Comment sélectionner une pompe de soutien pour une pompe à vide Roots
Pourquoi une pompe Roots a besoin d'une pompe primaire
Une pompe à vide Roots présente un avantage distinct : elle offre une vitesse de pompage très élevée dans la plage de basse pression—un atout que de nombreux autres types de pompes à vide ne proposent tout simplement pas. Mais la pompe Roots a aussi une limitation : elle ne peut pas refouler directement vers l'atmosphère. Elle doit être associée à une autre pompe à vide connectée en série pour fonctionner correctement.
En pratique, la pompe primaire abaisse d'abord la pression du système jusqu'à un certain niveau, et ce n'est qu'ensuite que la pompe à vide Roots démarre. Pour faire simple, la pompe primaire gère la charge de gaz depuis la pression atmosphérique jusqu'à la pression de démarrage de la pompe Roots, puis la pompe Roots prend le relais pour augmenter le niveau de vide dans la plage à haut débit.
Conséquences d'un mauvais choix
Choisir la mauvaise pompe primaire entraîne directement des problèmes avec la pompe Roots. Les problèmes les plus courants incluent :
La vitesse de la pompe primaire est trop faible, ce qui provoque une différence de pression excessive à travers la pompe Roots et une montée rapide de la température
La pression ultime de la pompe primaire est insuffisante, de sorte que la pompe Roots n'atteint jamais sa plage de fonctionnement appropriée
La pompe primaire n'est pas adaptée au gaz du procédé, ce qui permet aux vapeurs condensables de se condenser à l'intérieur et d'endommager la pompe
Choisir une pompe primaire n'est donc pas une question de « en avoir une, tout simplement ». Elle doit être soigneusement adaptée aux conditions de fonctionnement.
Trois facteurs à considérer lors du choix
Composition du gaz du procédé
C'est la première chose à confirmer. Le flux de gaz contient-il de la vapeur d'eau ? Des composants corrosifs ? Des gaz condensables ? Ces éléments déterminent directement le type de pompe primaire à choisir.
Si le procédé implique une quantité importante de vapeur d'eau—comme dans le séchage sous vide ou la distillation—une pompe à vide à anneau liquide est un bon choix pour la pompe primaire. Une pompe à vide à anneau liquide tolère naturellement la vapeur d'eau ; lorsque le gaz se comprime à l'intérieur de la pompe, la vapeur se condense directement dans le liquide d'étanchéité et est évacuée sans endommager la pompe.
Si le gaz de procédé est propre et ne contient aucun composant corrosif, la gamme de choix est beaucoup plus large — on peut envisager des pompes à vide à palettes lubrifiées à l'huile ou des pompes à vide à vis.
Pression de démarrage de la pompe Roots
Différents modèles de pompes à vide Roots ont des exigences de pression de démarrage différentes. Certaines peuvent démarrer à des pressions plus élevées, tandis que d'autres nécessitent que la pompe de secours abaisse le système à un niveau beaucoup plus bas avant de pouvoir être mises en marche.
Lors du choix d'une pompe de secours, vous devez confirmer que le vide limite de la pompe est au moins un ordre de grandeur inférieur à la pression de démarrage de la pompe Roots. Sinon, la différence de pression au démarrage sera excessive, entraînant directement une surcharge et une surchauffe.
Adaptation de la vitesse de pompage
La vitesse de la pompe de secours doit être adaptée à celle de la pompe Roots. Une règle approximative est que la vitesse de la pompe de secours doit être environ d'un dixième à un cinquième de celle de la pompe Roots.
Si la pompe de soutien est trop petite, la pompe Roots aspire le gaz plus rapidement que la pompe de soutien ne peut l'évacuer. La pression de refoulement augmente, la différence de pression s'accroît et une surchauffe s'ensuit. Si la pompe de soutien est trop grande, cela entraîne un coût d'équipement inutile et une consommation d'énergie plus élevée.
Comparaison des types de pompes de soutien
| Type de pompe de soutien | Applications appropriées | Applications inadaptées |
|---|---|---|
| Pompe à vide à anneau d'eau | Procédés avec vapeur d'eau, flux de gaz poussiéreux | Systèmes sensibles à la contamination par le liquide d'étanchéité |
| Pompe à vide à palettes rotatives | Gaz propre, applications nécessitant un vide de soutien plus élevé | Procédés avec vapeur d'eau ou gaz corrosifs |
| Pompe à vide à vis | Exigences sans huile, traitement des gaz corrosifs | Projets avec un budget d'investissement limité |
Pourquoi les mesures de protection sont essentielles
Certains utilisateurs omettent les dispositifs de protection entre la pompe primaire et la pompe Roots pour économiser des coûts. Cette approche n'est pas recommandable.
Pendant le démarrage et le fonctionnement, si la différence de pression à travers la pompe à vide Roots dépasse continuellement la valeur de conception, les rotors se dilateront sous l'effet de la chaleur et entreront en contact, provoquant une usure interne ou même un grippage.
Les mesures de protection standard comprennent :
Installation d'un pressostat différentiel à l'entrée et à la sortie de la pompe Roots—arrêt automatique si la différence de pression dépasse la limite
Réglage d'un démarrage à temporisation pour garantir que la pompe primaire atteigne le niveau de vide requis avant le démarrage de la pompe Roots
Installation de capteurs de température pour surveiller la température du carter de la pompe Roots
Configuration d'une ligne de dérivation pour permettre à une partie du gaz de contourner la pompe Roots lorsque la différence de pression est trop élevée
Ces mesures doivent être envisagées en même temps que la sélection de la pompe primaire, et non comme une réflexion a posteriori.
Configurations recommandées pour les applications courantes
Séchage sous vide
Les processus de séchage génèrent des flux gazeux à forte teneur en vapeur d'eau. La pompe de soutien doit privilégier une pompe à vide à anneau d'eau. Si les températures de séchage sont élevées et les charges de vapeur importantes, le circuit du liquide d'étanchéité nécessite également un système de refroidissement pour éviter une trop forte augmentation de la température du liquide.
Distillation sous vide
Les procédés de distillation peuvent impliquer des vapeurs de solvants organiques. Le choix de la pompe de soutien dépend du type de solvant. Si le solvant a une faible pression de vapeur saturante et a tendance à se condenser à l'intérieur de la pompe, les meilleures options sont une pompe à vide à anneau d'eau ou une pompe à palettes équipée d'un dispositif de gaz ballast.
Dégazage sous vide
Dans le dégazage des industries métallurgiques ou plastiques, le flux gazeux est relativement propre. Les principales exigences pour la pompe de soutien sont la vitesse de pompage et le vide limite. Pour ces conditions, les pompes à vide à palettes ou les pompes à vide à vis sont des choix courants.
Emballage et transport sous vide
Dans le domaine du vide d'emballage alimentaire et pharmaceutique ainsi que du transport pneumatique, le gaz est propre et contient peu d'humidité. Le choix de la pompe de soutien est plus flexible. De petites pompes à palettes rotatives ou des pompes à vide sèches peuvent répondre aux exigences.
Conseil d'un fabricant
En tant que fabricant de pompes à vide Roots, nous rencontrons deux principaux types de problèmes de sélection de pompe de soutien lors des interventions sur site : l'un est le sous-dimensionnement de la vitesse de pompage, et l'autre est l'ignorance totale de la composition du gaz de procédé.
Le premier problème survient généralement parce que l'acheteur n'a regardé que la vitesse nominale de la pompe Roots sans calculer la vitesse de pompage effective réelle de la pompe de soutien à la pression de démarrage de la pompe Roots. Le second problème est plus courant : spécifier une pompe à joint d'huile standard comme pompe de soutien pour un procédé contenant de la vapeur d'eau. L'huile s'émulsionne, la pompe se bloque, et la pompe Roots est également endommagée.
Notre recommandation standard aux clients est la suivante : notez l'intégralité des conditions du processus avant de sélectionner une pompe de soutien — composition du gaz, température, humidité, teneur en poussières. Adaptez ensuite le type et la vitesse de la pompe à ces conditions. En cas de doute, faire appel à l'équipe technique du fabricant pour vous aider dans le choix est bien plus rentable que de résoudre les problèmes après une panne.
Conclusion
La sélection d'une pompe de soutien pour une pompe à vide Roots n'a pas de formule fixe, mais un principe s'applique : la pompe de soutien doit fournir une vitesse de pompage effective suffisante sur toute la plage de pression de fonctionnement de la pompe Roots, et elle doit tolérer les composants présents dans le gaz du procédé. Si vous maîtrisez quatre éléments — composition du gaz, pression de départ, adaptation de la vitesse et mesures de protection — la plupart des problèmes de sélection peuvent être évités.
