La polyvalence et la capacité des pompes à turbine régénératives

L'autogaz ou gaz de pétrole liquéfié (GPL) est un mélange de propane et de butane. Cette source de combustible est unique car elle peut être stockée et transportée sous forme liquide mais brûlée sous forme de gaz. Les installations de distribution de gaz automatique utilisent fréquemment des pompes à turbine régénératives.

Bien que les applications Autogas présentent leur part de défis, elles ne sont pas uniques. En fait, de nombreuses applications utilisant des liquides difficiles à manipuler tels que l'ammoniac, divers réfrigérants et de nombreux hydrocarbures présentent de faibles viscosités, parfois aussi basses que 0,1 centipoise (10 fois plus fines que l'eau) et une pression de vapeur proche de la pression atmosphérique normale. Cela crée des problèmes pour de nombreuses technologies de pompage, car ces fluides peuvent être difficiles à sceller et leur faible viscosité augmente le risque de glissement interne pendant le fonctionnement.

L’un des problèmes liés au pompage de liquides volatils est la cavitation. Si la pression d'entrée de la pompe tombe en dessous de la pression de vapeur du liquide, des bulles de vapeur se formeront dans le liquide. Ces bulles voyageront à travers la chambre de pompage et, à mesure que la pression augmente, imploseront et provoqueront une cavitation, ce qui peut endommager le matériel de pompage.

Les pompes à turbine régénératives fonctionnent bien dans ces applications car elles sont insensibles aux dommages causés aux autres pompes par cavitation et peuvent gérer de faibles viscosités tout en maintenant des pressions élevées. Elles présentent également plusieurs autres avantages par rapport aux types de pompes alternatifs.

Cet article explorera la nature polyvalente des pompes à turbine régénératives et pourquoi elles constituent un choix plus avantageux par rapport aux autres types de technologie de pompe.

Un examen plus approfondi des pompes à turbine régénératives Bien qu'elle présente des caractéristiques de performance qui ressemblent beaucoup à celles d'une pompe volumétrique (PD), la pompe à turbine régénérative est rotodynamique. Les turbines régénératives combinent la pression de refoulement élevée d'une pompe PD avec la flexibilité des performances d'une pompe centrifuge. Ils fonctionnent à l'aide d'un disque rotatif, sans contact et à roue libre avec de nombreux petits godets ou cellules à sa périphérie qui fonctionnent comme une roue.

Ces petites cellules, généralement 50 à 60 de chaque côté de la turbine, récupèrent le liquide lorsqu'il pénètre dans l'orifice d'aspiration de la pompe à turbine. La turbine accélère ensuite le liquide contenu dans les cellules autour de l’étroit canal hydraulique qui les entoure.

Ce mouvement en spirale rapide, à très grande vitesse, crée une pression établissant ainsi la capacité de pression différentielle de la pompe, c'est pourquoi on l'appelle pompe à turbine régénérative. D'autres noms pour cette technologie incluent les pompes périphériques, les pompes régénératives centrifuges et les pompes régénératives, entre autres. Quel que soit son nom, cette technologie est classée dans la famille des pompes rotodynamiques.

Les pompes à turbine régénératives prospèrent lors du transfert de liquides à haute pression et à faible débit, tout en traitant également des vapeurs ou des liquides entraînés à ou près de leur point d'ébullition. Ces conditions limitent généralement les performances et la fonctionnalité de la plupart des technologies de pompes, entraînant des performances peu fiables, de la cavitation, du bruit et des vibrations. De par leur conception, les pompes à turbine régénératives ne souffrent d'aucune de ces conditions. Plus précisément, ces pompes peuvent gérer des viscosités de 0,1 à 50 cSt avec des pressions différentielles allant jusqu'à 300 psi (20 bars) et ont une pression de service maximale autorisée allant jusqu'à 493 psi (34 bars) pour permettre la manipulation de liquides avec des pressions de vapeur élevées.

Les pompes à turbine régénératives typiques génèrent des débits allant jusqu'à 52,8 gpm (200 L/min), mais certaines variantes de ces pompes sont capables de gérer des débits encore plus élevés. Certaines itérations plus récentes de cette technologie peuvent atteindre des débits de pointe aussi élevés – et potentiellement supérieurs – à 158,5 gpm (600 L/min).

La roue et ses cellules confèrent à la pompe sa polyvalence. Le mouvement en spirale, ainsi que sa vitesse, diminue les risques de cavitation et de pulsation en lissant le fluide et en effondrant les bulles de vapeur immédiatement lorsqu'elles se forment. Un débit régulier ainsi qu'une conception hydrauliquement équilibrée ne créent pas d'effets néfastes et permettent à la pompe à turbine régénérative de fonctionner sans vibration ni bruit dans la plupart des situations de pompage.