Joints montés à l'extérieur ou à l'intérieur, puissance d'entrée de la pompe et refroidissement du moteur de la pompe rotodynamique
Q. Quels sont les avantages des joints simples montés à l'extérieur par rapport aux joints simples montés à l'intérieur ?
UN. Les joints simples ont un ensemble de surfaces d'étanchéité. Le lubrifiant pour les faces d'étanchéité est généralement le fluide pompé et, par conséquent, une fuite normale du joint s'échappera dans l'atmosphère entourant le joint à moins qu'un certain type de confinement ne soit fourni. Les joints simples peuvent être montés à l'intérieur ou à l'extérieur de la chambre du joint et peuvent avoir des ressorts rotatifs ou fixes.
Le joint unique monté à l'intérieur est le plus courant dans l'industrie et le plus économe en énergie par rapport à d'autres méthodes d'étanchéité, telles que l'emballage et l'équipement sans joint. Ils sont utilisés dans toutes les industries en ce qui concerne les types de fluides et les plages de propriétés des joints, la vitesse de pression, le diamètre et la température.
Des joints intérieurs simples sont montés dans la chambre de joint de l'équipement (voir Figure 5.2). Les avantages de cette conception incluent :
Le joint peut être refroidi par le fluide pompé dans une chambre en cul-de-sac agrandie, par un rinçage de dérivation de produit ou par un rinçage externe propre.
Selon la conception de la chambre d'étanchéité, l'action rotative de l'ensemble d'étanchéité peut aider à éloigner les débris des faces d'étanchéité.
Avec un bon équilibrage hydraulique, la pression du produit aide à maintenir les faces d'étanchéité fermées.
Les fuites catastrophiques sont généralement évitées en cas de défaillance du joint. Les fuites peuvent être limitées par les éléments fixes dans le presse-étoupe.
Les joints intérieurs sont disponibles dans de nombreux matériaux et modèles.
Les contrôles environnementaux sont facilement inclus dans la conception.
Les forces centrifuges ont tendance à réduire les fuites.
Illustration 5.2. Joint simple monté à l'intérieur
Des joints extérieurs simples sont montés à l'extérieur du boîtier de l'équipement (voir Figure 5.3). Les avantages de cette conception incluent :
Les joints montés à l'extérieur peuvent être utilisés lorsque l'espace radial ou axial dans la chambre n'est pas adéquat ou que l'accès n'est pas disponible pour une installation de joint à l'intérieur.
L'installation peut être plus facile qu'avec un joint intérieur. Cependant, la plupart des conceptions d'équipement nécessitent encore un certain démontage.
Des matériaux moins coûteux peuvent être utilisés car de nombreux composants peuvent ne pas être exposés au produit pompé.
Le joint peut être observé et surveillé pour l'usure de la face du joint.
Des ajustements peuvent être effectués sans démontage de l'équipement.
Le joint peut souvent être retiré pour le nettoyage.
Figure 5.3. Joint simple monté à l'extérieur
Pour plus d'informations sur les garnitures mécaniques, consultez le guide de HI Joints mécaniques pour pompes : Directives d'application.
Q Comment puis-je déterminer la puissance d'entrée de la pompe pour une pompe alternative ?
UN. La puissance d'entrée de la pompe peut être déterminée à l'aide de dynamomètres de transmission, de dynamomètres de torsion, de dispositifs de mesure de couple de type jauge de contrainte, de moteurs calibrés ou d'autres dispositifs de mesure suffisamment précis.
Le cas échéant, les lectures de puissance doivent être prises en même temps que le débit est mesuré. Les méthodes de mesure de la puissance absorbée se répartissent en deux catégories générales :
Ceux qui déterminent la puissance ou le couple réel délivré à la pompe et sont effectués pendant le test à l'aide d'une forme de dynamomètre ou de couplemètre
Ceux qui déterminent la puissance absorbée par l'élément moteur, en tenant compte de l'efficacité du conducteur lorsqu'il fonctionne dans des conditions spécifiques
Lorsque la puissance d'entrée de la pompe est déterminée par des dynamomètres de transmission, le dynamomètre à vide doit être vérifié statiquement avant l'essai en mesurant la déviation de lecture de charge pour un couple donné et en prenant la lecture de la tare sur l'échelle du dynamomètre à la vitesse nominale avec la pompe déconnectée. Après le test, le dynamomètre doit être revérifié pour s'assurer qu'aucun changement n'a eu lieu. Dans le cas d'un changement de ± 0,5 % de la puissance au meilleur point d'efficacité (BEP), le test doit être réexécuté. Une mesure précise de la vitesse à ± 0,3 % est essentielle.
L'utilisation de dynamomètres ou de moteurs étalonnés est une méthode acceptable pour mesurer la puissance d'entrée de la pompe. L'étalonnage du dynamomètre de torsion doit être effectué avec les moyens indicateurs de torsion en place. L'indicateur doit être observé avec une série de chargements croissants puis avec une série de chargements décroissants. Lors de lectures avec des charges croissantes, la charge ne doit à aucun moment être diminuée. De même, lors de la diminution des chargements, le chargement doit être basé sur la moyenne des chargements croissants et décroissants tels que déterminés par l'étalonnage. Si la différence de lecture entre les charges croissantes et décroissantes dépasse 1 %, le dynamomètre de torsion doit être jugé insatisfaisant.
Lorsque des dispositifs de mesure de couple à jauge de contrainte sont utilisés pour déterminer la puissance d'entrée de la pompe, ils doivent être étalonnés, avec leurs instruments d'accompagnement, à intervalles réguliers (voir Figure 6.72). Après l'essai, la balance des instruments de lecture doit être revérifiée pour s'assurer qu'aucun changement appréciable ne s'est produit. En cas de variation de ± 0,5 % de la puissance au BEP, l'essai doit être refait.
Illustration 6.72. Connexions de jauge
Les moteurs électriques calibrés sont satisfaisants pour déterminer la puissance absorbée par l'arbre de la pompe. L'entrée électrique du moteur est observée et les observations sont multipliées par le rendement du moteur pour déterminer la puissance d'entrée de l'arbre de la pompe. Des compteurs électriques et des transformateurs étalonnés de type laboratoire doivent être utilisés pour mesurer la puissance absorbée de tous les moteurs.
Q. Quelles sont les méthodes utilisées pour refroidir un moteur qui entraîne une pompe rotodynamique ?
UN. De nombreuses méthodes de refroidissement peuvent être utilisées dans la conception des moteurs. Lorsque l'air de refroidissement est extrait de l'environnement environnant, circule autour des composants internes et est renvoyé dans l'environnement, la méthode de refroidissement est un circuit ouvert. Ce type de refroidissement n'est possible que dans les moteurs à enveloppe ouverte.
Le refroidissement en circuit fermé implique un liquide de refroidissement interne dans une boucle fermée qui transmet la chaleur à un autre liquide de refroidissement soit à travers la surface de la machine, soit avec un échangeur de chaleur. Ce type de refroidissement est par définition associé à des machines totalement fermées car le liquide de refroidissement primaire reste contenu dans le moteur.
La plupart des moteurs utilisent des ventilateurs montés sur arbre pour faire circuler l'air comme liquide de refroidissement primaire. Un inconvénient de cette approche est que la vitesse à laquelle l'air de refroidissement circule diminue si la vitesse du moteur diminue. Dans certaines applications, une vitesse constante de l'air est nécessaire. Dans ces cas, des ventilateurs alimentés séparément sont souvent utilisés pour fournir une vitesse d'air régulière quelle que soit la vitesse de rotation du moteur. Bien que l'air soit le fluide le plus couramment utilisé comme liquide de refroidissement primaire et/ou secondaire dans la conception des moteurs électriques, les unités peuvent être construites en utilisant d'autres fluides, tels que le réfrigérant, l'hydrogène, l'azote, le dioxyde de carbone, l'eau et l'huile.
Les pompes de type VS0, avec le moteur immergé, doivent avoir un débit minimum de liquide de refroidissement devant le moteur pendant le fonctionnement pour dissiper correctement la chaleur. Dans des applications telles que des canaux ouverts avec une vitesse d'écoulement relativement faible autour du moteur ou des installations dans lesquelles l'écoulement ne passera pas naturellement devant le moteur, un manchon d'écoulement doit être installé pour aspirer l'écoulement autour du carter du moteur et protéger les composants internes du moteur contre surchauffe. Pour les applications de liquide pompé à chaud, consultez le fabricant de la pompe.