Introduction
Ceci est un modèle 3D d'une pompe à piston triplex.
Annotations du modèle 3D
Pompe à piston triplex
Une pompe à piston triplex est une pompe volumétrique alternative qui utilise trois pistons. Ce type de pompe est souvent utilisé pour des applications à haute pression, par exemple dans les systèmes hydrauliques. Grâce à sa conception robuste, elle est capable de pomper des fluides à haute viscosité et des fluides contenant des particules solides.
Piston
Le fluide est aspiré dans un cylindre ou évacué d'un cylindre par le mouvement de son piston associé. Lorsqu'un piston est le plus proche des soupapes d'aspiration et de refoulement, il commence à se déplacer linéairement vers le vilebrequin. Lorsqu'il se rétracte, la pression négative à l'intérieur du cylindre surmonte la pression du ressort de la soupape d'aspiration, et le fluide est aspiré dans le cylindre ; ce mouvement représente la « course d'aspiration ». Lorsque le cylindre est entièrement chargé, le piston se déplace linéairement vers les soupapes d'aspiration et de refoulement. Lorsque le piston se déplace vers les soupapes, la pression positive à l'intérieur du cylindre provoque la fermeture de la soupape d'aspiration et l'ouverture de la soupape de refoulement ; le fluide est alors évacué du cylindre par la soupape de refoulement.
Soupape d'aspiration
Les soupapes d'aspiration et de refoulement sont des clapets anti-retour ; la soupape mise en évidence par cette annotation est la soupape d'aspiration. Le flux à travers les clapets anti-retour ne peut se produire que dans un seul sens. Pour la soupape d'aspiration, une pression négative dans le cylindre la fait s'ouvrir, tandis qu'une pression positive la fait se fermer. Pour la soupape de refoulement, une pression négative la fait se fermer, tandis qu'une pression positive la fait s'ouvrir. La pression à laquelle chaque soupape s'ouvre et se ferme (pression de craquage) est déterminée par la contrainte résiduelle présente dans les ressorts de soupape (un ressort plus rigide nécessite une pression plus élevée pour s'ouvrir).
Soupape de refoulement
Les soupapes d'aspiration et de refoulement sont des clapets anti-retour ; la soupape mise en évidence par cette annotation est la soupape de refoulement. Le flux à travers les clapets anti-retour ne peut se produire que dans un seul sens. Pour la soupape d'aspiration, une pression négative dans le cylindre la fait s'ouvrir, tandis qu'une pression positive la fait se fermer. Pour la soupape de refoulement, une pression négative la fait se fermer, tandis qu'une pression positive la fait s'ouvrir. La pression à laquelle chaque soupape s'ouvre et se ferme (pression de craquage) est déterminée par la contrainte résiduelle présente dans les ressorts de soupape (un ressort plus rigide nécessite une pression plus élevée pour s'ouvrir).
Vilebrequin
Un arbre excentrique (vilebrequin) décale la position de rotation de chacun des pistons de la pompe triplex. Le montant du décalage est ce qui donne à chaque piston sa longueur de course, par exemple un décalage de 5 cm par rapport à l'axe de rotation central de l'arbre donnerait une course d'aspiration ou de refoulement de 5 cm. La forme de l'arbre dicte la position du piston dans le cylindre. Chacune des manivelles du vilebrequin est décalée de 120 degrés, ce qui signifie que chaque piston est en avance ou en retard par rapport aux autres pistons de 120 degrés (les positions de course d'aspiration diffèrent, les positions de course de refoulement diffèrent). La variation des courses de refoulement et d'aspiration de chaque piston réduit les vibrations de la pompe et diminue la charge sur les composants de la pompe et le moteur (moins d'énergie est nécessaire pour évacuer un piston que trois pistons simultanément).
Arbre d'entraînement
L'énergie pour faire tourner la pompe est fournie via l'arbre d'entraînement. Les pompes à piston triplex sont généralement entraînées électriquement ou mécaniquement, bien qu'il soit également possible de faire fonctionner la pompe hydrauliquement. Toute la charge est transmise par l'arbre d'entraînement, donc l'arbre a un diamètre proportionnellement grand.
Manomètre
Un manomètre est utilisé pour donner aux opérateurs une indication visuelle de la pression interne de l'huile de lubrification. Le type de manomètre utilisé pour cette application est généralement un manomètre à tube de Bourdon.
Filtre à huile
Un filtre à huile (ou des filtres à huile) élimine les impuretés de l'huile de lubrification. Les impuretés sont généralement des éléments tels que des copeaux de métal, de la saleté et de la poussière. L'huile « sale » est prélevée du carter de la pompe triplex (à l'intérieur du boîtier) et passée à travers le filtre à huile ; l'huile « propre » est évacuée du filtre et entre dans le boîtier de la pompe triplex.
Régulateur de pression d'huile
Un régulateur de pression d'huile est utilisé pour réguler la pression délivrée au filtre à huile.
Boîtier
Le boîtier abrite l'arbre excentrique (vilebrequin), les pistons, les cylindres et les roulements.
Interrupteur de pression différentielle
Les alarmes et arrêts de la pompe sont déclenchés par des signaux reçus de l'interrupteur de pression différentielle de l'huile de lubrification. Si la pression de l'huile de lubrification fonctionne en dehors des paramètres de fonctionnement normaux, par exemple une basse pression d'huile, ou une très basse pression d'huile, l'interrupteur de pression différentielle enverra un signal pour alerter ou arrêter la pompe. L'interrupteur de pression différentielle est donc un dispositif de protection et doit être entretenu en conséquence.
Pompe à huile
L'huile de lubrification est aspirée du carter de la pompe triplex et évacuée vers le filtre à huile via un régulateur de pression. La pompe est entraînée par l'arbre principal de la pompe ; sa vitesse (et le volume pompé) est donc proportionnelle à la vitesse de l'arbre.
Refoulement
Le fluide à haute pression est évacué par cette connexion.
Aspiration
Le fluide à basse pression est aspiré dans la pompe par cette connexion.
Ressources supplémentaires
https://www.catpumps.com/products/pumps/plunger-pumps
https://www.globalspec.com/learnmore/flow_transfer_control/pumps/piston_plunger_pumps
https://www.engineersedge.com/pumps/triplex_pumps_review_13083.htm