Classification des pompes à eaux usées et introduction aux types de turbines de pompes à eaux usées

Classification des pompes à eaux usées  

Les pompes à eaux usées peuvent être classées dans les types suivants : submersiblespompes à eaux usées(type sous-liquide), pompes à eaux usées pour pipelines, pompes à eaux usées submersibles (type entièrement immergé), pompes à eaux usées verticales, pompes à eaux usées résistantes à la corrosion, pompes à eaux usées résistantes aux acides et pompes à eaux usées auto-amorçantes.  

Les modèles courants de pompes à eaux usées incluent les séries PW et PWL :  

- Pour les pompes à eaux usées de la série PW, la chambre de pression (volute) la plus courante est la volute en spirale. Pour les pompes submersibles intégrées, des aubes directrices radiales ou des aubes directrices de type canal sont souvent utilisées.  

- Pour les pompes à eaux usées de la série PWL, la roue et la chambre de pression sont les deux composants essentiels : leurs performances déterminent directement les performances globales de la pompe.

Comme les autres pompes, les pompes à eaux usées reposent sur deux composants principaux : la roue et la chambre de pression. La qualité de ces deux pièces détermine les performances de la pompe, notamment sa capacité anti-colmatage, son efficacité, sa résistance à la cavitation et sa résistance à l’usure. Vous trouverez ci-dessous une introduction détaillée de chaque composant, en mettant l'accent sur les roues :  

1. Types de structures de turbine  

Les structures de turbine pour les pompes à eaux usées se répartissent en quatre catégories principales : à palettes (ouvertes et fermées), vorticales, à canaux (monocanal et double canal) et centrifuges à vis.  

① Roues à palettes (ouvertes et semi-ouvertes)  

Les roues ouvertes et semi-ouvertes sont faciles à fabriquer. S'ils sont obstrués, le nettoyage et l'entretien sont simples. Cependant, lors d'un fonctionnement à long terme, l'abrasion des particules élargit l'espace entre les aubes et la paroi latérale interne de la chambre de pression, ce qui réduit l'efficacité de la pompe. Un écart plus important perturbe également la répartition de la différence de pression sur les aubes, provoquant des pertes de vortex importantes et augmentant la force axiale de la pompe. De plus, l’espace élargi déstabilise le modèle d’écoulement du liquide dans le canal, entraînant des vibrations de la pompe.  

Ce type de roue ne convient pas au transport de fluides contenant de grosses particules ou de longues fibres. En termes de performances, son efficacité maximale n'est qu'environ 92 % de celle des roues fermées ordinaires et sa courbe de tête est relativement plate.  

② Roues vorticales  

Pour les pompes à roue vorticale, une partie ou la totalité de la roue est séparée du canal d'écoulement de la chambre de pression. Cette conception confère à la pompe d'excellentes performances anti-colmatage et une forte capacité à traverser les particules et les fibres longues. Lorsque les particules circulent dans la chambre de pression, elles sont entraînées par le vortex généré par la rotation de la roue : les particules en suspension elles-mêmes ne génèrent pas d’énergie mais échangent de l’énergie avec le liquide dans le canal.  

Pendant le processus d'écoulement, les particules en suspension ou les fibres longues n'entrent pas en contact avec les aubes, l'abrasion des aubes est donc minime. Il n’y a aucun problème de chute brutale de l’efficacité en raison d’écarts élargis dus à l’abrasion au cours d’un fonctionnement à long terme. Les pompes à turbine vorticale sont idéales pour le transport de fluides contenant de grosses particules et de longues fibres.  

En termes de performances, leur efficacité est relativement faible (seulement environ 70 % de celle des roues fermées ordinaires) et leur courbe de tête est plate.  

③ Roues fermées  

Les roues fermées ont un rendement relativement élevé et maintiennent des performances stables pendant un fonctionnement à long terme. Les pompes équipées de roues fermées ont une faible force axiale et des aubes auxiliaires peuvent être installées sur les plaques de recouvrement avant et arrière :  

- Les aubes auxiliaires sur le couvercle avant réduisent les pertes par vortex à l'entrée de la roue et minimisent l'abrasion des particules sur la bague d'étanchéité.  

- Les aubes auxiliaires sur le couvercle arrière équilibrent non seulement la force axiale mais empêchent également les particules en suspension de pénétrer dans la cavité de la garniture mécanique, protégeant ainsi la garniture mécanique.  

Cependant, les roues fermées ont de mauvaises performances anti-colmatage et sont sujettes à l'enchevêtrement. Ils ne conviennent pas au transport d'eaux usées non traitées contenant de grosses particules ou des fibres longues.  

④ Roues à canaux  

Les turbines de type canal sont « sans pales » : leur canal d'écoulement est un passage incurvé qui s'étend de l'entrée à la sortie. Cette conception les rend hautement anti-colmatants et adaptés au transport de fluides contenant de grosses particules et de longues fibres.  

En termes de performances, leur efficacité est proche de celle des roues fermées ordinaires, mais la courbe de tête des pompes équipées de cette roue est plus raide. La courbe de puissance est relativement stable, il y a donc peu de risque de surcharge. Cependant, leur résistance à la cavitation n’est pas aussi bonne que celle des roues fermées ordinaires et elles sont particulièrement adaptées aux pompes à entrée sous pression.  

⑤ Roues centrifuges à vis  

Les aubes des turbines centrifuges à vis sont des pales en spirale torsadées qui s'étendent axialement depuis l'orifice d'aspiration sur un moyeu conique. Les pompes équipées de cette roue combinent les fonctions des pompes volumétriques et des pompes centrifuges :  

- Lorsque les particules en suspension traversent les aubes, elles n'entrent en collision avec aucune partie de la pompe, les particules sont donc peu endommagées et le fluide transporté est peu perturbé.  

- Grâce à l'effet propulseur de la structure en spirale, la roue a une forte capacité à traverser les particules en suspension.  

Ce type de turbine est idéal pour transporter des fluides contenant de grosses particules, de longues fibres ou des concentrations élevées. Il présente des avantages évidents dans les scénarios où le support transporté doit être protégé des dommages. En termes de performances, les pompes équipées de cette roue ont une courbe de hauteur de chute abrupte et une courbe de puissance relativement plate.  

2. Structure de la chambre de pression  

La chambre de pression la plus courante pour les pompes à eaux usées est la volute ; pour les pompes submersibles intégrées, des aubes directrices radiales ou des aubes directrices à canal sont souvent utilisées. Les volutes sont de trois types :  

- Volutes en spirale : Rarement utilisées dans les pompes à eaux usées.  

- Volutes annulaires : De structure simple et faciles à fabriquer, elles sont plus couramment utilisées dans les petites pompes à eaux usées. Cependant, leur domaine d’application s’est progressivement rétréci avec l’émergence des volutes intermédiaires.  

- Volutes intermédiaires (semi-spirales) : Combinent la haute efficacité des volutes en spirale et la haute perméabilité des volutes annulaires, ce qui les rend de plus en plus populaires auprès des fabricants.  

Conclusion  

En résumé, toute série depompes à eaux uséesest essentiellement une combinaison d'un type de roue spécifique et d'une conception de chambre de pression, adaptée au fluide transporté et aux exigences de l'installation. Tant que la roue et la chambre de pression sont parfaitement adaptées, les différents indicateurs de performance de la pompe peuvent être garantis. Bien entendu, la conception et la fabrication d’autres composants ne doivent pas non plus être négligées.