Toutes les pompes fonctionnent selon la même logique : vous poussez le fluide jusqu’à ce qu’il se déplace. Les pompes centrifuges projettent le fluide vers l’extérieur avec une roue en rotation. Les pompes à engrenages emprisonnent le fluide entre les dents. Une pompe à cavité progressive fait la même chose avec une vis qui avance à travers un tube en caoutchouc, et tout le truc est plus difficile à expliquer en une phrase qu’à voir sur un dessin en coupe.
Une fois que vous l’avez vu, cependant, le principe reste avec vous. Voici comment cela fonctionne, ce que font les pièces et pourquoi la conception se comporte de cette façon.
L’idée centrale : un rotor qui orbite, pas qui tourne
Une PCP a deux pièces de travail. Le rotor est une vis métallique à un filet. Le stator est un tube garni de caoutchouc avec une hélice à double filet moulée à l’intérieur, avec un pas qui est le double du pas du rotor. Le rotor est entraîné par un joint universel afin qu’il ne tourne pas sur un axe fixe. Au lieu de cela, il roule excentriquement à l’intérieur du stator, son filet s’engrenant constamment avec le filet en caoutchouc.
C’est cet engrènement constant qui scelle la pompe. Entre le rotor et le stator, il y a toujours une série de poches fermées de fluide, chacune séparée de la suivante par une ligne de contact caoutchouc-métal. À mesure que le rotor orbite, chaque poche avance d’un pas vers l’orifice de refoulement. De nouvelles poches s’ouvrent à l’aspiration, les anciennes se ferment au refoulement. Le fluide n’accélère jamais, ne s’arrête jamais et ne recule jamais. Il voyage simplement.
Les pièces et ce qu’elles font réellement
Une unité de pompe complète est plus qu’un rotor et un stator, et chaque composant a un rôle spécifique :
- Rotor. La vis en acier inoxydable qui pousse. Son état de surface compte, car un rotor rugueux use le garnissage du stator plus rapidement.
- Stator. La cavité garnie de caoutchouc. Il forme l’étanchéité et absorbe l’usure. C’est toujours la première pièce à remplacer.
- Joint universel. Relie l’arbre de transmission au rotor et absorbe l’orbite excentrique du rotor. Caché à l’intérieur de la pompe, facile à oublier, et à inspecter à chaque fois que le stator est retiré.
- Corps de pompe et brides. Le canal d’entrée et de sortie, avec des connexions DIN, ANSI ou ISO pour correspondre à votre tuyauterie.
- Moteur d’entraînement et réducteur. Adapte la vitesse et le couple à l’application. La vitesse est le contrôle du débit, c’est donc aussi le cadran de dosage.
Pourquoi le débit est proportionnel à la vitesse
Chaque révolution du rotor déplace exactement un ensemble de poches, et chaque poche contient un volume fixe de fluide. Rien ne glisse, rien ne fuit en arrière, du moins tant que le stator est en bon état. Cela signifie que le débit est verrouillé sur la vitesse de rotation. Doublez la vitesse, doublez le débit, sans vannes ni étranglement nécessaires.
C’est pourquoi les PCP sont utilisées pour le dosage. Vous n’avez pas besoin d’un débitmètre et d’une boucle de contrôle pour maintenir un débit. Vous réglez la vitesse du moteur et la pompe la maintient, à un ou deux pour cent près, tant que le stator conserve son étanchéité.
Pourquoi la pression dépend du nombre d’étages
Chaque poche scellée peut retenir une certaine pression avant que le fluide ne commence à fuir à travers le contact rotor-stator. Empilez plus de poches et vous pouvez retenir plus de pression, ce qui est exactement ce que font plus d’étages de stator. Les chiffres pratiques avec lesquels nous construisons :
- 1L un étage, jusqu’à 6 bar
- 2S deux étages, jusqu’à 12 bar
- 3S trois étages, jusqu’à 18 bar
- 4S quatre étages, jusqu’à 24 bar, avec des constructions personnalisées au-delà
Cela explique aussi le système de numéros de modèle. Dans SGP025-2S, SGP est la série, 025 est la taille de la cavité (cavité plus grande, plus de débit par révolution), et 2S est le nombre d’étages. Lisez ces trois éléments et vous connaissez déjà la classe de débit et la pression nominale de la pompe.
Ce que cela signifie en pratique
Parce que le débit est continu et que les poches sont scellées, une PCP fournit un flux régulier et sans pulsation, ce qui compte pour les fluides sensibles au cisaillement comme le floculant et la pulpe de fruits. Parce que le rotor pousse plutôt qu’il ne projette, la viscosité n’effondre pas la performance comme sur une pompe centrifuge. Et parce que la pompe peut faire le vide à l’aspiration, elle s’amorce toute seule sans eau d’amorçage ni clapet de pied.
Les compromis sont ceux que nous mentionnons toujours : le stator s’use et doit être remplacé selon le calendrier, et la pompe coûte plus cher qu’une centrifuge de même débit. Si votre fluide est fin, propre et peu coûteux à déplacer, une PCP est excessive. S’il est épais, abrasif ou fragile, rien d’autre ne fait le travail aussi doucement.