Que sont les pompes à vis et comment fonctionnent-elles ?

Que sont les pompes à vis et comment fonctionnent-elles

Pompes à vis sont un type de pompe volumétrique qui utilise une ou plusieurs vis rotatives, ou rotors, pour déplacer le fluide le long de l'axe de la vis lorsqu'elle tourne. Contrairement aux pompes centrifuges, qui dépendent de la vitesse de rotation pour pousser le fluide vers l'extérieur, les pompes à vis emprisonnent le fluide dans les cavités formées entre les filetages et le boîtier de la pompe, puis l'avancent en douceur de l'entrée à la sortie lorsque les vis tournent.

Ce mécanisme permet aux pompes à vis de déplacer le fluide avec un minimum de turbulence, de pulsation ou de cisaillement, ce qui les rend particulièrement bien adaptées à la manipulation de fluides visqueux, sensibles ou multiphasiques qui pourraient être endommagés ou dégradés par d'autres types de pompes. Le débit continu et fluide produit par les pompes à vis les rend également efficaces pour les applications nécessitant une distribution de fluide précise et constante.

Conceptions à vis unique ou à vis multiples

Les pompes à vis unique, souvent appelées pompes à vis excentrée, utilisent un rotor hélicoïdal tournant dans un stator élastomère stationnaire pour déplacer le fluide. Les pompes à double et triple vis, en revanche, utilisent deux ou trois vis engrenées qui ne se touchent pas, s'appuyant plutôt sur des jeux précis pour déplacer le fluide sans l'usure associée aux conceptions basées sur le contact.

Types courants de pompes à vis

Les pompes à vis sont disponibles en plusieurs configurations, chacune adaptée à différentes caractéristiques du fluide et conditions de fonctionnement. La sélection du bon type dépend de facteurs tels que la viscosité, les exigences de pression et la présence de solides ou de gaz entraînés dans le fluide pompé.

Choisir en fonction de la viscosité du fluide

Les pompes à cavité progressive excellent généralement dans le traitement des fluides épais et chargés de solides comme les boues, tandis que les pompes à double et triple vis sont mieux adaptées aux fluides plus légers et plus propres tels que les huiles lubrifiantes et le carburant, où les jeux serrés entre les vis permettent un pompage efficace et à faible cisaillement sans l'usure associée aux conceptions basées sur le contact.

Applications clés des pompes à vis

Les pompes à vis sont largement utilisées dans les industries qui nécessitent une manipulation douce et cohérente de fluides visqueux ou sensibles. Leur capacité à gérer une large plage de viscosité tout en maintenant un débit constant les rend précieux dans les opérations de traitement industriel et de transfert de fluides.

• Industrie pétrolière et gazière : les pompes à double vis sont largement utilisées pour le transfert de pétrole brut et le pompage multiphasique directement à partir des têtes de puits.
• Applications marines : les pompes à triple vis sont courantes dans les salles des machines des navires pour la manipulation des systèmes de transfert d'huile lubrifiante et de carburant.
• Traitement des eaux usées : les pompes à vis excentrée déplacent efficacement les boues et les boues contenant des solides sans obstruer ni endommager la pompe.
• Transformation des aliments et des boissons : les pompes à double vis temporisées traitent des produits visqueux comme le chocolat, les sirops et les sauces tout en respectant les normes d'hygiène.
• Traitement chimique : les pompes à vis transfèrent des produits chimiques visqueux ou sensibles au cisaillement où une action de pompage plus douce aide à préserver l'intégrité du produit.

Avantages des pompes à vis par rapport aux autres types de pompes

L'un des principaux avantages des pompes à vis est leur capacité à gérer une large gamme de viscosités sans baisse significative de leur efficacité, contrairement aux pompes centrifuges, qui perdent rapidement leurs performances à mesure que la viscosité du fluide augmente. Les pompes à vis produisent également un débit régulier et à faible pulsation, ce qui les rend idéales pour les applications où une distribution de fluide constante et non turbulente est importante.

De plus, de nombreuses conceptions de pompes à vis peuvent traiter des fluides contenant du gaz entraîné ou un mélange de phases liquide et gazeuse sans perte d'aspiration, une capacité qui les distingue de nombreux autres types de pompes volumétriques. Cela rend les pompes à double vis particulièrement utiles dans les applications d'extraction de pétrole où la composition du fluide peut varier de manière imprévisible pendant le fonctionnement.

Considérations de maintenance pour une fiabilité à long terme

Les pompes à vis excentrée nécessitent un remplacement périodique du stator en élastomère, car ce composant s'use à cause d'un contact continu avec le rotor, en particulier lors du pompage de fluides abrasifs. Les pompes à double et triple vis, qui fonctionnent sans contact entre les vis, nécessitent généralement un remplacement moins fréquent des composants internes, mais nécessitent néanmoins une surveillance régulière de l'état des joints et des roulements pour éviter les fuites ou les pertes de performances.

Conseils pour sélectionner la bonne pompe à vis

Lors de la sélection d'une pompe à vis, il est essentiel de caractériser avec précision la viscosité, la température et la teneur en matières solides du fluide, car ces facteurs influencent directement la configuration de la pompe qui fonctionnera de manière fiable dans le temps. Les pompes conçues pour des fluides propres à faible viscosité peuvent avoir des difficultés ou s'user prématurément si elles sont utilisées sur des boues abrasives, tandis que les pompes à cavité progressive conçues pour des fluides chargés de solides peuvent être inutilement complexes pour des tâches de transfert de fluides simples et propres.

Les acheteurs doivent également examiner attentivement les exigences en matière de débit et de pression, en s'assurant que la capacité de la pompe sélectionnée correspond aux demandes du système sans surdimensionnement excessif, ce qui peut entraîner un fonctionnement inefficace et des coûts énergétiques plus élevés. Consulter un fabricant ou un fournisseur de pompe qui peut examiner les données spécifiques sur les fluides et les conditions d'application permet de garantir que la pompe à vis choisie offre des performances fiables à long terme.