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Introduction à Pompes à membrane pneumatiques

Une pompe à membrane pneumatique utilise l'air comprimé comme source d'énergie. Elle se compose généralement d'une entrée d'air, d'un distributeur d'air, de billes, de sièges de billes, de membranes, de bielles, d'un support central, d'une entrée de pompe et d'une sortie d'échappement. Dès réception d'une commande, la pompe se met en marche en utilisant la pression de l'air et sa structure interne spécifique pour transférer des fluides. Elle est peu exigeante quant aux propriétés du fluide transporté et peut traiter une large gamme de substances, notamment les mélanges solide-liquide, les liquides acides et alcalins corrosifs, les fluides volatils, inflammables et toxiques, ainsi que les matériaux visqueux. Elle offre un rendement élevé et une utilisation simple. Cependant, des pannes peuvent survenir en cours de fonctionnement, dues au vieillissement des pièces ou à une utilisation inappropriée.

A. Matériaux

Les pompes à membrane pneumatiques sont généralement fabriquées à partir de quatre matériaux : alliage d’aluminium, plastiques techniques, alliage moulé et acier inoxydable. Selon le fluide pompé, le matériau de la pompe peut être adapté afin de répondre aux divers besoins des utilisateurs. Grâce à sa polyvalence, cette pompe peut traiter des fluides que les pompes conventionnelles ne peuvent pas, ce qui lui vaut une large reconnaissance.

B. Principe de fonctionnement

La pompe à membrane fonctionne grâce à une source d'énergie qui actionne le piston. Ce dernier déplace l'huile hydraulique d'avant en arrière pour pousser la membrane, assurant ainsi l'aspiration et le refoulement des liquides. Lors du recul du piston, la variation de pression d'air déforme la membrane et la rend concave vers l'extérieur, augmentant le volume de la chambre et diminuant la pression. Lorsque la pression dans la chambre descend en dessous de la pression d'entrée, le clapet d'admission s'ouvre, permettant au fluide de pénétrer dans la chambre de la membrane. Une fois le piston en butée, le volume de la chambre est maximal et la pression minimale. Après la fermeture du clapet d'admission, l'aspiration est terminée et le remplissage en liquide est achevé.

Lorsque le piston avance, la membrane se dilate progressivement vers l'extérieur, réduisant le volume de la chambre et augmentant la pression interne. Lorsque cette pression dépasse la résistance du clapet de refoulement, le liquide est expulsé. Une fois le piston en butée, le clapet se ferme sous l'effet de la gravité et de la force du ressort, achevant ainsi le refoulement. La pompe à membrane entame alors un nouveau cycle d'aspiration et de refoulement. Grâce à ce mouvement de va-et-vient continu, elle assure un transfert efficace du liquide.

C. Caractéristiques

1. Faible dégagement de chaleur : Fonctionnant à l'air comprimé, le système d'échappement repose sur la détente de l'air, qui absorbe la chaleur et abaisse la température de fonctionnement. En l'absence d'émissions de gaz nocifs, les propriétés de l'air restent inchangées.

2. Aucune génération d'étincelles : Comme il ne dépend pas de l'électricité, les charges statiques sont déchargées en toute sécurité dans le sol, empêchant ainsi la formation d'étincelles.

3. Peut traiter des particules solides : Grâce à son principe de fonctionnement à déplacement positif, il n'y a ni reflux ni colmatage.

4. Aucun impact sur les propriétés des matériaux : La pompe se contente de transférer les fluides sans en altérer la structure, ce qui la rend adaptée à la manipulation de substances chimiquement instables.

5. Débit contrôlable : L'ajout d'une vanne de régulation à la sortie permet de régler facilement le débit.

6. Capacité d'auto-amorçage.

7. Fonctionnement à sec en toute sécurité : La pompe peut fonctionner à vide sans dommage.

8. Fonctionnement en submersible : Il peut fonctionner sous l'eau si nécessaire.

9. Large gamme de liquides transférables : Des fluides semblables à l'eau aux substances très visqueuses.

10. Système simple et utilisation facile : Aucun câble ni fusible n'est nécessaire.

11. Compact et portable : Léger et facile à déplacer.

12. Fonctionnement sans entretien : Aucune lubrification n'est nécessaire, ce qui élimine les fuites et la pollution environnementale.

13. Performance stable : L'efficacité ne diminue pas en raison de l'usure.

Pannes courantes et causes

Bien que pompes à membrane pneumatiques Bien que compacts et peu encombrants, leur structure interne est complexe, avec de nombreux composants interconnectés. La défaillance d'une seule pièce peut entraîner des problèmes de fonctionnement. Bruits inhabituels, fuites de fluide ou dysfonctionnements des vannes de régulation sont des signes avant-coureurs typiques. Un entretien régulier est donc essentiel. L'usure et le vieillissement des composants, dus au frottement, constituent également des causes majeures de dysfonctionnement.

A. Pompe hors service

1. Symptômes : Au démarrage, la pompe ne répond pas ou s'arrête peu de temps après.

2. Causes :

a. Des problèmes de circuit tels qu'une déconnexion ou un court-circuit empêchent un fonctionnement correct.

b. Des dommages importants aux composants — par exemple, des vannes à bille usées ou des vannes d'air endommagées — entraînent une perte de pression et l'arrêt du système.

B. Canalisation d'entrée ou de sortie obstruée

1. Symptômes : Pression de service réduite, aspiration faible et transfert de fluide lent.

2. Causes :

a. Les matériaux à haute viscosité adhèrent aux parois internes du tuyau, réduisant son diamètre et sa régularité, et augmentant sa résistance.

b. L'utilisation de plusieurs matériaux sans nettoyage approfondi provoque des réactions chimiques entre les résidus, affectant le fonctionnement normal.

C. Usure sévère du siège de la bille

Le frottement continu use la surface du siège de la bille, créant des espaces entre la bille et le siège. Cela peut entraîner des fuites d'air et une réduction du débit de la pompe.

D. Usure sévère des vannes à bille

1. Symptômes : Forme irrégulière de la bille, piqûres visibles en surface ou corrosion importante réduisant le diamètre de la bille.

2. Causes :

a. Des irrégularités de fabrication entraînent un décalage entre la bille et son siège.

b. Un fonctionnement prolongé dans des environnements de friction et corrosifs accélère la détérioration des vannes.

E. Fonctionnement irrégulier de la pompe

1. Symptômes : La pompe ne parvient pas à effectuer des cycles d'aspiration et de refoulement normaux, même après réglage.

2. Causes :

a. Vanne à bille usée ou endommagée.

b. Diaphragme ancien ou cassé.

c. Paramètres système incorrects.

F. Pression d'air insuffisante ou mauvaise qualité de l'air

Une pression d'air insuffisante réduit le volume de gaz entrant dans la chambre à air, ce qui ne permet pas d'assurer une force suffisante pour le mouvement alternatif de la bielle. L'augmentation de la pression d'air résout généralement ce problème. Par ailleurs, une mauvaise qualité de l'air peut entraver le mouvement de la bielle et réduire la vitesse du moteur, diminuant ainsi le débit de la pompe.