Pompe à anneau liquide : Guide complet

Les pompes à anneau liquide représentent une solution technologique essentielle dans le domaine industriel. Selon la définition normative, il s’agit d’une « pompe volumétrique rotative dans laquelle un rotor excentré à ailettes projette un liquide contre la paroi du stator. Ce liquide prend la forme d’un anneau concentrique au stator et concourt avec les ailettes du rotor à définir un volume variable ». Elles peuvent être usilisées en pompe à vide ou en compresseur, dans cet article nous détaillerons leur utilisation en génération de vide.

Principe de fonctionnement détaillé

 Le fonctionnement repose sur quatre phases principales :

1. Une roue équipée d’aubes radiales est positionnée dans un corps cylindrique contenant du liquide (a)
2. La rotation crée un anneau liquide concentrique par force centrifuge (b et c)
3. L’excentration de la roue provoque une variation cyclique du volume des alvéoles (c)
4. Cette variation génère successivement : Une zone de dépression (aspiration) et Une zone de compression (refoulement) (d)

L’anneau liquide agit comme un piston liquide, permettant un fonctionnement sans frottement mécanique.

Choisir entre une Pompe à anneau liquide à un ou deux Étages

Différences entre Pompes à Un et Deux Étages

• Pompes à Un Étage : possèdent une seule roue et sont idéales pour des applications nécessitant un vide modéré. Elles sont très simples de conceptions, plus moins cher à l’achat et plus faciles à entretenir. Cependant, elles atteignent des niveaux de vide moins important.
• Pompes à Deux Étages : équipées de deux roues, ces pompes sont conçues pour atteindre des niveaux de vide plus important. Elles sont choisies pour des applications exigeantes, leur conception est plus complexe et par conséquent leurs coûts plus élevés.

Critères de Sélection selon l’Application

Niveau de Vide Requis : Pour des processus nécessitant un vide élevé, comme certaines opérations chimiques ou pharmaceutiques, une pompe à deux étages est recommandée. Pour des besoins de vide modéré, une pompe à un étage suffit.

Nature des Gaz ou Vapeurs : Les pompes à anneau liquide sont adaptées au pompage de gaz humides ou corrosifs. Le choix entre un ou deux étages dépendra de la sensibilité du processus au niveau de vide.

Considérations Économiques : Les pompes à un étage sont généralement moins coûteuses et plus simples à entretenir, ce qui peut être un avantage pour des applications moins exigeantes.

Applications Typiques

• Pompes à Un Étage : Utilisées dans des processus industriels moins exigeants, comme certaines opérations de filtration ou de transport humide.
• Pompes à Deux Étages : Privilégiées pour des applications nécessitant des niveaux de vide plus élevés, comme l’évacuation, l’imprégnation ou la stérilisation.

Conclusion

Le choix entre une pompe à vide à anneau liquide à un ou deux étages doit être guidé par les exigences spécifiques de votre application, en tenant compte du niveau de vide requis, de la nature des gaz à pomper et des considérations budgétaires. Une évaluation précise de ces facteurs assurera une performance optimale et une efficacité accrue de vos systèmes de vide.

Configurations de fonctionnement (trois)

Schéma de fonctionnement : Eau perdu, Recirculation partielle et Recirculation totale

Fonctionnement en recyclage total :

Caractéristiques techniques et performances

Débit et pression limite

Les performances sont influencées par :

• Les fuites internes (autoalimentation et étanchéité imparfaite)
• La pression de vapeur du liquide d’anneau
• La température du liquide d’anneau

Taux de compression

Le taux de compression maximal dépend de :

• La masse volumique du liquide
• La vitesse périphérique du liquide
• La configuration géométrique de la pompe

Applications industrielles

Les pompes à vide à anneau liquide sont des équipements industriels essentiels utilisés dans de nombreux secteurs aéronautique, plasturgie, agroalimentaire, etc.

Pour en savoir plus consultez cet article : Applications des Pompes à Anneau Liquide

Avantages majeurs

Les pompes à anneau liquide présentent de nombreux atouts :

• Naturellement compatibles ATEX
• Process froid avec compression quasi-isothermique grâce au liquide
• Maintenance réduite grâce à l’absence de contact métal/métal
• Vitesse de rotation faible: peut de vibration.
• Grande robustesse et construction simple
• Durée de vie longue >20 ans
• Acceptation des liquides et particules en aspiration
• Large plage de fonctionnement avec vide limite à 33 mbars (norme PNEUROP)
• Adaptabilité aux processus corrosifs et chimiques (nombreuses matieres disponibles)
• Excellente solution pour la récupération des vapeurs de solvant
• Condense les gaz (augmentation de capacité en débit).

Points d’attention et limites

Quelques contraintes doivent être prises en compte :

• Nécessité d’alimenter l’anneau liquide (eau ou autre fluide)
• Installation d’accessoires requise (échangeur, séparateur)
• Sensibilité à la cavitation et à la calcification
• La température du fluide d’anneau impacte les performances
• Les applications dépendent du type d’anneau liquide.
• Retraitement de l’anneau liquide et des condensats
• Sensible à la corrosion si les matériaux sont mal définis.
• Consommation d’eau ou autre fluide.

Domaine d’utilisation

• Pompage primaire
• Plage de pression : ces pompes sont généralement utilisées de 33mbar à 1bar
• Débit-volume : – 500 m³/h pour les pompes monobloc /  jusqu’à plus de 50000 m³/h pour les pompes à entrainement externe (accouplement flexible, poulies courroies, réducteur)