Pompes à piston - Refoulement haute pression de précision pour les processus, le dosage et le transfert
Les pompes à piston sont utilisées partout où il est nécessaire de fournir de manière fiable des débits volumétriques définis en présence d'une contre-pression élevée ou variable. En tant que pompes volumétriques à pistons alternatifs, elles fonctionnent avec un piston oscillant et un débit régulé par des soupapes d’aspiration et de refoulement. Elles conviennent ainsi aux applications exigeant un débit quasi constant, une grande stabilité de pression et un dosage précis.
Chez Harton Anlagentechnik GmbH, nous concevons systématiquement les pompes à piston en fonction du fluide, du niveau de pression, de la viscosité, des conditions d'aspiration et des exigences en matière de pulsations. Nous élaborons ainsi des solutions robustes pour le transfert haute pression, l'alimentation de processus, l'injection, le dosage et les processus exigeants de nettoyage ou de jet d'eau.
Chez Harton Anlagentechnik GmbH, nous concevons systématiquement les pompes à piston en fonction du fluide, du niveau de pression, de la viscosité, des conditions d'aspiration et des exigences en matière de pulsations. Nous élaborons ainsi des solutions robustes pour le transfert haute pression, l'alimentation de processus, l'injection, le dosage et les processus exigeants de nettoyage ou de jet d'eau.
Pourquoi choisir les pompes à pistons de Harton Anlagentechnik GmbH ?
Les pompes à pistons fonctionnent selon un principe volumétrique et garantissent ainsi la stabilité du processus même en cas de variations de pression. Contrairement aux pompes centrifuges, l'accent n'est pas mis en priorité sur la hauteur de refoulement, mais sur le débit contrôlé par course.
Notre conception tient compte non seulement du débit volumique et de la pression finale, mais aussi de la dynamique des vannes, de la conception côté aspiration, du comportement aux pulsations et des contraintes mécaniques exercées sur les canalisations, les fondations et les équipements périphériques.
En fonction du cas de charge, les pompes à piston sont utilisées comme :
. Les modèles à plusieurs pistons réduisent ainsi les pulsations de base et améliorent la régularité du débit.
- pompes à piston simple
- Pompe à pistons duplex ou triplex
- Pompe à pistons haute pression
- Pompe à pistons doseuse
- Pompe de process avec amortissement des pulsations
- Système sur châssis avec périphériques
. Les modèles à plusieurs pistons réduisent ainsi les pulsations de base et améliorent la régularité du débit.
Les pompes à pistons sont utilisées dans les processus qui exigent des pressions élevées, des débits précis et des conditions de fonctionnement bien définies.
Domaines d'application typiques :
- Transfert haute pression
- Alimentation du processus
- Injection et dosage
- Procédés de jet d'eau et de nettoyage
- Skids OEM et unités d'alimentation sur mesure
Secteurs d'activité typiques :
- Chimie
- Pétrole et gaz
- Technologies énergétiques
- Technologie de l'eau à haute pression
- Installations de procédés industriels
Nos équipes tiennent compte dès le début du projet de la nature du fluide : à base d'eau, huileux, contenant des solvants, visqueux ou sous pression de gaz. Pour les pompes à piston en particulier, ces facteurs déterminent le concept d'étanchéité, le type de vanne, l'amortissement des pulsations et la stratégie de maintenance.
Les pompes à pistons sont dimensionnées en fonction du point de fonctionnement réel et de la réserve de pression requise. Les valeurs suivantes servent de référence technique :
Débit volumique Q :
0,05 - 200 m³/h
Pression finale / pression différentielle Δp :
5 à 15 bars
Température du fluide :
de -20 °C à +250 °C
Température ambiante :
de -20 °C à +60 °C
Viscosité :
0,5 - 180.000 mPa·s
Plage de régime :
50 - 600 1/min
Teneur en gaz dans le fluide :
0 - 5 Vol.-%
Teneur en matières solides :
0 - 0,05 % en poids
Taille des particules :
jusqu'à 95 mm
Réserve de pression d'aspiration (NPSH) :
0,5 - 5 m
Niveau sonore :
généralement entre 70 et 100 dB(A)
Il est important de noter que les pompes à pistons peuvent être sensibles à la cavitation du côté aspiration. C'est pourquoi les conditions d'alimentation, la hauteur manométrique libre (NPSHa), la pression d'aspiration et le tracé des conduites sont vérifiés avec un soin particulier. De plus, les pulsations et les coups de bélier dans la tuyauterie doivent être systématiquement pris en compte.
L'adéquation des pompes à piston dépend fortement du fluide, de ses propriétés de lubrification, de sa teneur en gaz et de sa charge en matières solides.
Classes de fluides évaluées :
Les fluides à base d’eau sont évalués en termes de corrosion, de pouvoir lubrifiant et de tendance à la cavitation. Les fluides contenant de l’huile sont sélectionnés en fonction de leur viscosité, de leur composition en additifs et de leur compatibilité avec les joints. Les fluides chimiquement agressifs ou contenant des solvants nécessitent un contrôle spécifique des matériaux et des joints, ainsi qu'un concept défini en matière de fuites et de conformité ATEX, le cas échéant.
Les fluides chargés en matières solides et abrasifs ne sont adaptés que dans une mesure limitée, car les sièges de vanne, les garnitures et les surfaces des pistons sont soumis à une usure importante. La teneur en gaz influence en outre le fonctionnement de la vanne, la régularité du débit et le rendement volumétrique.
Classes de fluides évaluées :
- fluides à base d'eau
- fluides contenant de l'huile
- fluides chimiquement agressifs
- fluides contenant des solvants et des COV
- fluides sensibles au cisaillement
- fluides à faible teneur en matières solides
- fluides contenant des gaz avec des limites définies
Les fluides à base d’eau sont évalués en termes de corrosion, de pouvoir lubrifiant et de tendance à la cavitation. Les fluides contenant de l’huile sont sélectionnés en fonction de leur viscosité, de leur composition en additifs et de leur compatibilité avec les joints. Les fluides chimiquement agressifs ou contenant des solvants nécessitent un contrôle spécifique des matériaux et des joints, ainsi qu'un concept défini en matière de fuites et de conformité ATEX, le cas échéant.
Les fluides chargés en matières solides et abrasifs ne sont adaptés que dans une mesure limitée, car les sièges de vanne, les garnitures et les surfaces des pistons sont soumis à une usure importante. La teneur en gaz influence en outre le fonctionnement de la vanne, la régularité du débit et le rendement volumétrique.
Le choix des matériaux est déterminé en fonction du niveau de pression, du risque de corrosion, de la température et des contraintes mécaniques.
Matériaux typiques pour les composants sous pression :
Composants soumis à l'usure :
Pour les procédés abrasifs ou critiques, nous définissons un concept de gestion de l'usure comprenant des pièces de rechange clairement identifiées, des intervalles de maintenance adaptés et une stratégie de pièces de rechange spécifique au projet. Dans le cas d'applications hygiéniques, la réduction des espaces morts et la rugosité des surfaces font l'objet d'une attention particulière.
Matériaux typiques pour les composants sous pression :
- 1.4404
- 1.4571
- Duplex 1.4462
- Matériaux spéciaux en fonction du fluide et des normes d'exploitation
Composants soumis à l'usure :
- Surfaces des plongeurs ou des pistons, trempées ou revêtues
- Sièges et corps de soupape en acier inoxydable, carbure ou céramique
- Matériaux d'étanchéité et de garniture en PTFE, composés de PTFE, FKM, EPDM ou FFKM
Pour les procédés abrasifs ou critiques, nous définissons un concept de gestion de l'usure comprenant des pièces de rechange clairement identifiées, des intervalles de maintenance adaptés et une stratégie de pièces de rechange spécifique au projet. Dans le cas d'applications hygiéniques, la réduction des espaces morts et la rugosité des surfaces font l'objet d'une attention particulière.
Joints, interfaces et sécurité
Le concept d'étanchéité est défini en fonction du fluide, de la pression et de l'objectif de fuite admissible. Selon le type de construction, on utilise :
Les systèmes à garniture sont robustes, mais nécessitent un entretien et un réglage réguliers. En présence de fluides toxiques, cristallisants ou polymérisants, des systèmes de barrage ou de rinçage peuvent s’avérer nécessaires.
Étant donné que les pompes à piston, en tant que pompes volumétriques, peuvent générer des pressions inadmissibles lorsque le côté refoulement est obturé, une protection contre la surpression est absolument indispensable au niveau du système. De plus, les points suivants sont définis :
- une garniture de presse-étoupe
- une garniture mécanique
- solution spéciale encapsulée
Les systèmes à garniture sont robustes, mais nécessitent un entretien et un réglage réguliers. En présence de fluides toxiques, cristallisants ou polymérisants, des systèmes de barrage ou de rinçage peuvent s’avérer nécessaires.
Étant donné que les pompes à piston, en tant que pompes volumétriques, peuvent générer des pressions inadmissibles lorsque le côté refoulement est obturé, une protection contre la surpression est absolument indispensable au niveau du système. De plus, les points suivants sont définis :
- Brides et étages de pression
- Possibilités de purge et de vidange
- Raccords de mesure et de rinçage
- Protection contre les contacts accidentels
- Coupure de sécurité
- Collecte des fuites en cas de fluides critiques
- Exigences ATEX dans les zones Ex
Propulsion, régulation et énergie
Les pompes à pistons sont généralement entraînées par un moteur électrique muni d'un mécanisme à manivelle/d'un réducteur ou par un entraînement hydraulique. Elles sont dimensionnées avec une réserve de couple suffisante pour faire face à la haute pression, aux variations de viscosité et aux conditions de démarrage à froid.
Concepts de régulation possibles :
L'apport d'énergie, le comportement aux pulsations et les contraintes mécaniques sont évalués conjointement. Des options de capteurs, telles que la pression, la température, le comptage des courses ou la surveillance des vibrations, renforcent encore la sécurité du processus. Des interfaces telles que 0-10 V, 4-20 mA ou un bus de terrain sont intégrées en fonction des spécificités du projet.
Concepts de régulation possibles :
- régulation de la vitesse de rotation
- Réglage de la course, si la conception le permet
- Régulation par dérivation
L'apport d'énergie, le comportement aux pulsations et les contraintes mécaniques sont évalués conjointement. Des options de capteurs, telles que la pression, la température, le comptage des courses ou la surveillance des vibrations, renforcent encore la sécurité du processus. Des interfaces telles que 0-10 V, 4-20 mA ou un bus de terrain sont intégrées en fonction des spécificités du projet.
Connexions, installation et périphériques
Les composants périphériques d'une pompe à pistons sont déterminants pour sa durée de vie et son fonctionnement stable. Les éléments suivants revêtent une importance particulière :
Notre conception tient également compte de l'accès pour la maintenance, de l'espace disponible et de la transmission des vibrations vers la structure d'installation.
- des normes de brides et des niveaux de pression adaptés
- des diamètres nominaux d'aspiration et de refoulement correctement dimensionnés
- un tracé des canalisations adapté aux pulsations et aux coups de bélier
- des supports de tuyauterie et des éléments d'amortissement
- Amortisseurs de pulsations pour les procédés sensibles
- Soupape de sécurité ou dérivation en tant qu’équipement périphérique obligatoire
- Fondation ou châssis suffisamment rigide
- Concept de chauffage ou de régulation de température en option pour les fluides dont les propriétés dépendent de la viscosité
Notre conception tient également compte de l'accès pour la maintenance, de l'espace disponible et de la transmission des vibrations vers la structure d'installation.
Surveillance, fonctions de protection et sécurité de fonctionnement
Afin d'améliorer la disponibilité, les pompes à pistons sont équipées de fonctions de surveillance et de protection adaptées.
Paramètres de surveillance typiques :
Cela permet de détecter à un stade précoce les blocages, les pics de pression inadmissibles, l'usure des vannes, les contraintes sur les joints ou les phénomènes de cavitation. Les logiques d’alarme et de coupure sont adaptées aux normes spécifiques de chaque installation. Le fonctionnement à sec et la cavitation doivent être systématiquement évités et sont limités par la conception du côté aspiration, les capteurs et la logique de processus.
Paramètres de surveillance typiques :
- Pression
- Température
- Vibrations
- Fuite
- Comptage des courses
- Données relatives au moteur et à la charge
Cela permet de détecter à un stade précoce les blocages, les pics de pression inadmissibles, l'usure des vannes, les contraintes sur les joints ou les phénomènes de cavitation. Les logiques d’alarme et de coupure sont adaptées aux normes spécifiques de chaque installation. Le fonctionnement à sec et la cavitation doivent être systématiquement évités et sont limités par la conception du côté aspiration, les capteurs et la logique de processus.
Qualité, contrôle et documentation
Le niveau de détail de la vérification est déterminé en fonction de la criticité du projet et des exigences de l'exploitant. Les éléments typiques sont les suivants :
Pour les applications Ex, les certificats de conformité et les marquages font partie intégrante de la documentation du projet.
- Test de fonctionnement
- Test de performance pour Q/Δp
- Essai de pression
- Essai d'étanchéité
- FAT ou SAT
- Certificats de matériaux selon la norme EN 10204 2.2 ou 3.1
- Traçabilité des numéros de série et des lots
- Fiche technique
- Plan d'ensemble
- Liste des pièces de rechange
- Mode d'emploi
- Documents de conformité
- Procès-verbaux de réception
Pour les applications Ex, les certificats de conformité et les marquages font partie intégrante de la documentation du projet.
Service, maintenance et coûts d'exploitation (TCO)
Les coûts d'exploitation d'une pompe à pistons sont principalement déterminés par la consommation d'énergie, les pièces d'usure, les temps d'arrêt et l'accès pour l'entretien.
Pièces d'usure typiques :
Une plage de fonctionnement clairement définie en termes de pression, de vitesse de rotation, de température, de viscosité et de conditions d'aspiration réduit considérablement les pannes imprévues. Pour les processus critiques, des concepts de redondance tels que les systèmes de secours, les configurations « 1+1 » ou les solutions à changement rapide peuvent s’avérer utiles. Des formations portant sur l’utilisation, le remplacement des garnitures, l’entretien des vannes et le dépannage peuvent être intégrées en fonction des spécificités du projet.
Pièces d'usure typiques :
- Garniture
- Soupapes et sièges
- Composants du plongeur ou du piston
- Roulements
Une plage de fonctionnement clairement définie en termes de pression, de vitesse de rotation, de température, de viscosité et de conditions d'aspiration réduit considérablement les pannes imprévues. Pour les processus critiques, des concepts de redondance tels que les systèmes de secours, les configurations « 1+1 » ou les solutions à changement rapide peuvent s’avérer utiles. Des formations portant sur l’utilisation, le remplacement des garnitures, l’entretien des vannes et le dépannage peuvent être intégrées en fonction des spécificités du projet.
Avantages des pompes à piston Harton
- débit volumique défini en cas de contre-pression élevée
- adapté aux applications de transfert et de dosage à haute pression
- Conception adaptée à l'application sous forme de système simple, duplex ou triplex
- Concept d'étanchéité et de matériaux adaptable
- Amortissement des pulsations et conception des équipements périphériques adaptés au processus
- Valeurs de réception et protocoles d'essai documentables
- Conception technique réalisée par des spécialistes expérimentés de notre entreprise
Types et variantes de nos pompes à piston
Notre gamme comprend des pompes à pistons destinées à une grande variété de tâches de refoulement et de dosage, allant des applications standard de précision aux processus exigeants impliquant des pressions élevées, des fluides abrasifs ou à haute viscosité. En fonction du domaine d’application, différents types de pompes sont disponibles, tels que des pompes à pistons à un ou plusieurs cylindres, à double effet ou hydrauliques, ainsi que des modèles spécialisés pour des fluides particuliers et des débits réglables. Vous trouverez ainsi la pompe à pistons adaptée à presque toutes les applications industrielles, offrant des performances, une précision et une sécurité de fonctionnement optimales.
Les pompes à pistons à double effet refoulent le fluide à chaque course du piston, tant en marche avant qu'en marche arrière, ce qui permet d'obtenir un débit plus élevé à vitesse de rotation constante. Ces pompes sont particulièrement adaptées aux applications nécessitant des débits volumétriques élevés à des pressions moyennes à élevées. Les pompes à pistons à double effet sont fréquemment utilisées dans l'industrie pétrolière et gazière, ainsi que dans les secteurs chimique et pétrochimique.
| Matériaux | Acier inoxydable, FKM |
| ATEX | facultatif |
| Capacité de dosage | 0,1 - 5.000 l/h |
| Pression | jusqu'à 250 bars |
| Précision | ±0,5 - 2 % |
| Médias | Viscos, huiles, produits chimiques |
| Viscosité | 20 - 200.000 mPa·s |
| Température | de -20 à +200 °C |
Les pompes à piston monocylindriques fonctionnent à l'aide d'un seul piston qui effectue un mouvement de va-et-vient dans un cylindre afin de refouler le fluide. Ces pompes offrent un dosage précis et sont particulièrement adaptées aux applications nécessitant un débit constant et une grande précision. De conception simple, elles conviennent à une large gamme de liquides.
| Pression | jusqu'à 100 bars |
| Précision | ±0,2 - 1 % |
| Médias | Viscos, suspensions, produits chimiques |
| Viscosité | 10 - 100.000 mPa·s |
| Température | de -20 à +200 °C |
| Matériaux | Acier inoxydable, PTFE |
| ATEX | facultatif |
| Capacité de dosage | 0,1 - 1.500 l/h |
Les pompes hydrauliques à pistons utilisent un fluide hydraulique pour entraîner le mécanisme à pistons et refouler le fluide. Ces pompes offrent des pressions particulièrement élevées et conviennent aux applications nécessitant un débit élevé et un contrôle précis. Elles sont particulièrement répandues dans les secteurs de la construction mécanique, de la plasturgie et de l'industrie agroalimentaire.
| Matériaux | Acier inoxydable, PTFE, aluminium |
| ATEX | facultatif |
| Capacité de dosage | 0,1 - 5.000 l/h |
| Pression | jusqu'à 700 bars |
| Précision | ±0,1 - 2 % |
| Médias | Huiles hydrauliques, fluides chimiques |
| Viscosité | 10 - 500.000 mPa·s |
| Température | de -20 à +150 °C |
Les pompes à pistons destinées aux fluides abrasifs sont équipées de composants renforcés afin de minimiser l'abrasion causée par les particules solides présentes dans le fluide. Ces pompes sont idéales pour le transport de boues, de ciment ou d'autres liquides abrasifs, car elles sont particulièrement résistantes aux contraintes mécaniques. Harton Anlagentechnik GmbH propose ces pompes dotées d'un système hydraulique spécial et de joints renforcés pour les fluides particulièrement difficiles.
| Médias | liquides abrasifs, boues |
| Viscosité | 20 - 500.000 mPa·s |
| Température | -20 bis +150 °C |
| Matériaux | Acier duplex, Hardox |
| ATEX | facultatif |
| Capacité de dosage | 0,1 - 1.000 l/h |
| Pression | jusqu'à 150 bars |
| Précision | ±1 - 3 % |
Les pompes à pistons pour fluides à haute viscosité sont spécialement conçues pour le transfert de fluides très visqueux tels que les lubrifiants, les résines ou le bitume. Ces pompes offrent une capacité de pression élevée et un dosage précis, même avec des viscosités très élevées. On les trouve généralement dans l'industrie chimique ainsi que dans la production alimentaire et cosmétique.
| Pression | jusqu'à 400 bars |
| Précision | ±0,5 - 2 % |
| Médias | Lubrifiants, résines, asphalte |
| Viscosité | 10.000 - 1.000.000 mPa·s |
| Température | de -10 à +80 °C |
| Matériaux | Acier inoxydable, PTFE, FKM |
| ATEX | facultatif |
| Capacité de dosage | 0,1 - 100 l/h |
Les pompes à pistons à vitesse variable (commandées par variateur de fréquence) présentent l'avantage de permettre une régulation précise du débit et de la pression en fonction des besoins. Ce type de pompe est particulièrement adapté aux applications dans lesquelles les conditions de fonctionnement varient fréquemment, comme c'est le cas notamment dans l'industrie chimique ou pharmaceutique.
| Capacité de dosage | 0,1 - 1.500 l/h |
| Pression | jusqu'à 200 bars |
| Précision | ±0,1 - 1 % |
| Médias | Produits chimiques, liquides pharmaceutiques |
| Viscosité | 10 - 100.000 mPa·s |
| Température | de -20 à +150 °C |
| Matériaux | Acier inoxydable, FKM |
| ATEX | facultatif |
Les pompes à pistons multicylindriques sont composées de plusieurs pistons qui fonctionnent soit de manière synchrone, soit en alternance. Ces pompes offrent un débit élevé et sont capables d'assurer un dosage précis, même à des pressions élevées et avec des débits volumétriques importants. Les pompes à pistons multicylindres sont fréquemment utilisées dans l'industrie pétrolière et gazière ainsi que dans l'industrie chimique.
| Médias | Liquides visqueux et abrasifs |
| Viscosité | 20 - 300.000 mPa·s |
| Température | de -40 à +250 °C |
| Matériaux | Acier inoxydable, Hastelloy, PTFE |
| ATEX | facultatif |
| Capacité de dosage | 0,1 - 10.000 l/h |
| Pression | jusqu'à 400 bars |
| Précision | ±0,2 - 1 % |
Intérêt pour les ingénieurs et les acheteurs techniques
La conception s'appuie sur le débit volumique, la pression de service et la pression de pointe, les coefficients NPSH, le comportement aux pulsations, les propriétés du fluide, ainsi que les exigences relatives au système d'étanchéité, aux matériaux et à la durée de vie des composants soumis à l'usure.
En matière d'approvisionnement technique, il convient de définir spécifiquement pour chaque projet, notamment, le débit, la pression de service maximale, les matériaux utilisés, le système d'étanchéité, la puissance d'entraînement, les normes de raccordement, les propriétés admissibles des fluides, ainsi que les exigences en matière de documentation, de pièces de rechange et de maintenance.
En fonction du domaine d'application, il convient notamment de tenir compte de la directive relative aux équipements sous pression (PED), de la directive ATEX, de la directive relative aux machines ou du règlement sur les machines, des normes des exploitants, ainsi que des essais liés aux matériaux, à la pression et au fonctionnement, y compris les essais de pression, d'étanchéité et de réception.
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