La pompe à piston Construction, principe de fonctionnement et utilisation
Les pompes à piston peuvent être trouvées comme des pompes haute pression fiables dans de nombreuses applications industrielles, par exemple dans les applications de nettoyage ou dans la technologie de processus dans l'industrie chimique. Les pompes volumétriques conviennent aux petits ou grands débits et atteignent différents niveaux de pression. Ils transportent tous les fluides liquides tels que l'eau, les huiles ou les gaz liquides sur une large plage de températures. Même les fluides abrasifs tels que les boues détergentes ou les purées de carbone peuvent facilement être pompés via différents niveaux de pression avec les pompes à piston oscillant.
La pompe à piston
La pompe à piston est une version spéciale de la pompe à piston. Le terme piston vient de la langue anglaise et signifie tige de piston ou piston.
Contrairement à une pompe à piston, le piston n'atteint pas la paroi du cylindre. La tige de piston elle-même représente le piston. A l'extérieur, il n'a pas de joints fermant avec la paroi du cylindre. La pompe fonctionne selon le principe de déplacement.
Le principe de fonctionnement de la pompe à piston
Contrairement à une pompe à piston, la pompe à piston ne bouge pas avec le piston, mais a un joint fixe dans le presse-étoupe. Un piston rétractable crée un effet d'aspiration à l'extrémité liquide et ouvre la soupape d'aspiration. Le milieu s'écoule dans l'extrémité liquide. Le piston avance alors. Le piston déplace le volume disponible à travers son propre volume et augmente la pression du fluide à pomper. La soupape d'aspiration se ferme et la soupape de pression ouvre la voie dans la zone de traitement du fluide sous pression.
Le mouvement vers l'avant et vers l'arrière du piston se répète continuellement et ouvre ou ferme les soupapes. Selon l'application, les cycles sont répétés jusqu'à plusieurs centaines de fois par minute. Pour éviter un écoulement intermittent de fluide, des amortisseurs de pulsation dits côté aspiration et côté refoulement sont utilisés, qui garantissent un débit uniforme et des pulsations réduites. Plusieurs pistons peuvent être utilisés dans une seule pompe en combinaison pour augmenter le débit et pour un débit plus uniforme. Ils alimentent la zone de traitement commune via le même tuyau de pression. Le nombre de plongeurs dans la pompe varie en fonction de la conception et de l'application.
Les pistons sont entraînés hydrauliquement ou par un vilebrequin avec bielles et rallonges de traverse. S'il y a plusieurs pistons, les positions angulaires sur le vilebrequin peuvent être réparties de manière à ce que les pics de pression dans la pompe soient échelonnés.
La construction de la pompe à piston
Fondamentalement, la pompe à piston se compose de deux composants principaux: le côté puissance et le côté liquide.
L'extrémité de puissance convertit le mouvement de rotation d'un moteur d'entraînement en un mouvement oscillant vers l'avant et vers l'arrière du piston. Le vilebrequin, les bielles et les têtes transversales sont utilisés à cet effet. Les plongeurs sont couplés aux têtes transversales et pénètrent dans l'extrémité liquide de la pompe via les presse-étoupe. Les moteurs d'entraînement peuvent être des moteurs électriques, mais aussi des moteurs à combustion interne. Des entraînements hydrauliques sont également possibles. L'extrémité de puissance est faite d'un matériau moulé robuste à préparer pour une utilisation continue difficile dans des conditions extrêmes.
L'extrémité liquide est constituée des presse-étoupes et de la chambre de soupape dans laquelle se produit l'augmentation de pression du fluide. Les différents composants de l'extrémité liquide entrent en contact avec le milieu liquide et doivent donc être conçus pour répondre aux exigences. Le boîtier de presse-étoupe, le bloc de soupape et les soupapes sont fabriqués dans des matériaux adaptés à l'application et au fluide à pomper. Il peut s'agir, par exemple, de simples matériaux de coulée, d'aciers inoxydables fortement alliés comme le superduplex ou encore du titane.
Selon le procédé à opérer, les solutions d'étanchéité installées en permanence à l'extrémité liquide peuvent être équipées de systèmes auxiliaires tels que des systèmes d'étanchéité, d'injections ou de rinçage.
Applications des pompes à piston haute pression
Les pompes à piston peuvent être utilisées dans une grande variété d'applications. Partout où des fluides liquides doivent être pompés à haute pression, ils fournissent des solutions adaptées. Les applications vont des pompes pour les processus de nettoyage des classes de performance les plus faibles avec quelques kilogrammes aux systèmes de pompage pour l'industrie de process avec des exigences de performance de plusieurs mégawatts et un poids de 40 tonnes. Des paliers de pression allant jusqu'à 3 000 bars peuvent être atteints avec les pompes haute pression.
Grâce à une conception sophistiquée, une sélection de matériaux optimisée, un contrôle flexible de la vitesse et une grande précision de production, les pompes à piston peuvent être utilisées 24 heures sur 24 et env. 8 000 heures par an sans interruption. Tous les fluides peuvent être pompés à l'état liquide. Il peut s'agir d'eau ou d'huile à des températures normales, mais également d'huiles chaudes et de gaz liquides tels que le dioxyde de carbone et l'ammoniac. En raison de leur principe de fonctionnement, les pompes à piston sont également parfaitement adaptées aux fluides contenant des abrasifs tels que les boues détergentes ou les purées de charbon.
Les applications typiques des pompes à piston sont:
Applications de nettoyage
Liquéfaction du charbon
Technologie des procédés pour les industries chimiques et pharmaceutiques
Test de pression
Production d'urée
Préparation de surface
Production de pétrole et de gaz
Injection d'eau
Injection de CO2 ；
Réhabilitation sans tranchée
Les pompes à piston fonctionnent selon le principe de déplacement et conviennent parfaitement pour un fonctionnement continu fiable. Ils peuvent être utilisés pour divers fluides liquides et atteindre des pressions allant jusqu'à 3 000 bars.
