Dans le monde de l’hydraulique, les pompes à engrenages sont des composants incontournables réputés pour leur fiabilité et leur efficacité. Parmi les types les plus couramment utilisés figurent la pompe à engrenages internes et la pompe à engrenages externes , chacune présentant des avantages, des limites et des applications idéales uniques. Choisir celui qui convient à votre système nécessite une compréhension approfondie de leur fonctionnement et de ce à quoi ils sont le mieux adaptés.
Comment fonctionne une pompe à engrenages internes ?
Le cycle de fonctionnement d'une pompe à engrenages internes se compose de trois étapes principales : remplissage , , transfert et refoulement..
Lorsque les engrenages du côté entrée se désengagent, ils créent une cavité en expansion. Le fluide pénètre dans cet espace et est emprisonné entre les dents de l'engrenage lorsqu'elles tournent à l'intérieur du corps de pompe. Le fluide est ensuite transporté autour du boîtier vers le côté sortie. Au fur et à mesure que les engrenages se réengagent côté sortie, la cavité se rétrécit et le fluide est expulsé sous pression.
Des tolérances étroites entre les engrenages et le boîtier permettent à la pompe de générer une forte aspiration à l'entrée et de minimiser le reflux depuis la sortie, bien que les fluides à faible viscosité soient plus sujets aux fuites.
Limites des pompes à engrenages internes
Auto-amorçage avec mises en garde : les pompes à engrenages internes sont auto-amorçantes mais fonctionnent mieux lorsqu'elles sont mouillées avec le liquide pompé. Ils ne doivent pas rester à sec pendant de longues périodes.
Sensibilité à l'usure : en raison de tolérances serrées, les pompes à engrenages internes peuvent s'user rapidement lors de la manipulation de fluides abrasifs ou de liquides contenant des matières en suspension.
Considérations relatives à la vitesse et à la température : Un fonctionnement à des vitesses trop faibles ou en dehors de la plage de température nominale peut affecter l'efficacité volumétrique et accélérer l'usure due à la dilatation thermique des composants internes.
Risques de contre-pression : en cas de blocage en aval, la pompe continue de générer de la pression, ce qui peut endommager le système. Les soupapes de surpression sont fortement recommandées.
Déclin de l'efficacité volumétrique : Au fil du temps, l'usure des engrenages augmente les fuites internes, réduisant ainsi la précision du débit et les performances de la pompe.
Malgré ces facteurs, les pompes à engrenages internes offrent une manipulation à faible cisaillement et sont idéales pour les fluides sensibles au cisaillement tels que les peintures, les savons et les liquides de qualité alimentaire. Leur conception simple les rend également faciles à démonter et à nettoyer, parfaits pour les applications sanitaires.
Pompes à engrenages internes : précision et fonctionnement fluide
Les pompes à engrenages internes se composent d’un engrenage menant (rotor) et d’un engrenage fou qui s’engrènent intérieurement. Cette conception compacte et silencieuse leur permet de gérer des fluides à haute et à faible viscosité avec une excellente capacité d'auto-amorçage.
Avantages clés :
Excellente précision de mesure avec un minimum de pulsations
Manipulation efficace des liquides visqueux
Idéal pour les systèmes hydrauliques, , le traitement chimique , des aliments et le dosage pharmaceutique
Cependant, ils ne conviennent pas aux fluides très abrasifs ou corrosifs et peuvent fonctionner moins efficacement avec des liquides très fluides.
Comme les pompes à engrenages internes, les pompes à engrenages externes passent également par un cycle de remplissage , , de transfert et de décharge .
Lorsque les engrenages se séparent du côté entrée, ils créent un vide qui aspire le fluide dans la pompe. Le liquide est emprisonné entre les dents de l'engrenage et le corps de pompe et est ensuite transporté vers le côté sortie. Au fur et à mesure que les engrenages s'engrènent à nouveau, la cavité se rétrécit et le fluide est évacué sous pression. Le jeu étroit entre les engrenages et le boîtier empêche les fuites et assure l'aspiration.
Les pompes à engrenages externes peuvent utiliser des engrenages droits, , des engrenages hélicoïdaux ou des engrenages à chevrons :
Les engrenages hélicoïdaux et à chevrons réduisent le bruit et les vibrations grâce à un engagement progressif.
Les engrenages droits sont plus faciles à fabriquer et supportent des vitesses plus élevées.
Les conceptions à chevrons annulent les forces axiales, augmentant ainsi la durabilité et les performances.
Pompes à engrenages externes : robustes et polyvalentes
Les pompes à engrenages externes sont construites avec deux engrenages à prise externe, un menant et un entraîné. Le liquide est transféré entre les dents et le boîtier.
Avantages clés :
Convient à une grande variété de fluides , y compris les solvants , chimiques corrosifs et le carburant
Résiste à des pressions de fonctionnement élevées jusqu'à 500 bar (7 250 psi)
Capable de vitesses de rotation élevées (jusqu'à 3 500 tr/min ou plus)
Fort dans les systèmes de lubrification, , l'énergie hydraulique et les applications industrielles
Populaire dans de machines agricoles , les équipements mobiles et les systèmes d'alimentation entraînés par moteur
Les pompes à engrenages externes modernes en acier inoxydable ou en alliages avancés peuvent gérer des fluides agressifs comme l'acide sulfurique, l'hypochlorite de sodium, le chlorure ferrique et l'hydroxyde de sodium.
Limites de la pompe à engrenages externes
Moins efficace avec les fluides à haute viscosité que les pompes à engrenages internes
Capacité d’auto-amorçage limitée lorsqu’il s’agit de liquides à faible viscosité
Pulsation plus élevée grâce à l'engrènement externe
Malgré ces inconvénients, les pompes à engrenages externes sont privilégiées pour leur structure robuste , , leur facilité de maintenance et leur rentabilité dans les applications hydrauliques à usage général.
Réflexions finales : Choisir la bonne pompe à engrenages pour votre système
Les pompes à engrenages internes et externes ont leur place dans l'hydraulique industrielle :
Type de pompe |
Idéal pour |
Points forts |
Pompe à engrenages interne |
Applications visqueuses, sensibles au cisaillement et hygiéniques |
Dosage précis, débit fluide, silencieux |
Pompe à engrenages externe |
Applications industrielles et hydrauliques générales |
Compatibilité avec les fluides haute pression, robuste et étendue |
Conseils de sélection :
Évaluer la viscosité et l'abrasivité du fluide
Tenez compte de la requise du débit , pression et de la disposition du système
Adaptez les matériaux de la pompe à la chimie du fluide et à la température de fonctionnement
Utilisez des soupapes de filtration et de surpression appropriées pour améliorer la durée de vie
En comprenant comment fonctionne chaque type de pompe et où il excelle, vous pouvez faire un choix éclairé qui garantit l'efficacité, la longévité et la rentabilité de votre système hydraulique.
