Qu'est-ce qu'une pompe à palettes - Fonctionnement, types et applications

UN Pompe à palettes est une pompe volumétrique qui délivre une débit constant taux sous différentes conditions de pression. C'est une pompe auto-amorçante. Il est connu comme un «Pompe à palettes” car il pressurise le fluide du fait de l'impact des aubes. Charles C . Barnes de Sackville, Nouveau-Brunswick, a inventé le premier Pompe à palettes et breveté le 16 juin 1874.

Cette pompe a un nombre différent d'aubes installées sur un rotor qui se déplace dans la cavité. Parfois, ces aubes peuvent être de longueur variable et tendues pour maintenir le contact avec le mur lorsque la pompe dérive. La pompe dispose également d'une soupape de surpression qui arrête l'accumulation de pression à l'intérieur de la pompe qui pourrait casser la pompe.

Les dernières pompes à palettes ont un contact de surface entre le stator et le rotor au lieu d'un contact de ligne.

Ces pompes sont les plus largement utilisées dans les systèmes de climatisation, la direction assistée et les automobiles.

Cette pompe volumétrique sert à transformer un gaz à haute pression en un gaz à basse pression. Les pompes à palettes ne conviennent pas aux fluides très visqueux. La pompe à palettes peut traiter des fluides à viscosité moyenne et convient mieux aux liquides à faible viscosité, tels que les alcools, les solvants, l'ammoniac et le GPL.

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Fonctionnement de la pompe à palettes

Une pompe à palettes fonctionne de la manière suivante :

• Tout d'abord, la puissance est transmise à l'arbre par l'intermédiaire d'un moteur électrique ou d'un moteur.

• L'arbre est relié au rotor, qui tourne en fonction de la rotation de l'arbre.

• Ce rotor a plusieurs aubes qui tournent lorsque le rotor tourne.

• Lorsque le rotor tourne, un vide se crée à l'intérieur de la pompe ; à cause de cela, il aspire l'eau externe dans la pompe.

• Lorsque l'eau pénètre dans la zone du rotor, les pales du rotor déplacent l'eau vers l'extérieur en raison de la force centrifuge.

• Lorsque l'eau frappe les aubes, ces aubes convertissent le KE de l'eau en vitesse et l'envoient vers le diffuseur ou la zone de la volute.

• La volute présente une zone réductrice ; grâce à cela, il convertit la vitesse de l'eau en pression et augmente la pression en fonction des besoins.

• Après avoir mis l'eau sous pression, l'eau est évacuée et acheminée vers la zone souhaitée.

Pour mieux comprendre, regardez la vidéo suivante :

Composants de la pompe à palettes

La pompe à palettes comprend les principaux composants suivants :

• Enveloppe

• Orifice d'entrée

• Anneau de came

• Orifice de sortie

• Palettes

• Rotor

• Arbre

1) Boîtier

Il s'agit d'une partie extérieure de la pompe à palettes rotatives. Il assure la sécurité de tous les composants internes de la pompe. Il empêche les pièces internes, telles que le rotor, l'arbre, les aubes coulissantes, etc., de tout dommage dû à la source externe.  

2) Orifice d'entrée

Ce port sert à aspirer le fluide dans la pompe. Il fonctionne comme une valve unidirectionnelle.

3) Orifice de sortie

Après avoir mis le fluide sous pression, la pompe refoule le fluide par l'orifice de sortie. Il fonctionne également comme une vanne unidirectionnelle.

4) Arbre

UN arbre de la pompe est reliée à un moteur électrique. Ce moteur fournit de la puissance à l'arbre et fait tourner l'arbre. Cet arbre se connecte en outre avec le rotor. 

5) Rotor

C'est la partie la plus importante de la pompe, qui joue un grand rôle dans l'aspiration et la pressurisation du fluide. Il se connecte avec l'arbre. Le rotor tourne en fonction de la rotation de l'arbre. Il a plusieurs palettes.

Lorsque le rotor tourne, il crée un vide à l'intérieur de la pompe car cette pompe aspire du liquide.

6) Aubes

Les palettes de la pompe à palettes sont montées sur le rotor. L'objectif principal des aubes est de convertir l'énergie cinétique du fluide en sa vitesse. Ces aubes ont une forme rectangulaire. Des aubes coulissantes sont présentes dans les fentes du rotor. Les palettes coulissantes se déplacent à l'intérieur des fentes du

7) Anneau de came

Cet anneau est installé sur la paroi intérieure du corps de pompe. 

Lire aussi : Fonctionnement de la pompe centrifuge

Types de pompes à palettes

La pompe à palettes a les principaux types suivants :

• Pompe à palettes équilibrée

• Pompe à palettes déséquilibrée

• Pompe à palettes à cylindrée variable

1) Pompe à palettes déséquilibrée

1. Cette pompe est le type de pompe à palettes le plus courant.

2. La différence de pression entre les soupapes d'aspiration et de refoulement provoque une poussée latérale sur l'arbre de la pompe. Cette poussée latérale sur l'arbre raccourcit la durée de vie du roulement. Ce type de pompe à palettes est connu sous le nom de pompe à palettes déséquilibrée à cause de la différence de pression entre les soupapes d'admission et de sortie.

3. Tandis que le la pompe à palettes équilibrée n'a pas poussée latérale sur l'arbre du rotor.

4. La pompe à palettes déséquilibrée a un rotor cylindrique qui est installé sur le décalage d'un carter circulaire. Cela signifie que le centre du rotor cylindrique ne coïncide pas avec le centre du boîtier. Il y a une certaine distance entre le centre du rotor et le centre du boîtier.

5. Le rotor a une rainure radiale qui est rainurée dans l'arbre d'entraînement. Le rotor se déplace dans l'anneau de came. Chaque rainure radiale a une aube qui peut se déplacer librement dans et hors de la rainure par la force centrifuge. Les aubes sont conçues de telle manière qu'elles entrent en contact avec la surface de l'anneau de came lorsque le rotor tourne.

6. Il n'y a pas de fuite entre le boîtier et la pointe de l'aube.

2) Pompe à palettes équilibrée

• La pompe à palettes équilibrée a un corps elliptique. Le carter elliptique et le rotor ont le même centre. Il n'y a pas de décalage.

• Ces pompes à palettes sont de conception polyvalente et les plus largement utilisées dans les applications mobiles et industrielles.

• La différence de pression ne se crée pas entre les entrées et les sorties car cette pompe a deux entrées et une sortie.

• Les deux orifices d'entrée sont sur des côtés opposés l'un de l'autre. De même, les orifices de sortie sont également sur des côtés opposés.

• Cet assemblage des orifices d'entrée et de sortie équilibre les forces de poussée égales et opposées de sorte que l'arbre du rotor ne soit confronté à aucune force de poussée latérale.

• Cette pompe d'équilibrage offre de meilleures performances et une longue durée de vie.

• Ce type de pompe a une durée de vie parfaite dans de nombreuses applications. Dans les applications industrielles, les pompes à palettes équilibrées ont une durée de vie de plus de 24 000 heures.

• La taille de la cavité entre deux aubes diminue du côté entrée vers la sortie.

• La pompe aspire le fluide de l'orifice d'entrée tout en refoulant de l'orifice de sortie.

• La pression agissant sur le rotor dans la zone de sortie est élevée ; les forces dans les deux zones de sortie sont égales mais opposées. Par conséquent, il n'y a pas de charge nette sur les roulements de l'arbre.

3) Pompe à palettes à cylindrée variable

• La pompe à palettes à cylindrée variable permet de modifier la taille de la poche.

• En raison des différentes tailles de la poche de la pompe, le débit de livraison varie également.

• Dans le cas de cette pompe, les palettes n'entrent pas en contact direct avec le corps de pompe.

• Cette pompe à palettes rotatives a un anneau entre la palette et le corps. Cet anneau est appelé anneau de réaction.

• Une extrémité de cet anneau se connecte au ressort et l'autre extrémité se connecte à la vis de réglage.

• La taille de la poche de la pompe change grâce aux vis de réglage.

• Lorsque la vis de réglage commence à tourner, la bague de réaction monte et descend également.

• Au fur et à mesure que l'anneau de réaction monte et descend, le décalage entre le centre du rotor et le centre de l'anneau de réaction est modifié.

• En raison de la variation du décalage, la taille de la poche change également, ce qui modifie à son tour le débit de refoulement de la pompe.

A lire aussi : Fonctionnement de la pompe alternative

Les avantages et les inconvénients de la pompe à palettes sont donnés ci-dessous :

Avantages de la pompe à palettes

1. Les pompes ont une capacité d'auto-amorçage.

2. Ceux-ci ont une conception robuste.

3. Ils délivrent une alimentation constante en fluide à une vitesse donnée.

4. Une pompe à palettes fournit un débit continu avec une pulsation négligeable.

5. Ils n'ont pas besoin de vérifier les vannes

6. Ces pompes sont légères.

7. Ceux-ci ont une conception robuste et compacte.

8. Ils ont une efficacité volumétrique et une efficacité globale élevées.

9. Cette pompe volumétrique peut contrôler des fluides contenant des gaz et des vapeurs.

10. Ils ont de faibles niveaux de vibrations et de bruit.

11. Ceux-ci ont un entretien facile.

12. Ils fournissent un flux libre pulsé.

13. Ce sont les meilleurs pour un large éventail d'applications.

Inconvénients de la pompe à palettes

1. Il nécessite une soupape de décharge pour empêcher la pompe d'un arrêt soudain de la livraison.

2. Ces types de pompes ne conviennent pas aux fluides abrasifs.

3. Une pompe à palettes nécessite une bonne étanchéité.

4. Ces pompes nécessitent un système de filtration de qualité supérieure car les particules étrangères peuvent provoquer une panne de la pompe.

5. Ceux-ci ont une conception complexe du logement et de nombreux autres composants.

6. Ces pompes ne sont pas idéales pour les applications à haute viscosité ou haute pression.

Applications des pompes à palettes

• Les pompes à palettes sont utilisées dans les machines de traitement des boissons

• Ces pompes sont utilisées dans les applications pétrolières et gazières.

• Les pompes à palettes sont également utilisées pour les applications à pression moyenne telles que les distributeurs (expresso, café et boissons non alcoolisées).

• Ceux-ci sont utilisés dans les aérosols et les propulseurs

• Ces pompes sont les plus largement utilisées pour les applications à haute pression telles que la direction assistée, les climatiseurs et les compresseurs de suralimentation.

• Ces pompes sont utilisées pour le remplissage des bouteilles de GPL.

• Ils sont utilisés pour les services aéronautiques tels que le transfert de carburant et le dégivrage

• Ils utilisent pour le transfert en vrac de NH3 et GPL

Différence entre la pompe centrifuge et la pompe à palettes

La différence entre la pompe centrifuge et la pompe à palettes est donnée ci-dessous :