De nouvelles pompes pour liquides épais et chargés

Sulzer Frères S.A.

Dans l'industrie chimique ou dans le domaine de la technique du pompage, on qualifie de liquides épais et chargés ceux qui sont constitués de mélanges de liquides et solides ou de suspensions de matières solides. La pâte de papier ou de carton, les produits intermédiaires entrant dans la fabrication du sucre et de l’amidon et les produits de précipitation des stations communales et industrielles d’épuration des eaux résiduaires en sont des exemples. Lors de leur refoulement, de tels liquides, souvent fibreux et/ou collants, ont tendance à se grumeler ou à encrasser les installations les véhiculant. Ce phénomène survient en particulier lorsque de trop basses températures provoquent la cristallisation des fluides.

Étant donné les caractéristiques propres à la technique des procédés de fabrication et vu la taille normale des centres de production et des usines, il est plutôt rare que l'on doive mettre en œuvre des pompes à haut rendement ; par conséquent, un débit excédant 2 000 m³/h est exceptionnel. Les hauteurs manométriques allant jusqu’à 80 m sont acceptables. Suivant la température d’évaporation de l’eau (utilisée en tant que simple solvant), la température de service des pompes se situe autour de 100 °C ; par ailleurs, une pression d’utilisation de 10 bars s’est révélée excellente.

Conception des pompes

Pour permettre le pompage des liquides en cause, nous avons cherché à développer des pompes lentes convenant au plus vaste champ d’applications possible. Nos études ont abouti à la création de la série ES (figure 1), conçue pour le refoulement de tels liquides épais et chargés, dont l’hydraulique satisfait de façon optimale aux exigences posées, à savoir :

• débit élevé, avec des besoins énergétiques réduits ;
• allure de la courbe QH permettant une régulation optimale ;
• valeurs NPSH favorables ;
• on a également évité toute chute de la hauteur de refoulement et de rendement dans le cas de concentrations importantes.

Caractéristiques des pompes

Les pompes de la série ES se caractérisent avant tout par leur roue ouverte spéciale munie d’aubes incurvées s’avançant dans le corps d’admission, tolérant des inclusions d’air jusqu’à 6 %. Une plaque d’usure interchangeable, disposée autour de la pompe, protège le bâti contre les matières abrasives du liquide refoulé et contribue ainsi à la longévité de l’installation. Les éléments de la pompe mis en contact avec le liquide — que ce soit le bâti ou le couvercle — ne présentent aucun espace mort.

Les paliers, robustes, à graissage automatique, ont été dimensionnés de façon qu’ils puissent supporter 20 000 heures de service. Il existe différentes variantes des joints d’étanchéité situés le long de l’arbre, qui correspondent au type d’application envisagé (figure 2).

Les matériaux entrant dans la fabrication des composants de la pompe sont choisis en fonction des besoins ; en général, les matériaux standards figurant dans le tableau suivant suffisent dans la majorité des cas.

Classe de matériaux

D'autres matériaux sont possibles sur demande.

Le problème se pose par exemple lorsque des liquides ou des mélanges de liquides-solides entraînent plus de 6 % de gaz : le choix d’une fabrication spéciale permet alors d’éviter des ruptures de débit, même lors d’importantes inclusions de gaz, et de bénéficier d’un fonctionnement régulier.

Ces pompes n’exigent qu’un entretien minime ; elles peuvent être dotées d’un couvercle d’inspection lorsque les fluides refoulés le nécessitent, ce qui est recommandé dans les installations de pompage de liquides épais et chargés dont la concentration varie ou qui comportent des particules grossières. Son ouverture, facile et rapide, permet de brèves inspections de l’admission de la turbine et l’élimination aisée des corps étrangers.