Pompes à engrenages externes - Une technologie de refoulement précise pour des pressions élevées et des débits volumétriques définis
Les pompes à engrenages externes acheminent des fluides lubrifiables selon un principe volumétrique défini et avec une grande répétabilité. Deux engrenages à denture externe tournent dans un carter aux tolérances serrées, transportent le fluide dans les espaces entre les dents et séparent les côtés aspiration et refoulement grâce à l'engrènement et à la géométrie des interstices.
La société Harton Anlagentechnik GmbH conçoit systématiquement ses pompes à engrenages externes en fonction du fluide, de la viscosité, de la pression différentielle, de la lubrifiabilité et du concept d'étanchéité. Il en résulte des solutions robustes pour les tâches de refoulement, d’alimentation et de dosage, pour lesquelles la stabilité de la pression, un débit volumétrique reproductible et des fuites contrôlées sont déterminants.
La société Harton Anlagentechnik GmbH conçoit systématiquement ses pompes à engrenages externes en fonction du fluide, de la viscosité, de la pression différentielle, de la lubrifiabilité et du concept d'étanchéité. Il en résulte des solutions robustes pour les tâches de refoulement, d’alimentation et de dosage, pour lesquelles la stabilité de la pression, un débit volumétrique reproductible et des fuites contrôlées sont déterminants.
Types, variantes et délimitation
Selon la tâche à accomplir, différentes variantes sont utilisées :
Pour les applications de transport classiques de fluides huileux et lubrifiants dans des conditions de fonctionnement stables.
Pour les applications soumises à des pressions différentielles élevées, dans lesquelles les paliers, la conception du corps de pompe et le système d'étanchéité doivent être dimensionnés pour supporter des charges mécaniques élevées.
Pour des débits faibles et précis, avec une grande répétabilité et une vitesse de rotation réglable.
Pour les applications présentant des exigences accrues en matière de protection contre les émissions, de pureté des fluides ou de fonctionnement sans fuite.
Caractéristiques techniques :
Caractéristiques techniques :
- Par rapport aux pompes à engrenages internes, les pompes à engrenages externes sont souvent plus compactes et mieux adaptées à la haute pression.
- Par rapport aux pompes à vis, elles atteignent des pressions élevées tout en conservant un encombrement réduit, mais leur fonctionnement est, de par leur conception, légèrement plus pulsatoire.
- Par rapport aux autres pompes volumétriques, le pouvoir lubrifiant du fluide constitue un facteur de conception essentiel.
Les pompes à engrenages externes sont indiquées partout où une conception compacte, une pression élevée et un débit volumétrique précis sont requis. Nos ingénieurs internes ne se limitent pas à prendre en compte le débit nominal, mais tiennent également compte du point de fonctionnement réel sous l'influence du glissement, de la température, de la viscosité et des pertes du système.
Ce qui compte dans la pratique :
C'est notamment dans le cas de fluides très fluides, de pressions différentielles élevées ou d'exigences strictes en matière d'émissions que le dimensionnement correct est déterminant pour le rendement, la durée de vie et la sécurité du processus.
Ce qui compte dans la pratique :
- un débit défini grâce au principe de déplacement positif
- capacité à générer une pression élevée dans un format compact
- alimentation stable en fluides lubrifiants
- réglage précis via un variateur de vitesse ou de fréquence
- Stratégie d'étanchéité adaptée à chaque projet, allant du joint d'arbre à l'accouplement magnétique
C'est notamment dans le cas de fluides très fluides, de pressions différentielles élevées ou d'exigences strictes en matière d'émissions que le dimensionnement correct est déterminant pour le rendement, la durée de vie et la sécurité du processus.
Les pompes à engrenages externes sont principalement utilisées dans les systèmes où des fluides lubrifiants doivent être acheminés à une pression définie et avec un débit volumétrique reproductible.
Domaines d'application typiques :
Secteurs d'activité typiques :
Pour les fluides à haute viscosité, nous testons également le comportement à l'aspiration, le couple de démarrage et le contrôle de la température. Pour les fluides peu visqueux, nous évaluons le rendement volumétrique avec une attention particulière, car le glissement augmente à mesure que la viscosité diminue.
Domaines d'application typiques :
- Systèmes hydrauliques
- Systèmes d'huile de lubrification
- Alimentation en huile de process
- Transport de carburant
- Applications de dosage
- Alimentation des groupes motopropulseurs en fluides contenant de l'huile
Secteurs d'activité typiques :
- Construction de machines et d'installations
- Énergie et services publics
- Technologie des bancs d'essai
- Technologie des lubrifiants et des carburants
- Systèmes industriels de dosage et d'alimentation
Pour les fluides à haute viscosité, nous testons également le comportement à l'aspiration, le couple de démarrage et le contrôle de la température. Pour les fluides peu visqueux, nous évaluons le rendement volumétrique avec une attention particulière, car le glissement augmente à mesure que la viscosité diminue.
Nos pompes à engrenages externes sont dimensionnées sur la base des données réelles du processus. Les plages suivantes servent de référence technique :
Bien plus qu'un simple volume de refoulement
Il est essentiel, dans la pratique, de savoir que le débit réel ne dépend pas uniquement du volume géométrique déplacé. Les fuites internes augmentent avec la pression différentielle et diminuent lorsque la viscosité augmente. C'est pourquoi nos collaborateurs prennent toujours en compte l'ensemble des facteurs que sont le fluide, l'écartement, la température et le niveau de pression.
| Débit Q | de 0,1 à 200 m³/h |
| Pression différentielle Δp | 10 à 200 bars |
| Viscosité | de 1 à 25 000 mPa·s |
| Plage de température | de -20 °C à +200 °C |
| limite des particules | généralement jusqu\'à 50 µm |
| teneur en gaz | de 0 à 10 % en volume |
| réglementation | Fonctionnement en mode FU possible, en fonction de l\'application et de la plage de vitesse |
La durée de vie d'une pompe à engrenages externes dépend fortement du matériau, du type de roulements et d'un jeu thermique correct.
Matériaux typiques utilisés pour les carters :
Matériaux des engrenages :
Matériaux d'étanchéité :
Matériaux typiques utilisés pour les carters :
- Acier moulé
- Fonte nodulaire
- Acier inoxydable, par exemple 1.4404 ou 1.4571
Matériaux des engrenages :
- aciers trempés et revenus
- aciers trempés présentant une dureté et une rugosité de surface définies
- Roulements :
- à paliers lisses et lubrifiés par le fluide
- équipés de roulements
- système de lubrification externe en cas de fluides critiques ou de lubrification limite
Matériaux d'étanchéité :
- NBR
- FKM
- EPDM
- FFKM
Le choix des matériaux s'effectue en fonction de leur compatibilité avec le fluide transporté et sur la base de l'expérience acquise auprès de nos clients. Nous vérifions également la dilatation thermique en cas de cycles de charge, afin d'éviter l'apparition d'écarts trop importants ou de frottements critiques. En cas de lubrification limite, d’usure ou de risque de corrosion, des revêtements tels que le DLC, le chrome dur ou les systèmes de projection thermique peuvent s’avérer utiles.
Des supports difficiles ? C'est précisément là que la norme se distingue de l'ingénierie
Tous les fluides ne conviennent pas de la même manière aux pompes à engrenages externes. Ce n'est pas seulement la résistance chimique qui est déterminante, mais aussi l'effet lubrifiant en conditions réelles d'utilisation.
Particulièrement adaptés :
À évaluer avec prudence :
Les matières solides constituent généralement un risque pour les pompes à engrenages externes, car les particules peuvent endommager les flancs des dents et les surfaces d'appui des roulements. C'est pourquoi un système de filtration ou de filtration fine adapté n'est souvent pas une simple option, mais une condition indispensable.
Particulièrement adaptés :
- Huiles hydrauliques
- Huiles lubrifiantes
- Huiles de chauffage
- Carburants
- Autres fluides de process lubrifiants
À évaluer avec prudence :
- fluides peu visqueux présentant un glissement élevé
- fluides à haute viscosité présentant un comportement d'aspiration difficile
- fluides contenant des particules solides
- fluides dégazants ou contenant des gaz
- fluides chimiquement agressifs imposant des exigences élevées en matière de matériaux et d'étanchéité
Les matières solides constituent généralement un risque pour les pompes à engrenages externes, car les particules peuvent endommager les flancs des dents et les surfaces d'appui des roulements. C'est pourquoi un système de filtration ou de filtration fine adapté n'est souvent pas une simple option, mais une condition indispensable.
Joints, sécurité et interfaces
Pour les pompes à engrenages externes, le concept d'étanchéité constitue un critère de sélection essentiel. En fonction du fluide et des normes d'exploitation, nous proposons les versions suivantes :
Autres points relatifs à la sécurité :
- joint d'arbre simple
- double joint d'arbre
- accouplement magnétique pour un fonctionnement sans joint
- Pour les pompes volumétriques, il convient également de noter que la protection contre la surpression est impérative. Si le côté refoulement est coupé, la pression continue d'augmenter. C'est pourquoi des soupapes de sécurité ou des solutions de dérivation doivent impérativement être prévues.
Autres points relatifs à la sécurité :
- Systèmes de blocage ou de rinçage en cas de haute pression ou de haute température
- Brides DIN ou ANSI avec niveau de pression défini
- Charges admissibles sur les tuyauteries
- Mise à la terre et liaison équipotentielle pour les fluides inflammables
- Analyse ATEX spécifique au projet en fonction de la zone, du groupe de gaz et de la classe de température
Propulsion, régulation et énergie
L'entraînement s'effectue généralement au moyen d'un moteur électrique équipé d'un accouplement ou d'un réducteur. La plage de vitesse admissible n'est pas fixée de manière forfaitaire, mais elle est déterminée en fonction du fluide, de la viscosité, des conditions d'aspiration et de la charge sur les roulements.
Points techniques importants :
C’est précisément avec les fluides à haute viscosité que le comportement au démarrage à froid est souvent plus critique que le fonctionnement en régime permanent. C’est pourquoi nos ingénieurs tiennent compte à la fois du fonctionnement en continu et des conditions réelles de démarrage.
Points techniques importants :
- Fonctionnement avec variateur de fréquence (FU) pour un dosage et une régulation de pression stables
- Vitesse minimale pour garantir une lubrification suffisante
- Couple de démarrage pour les fluides à haute viscosité
- Concept de préchauffage ou de régulation de température en cas de démarrage à froid
- Évaluation de la consommation électrique en fonction du profil de charge et des heures de fonctionnement
C’est précisément avec les fluides à haute viscosité que le comportement au démarrage à froid est souvent plus critique que le fonctionnement en régime permanent. C’est pourquoi nos ingénieurs tiennent compte à la fois du fonctionnement en continu et des conditions réelles de démarrage.
Intégration, installation et périphériques
Une pompe à engrenages externes ne fonctionne de manière stable et durable que si son environnement est également bien conçu.
Points d'intégration importants :
Les demandes des clients sont prises en compte dans la mesure du possible. Il reste toutefois essentiel que les équipements périphériques soient techniquement adaptés au fluide et au cas de charge.
Points d'intégration importants :
- conduite d'aspiration courte et largement dimensionnée
- filtre ou filtre fin adapté à la taille maximale des particules
- dérivation et clapets anti-retour
- Mesure de la pression et de la température
- Mesure du débit en option
- Enveloppe chauffante, traçage électrique ou isolation pour les fluides visqueux ou susceptibles de se solidifier
- Alignement précis de la pompe et de l'entraînement afin de réduire les contraintes exercées sur les roulements et les joints
Les demandes des clients sont prises en compte dans la mesure du possible. Il reste toutefois essentiel que les équipements périphériques soient techniquement adaptés au fluide et au cas de charge.
Surveillance, maintenance et sécurité d'exploitation
Les pompes à engrenages externes bénéficient de paramètres de surveillance clairement définis. Cela permet de détecter rapidement les anomalies avant que les joints, les roulements ou les flancs des dents ne soient endommagés.
Paramètres de surveillance pertinents :
La stratégie de maintenance est définie comme planifiée ou basée sur l'état. Les principaux facteurs influant sur le coût total de possession (TCO) sont généralement les joints, la gestion des filtres, le pouvoir lubrifiant du fluide et la qualité de l'installation.
Paramètres de surveillance pertinents :
- Pression pour détecter un blocage, un colmatage du filtre ou une fermeture intempestive
- Température au niveau des roulements, du joint et du carter
- Consommation électrique ou puissance absorbée comme indicateur d’un changement de viscosité ou d’usure
- Vibrations sur les groupes de grande taille
- Logique d'alarme et d'arrêt dans le système de commande de l'installation
La stratégie de maintenance est définie comme planifiée ou basée sur l'état. Les principaux facteurs influant sur le coût total de possession (TCO) sont généralement les joints, la gestion des filtres, le pouvoir lubrifiant du fluide et la qualité de l'installation.
Qualité, contrôle et documentation
Avant la livraison, nous définissons le niveau de contrôle en fonction de l'application. Voici quelques exemples typiques :
Dans la version standard, nous fournissons la documentation relative au projet conformément au périmètre convenu. Un FAT et, en option, un SAT peuvent également être définis.
- Test de fonctionnement
- Essai de pression et d'étanchéité
- Test de performance pour Q/Δp
- Certificats de matériaux selon la norme EN 10204 2.2 ou 3.1 si nécessaire
- Fiche technique
- Plan d'ensemble
- Liste des pièces de rechange
- Mode d'emploi
- Conformité CE ou ATEX
- Rapports d'essais
Dans la version standard, nous fournissons la documentation relative au projet conformément au périmètre convenu. Un FAT et, en option, un SAT peuvent également être définis.
Avantages des pompes à engrenages externes Harton
- débit défini de manière volumétrique
- pressions élevées dans un format compact
- alimentation stable en fluides lubrifiants
- fonctionnement de dosage reproductible avec variateur de fréquence
- Concept adaptable en termes de matériaux, d'écartements et de paliers
- En option, sans joint, via un accouplement magnétique
- Conception technique en fonction du fluide, de la pression et des normes d'exploitation
Types et variantes de nos pompes à engrenages externes
Nous développons et fabriquons des pompes à engrenages externes destinées à une grande variété d'applications de refoulement et d'exigences de processus. Qu'il s'agisse de modèles standard, chauffants, à accouplement magnétique, résistants aux produits chimiques, haute pression ou de pompes doseuses de précision à engrenages, nous vous proposons la solution adaptée à votre fluide et à votre application. Si nécessaire, nous adaptons chaque pompe individuellement à vos exigences techniques et vous accompagnons de la conception à la mise en service.
Les fluides qui se solidifient en refroidissant nécessitent une gestion thermique intelligente. Nos techniciens intègrent des chemises de chauffage pour la vapeur ou l'huile thermique directement dans le corps de la pompe. Notre longue expérience montre qu'un chauffage homogène de la pompe est déterminant pour la durée de vie des joints. C'est pourquoi nos ingénieurs développent des concepts de commande qui n'autorisent le fonctionnement qu'une fois la température de fusion exacte atteinte.
| Teneur en gaz | ＜ 3 % |
| NPSH | 3 - 6 m |
| Joint | Garniture / Bague de glissement HT |
| Débit volumique Q | 5 - 1.500 l/min |
| Matériaux | Acier moulé, acier inoxydable HT |
| Pression | jusqu'à 40 bars |
| ATEX | Oui |
| Rendement | 75 - 85 % |
| Puissance | 2 - 75 kW |
| Vitesse de rotation | 100 - 1.500 min⁻¹ |
| Température | jusqu'à +450 °C |
| Viscosité | jusqu'à 200 000 mPas |
| Matières solides | minime |
Pour les fluides hautement corrosifs, nos ingénieurs de projet élaborent des concepts d'installations sur mesure à base d'acier inoxydable 1.4404 ou d'alliages spéciaux. Notre expertise, transmise depuis deux générations, nous permet de prendre en compte avec précision les coefficients de dilatation thermique dans la conception. Cela empêche le grippage des engrenages en cas de variations de température et garantit une stabilité durable du processus. Nos techniciens valident chaque unité d'étanchéité afin de garantir le respect des normes environnementales strictes.
| Matières solides | minime (＜ 20 µm) |
| Teneur en gaz | ＜ 2 % |
| NPSH | optimisé pour les faibles débits d'alimentation |
| Joint | Double GLRD / accouplement magnétique |
| Débit volumique Q | 0,1 - 600 l/min |
| Matériaux | 1.4404, Hastelloy, titane |
| Pression | jusqu'à 40 bars |
| ATEX | Ja |
| Rendement | 70 - 85 % |
| Puissance | 0,25 - 45 kW |
| Vitesse de rotation | 200 - 1.800 min⁻¹ |
| Température | de -50 °C à +300 °C |
| Viscosité | 0,5 - 500.000 mPas |
Dans le domaine de la transformation des polymères, les pressions extrêmes sont la norme. Pour répondre à ces exigences, nos ingénieurs conçoivent des carters renforcés en acier à outils trempé. Forts de plus de 40 ans d’expérience dans la construction de machines et d’installations, nos techniciens savent exactement comment stabiliser la lubrification des paliers lisses à l’aide du fluide transporté lui-même, afin de minimiser l’usure à des pressions pouvant atteindre 350 bars.
| Rendement | ＞ 90 % |
| Puissance | jusqu'à 250 kW |
| Vitesse de rotation | 10 - 500 min⁻¹ |
| Température | jusqu'à +350 °C |
| Viscosité | jusqu'à 10 000 000 mPas |
| Matières solides | aucune |
| Teneur en gaz | 0 % |
| NPSH | pression d'alimentation élevée requise |
| Joint | Filetage de retour / refroidi |
| Débit volumique Q | 0,5 - 1.000 l/min |
| Matériaux | Acier à outils, trempé |
| Pression | jusqu'à 350 bars |
| ATEX | Oui |
Partout où des substances toxiques ou dangereuses pour l'environnement sont transportées, nos spécialistes misent sur l'accouplement magnétique hermétique. Nos ingénieurs s'appuient sur un savoir-faire technique de pointe pour refroidir les pertes par courants de Foucault dans la cuvette d'entrefer grâce à un guidage optimisé du flux partiel. Pour nos clients, cela se traduit par une solution sans entretien et sans risque de fuite au niveau du passage d'arbre, ce qui élargit en toute sécurité les limites de fonctionnement de leur installation.
| Température | de -100 °C à +250 °C |
| Viscosité | jusqu'à 10 000 mPas |
| Matières solides | totalement exempt de matières solides |
| Teneur en gaz | 0 % |
| NPSH | critique (contrôle de la pression de vapeur) |
| Joint | accouplement magnétique |
| Débit volumique Q | 0,05 - 300 l/min |
| Matériaux | Acier inoxydable, roulements en céramique |
| Pression | jusqu'à 100 bars |
| ATEX | Oui |
| Rendement | 65 - 80 % |
| Puissance | jusqu'à 30 kW |
| Vitesse de rotation | jusqu'à 3 000 min⁻¹ |
Lorsqu'il s'agit d'une précision à la goutte près, nos clients font confiance à l'expertise de Harton Anlagentechnik GmbH en matière de dosage. Nos spécialistes fabriquent ces pompes avec des tolérances minimales afin de permettre un refoulement pratiquement sans pulsations. Nos ingénieurs vous accompagnent dans l'intégration de ces systèmes au sein de lignes de production automatisées, afin que vos processus de validation fournissent à tout moment des résultats reproductibles.
| Débit volumique Q | 0,01 - 20 l/min |
| Matériaux | Acier inoxydable, céramique, DLC |
| Pression | jusqu'à 80 bars |
| ATEX | Zone 1 |
| Rendement | ＞ 95 % |
| Puissance | 0,1 - 3 kW |
| Vitesse de rotation | 10 - 200 min⁻¹ |
| Température | -20 °C bis +150 °C |
| Viscosité | 1 - 100.000 mPas |
| Matières solides | non autorisé |
| Teneur en gaz | 0 % |
| NPSH | ca. 2 m |
| Joint | GLRD / Accouplement magnétique |
Cette variante constitue la colonne vertébrale de nombreux systèmes de lubrification et hydrauliques. Lors de la conception, nos ingénieurs s'appuient sur une longue expérience acquise depuis 1984 pour calculer le jeu entre les flancs optimal en fonction de la viscosité spécifique de votre application. Nos spécialistes accordent une attention particulière à l'appariement des matériaux entre le carter et les engrenages, afin de garantir une grande fiabilité des processus chez le client, même en cas de variations de charge. Grâce à une validation technique précise, nous minimisons les fuites internes et maximisons le rendement volumétrique.
| NPSH | 3 - 5 m |
| Joint | Garniture mécanique / Garniture d'étanchéité |
| Débit volumique Q | 1 - 2.500 l/min |
| Matériaux | GG25, GGG40, acier |
| Pression | jusqu'à 120 bars |
| ATEX | Zones 1 et 2 possibles |
| Rendement | 75 - 92 % |
| Puissance | 0,5 - 150 kW |
| Vitesse de rotation | 500 - 3.500 min⁻¹ |
| Température | de -20 °C à +200 °C |
| Viscosité | 10 - 100.000 mPas |
| Matières solides | non autorisé |
| Teneur en gaz | jusqu'à 5 % pendant une courte période |
Intérêt pour les ingénieurs et les acheteurs techniques
La conception s'effectue en fonction du débit, de la pression différentielle, de la viscosité, de la température, du pouvoir lubrifiant, de la vitesse de rotation, ainsi que des exigences en matière de fuites admissibles et de rendement de l'ensemble du système.
Pour l'approvisionnement technique, il convient de spécifier clairement, notamment, les caractéristiques de débit, les matériaux, le concept d'étanchéité et de paliers, les cotes de raccordement, les limites de température et de pression, ainsi que les exigences relatives à la directive ATEX, à l'accouplement magnétique ou au fonctionnement avec un variateur de fréquence.
En fonction du domaine d'application, les pompes à engrenages externes sont conçues et documentées dans le respect des directives applicables aux équipements sous pression, des exigences ATEX, des justifications relatives aux matériaux, ainsi que des essais de fonctionnement, d'étanchéité et de pression spécifiques au projet.
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