Pompes à vis excentrique - Transfert en douceur et à pression stable pour les fluides à haute viscosité, contenant des matières solides et difficiles à pomper
Les pompes à vis excentrique sont des pompes volumétriques rotatives dans lesquelles un rotor tournant de manière excentrique forme, à l'intérieur d'un stator en élastomère, des chambres de refoulement successives. Ce principe permet un refoulement régulier, avec relativement peu de pulsations, même avec des fluides à haute viscosité, chargés en matières solides, sensibles au cisaillement ou contenant des gaz.
Chez Harton Anlagentechnik GmbH, nous concevons systématiquement les pompes à vis excentrique en fonction du fluide, de la teneur en matières solides, de l’abrasivité, de la température, de la teneur en gaz, de la plage de vitesse de rotation et de la protection contre le fonctionnement à sec. Il en résulte des solutions robustes pour les technologies de l’eau et des eaux usées, l’industrie de transformation, la chimie, le biogaz, les applications agroalimentaires en version hygiénique, ainsi que de nombreuses tâches de dosage et de transport impliquant des fluides difficiles.
Chez Harton Anlagentechnik GmbH, nous concevons systématiquement les pompes à vis excentrique en fonction du fluide, de la teneur en matières solides, de l’abrasivité, de la température, de la teneur en gaz, de la plage de vitesse de rotation et de la protection contre le fonctionnement à sec. Il en résulte des solutions robustes pour les technologies de l’eau et des eaux usées, l’industrie de transformation, la chimie, le biogaz, les applications agroalimentaires en version hygiénique, ainsi que de nombreuses tâches de dosage et de transport impliquant des fluides difficiles.
Pourquoi choisir les pompes à vis excentrique de Harton Anlagentechnik GmbH ?
Les pompes à vis excentrique fournissent un débit volumétrique défini et largement stable en pression, et restent utilisables même là où les pompes centrifuges atteignent leurs limites en cas de viscosité élevée ou de fluides contenant des matières solides.
Nos systèmes sont adaptés aux boues à haute viscosité, aux fluides pâteux, aux suspensions, aux solutions de polymères, aux eaux usées de process abrasives et, de par leur principe de fonctionnement, également aux produits sensibles au cisaillement, à condition que la vitesse de rotation, le niveau de pression et le choix des élastomères soient correctement dimensionnés.
Nous proposons 10 types différents. Le modèle est choisi en fonction de la tâche de transport :
L'accès pour la maintenance, le joint d'étanchéité de l'arbre, l'espace de montage, l'entrée des matières solides et les normes d'exploitation sont pris en compte de manière ciblée.
- PCP standard
- Pompe à trémie
- Pompe à vis excentrique de dosage
- PCP haute pression
- Version hygiénique
- Unité mobile
- Conception modulaire
- Version à support de palier
- Version à arbre de transmission/à cardan
- version à accouplement long
L'accès pour la maintenance, le joint d'étanchéité de l'arbre, l'espace de montage, l'entrée des matières solides et les normes d'exploitation sont pris en compte de manière ciblée.
Les pompes à vis excentrique sont privilégiées lorsque des fluides à haute viscosité, abrasifs, contenant des matières solides ou sensibles doivent être transportés en toute sécurité.
Applications typiques :
- Transport de boues et de suspensions
- Dosage de solutions de polymères et de produits chimiques
- Alimentation en fluides pâteux ou visqueux
- Transfert de substrats et de milieux de biogaz
- Transport hygiénique dans les applications agroalimentaires et industrielles
- Tâches mobiles de vidange et de transport
- Applications des pompes à trémie pour les fluides à faible fluidité
Secteurs d'activité typiques :
- Techniques de l'eau et des eaux usées
- Chimie
- Produits alimentaires en version hygiénique
- Exploitation minière
- Industrie papetière
- Biogaz et substrats
- Modules de dosage OEM
Nos ingénieurs internes examinent non seulement le fluide et le débit, mais aussi la sédimentation, la teneur en gaz, l'abrasivité, les conditions d'admission et la durée de vie prévue du stator.
Nous considérons les paramètres suivants comme un cadre technique de référence fiable, dans la mesure où le projet ne dispose pas encore de données d'exploitation précises :
Débit volumique Q :
de 0,05 à 1 500 m³/h
Plage de conception typique pour les applications de dosage et de traitement :
de 0,5 à 250 m³/h
Pression différentielle Δp :
de 1 à 80 bars
pression typique par étage :
environ 6 bars par étage stator/rotor, voire davantage selon le projet
Température du fluide :
de -20 °C à +300 °C, cette plage étant généralement limitée en pratique par les propriétés de l'élastomère
Plage typique recommandée pour les élastomères standard :
de -10 °C à +120 °C
Température ambiante :
de -20 °C à +60 °C
Viscosité :
de 1 à 1 000 000 mPa·s
secteur économique typique :
100 à 300 000 mPa·s
Teneur en matières solides :
de 0 à 80 % en poids
Taille des particules :
De 0 à 150 mm, en fonction de l'entrée, de la trémie et de la géométrie
Teneur en gaz dans le fluide :
de 0 à 95 % en volume
Plage de régime :
10 à 600 tr/min
Plage typique optimisée pour la durée de vie :
50 à 350 tr/min
Hauteur d'auto-aspiration :
De 0 à 8 m
Précision de dosage :
généralement entre ±1 et ±3 %
Un facteur essentiel pour la durée de vie des pompes à vis excentrique réside dans le fait qu'elles forment un couple tribologique composé d'un rotor et d'un stator. C'est pourquoi la température, les épisodes de fonctionnement à sec, l'abrasivité, le gonflement des élastomères et la plage de vitesse de rotation font l'objet d'une évaluation particulièrement minutieuse.
Si toutes les valeurs ne sont pas encore disponibles au préalable, nous utilisons des valeurs de référence pertinentes pour la première évaluation technique, puis nous les affinons en fonction du fluide et du point de fonctionnement.
Température du fluide :
de 5 °C à 80 °C
Densité :
De 950 à 1 300 kg/m³, souvent au-delà pour les boues et les suspensions
Viscosité :
De 1 000 à 100 000 mPa·s : plage d'application courante du PCP
Débit volumique :
De 1 à 100 m³/h pour de nombreuses applications industrielles
Pression différentielle :
De 6 à 24 bars : plage courante pour les modèles standard
Teneur en matières solides :
5 à 40 % en poids pour les boues et les suspensions
Taille moyenne des particules d50 :
1 à 10 mm
Taille maximale des particules :
De 20 à 50 mm, en fonction de la trémie et de l'entrée
Teneur en gaz :
De 0 à 20 % en volume ; des concentrations nettement plus élevées sont possibles en fonction du projet
Hauteur d'aspiration :
De 1 à 4 m en cas d'installation hors de l'eau
Profil de l'entreprise :
en continu ou par intermittence
Départs par heure :
généralement de 1 à 12
Fonctionnement à sec :
non autorisé
Stratégie de protection :
Une protection contre le fonctionnement à sec assurée par des capteurs et un dispositif d'arrêt est vivement recommandée
Règlement :
variateur de fréquence
plage de régime typique :
de 80 à 250 tr/min
ATEX:
Zone 1 ou 2 possible
Dimensions des raccords :
généralement de DN 25 à DN 150, voire plus selon les spécificités du projet
Ces paramètres constituent un point de départ fiable pour l'établissement du devis, lorsque le point de fonctionnement définitif est encore en cours de définition.
Fluides et substances de traitement
L'objectif en matière de fuite est fixé, selon le fluide, comme devant être minimisé ou comme étant défini comme admissible. Le joint d'arbre est adapté à la pression, à la température, à la teneur en matières solides et aux caractéristiques chimiques.
Concepts d'étanchéité typiques :
Normes pertinentes en matière de sécurité :
Premières approches techniques types :
Concepts d'étanchéité typiques :
- garniture mécanique simple
- double garniture mécanique
- garniture d'étanchéité pour les applications appropriées
Normes pertinentes en matière de sécurité :
- Protection contre la surpression impérativement requise au niveau du système
- Protection contre le fonctionnement à sec obligatoire
- Limitation de température au niveau du stator
- Limitation de la vitesse de rotation pour optimiser la durée de vie
- Surveillance des fuites pour les fluides critiques
- Raccords de mesure et de purge
- Version ATEX si nécessaire
Premières approches techniques types :
- Fonctionnement à sec autorisé : non
- Protection contre la marche à sec : surveillance de la température ou de la puissance avec coupure
- Objectif de fuite : minimisé
- Système de blocage ou de rinçage : souvent nécessaire en présence de fluides abrasifs, cristallisants ou polymérisants
Matériaux, résistance et conception tribologique
Le choix des matériaux est déterminé en fonction de la résistance à la corrosion, à l'abrasion, de la compatibilité avec les élastomères et du comportement thermique.
Matériaux typiques utilisés pour les rotors :
Matériaux typiques du stator :
Matériaux d'étanchéité courants :
Pour les applications abrasives, nous définissons un concept de gestion de l'usure comprenant le revêtement du rotor, une vitesse de rotation réduite, une géométrie d'entrée optimisée et des intervalles de remplacement fixés. En présence de fluides corrosifs, nous utilisons les aciers 1.4404, 1.4571 ou des matériaux spéciaux.
Matériaux typiques utilisés pour les rotors :
- Acier inoxydable 1.4404
- Acier inoxydable 1.4571
- version chromée dure
- surfaces revêtues de céramique ou d'un revêtement anti-usure
Matériaux typiques du stator :
- NBR pour les applications en milieu huileux et de nombreuses applications standard
- EPDM pour les milieux aqueux et certains milieux chimiques
- FKM pour des exigences chimiques et thermiques accrues
- Élastomères spéciaux pour les cas de charge spécifiques à chaque projet
Matériaux d'étanchéité courants :
- FKM
- EPDM
- PTFE
- FFKM
- Exigences typiques en matière d'hygiène des surfaces :
- Ra ≤ 0,8 µm pour les versions hygiéniques, voire plus fine selon les spécifications du projet
Pour les applications abrasives, nous définissons un concept de gestion de l'usure comprenant le revêtement du rotor, une vitesse de rotation réduite, une géométrie d'entrée optimisée et des intervalles de remplacement fixés. En présence de fluides corrosifs, nous utilisons les aciers 1.4404, 1.4571 ou des matériaux spéciaux.
Joints, interfaces et sécurité
L'objectif en matière de fuite est fixé, selon le fluide, comme devant être minimisé ou comme étant autorisé dans certaines limites définies. Le joint d'arbre est adapté à la pression, à la température, à la teneur en matières solides et aux caractéristiques chimiques.
Concepts d'étanchéité typiques :
Normes pertinentes en matière de sécurité :
Premières approches techniques types :
Concepts d'étanchéité typiques :
- garniture mécanique simple
- double garniture mécanique
- garniture d'étanchéité pour les applications appropriées
Normes pertinentes en matière de sécurité :
- Protection contre la surpression impérativement requise au niveau du système
- Protection contre le fonctionnement à sec obligatoire
- Limitation de température au niveau du stator
- Limitation de la vitesse de rotation pour optimiser la durée de vie
- Surveillance des fuites pour les fluides critiques
- Raccords de mesure et de purge
- Version ATEX si nécessaire
Premières approches techniques types :
- Fonctionnement à sec autorisé : non
- Protection contre la marche à sec : surveillance de la température ou de la puissance avec coupure
- Objectif de fuite : minimisé
- Système de blocage ou de rinçage : souvent nécessaire en présence de fluides abrasifs, cristallisants ou polymérisants
Propulsion, régulation et énergie
Les pompes à vis excentrique sont généralement équipées d'un moteur électrique et d'un réducteur, car elles nécessitent des couples élevés à faible vitesse de rotation.
Premières approches techniques courantes :
D'un point de vue technique, la régulation du débit par variateur de fréquence est généralement préférable, car elle influence directement la durée de vie, le cisaillement et l'apport d'énergie. La capacité de démarrage à froid est évaluée en fonction du fluide, de la température et de la réserve de couple.
Premières approches techniques courantes :
- Puissance d'entraînement : 1,5 à 45 kW pour les applications standard, voire supérieure selon les spécificités du projet
- Réserve de couple : 20 à 40 % au-dessus des besoins nominaux
- Régulation : variateur de fréquence de préférence
- Plage de vitesse : 50 à 350 tr/min
- Heures de fonctionnement par an: 2 000 à 8 000 h/an
- ATEX : zones 1 et 2 possibles
D'un point de vue technique, la régulation du débit par variateur de fréquence est généralement préférable, car elle influence directement la durée de vie, le cisaillement et l'apport d'énergie. La capacité de démarrage à froid est évaluée en fonction du fluide, de la température et de la réserve de couple.
Connexions, installation et périphériques
La configuration de montage a une influence considérable sur la régularité du débit, le comportement à l'entrée et l'accès pour la maintenance.
Premières approches techniques typiques :
Pour les boues abrasives, un système d'alimentation empêchant la sédimentation et garantissant une pression d'alimentation définie est particulièrement important. Pour les fluides à haute viscosité, une chemise de chauffage ou une isolation peut s'avérer nécessaire afin d'éviter les problèmes de démarrage à froid et les couples excessifs.
Premières approches techniques typiques :
- Diamètres de raccordement : DN 25 à DN 200
- Niveaux de pression : PN 10 à PN 40
- Position de montage : horizontale ou légèrement inclinée ; pour les pompes à trémie, en fonction du processus
- Chauffage : en option, notamment pour les fluides à haute viscosité
- Équipements périphériques : trémie, vis sans fin, agitateur, soupape de sécurité, dérivation, dispositif de rinçage
- Version mobile : avec chariot, bac de récupération et raccords rapides
Pour les boues abrasives, un système d'alimentation empêchant la sédimentation et garantissant une pression d'alimentation définie est particulièrement important. Pour les fluides à haute viscosité, une chemise de chauffage ou une isolation peut s'avérer nécessaire afin d'éviter les problèmes de démarrage à froid et les couples excessifs.
Surveillance, fonctions de protection et sécurité de fonctionnement
Le fonctionnement à sec est l'un des mécanismes de défaillance les plus critiques des pompes à vis excentrique, car il peut rapidement endommager le stator, tant sur le plan thermique que mécanique.
Fonctions typiques de protection et de surveillance :
Demande du client ou recommandation pour une conception conforme aux normes SIL/HAZOP
Cela permet de détecter à un stade précoce et de maîtriser de manière économique le fonctionnement à sec, l'abrasion, la sédimentation, la teneur en gaz, le démarrage à froid et la surcharge.
Fonctions typiques de protection et de surveillance :
- Protection contre le fonctionnement à sec
- Surveillance de la température au niveau du stator
- Surveillance de la pression
- Surveillance du courant et de la puissance
- Surveillance des fuites
- Logique d'alarme et de coupure conforme à la norme de l'installation
- Protection contre la marche à sec : obligatoire
- Disponibilité : ≥ 95 % comme valeur cible habituelle
- Logique d'alarme/de coupure : les deux
Demande du client ou recommandation pour une conception conforme aux normes SIL/HAZOP
Cela permet de détecter à un stade précoce et de maîtriser de manière économique le fonctionnement à sec, l'abrasion, la sédimentation, la teneur en gaz, le démarrage à froid et la surcharge.
Qualité, contrôle et documentation
Le niveau de détail de l'audit est adapté en fonction de la criticité du projet, des normes de l'exploitant et du support.
Éléments typiques de l'audit :
Documents types :
En principe, les détails sont définis conformément à l'accord conclu et aux souhaits du client.
Éléments typiques de l'audit :
- Test de fonctionnement
- Test de performance pour Q/Δp
- Essai d'étanchéité
- Essai de pression, si requis
- Certificats de matériaux conformes à la norme EN 10204 2.2 ou 3.1
- Traçabilité via le numéro de série et l'affectation des composants
Documents types :
- Fiche technique
- Description générale ou schéma de raccordement
- Liste des pièces de rechange
- Mode d'emploi
- Documents de conformité
- Certificats Ex pour les applications ATEX
En principe, les détails sont définis conformément à l'accord conclu et aux souhaits du client.
Service, maintenance et coûts d'exploitation (TCO)
Pour les pompes à vis excentrique, les coûts d'exploitation sont principalement influencés par la durée de vie du stator, l'usure du rotor, la plage de vitesse de rotation et les épisodes de fonctionnement à sec.
Principaux facteurs influant sur le coût total de possession (TCO) :
Pièces d'usure typiques :
Pour les applications critiques, des concepts de secours, de configuration « 1+1 » ou de remplacement rapide peuvent s'avérer pertinents. Des formations sur le remplacement du stator/rotor, la purge d'air, la prévention du fonctionnement à sec et le dépannage sont prises en compte en fonction des spécificités de chaque projet.
Principaux facteurs influant sur le coût total de possession (TCO) :
- Consommation d'énergie
- Consommation du stator
- Temps d'arrêt
- Coûts de maintenance
- Pertes de fluide
Pièces d'usure typiques :
- Stator
- Rotor
- Composants articulés
- Joints
- roulements, le cas échéant
Pour les applications critiques, des concepts de secours, de configuration « 1+1 » ou de remplacement rapide peuvent s'avérer pertinents. Des formations sur le remplacement du stator/rotor, la purge d'air, la prévention du fonctionnement à sec et le dépannage sont prises en compte en fonction des spécificités de chaque projet.
Avantages des pompes à vis excentrique Harton
- débit défini, même en cas de viscosité élevée
- adapté aux fluides chargés en matières solides, abrasifs et sensibles au cisaillement
- large gamme de modèles comprenant 10 types différents
- grande précision de dosage dans la plage de fonctionnement appropriée
- Concepts flexibles d'entrée et de trémie
- système rotor/stator et système d'étanchéité adaptables
- Conception technique réalisée par des spécialistes expérimentés de notre entreprise
- Compatibilité avec les zones ATEX 1 et 2 possible, voir la liste de contrôle ATEX
Types et variantes de pompes à vis excentrique
Pompes à vis excentrique pour diverses applications
Nous proposons des pompes à vis excentrique dans différentes versions afin de répondre de manière optimale aux besoins liés aux fluides les plus divers et aux domaines d'application les plus variés. Qu'il s'agisse de substances abrasives, de processus exigeants en matière d'hygiène, d'applications auto-amorçantes ou de solutions standard universelles, nous vous aidons à choisir la pompe à vis excentrique la mieux adaptée. Pour cela, nous prenons en compte les propriétés du fluide pompé ainsi que les exigences en matière de viscosité, de température, de débit et de normes spécifiques au secteur.
Pompes à vis excentrique pour fluides abrasifs
Pour les fluides abrasifs, la conception de la pompe à vis excentrique est adaptée grâce à des composants renforcés, tels que des joints résistants à l'usure et des rotors fabriqués dans des matériaux hautement résistants comme la fonte dure ou la céramique. Ces pompes sont idéales pour le transport de boues, de ciment et d'autres substances abrasives.
| Capacité de dosage | 0,1 - 1.500 l/h |
| Pression | jusqu'à 30 bars |
| Précision | ±1 - 3 % |
| Médias | abrasive, liquides graisseux |
| Viscosité | 5.000 - 1.000.000 mPa·s |
| Température | de -20 à +150 °C |
| Matériaux | Duplex, fonte dure |
| ATEX | facultatif |
Pompes à vis excentrique hygiéniques
Les pompes à vis excentrique hygiéniques répondent aux exigences strictes des industries agroalimentaire et pharmaceutique. Elles garantissent des processus de transfert hygiéniques, conformes aux normes en vigueur telles que celles de la FDA et de l'EHEDG. Ces pompes sont compatibles avec les procédés CIP et SIP, ce qui permet un nettoyage complet après leur utilisation.
| ATEX | facultatif |
| Capacité de dosage | 0,1 - 1.500 l/h |
| Pression | jusqu'à 6 bars |
| Précision | ±0,5 - 2 % |
| Médias | Produits alimentaires, Industrie pharmaceutique |
| Viscosité | 1 - 100.000 mPa·s |
| Température | de 0 à 150 °C |
| Matériaux | Acier inoxydable 1.4404 |
Pompes à vis excentrique auto-amorçantes
Les pompes à vis excentrique auto-amorçantes présentent l'avantage de pouvoir fonctionner même dans des conditions d'aspiration à faible niveau ou en immersion. Elles sont particulièrement adaptées aux applications nécessitant un approvisionnement continu, comme par exemple dans le traitement de l'eau ou des eaux usées.
| Précision | ±0,5 - 3 % |
| Médias | Eau, Eaux usées, déchets industriels |
| Viscosité | 1 - 100.000 mPa·s |
| Température | de -10 à +100 °C |
| Matériaux | acier inoxydable, fonte |
| ATEX | facultatif |
| Capacité de dosage | 0,5 - 2.000 l/h |
| Pression | jusqu'à 10 bars |
Pompes à vis excentrique standard
Les pompes à vis excentrique assurent un transfert précis et sans pulsations des fluides visqueux et abrasifs. Le rotor excentrique se déplace à l'intérieur du corps de stator, assurant ainsi le transfert du fluide sans perturbation mécanique. Ces pompes sont fréquemment utilisées dans le traitement des eaux usées, l'industrie agroalimentaire ainsi que dans les secteurs chimique et pharmaceutique.
| Température | de -20 à +150 °C |
| Matériaux | acier inoxydable, fonte |
| ATEX | facultatif |
| Capacité de dosage | 0,1 - 2.000 l/h |
| Pression | jusqu'à 10 bars |
| Précision | ±0,5 - 3 % |
| Médias | liquides visqueux, particules solides |
| Viscosité | 1 - 200.000 mPa·s |
Intérêt pour les ingénieurs et les acheteurs techniques
Pour une conception économique et optimisée en termes de durée de vie, les paramètres suivants sont particulièrement déterminants : le débit, la pression différentielle, la viscosité, la teneur en matières solides et en gaz, la température du fluide, la plage de vitesse de rotation, ainsi que le choix de la combinaison rotor/stator appropriée et de la protection contre le fonctionnement à sec.
Lors de l'achat, outre le débit, la pression de service et les matériaux, il convient également de définir clairement les dimensions des raccords, le système d'étanchéité, la qualité des élastomères, les exigences ATEX, le fonctionnement avec un variateur de fréquence ainsi que les normes d'entretien et d'exploitation.
En fonction du domaine d'application, il convient de prendre en compte, dans le cadre des spécifications techniques, des exigences telles que la conformité ATEX, les conceptions hygiéniques pour les applications agroalimentaires, ainsi que les essais spécifiques au projet portant sur les matériaux, la pression et le fonctionnement.
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Pompes à vis excentrique dans le domaine de l'eau et des eaux usées : traitement des boues
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Pompes à vis excentrique dans l'industrie pétrolière et gazière : boues de forage et pétrole brut
Pompes à vis excentrique dans l'industrie des peintures et des vernis : traitement des pigments
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