Choisir entre une pompe à impulseur flexible ou une pompe à vis excentrée est une décision fréquente lorsqu’il faut transférer des liquides qui ne doivent pas subir une agitation, une aération ou un cisaillement excessifs. Ces deux technologies sont des pompes volumétriques et peuvent assurer un transfert respectueux du produit, mais leur fonctionnement et leur comportement face à la viscosité, aux solides, aux conditions d’aspiration ou aux besoins de maintenance sont différents.
Il n’existe donc pas de technologie systématiquement supérieure à l’autre. Pour choisir correctement, il faut tenir compte des propriétés du fluide ainsi que des conditions réelles de l’installation.
Dans cet article, nous comparons les principales différences entre les pompes à impulseur flexible et les pompes à vis excentrée afin de déterminer quelle technologie est la plus adaptée au pompage de liquides délicats.
1. Qu’est-ce qu’un liquide délicat ?
On peut considérer comme délicat un liquide dont les propriétés peuvent être altérées pendant le pompage s’il est soumis à une agitation, un cisaillement, une aération ou des contraintes mécaniques excessives.
Il ne s’agit pas nécessairement d’un liquide peu visqueux. De nombreux fluides sensibles sont au contraire des produits épais, crémeux ou contenant des particules.
Un système de pompage mal adapté peut notamment provoquer :
- une formation excessive de mousse ;
- une incorporation d’air dans le produit ;
- une émulsification indésirable ;
- une modification de la texture ;
- la détérioration de particules ou de morceaux tendres ;
- une perte d’homogénéité ;
- une altération des produits sensibles au cisaillement.
Ces problématiques peuvent notamment apparaître dans les industries agroalimentaire, des boissons, cosmétique, chimique ou dans la fabrication de détergents et d’adhésifs.
La sélection d’une pompe ne doit donc pas uniquement prendre en compte le débit et la pression nécessaires. Il faut également se demander dans quel état le produit doit arriver entre le point d’aspiration et le point de refoulement.
2. Comment fonctionne une pompe à impulseur flexible ?
Une pompe à impulseur flexible utilise un rotor équipé de pales souples généralement fabriquées en élastomère.
Lorsque l’impulseur tourne à l’intérieur d’un corps de pompe excentré, les pales se déforment. Cette déformation crée des cavités dont le volume augmente du côté aspiration et diminue progressivement à proximité du refoulement.
Le liquide est ainsi aspiré dans ces cavités puis transporté jusqu’à la sortie de la pompe.
Ce principe permet d’obtenir un pompage relativement régulier et de transférer de nombreux types de fluides sans les soumettre aux vitesses élevées que l’on peut rencontrer avec d’autres technologies de pompage.
Les pompes à impulseur flexible se distinguent généralement par :
- une bonne capacité d’aspiration ;
- une capacité d’auto-amorçage sur de nombreux modèles ;
- une conception compacte ;
- un fonctionnement réversible selon la configuration ;
- un démontage relativement simple ;
- la possibilité de transférer des liquides de différentes densités ;
- un traitement doux des produits sensibles à la formation de mousse.
La flexibilité de l’impulseur permet également le passage de certaines particules ou de solides tendres, à condition que leurs dimensions et leurs caractéristiques soient compatibles avec la pompe.
3. Comment fonctionne une pompe à vis excentrée ?
La pompe à vis excentrée, également appelée pompe à cavité progressive, utilise un rotor métallique hélicoïdal tournant à l’intérieur d’un stator.
La géométrie du rotor et du stator crée une succession de cavités étanches.
Lorsque le rotor tourne, ces cavités progressent de l’aspiration vers le refoulement, entraînant le produit de manière continue.
Ce principe permet d’obtenir un débit très régulier avec de faibles pulsations, ce qui constitue un avantage important pour le pompage de produits sensibles.
Les pompes à vis excentrée sont fréquemment utilisées pour transférer :
- des produits visqueux ;
- des fluides sensibles au cisaillement ;
- des liquides contenant des solides ;
- des pâtes ;
- des crèmes ;
- des produits dont la texture doit être préservée pendant le transfert.
Par ailleurs, la relation entre la vitesse de rotation et le débit facilite la régulation du flux lorsque le procédé nécessite une alimentation relativement constante.
4. Pompe à impulseur flexible ou pompe à vis excentrée : quel traitement du produit ?
Le respect des caractéristiques du fluide est l’un des principaux critères permettant de choisir entre une pompe à impulseur flexible ou une pompe à vis excentrée.
Les deux technologies peuvent convenir au pompage de liquides délicats, mais elles déplacent le produit de manière différente.
Traitement du produit avec une pompe à impulseur flexible
Dans une pompe à impulseur flexible, le produit est temporairement emprisonné dans les volumes formés entre les pales de l’impulseur et le corps de pompe avant d’être acheminé vers le refoulement.
Le transfert est relativement doux et cette technologie peut être particulièrement intéressante lorsqu’il faut limiter la formation de mousse ou éviter une agitation excessive.
C’est notamment pour cette raison que les pompes à impulseur flexible sont souvent utilisées pour les opérations de transfert de liquides sensibles.
Traitement du produit avec une pompe à vis excentrée
Dans une pompe à vis excentrée, le fluide progresse à l’intérieur de cavités qui se déplacent continuellement le long de l’ensemble rotor-stator.
Le produit n’est pas soumis à des changements brusques de vitesse ou de direction, ce qui permet de maintenir un faible taux de cisaillement.
Cette caractéristique devient particulièrement importante lorsqu’il est nécessaire de préserver la texture, la structure ou la consistance du produit.
Les deux technologies sont donc adaptées aux liquides délicats. La viscosité, la présence de solides et les conditions du procédé permettent ensuite d’affiner le choix.
5. Quelle viscosité ces technologies peuvent-elles pomper ?
La viscosité est l’un des critères les plus importants pour différencier les deux technologies.
Les pompes à impulseur flexible peuvent transférer des liquides présentant différents niveaux de viscosité, y compris certains produits épais.
Leur comportement dépend toutefois de nombreux paramètres :
- dimensions de la pompe ;
- vitesse de rotation ;
- température du produit ;
- diamètre et longueur des tuyauteries ;
- pertes de charge ;
- débit demandé ;
- caractéristiques de l’impulseur.
Il n’est donc pas pertinent de définir une viscosité maximale universelle applicable à toutes les pompes à impulseur flexible.
Les pompes à vis excentrée sont quant à elles particulièrement adaptées au pompage de produits à viscosité élevée.
Le système de cavités progressives permet de déplacer des produits très épais à des vitesses relativement faibles tout en conservant un débit régulier.
En règle générale, plus la viscosité du fluide augmente, plus la pompe à vis excentrée présente un intérêt important.
Cela ne signifie pas pour autant que tout fluide visqueux nécessite systématiquement cette technologie. Pour des viscosités modérées et des opérations de transfert relativement simples, une pompe à impulseur flexible peut parfaitement convenir.
6. Que se passe-t-il lorsque le liquide contient des solides tendres ?
La présence de solides constitue un autre critère déterminant.
Il ne suffit pas de savoir qu’un produit contient des particules. Il faut également connaître :
- leur taille ;
- leur concentration ;
- leur dureté ;
- leur caractère abrasif ;
- leur forme ;
- leur capacité à se déformer.
Les pompes à impulseur flexible peuvent transférer certaines particules en suspension ou certains solides tendres. La déformation des pales peut faciliter leur passage dans des applications correctement dimensionnées.
En revanche, des particules trop grandes, trop dures ou abrasives peuvent accélérer l’usure de l’impulseur.
Les pompes à vis excentrée peuvent également traiter des fluides contenant des solides. Elles sont particulièrement intéressantes lorsque le produit doit être transporté progressivement sans dégrader inutilement les particules qu’il contient.
Dans les deux cas, le passage libre de la pompe et les caractéristiques des solides doivent être vérifiés avant de sélectionner l’équipement.
Deux produits présentant exactement la même viscosité peuvent donc nécessiter des technologies différentes si l’un est homogène alors que l’autre contient des morceaux tendres devant rester intacts.
7. Capacité d’auto-amorçage
L’auto-amorçage peut être essentiel dans les applications de transfert.
Il est particulièrement important lorsque :
- la pompe est installée au-dessus du niveau du liquide ;
- il faut vidanger des réservoirs ;
- la conduite d’aspiration peut contenir de l’air au démarrage ;
- plusieurs cuves ou récipients doivent être vidés successivement.
Les pompes à impulseur flexible disposent généralement d’une bonne capacité d’aspiration et d’auto-amorçage. Cette caractéristique explique en partie leur utilisation fréquente pour les opérations de transfert.
Les pompes à vis excentrée peuvent également présenter de bonnes performances d’aspiration, mais celles-ci dépendent fortement de la viscosité du produit, de la vitesse de rotation, de la configuration de la pompe et des caractéristiques de la tuyauterie.
Avec les fluides très visqueux, la capacité d’aspiration de la pompe n’est d’ailleurs pas le seul facteur à prendre en compte. La conduite doit également permettre au produit d’atteindre correctement l’entrée de la pompe sans générer de pertes de charge excessives.
8. Nettoyage et maintenance
Les besoins de maintenance présentent eux aussi des différences importantes.
Maintenance d’une pompe à impulseur flexible
L’impulseur constitue l’un des principaux éléments d’usure.
Pendant le fonctionnement, ses pales sont continuellement déformées. Leur durée de vie dépend donc notamment :
- de la vitesse de rotation ;
- du produit transféré ;
- de la température ;
- de la pression de service ;
- de la compatibilité chimique ;
- de la fréquence d’utilisation.
L’un des avantages de cette technologie réside dans sa conception relativement simple. Sur de nombreux modèles, il est possible d’accéder rapidement à l’impulseur afin de le contrôler ou de le remplacer.
Il convient néanmoins d’éviter un fonctionnement prolongé à sec, car le liquide pompé contribue à la lubrification et au refroidissement de l’impulseur.
Maintenance d’une pompe à vis excentrée
Dans une pompe à vis excentrée, les principaux composants hydrauliques sont le rotor et le stator.
L’ajustement entre ces deux éléments permet de former les cavités nécessaires au déplacement du produit.
Le choix du matériau du stator est particulièrement important, puisqu’il doit être compatible avec les propriétés chimiques et thermiques du fluide.
Le fonctionnement à sec doit également être évité, car il peut provoquer une détérioration rapide du stator en raison du frottement et de l’échauffement.
La maintenance peut être plus élaborée que le simple remplacement d’un impulseur flexible, même si cela dépend fortement de la conception de la pompe.
Dans les applications agroalimentaires, cosmétiques ou pharmaceutiques, il faut également vérifier les conditions de nettoyage de l’installation. Des versions hygiéniques existent pour les deux technologies, mais la compatibilité avec les procédés NEP/CIP ou SEP/SIP dépend de la conception spécifique de la pompe.
9. Quand choisir une pompe à impulseur flexible ?
Une pompe à impulseur flexible peut être particulièrement intéressante lorsqu’il faut disposer d’une solution polyvalente pour le transfert de liquides délicats.
Cette technologie peut notamment être adaptée lorsque :
- une bonne capacité d’auto-amorçage est nécessaire ;
- le produit présente une viscosité faible ou modérée ;
- il faut limiter la formation de mousse ;
- le fluide contient de petites particules ou des solides tendres compatibles avec la pompe ;
- une pompe compacte est recherchée ;
- l’accès aux composants d’usure doit être simple ;
- des transferts réguliers sont réalisés entre différents réservoirs ou contenants.
Cette technologie est couramment utilisée avec des huiles, des crèmes, des détergents, des produits alimentaires, des boissons ainsi que certains produits chimiques.
Le matériau de l’impulseur, des joints et du corps de pompe doit toujours être sélectionné en fonction de la compatibilité avec le fluide pompé.
10. Quand choisir une pompe à vis excentrée ?
La pompe à vis excentrée devient particulièrement intéressante lorsque la viscosité augmente ou lorsque le produit exige un transfert très régulier avec un faible cisaillement.
Elle peut notamment présenter des avantages lorsque :
- le produit présente une viscosité élevée ;
- sa texture doit être préservée ;
- le fluide contient des particules ou des solides tendres ;
- un débit régulier est nécessaire ;
- le produit s’écoule difficilement dans l’installation ;
- le débit doit être régulé par variation de la vitesse de rotation ;
- le procédé nécessite une alimentation continue et stable.
Cette technologie peut ainsi être utilisée pour des crèmes, pâtes, miels, sirops, confitures, produits cosmétiques, préparations alimentaires ou de nombreux fluides industriels visqueux.
Tableau de sélection : pompe à impulseur flexible ou pompe à vis excentrée
| Critère | Pompe à impulseur flexible | Pompe à vis excentrée |
|---|---|---|
| Traitement du produit | Doux et adapté à de nombreux fluides sensibles | Très doux et progressif |
| Cisaillement | Faible dans une application correctement dimensionnée | Très faible |
| Débit | Relativement régulier | Très régulier, avec de faibles pulsations |
| Viscosité | Faible, moyenne et certains produits épais | Particulièrement adaptée aux viscosités élevées |
| Solides tendres | Possibles selon leur taille et la configuration | Bonne capacité selon la conception et le passage disponible |
| Auto-amorçage | Généralement très bon | Bon, mais dépend fortement du produit et de l’installation |
| Maintenance | Généralement simple | Peut nécessiter des interventions plus élaborées |
| Principal élément d’usure | Impulseur | Couple rotor-stator, notamment le stator |
| Fonctionnement à sec | À éviter ou à limiter | À éviter |
| Applications typiques | Transfert polyvalent de liquides délicats | Produits visqueux et procédés exigeant un débit très uniforme |
Quelles informations faut-il connaître avant de choisir une pompe ?
La technologie de pompage ne doit jamais être choisie de manière isolée.
Avant de choisir entre une pompe à impulseur flexible et une pompe à vis excentrée, il est recommandé de connaître au minimum :
- la nature et la composition du produit ;
- sa viscosité à la température réelle de fonctionnement ;
- le débit nécessaire ;
- la pression ou la hauteur manométrique requise ;
- la température ;
- les conditions et la hauteur d’aspiration ;
- la longueur et le diamètre des tuyauteries ;
- la présence et les caractéristiques des solides ;
- la sensibilité à l’aération ;
- la tendance à mousser ;
- la sensibilité au cisaillement ;
- la compatibilité chimique avec les matériaux de la pompe ;
- la fréquence de fonctionnement ;
- les exigences de nettoyage.
Ces informations permettent d’éviter une erreur fréquente : sélectionner une pompe uniquement parce qu’elle est capable de transférer un type de liquide, sans vérifier si elle pourra le faire correctement dans les conditions réelles du procédé.
Pompe à impulseur flexible ou pompe à vis excentrée pour les liquides délicats : laquelle choisir ?
Il n’existe pas de réponse unique.
Une pompe à impulseur flexible est généralement intéressante lorsque l’on recherche de la polyvalence, une bonne capacité d’aspiration, une maintenance relativement simple et un transfert doux de liquides présentant une viscosité faible, moyenne ou modérément élevée.
Une pompe à vis excentrée devient particulièrement pertinente lorsque la viscosité augmente, lorsque le produit est très sensible au cisaillement ou lorsqu’un débit particulièrement régulier est nécessaire.
En présence de solides tendres, les deux technologies peuvent convenir en fonction des caractéristiques précises du fluide et du dimensionnement de la pompe.
Le choix doit donc prendre en compte simultanément la viscosité, le débit, la pression, les conditions d’aspiration, la présence de solides, la sensibilité du produit, les matériaux et les besoins de maintenance.
Pompes à impulseur flexible et pompes à vis excentrée chez Aiguapres
Aiguapres propose différentes solutions de pompage destinées aux applications de dosage et de transfert, parmi lesquelles des pompes à impulseur flexible et des pompes à vis excentrée.
La disponibilité de plusieurs technologies permet de sélectionner la solution en fonction des propriétés réelles du fluide et des conditions de fonctionnement, plutôt que de choisir une pompe uniquement selon le type de produit à transférer.
Si vous devez pomper un liquide délicat, visqueux, chargé en particules ou sensible à la formation de mousse, il est important de connaître notamment le débit, la viscosité, la température, les conditions d’aspiration et les caractéristiques des solides présents.
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