La pompe à plongeur

Structure, principe de fonctionnement et utilisation

Les pompes à plongeur peuvent être utilisées comme pompes à haute pression fiables dans de nombreuses applications industrielles, par exemple pour des applications de nettoyage ou dans la technologie de traitement de l’industrie chimique. Les pompes volumétriques sont adaptées à des débits faibles ou importants et permettent d’atteindre différents niveaux de pression. Elles sont capables d’acheminer tous les milieux liquides tels que l’eau, les huiles ou les gaz liquéfiés dans une large plage de températures. Même les produits abrasifs tels que les boues de détergent ou les maîches de charbon peuvent facilement être pompés avec les pompes à plongeur oscillantes à différents niveaux de pression.

La pompe à plongeur

La pompe à plongeur est une version spéciale de la pompe à piston. Le terme « plongeur » fait référence à la tige du piston. 

Contrairement à une pompe à piston, le piston n’atteint pas la paroi du cylindre. La tige de piston représente en elle-même le piston. Extérieurement, il n’a pas de joint étanche avec la paroi du cylindre. La pompe fonctionne selon le principe de déplacement.

Le principe de fonctionnement de la pompe à plongeur

Contrairement à une pompe à piston, la pompe à plongeur n’a pas de joint d’étanchéité se déplaçant avec le piston, mais un joint d’étanchéité permanent installé dans le presse-étoupe. Le mouvement de recul du plongeur créé une aspiration dans la partie en contact avec le liquide et ouvre la vanne d’aspiration. Le milieu s’écoule dans la partie en contact avec le liquide. Ensuite, le plongeur se déplace vers l’avant. Le plongeur déplace le volume disponible à travers son propre volume et augmente la pression du liquide à pomper. La vanne d’aspiration se ferme et la vanne de pression ouvre la voie au liquide sous pression vers la zone de traitement.

Le mouvement avant et arrière du plongeur se répète continuellement, entraînant l’ouverture ou la fermeture des vannes. Selon l’application, les cycles se répètent jusqu’à plusieurs centaines de fois par minute. Afin d’éviter un débit intermittent de liquide, des amortisseurs de pulsations sont utilisés côté aspiration et côté pression pour assurer un débit uniforme et des pulsations réduites. Pour augmenter le débit et pour un débit plus uniforme, plusieurs plongeurs peuvent être utilisés conjointement dans une seule pompe. Ils alimentent la zone de traitement commune via le même tube de pression. Le nombre de plongeurs dans la pompe varie en fonction du type et de l’application.

Les plongeurs sont entraînés hydrauliquement ou par un vilebrequin avec bielles et crosses de piston. S’il y a plusieurs plongeurs, les positions angulaires sur le vilebrequin peuvent être réparties de sorte que les pics de pression dans la pompe soient décalés dans le temps.
 

Méthode de fonctionnement d’une pompe à plongeur

Animation 3D

La structure de la pompe à plongeur

Fondamentalement, la pompe à plongeur est constituée de deux composants principaux : le moteur et la partie en contact avec le liquide.

Le moteur convertit le mouvement de rotation d’un moteur d’entraînement en un mouvement de va-et-vient oscillatoire du piston. Le vilebrequin, les bielles et les crosses de piston sont utilisés à cette fin. Les plongeurs sont couplés aux crosses de piston et pénètrent dans la partie de la pompe en contact avec le liquide en passant par les presse-étoupes. Les moteurs d’entraînement peuvent être des moteurs électriques, mais aussi des moteurs à combustion. Les entraînements hydrauliques sont également possibles. Pour être adapté à une utilisation continue dans des conditions extrêmes, le moteur est fabriqué dans un matériau de moulage robuste.

La partie en contact avec le liquide est constituée des presse-étoupes et de la chambre de vanne dans laquelle se produit l’augmentation de pression du milieu. Les différents composants de la partie en contact avec le liquide entrent en contact avec les milieux de pompage liquides et doivent donc être conçus conformément aux exigences. Le boîtier du presse-étoupe, le bloc de vannes et les vannes sont constitués de matériaux adaptés à l’application et au liquide à pomper. Il peut s’agir par exemple  de simples matériaux moulés, d’aciers inoxydables fortement alliés tels que le superduplex ou même le titane.

Selon le procédé à utiliser, les solutions d’étanchéité installées en permanence dans la partie en contact avec le liquide peuvent être équipées de systèmes auxiliaires tels que des systèmes de blocage, des injections ou des rinçages.

Domaines d’application pour les pompes à plongeur haute pression

Les possibilités d’application des pompes à plongeur sont très diverses. Elles fournissent des solutions adaptées partout où des milieux liquides doivent être acheminés à haute pression. Les applications vont des pompes pour les procédés de nettoyage des plus petites classes de performance de quelques kilos aux systèmes de pompage pour l’industrie des procédés avec des besoins en énergie de plusieurs mégawatts et d’un poids de 40 tonnes. Les pompes à haute pression permettent d’atteindre des niveaux de pression jusqu’à 3 000 bar.

Grâce à une conception bien pensée, à un choix de matériaux optimisé, à un contrôle de vitesse flexible et à une précision de fabrication élevée, les pompes à plongeur peuvent être utilisées 24 heures sur 24 et environ 8 000 heures par an sans interruption. Tous les milieux dans un état physique liquide peuvent être acheminés. Il peut s’agir d’eau ou d’huile à des températures normales, mais également d’huiles chaudes et de gaz liquéfiés tels que le dioxyde de carbone et l’ammoniac. En raison de leur principe de fonctionnement, les pompes à plongeur sont également parfaitement adaptées aux milieux contenant des abrasifs tels que les boues de détergent ou les maîches de charbon.

Les domaines d’application typiques des pompes à plongeur sont les suivants :

  • applications de nettoyage
  • liquéfaction du charbon
  • technique de traitement dans les industries chimique et pharmaceutique
  • tests de pression
  • production d’urée
  • traitement de surface
  • pompage de pétrole et de gaz

Les pompes à plongeur fonctionnent selon le principe volumétrique et conviennent parfaitement à un fonctionnement continu fiable. Elles peuvent être utilisées pour différents milieux liquides et atteindre des pressions pouvant atteindre 3 000 bar. URACA a beaucoup de savoir-faire dans le développement et la production de pompes à plongeur.

Si vous avez des questions ou si vous recherchez une pompe adaptée à votre application, contactez les experts d’URACA dès maintenant.