Fonctionnement d’une pompe à air à double diaphragme.

Iwaki Air

Présentation

Une pompe pneumatique à double membranes fonctionne grâce à de l’air fourni par un compresseur. La pompe à air a besoin d’un débit d’air calculé en SCFM. Selon la quantité d’air fourni par le compresseur et la pression d’injection à combattre, la pompe donnera un débit. Des courbes qui représentes ces données sont toujours disponible pour chaque modèle. Ce type de pompe a besoin d’un minimum de 30 PSI de différentiel de pression pour bien fonctionner (entre la pression d’air fourni par le compresseur et la pression d’injection). Ce type de pompe a une très faible rendement côté d’efficacité car plus de 80% de l’air appliqué sur la pompe sera gaspillé et seulement 20 % de cet air donnera un rendement réel. Ce type de pompe est tout de même très utilisé par ces avantages.

Principe de fonctionnement

  • La flèche en vert indique l’entrée d’air de la pompe fourni pour un compresseur d’air.
  • En bas au milieu se trouve la succion du liquide à pomper.
  • En haut au milieu se trouve la sortie (refoulement) de la pompe, là où le liquide sort de la pompe.
  • Les billes au bas servent à laissées entrer le liquide à pomper.
  • Les bille en haut servent à laisser le liquide à sortir de la pompe.
  • La section au milieu de la pompe n’a aucun liquide à cet endroit. C’est la section pneumatique qui sert à déplacer un arbre de gauche à droit servant a moduler les diaphragmes.

Section pneumatique de la pompe

L’air comprimé entre dans la pompe en déplaçant la tige centrale vers la droite, forçant le fluide à sortir de la chambre (liquide bleu foncé), tandis que le liquide est aspiré dans la chambre à liquide bleu clair du côté gauche. Lorsque la tige centrale effectue sa course complète vers la droite, le pilote d’air est déclenché et transfère la vanne pour fournir de l’air à la chambre à air opposée. La tige centrale se déplace alors vers la gauche en poussant le fluide hors de la chambre à liquide tout en attirant davantage de fluide dans la chambre à liquide du côté droit. Le cycle continu crée une action de pompage. Ce type de pompe est double action, de là une pompe à air à double diaphragme.

Figure 1

L’air comprimé entre dans la pompe, couleur verte au milieu de la pompe section pneumatique. Du côté gauche de la pompe, la bille du haut bloque la sortie et la bille du haut se lève laissant le liquide à pomper entrées dans la partie de gauche (phase de succion). Pendant cette phase, l’air qui se trouvait du côté gauche est envoyer en dehors de la pompe, Cela est la phase d’échappement de l’air comprimé et on y installe un silencieux afin de réduire le bruit.

Du côté droit de la pompe, l’air comprimé rempli la section de droit et déplace l’arbre vers la droite et le diaphragme qui est visé sur cet arbre. La bille du bas ferme l’entrée et la bille du haut se lève pour laisser sortir le liquide de la pompe.

Figure 2

L’air qui remplit toujours le côté droit va déplacer le liquide qui est dans la chambre vers la sortie de la pompe. La flèche blanche en haut montre le sens du liquide. Le liquide sort de la pompe.

Pendant cette action, du côté gauche de la pompe, le liquide va entrer dans la chambre du côté gauche. L’air du côté gauche sort par l’échappement d’air. Couleur rouge au centre de la pompe section pneumatique.

Figure 3

Lorsque la pompe à complété son cycle de refoulement du coté droit, la tige centrale au centre effectue sa course complète vers la droite, le pilote d’air est déclenché et transfère la vanne pour fournir de l’air à la chambre à air opposée. L’air comprimé commence à remplir la section de gauche en air. Cela amorce la séquence de refoulement du côté gauche et au même moment, le côté doit commence à remplir de liquide sa chambre (phase de succion). L’air du côté droit est évacué par l’échappement d’air (couleur rouge).

Figure 4

L’air qui remplit toujours le côté de gauche va déplacer le liquide qui est dans la chambre vers la sortie de la pompe. La flèche blanche en haut montre le sens du liquide. Le liquide sort de la pompe du côté de gauche.

Pendant cette action, du côté droit de la pompe, le liquide va entrer dans la chambre du côté droit pour y remplir la chambre de liquide.

L’air du côté droit est presque complétement évacué par l’échappement d’air. Couleur rouge au centre de la pompe (section pneumatique).

La pompe fait ces cycles en continu.

La Ligne complète TCX de Iwaki Air est disponibles en inox, aluminium et matériaux synthétiques tel que le polypropylène, PVDF, téflon, polypropylène pure et autres matériaux.


Ces pompes sont conçues et construites à l’aide de technologie brevetée sans joint et sans liaison mécanique, pour fournir des années de fonctionnement sans fuite.  Brevet déposé pour le nouveau ressort du distributeur d’air Looped C®. Tous les composants internes sont amovibles séparément ; pilotes, paliers, ressort, opération facilitée dans la mesure où le distributeur et ses composants internes sont accessibles sans démonter les autres parties de la pompe.  Une sélection rigoureuse des matériaux de haute qualité assure une exceptionnelle résistance aux produits chimiques. La certification ATEX est disponible pour certains modèles.  Les pompes à double membrane pneumatiques offrent de nombreux avantages dans tous les secteurs d’applications et sont souvent utilisées dans la fabrication, le montage de machines d’alimentation en liquide, ou des tâches quotidienne de transfert des liquides.

Le côté pneumatique nécessite pas d’huile ou de graisse pour une lubrification
C’est un atout évident dans le secteur de l’alimentaire puisque l’air rejeté au niveau du silencieux de la pompe ne vient pas dans ce cas pollué l’air ambiant.

En raison des particularités de la conception de pompes à membranes TCX, il n’est pas nécessaire d’utiliser ́un lubrificateur d’huile ou de graisse. Cela réduit les coûts d’entretien général, et contribue à éliminer la contamination de brouillard d’huile dans l’air de l’environnement local. Cela empêche aussi l’encrassement de la chambre pneumatique.  L’encrassement réduit la duré de vie des composantes du côté pneumatique.  Donc juste besoin d’air propre.

Courbe de pompe typique d’une pompe à air à double diaphragme

  • Les courbes en pointillé sont différentes courbes de capacité d’air en SCFM. 
  • Les courbe solides bleu foncé sur des courbes à différentes pression d’air

Si on prend un compresseur capable de fournir 100 PSI d’air avec un débit en SCFM qui varie.  La pompe doit combattre une pression d’injection au refoulement, les mesure sont à gauche de la courbe.  Au bas de la courbe sont les différents débits de liquide que l’on va obtenir selon les fluctuations d’air en SCFM.

 

Exemple

  • 100 PSI d’air à l’entrée de la pompe avec 150 pieds de hauteur de tête à combattre et 21 SCFM donnera un débit de liquide de 20 GPM.
  • 100 PSI d’air à l’entrée de la pompe avec 20 mètres de hauteur de tête à combattre et 49.5 SCFM donnera un débit de liquide d’un peu plus de 40 GPM.
  • 30 PSI d’air à l’entrée de la pompe avec 10 mètres de hauteur de tête à combattre et 7 SCFM donnera un débit de liquide de 18 GPM approximatif.

Et ainsi de suite

SCFM: L’acronyme SCFM est une unité de mesure de débit de gaz fréquemment utilisé dans les pays anglo-saxons qui signifie Standard Cubic Feet per Minute, soit en français pied cube par minute d’un gaz ramené aux conditions normales de température et de pression.

Type d’installation

La pompe est installée au-dessus d’un réservoir. Elle doit pomper le liquide vers le haut et ensuite pomper dans un autre réservoir. Installation typique.  Les pompes à air sont d’excellents pompes pour s’auto amorcée.

La pompe est installée au fond d’un réservoir. L’échappement doit être à l’extérieur à l’atmosphère. Elle doit pomper le liquide de l’intérieur du réservoir et ensuite pomper dans un autre réservoir. Installation submersible.

Note : Il existe plusieurs autres types d’installation.

Installation typique

Amélioration d’installation pour des pompes à air à double diaphragme

Les pompes air donnent de très grosse impulsion sur la conduite de refoulement. Le débit de liquide est saccadé, une injection par cycle de la pompe du côté gauche et ensuite un autre du côté droit. Afin d’amortir ces pulsations causées par la pompe, on y installe un éliminateur de pulsation. On l’installe à la sortie du refoulement de la pompe à air à double diaphragme et on y applique la même pression d’air que l’alimentation d’air de la pompe. Une fois en opération, les impulsions sont éliminées et le débit au refoulement est constant.

Aller sur ce lien pour voir une vidéo : En Anglais seulement – produit fourni par Blacoh

https://www.chemtechautomation.com/product/systemes-a-air-double-membrane-pneumatique/

Conseil technique  –  Ralentissez la pompe pour l’améliorer l’amorçage

Les pompes AODD sont populaires lorsque l’amorçage automatique est requis. La création d’une zone de basse pression – inférieure à la pression atmosphérique de 14,7 psi – à l’intérieur des cuvettes est le moyen utilisé par la pompe AODD pour aspirer le fluide. Si la pression d’air fournie à la pompe est trop élevée, celle-ci basculera trop rapidement et le temps ne suffira pas pour que le produit soit aspiré dans la pompe.

Pour résoudre ce problème d’amorçage en quelques secondes, ralentissez la pompe en utilisant le régulateur d’air pour diminuer la pression d’air entrant dans la vanne d’air. Une fois que la vitesse de la pompe a été réduite et que le fluide a eu suffisamment de temps pour entrer dans la pompe, augmenter la pression d’air et faire fonctionner la pompe à une vitesse plus rapide.

Il est possible de contrôler le débit de la pompe en ajustant la quantité d’air allant à la pompe, soit avec un régulateur de pression ou bien une valve à aiguille ¼.

  • Trop de contre-pression peut entraîner le blocage de la pompe si du fluide est présent. Iwaki air à conçu un mécanisme par un simple petit bouton poussoir. 

Composants d’une pompe à membranes

Vue détaillée d’une pompe à membranes

Les guides de clapets sont entièrement indépendants et modulaires, le remplacement est facile à peu de frais sans avoir à changer les collecteurs.
Les clapets à boules ou pastilles suivant le type de pompe sont disponibles dans différents matériaux y compris en PTFE.

Les sièges de clapets sont également interchangeables et peuvent être changer dans un autre matériau comme de l’inox ou autres.

L’axe du distributeur est facilement accessible à l’extérieur et peut être retiré à la main en quelques secondes au lieu de remplacer le système complet, il est possible de changer uniquement les joints toriques. Le distributeur d’air est auto-lubrifiant et donc ne nécessite pas de graisse ou d’huiles lubrifiantes dans les conditions normales de fonctionnement.

Les deux pilotes peuvent être également changés séparément, leur conception est robuste et fiable protège le distributeur d’air d’une usure prématurée. Les deux paliers permettent un bon guidage des pilotes et sont amovibles en cas d’usure. Les deux membranes sont les pièces de rechange au contact avec le liquide ce sont les composants les plus sollicités, un soin particulier doit être porté sur le choix de leur matériau ; disponibles en EPDM, Viton, Santoprène, PTFE

Document crée par William Daubigney

Chemtech Automation Inc

Distributeur autorisé de pompe Iwaki Air pour le Québec

Situé à Mascouche, Québec

www.chemtechautomation.com