Qu’est-ce qu’une pompe rotative ?
Les pompes rotatives sont des pompes qui peuvent facilement atteindre des conditions de vide allant jusqu’à un vide moyen (10^-1 Pa).
Officiellement, elles sont appelées pompes à vide rotatives scellées à l’huile. Leurs principales caractéristiques sont les suivantes :
- Relativement peu coûteuses (600 à 2 000 euros)
- Compactes et faciles à installer
- Construction simple, facile à utiliser et à entretenir
- Efficacité d’extraction élevée et grande vitesse d’extraction
- Performances globales stables
Parce qu’elles sont relativement peu coûteuses et faciles à utiliser, elles ont de nombreuses applications, y compris dans les équipements de recherche scientifique et les systèmes industriels.
Récemment, le développement de types de vitesse rotative à grande vitesse reliés à un moteur et leur miniaturisation ont élargi leur champ d’utilisation. Toutefois, les pompes rotatives conventionnelles à faible vitesse, appliquées par courroie, sont également utilisées dans des situations où des vapeurs chimiques sont aspirées, par exemple dans le cadre d’expériences chimiques.
Utilisations des pompes rotatives
Les pompes rotatives étant simples à utiliser et à installer, elles sont largement utilisées dans les situations où un vide est nécessaire, mais pas jusqu’à un vide poussé. Plus précisément, elles sont utilisées en combinaison avec des équipements de laboratoire scientifique qui nécessitent un vide.
Elles sont également souvent utilisées pour la dépressurisation initiale (dégrossissage) lors de l’obtention d’un vide très poussé, ou comme pompes dorsales pour maintenir la contre-pression de l’ensemble du système. Dans ce cas, la grande vitesse de pompage est utile. La compacité et les performances constantes des pompes rotatives sont à la base de leur facilité d’utilisation et s’adaptent à une grande variété d’applications.
Principe des pompes rotatives
Le principe des pompes rotatives diffère selon le type.
1. Pompes à vide rotatives à huile à palettes
Le cylindre est divisé en trois espaces par deux pales fixées à un rotor construit à l’intérieur du cylindre. Le gaz contenu dans les petites chambres divisées par les pales est évacué lorsque le rotor tourne, ce qui réduit la pression.
2. Pompes à vide rotatives à huile et à cames
Une partie du rotor excentrique installé au centre du stator cylindrique tourne en contact avec le stator. Le gaz présent dans l’espace entre le stator et le rotor est évacué, ce qui entraîne une réduction de la pression.
3. Pompes à vide rotatives à piston et à huile
La rotation du rotor excentrique fait monter et descendre le piston. Le piston comprime et évacue la pression attendue à l’intérieur du cylindre, ce qui entraîne une réduction de la pression.
Tous ces types de pompes rotatives utilisent de l’huile pour lubrifier et refroidir les roulements et pour rendre l’intérieur de la pompe étanche. C’est pourquoi elles sont appelées pompes à vide rotatives à étanchéité à l’huile.
Comment choisir une pompe rotative ?
Lors du choix d’une pompe rotative, les trois points suivants doivent être vérifiés :
1. Le degré de vide à atteindre
Le facteur le plus important dans le choix d’une pompe rotative est l’adéquation entre le vide que l’on souhaite obtenir et les performances du modèle. Parmi les pompes rotatives, les modèles à deux étages permettent d’atteindre un vide élevé.
2. Alimentation électrique
Les modèles alimentés par batterie sont pratiques pour une utilisation à l’extérieur. Par exemple, lors de l’aspiration de fluide frigorigène pendant l’installation d’un système de climatisation.
Pour une utilisation stationnaire, le type d’alimentation est utilisé. Une partie des appareils utilisent un courant alternatif monophasé de 100 V, mais certains modèles industriels utilisent un courant alternatif triphasé.
3. Fonction de prévention des retours d’huile
Lorsque l’opération s’arrête en cours de travail, par exemple en raison d’une panne de courant pendant la mise sous vide, l’huile est aspirée de la pompe rotative vers le côté vide et s’écoule. La même chose peut se produire si le relâchement de la décompression est insuffisant pendant l’opération d’arrêt, de sorte que la disponibilité d’un mécanisme de prévention du reflux pour empêcher ce phénomène est également un point de sélection important.
Autres informations sur les pompes rotatives
1. Production de brouillard d’huile et ses effets
Les pompes rotatives utilisant de l’huile, le brouillard d’huile s’envole inévitablement du côté de l’échappement. Une très petite quantité d’huile est également soufflée vers le côté vide sous forme de brouillard. Si la présence de brouillard d’huile dans le vide n’est pas souhaitable, il convient d’envisager une pompe sans huile plutôt qu’une pompe rotative à huile.
Lors de l’élimination de gaz combustibles et de gaz tributaires (oxygène), le brouillard d’huile peut exploser du côté de l’échappement dans un phénomène similaire à une explosion de poussière. Lors de l’évacuation de ces gaz, il est conseillé d’utiliser de l’huile inerte (par exemple, de l’huile contenant des hydrocarbures halogénés).
2. Fonctionnement du ballast à gaz
Lors de la dépressurisation, de petites quantités de condensat (par exemple, de l’eau et des solvants organiques) contenues dans les gaz aspirés s’accumulent dans l’huile. Si elle n’est pas traitée, l’huile ne fonctionnera pas comme elle le devrait, c’est pourquoi une opération appelée lestage au gaz est utilisée pour les éliminer.
Lorsque la pompe rotative est suffisamment chaude, une vanne appelée vanne de lestage des gaz peut être ouverte pour volatiliser et libérer les condensats.
3. La nécessité de vidanger l’huile
L’huile se détériore progressivement et doit être changée régulièrement. En général, l’huile est changée tous les six mois à un an.