une variation à plusieurs vitesses. La vitesse de rotation peut être ajustée de manière flexible pour contrôler avec précision le débit de transport et satisfaire diverses exigences de production.

industrial single screw pump

IV. Principaux avantages et caractéristiques du modèle de pompe à cavité progressive



  •  Transport stable et précis : le débit et la pression sont exempts de fluctuations d'impulsion avec un volume de chambre constant. En combinaison avec des systèmes de régulation de vitesse, la précision du débit peut atteindre ±1 %. Elle peut fonctionner comme une pompe doseuse de précision pour des scénarios de haute précision, notamment les applications de laboratoire, le dosage de produits chimiques et le dosage industriel.
  •  Compatibilité exceptionnelle avec les fluides : gère l'eau propre, les boues à haute viscosité, les substances pâteuses, les fluides porteurs de particules et contenant des fibres, dépassant ainsi les limites de transport des types de pompes ordinaires.
  •  Transport à faible cisaillement : pas de tourbillons ni d'agitation violente pendant le fonctionnement. Les matériaux ne seront ni déchirés ni émulsionnés, ce qui le rend idéal pour les industries alimentaires, biologiques et chimiques fines exigeant une intégrité moyenne.
  •  Configuration de modèle flexible : des corps de pompe identiques peuvent être conçus sur mesure dans des configurations verticales, inclinées ou mobiles sur chariot pour s'adapter à diverses configurations de site et exigences d'installation en conditions de travail.
  •  Fonctionnement et entretien pratiques : structure globale simple avec peu de composants. Le démontage, l'inspection et la maintenance sont faciles et nécessitent peu de compétences.
  •  Excellentes performances d'auto-amorçage : hauteur d'auto-amorçage standard de 6 m. L’équipement d’amorçage auxiliaire n’est pas nécessaire pour un démarrage pratique.



V. Technologie anti-rotation hydraulique de base pour les pompes à cavité progressive


La technologie hydraulique anti-rotation inverse est une technologie de base spécialisée qui traite les risques de sécurité causés par la rotation inverse du train de tiges à grande vitesse lors de l'arrêt de la pompe ou du grippage de la pompe pour les pompes à vis excentrée progressive. Lors de l'arrêt ou du grippage des pompes à vis excentrée conventionnelles, l'énergie potentielle de torsion stockée dans le train de tiges et la différence de pression entre le tube et le carter se libèrent rapidement, déclenchant une rotation inverse à grande vitesse du train de tiges. Un énorme couple instantané est généré, ce qui peut facilement plier ou briser les tiges polies, provoquer la déconnexion du train de tiges, conduire à une fragmentation et à l'éjection à grande vitesse des poulies de courroie, endommager l'équipement de surface et même entraîner des accidents de sécurité personnelle.


Cette technologie s'appuie sur un dispositif hydraulique anti-rotation indépendant pour un relâchement du couple en toute sécurité sans intervention manuelle. Lorsque l'arbre principal développe une tendance à la rotation inverse après l'arrêt, les pistons des étriers de frein hydrauliques à l'intérieur du dispositif s'étendent automatiquement, poussant les plaquettes de friction pour serrer le disque de frein, réduisant rapidement la pression du système et limitant la vitesse de rotation inverse. Une fois que la pression de l'étrier de frein diminue, l'arbre principal tourne légèrement vers l'arrière, la pompe à engrenages redémarre et l'étrier de frein serre à nouveau le disque de frein. Grâce à un mode flexible de « freinage cyclique de desserrage de serrage », le couple de rotation inverse de l'arbre principal est progressivement réduit à zéro pour éliminer complètement les risques de sécurité.


Principaux avantages techniques : mécanisme de déchargement unidirectionnel à pression constante intégré, couple de freinage important, freinage en douceur et performances de dissipation thermique favorables pour une libération automatique du couple résiduel. L'appareil adopte une structure modulaire indépendante. Aucune modification du corps principal de la pompe n’est requise ; la mise à niveau peut être effectuée directement sur l'équipement d'entraînement existant, offrant une opération simple, un faible coût de reconstruction et une compatibilité supérieure.


 VI. Directives d’exploitation et d’entretien de routine


1. Pas de démarrage à sec : remplissez la chambre de la pompe avec du fluide avant le démarrage pour obtenir la lubrification et le refroidissement, et éviter une défaillance thermique du stator.

2. Contrôle raisonnable de la vitesse de rotation : une vitesse de rotation plus élevée donne un débit plus élevé tout en accélérant l'usure des rotors, des stators et des joints universels. Pour le transport de produits abrasifs, utilisez une plage de vitesse raisonnable pour prolonger la durée de vie de l'équipement.

3. Inspection périodique à usage spécial : se concentrer sur la surveillance des conditions de fonctionnement des ensembles d'entraînement à joint universel, des garnitures mécaniques et des dispositifs de freinage. Identifiez en temps opportun les dangers tels que l’usure, les fuites et les défaillances des freins.

4. Entretien et nettoyage à l'arrêt : pour un arrêt à long terme de l'équipement, rincez soigneusement l'intérieur de la chambre de la pompe pour éviter une solidification et une agglomération du milieu qui pourraient bloquer les chambres ou corroder les composants.

5. Remplacement rapide des pièces consommables : les baisses évidentes de débit et de pression sont principalement causées par l'usure et le vieillissement des rotors et des stators. Remplacez les composants rapidement pour garantir la précision de fonctionnement de l'équipement.




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