Est-ce que ma pompe pneumatique à double membrane (AODD) de Husky est capable de traiter des produits très visqueux ?

On oublie trop souvent de tenir compte de la densité du liquide au moment de configurer une pompe pneumatique à double membrane (AODD).


Pourtant, la densité du liquide est un facteur à prendre en compte, puisque les pompes à membrane contiennent des clapets antiretour à bille qui s’ouvrent et se ferment en fonction des changements de pression dans les chambres à liquide de la pompe. Ces clapets à bille sont commercialisés dans diverses configurations en métal et en élastomère. Ces matériaux ont chacun leur propre poids ou densité, qui peuvent donc être différents. La relation entre le poids/la densité et le liquide a une influence sur le choix des matériaux.

Lorsqu’on transfère un liquide peu visqueux, le poids de la bille n’a pratiquement pas d’importance, étant donné que le liquide ne risque pas vraiment de perturber la mise à sa place de la bille sur son siège. Ne fut-ce que pour réduire le bruit, l’on devrait travailler avec un siège doux et une bille dure ou l’inverse. Un liquide avec 30 % d’impuretés en suspension a par contre une viscosité plus élevée, de sorte que la bille doit être plus lourde pour qu’elle puisse bien se mettre en place dans son siège. Si la bille est trop légère, elle restera en suspension dans ce liquide sale et ne parviendra pas à se mettre bien en place dans son siège, de sorte que la pompe fonctionnera moins bien avec des problèmes causés par la viscosité et la cavitation. La règle générale en cette matière est celle-ci : plus le liquide est dense/visqueux, plus la bille du clapet antiretour à bille doit être lourde. Les clapets antiretour avec une bille en néoprène, en acier inoxydable ou en PTFE ont la densité la plus élevée ou le poids le plus élevé, ce qui permet aux clapets à bille de fonctionner correctement dans les liquides très visqueux (à viscosité élevée).

Ceci n’est cependant qu’une partie de la réponse. L’on doit en effet également tenir compte des conduites raccordées à la pompe. Lorsqu’on envisage d’utiliser une pompe pneumatique à double membrane (AODD) de 25,4 mm (1") pour transférer du liquide à viscosité élevée, il faut se poser les trois questions suivantes :

a) Est-ce que la pompe est capable d’aspirer du liquide par la conduite d’alimentation, et ce, au débit souhaité ?

Pour une réponse approximative, comparer la capacité d’aspiration à sec de la pompe par rapport aux pertes de charge à l’aspiration de la conduite. En d’autres termes, vérifier si la capacité d’aspiration à sec de la pompe est plus grande que les pertes de charge à l’aspiration de la conduite au débit souhaité. Pour savoir si la pompe est capable d’aspirer le liquide utilisé, l’on doit calculer les pertes de charge à l’aspiration de la conduite au débit souhaité. Le diamètre de la conduite et le débit ont une grande influence sur les pertes au niveau de la conduite. L’on voit relativement souvent qu’on augmente le diamètre de la conduite d’aspiration pour surpasser les pertes de charge à l’aspiration au niveau de la conduite. 

Une pompe pneumatique à double membrane (AODD) de 25,4 mm (1") a une capacité d’aspiration à sec de 4,6 m (15’) d’eau, soit 0,45 bar (6,5 psi). Cela veut dire concrètement que la pompe ne fonctionnera pas dans une installation avec des pertes de charge à l’aspiration supérieures à 0,45 bar (6,5 psi). Pour pouvoir travailler au débit souhaité, il faut utiliser une conduite d’aspiration avec un diamètre de 50,8 mm (2") pour réduire les pertes de charge à l’aspiration au niveau de la conduite en tenant compte des capacités de fonctionnement de la pompe pneumatique à double membrane (AODD).

b) Est-ce que la pompe est capable de surmonter la hauteur manométrique totale (TDH – Total Dynamic Head) de l’installation ?

Si la pression à l’admission d’air est plus importante que la hauteur manométrique totale de l’installation, la pompe sera en mesure de transférer le liquide. Pour augmenter la durée de vie de leur pompe, les utilisateurs d’une pompe pneumatique à double membrane (AODD) devraient essayer de faire fonctionner leur pompe à moitié de sa capacité. Pour pouvoir calculer la hauteur manométrique totale (TDH) de l’ensemble de l’installation, il faut connaître la hauteur statique totale et les pertes dues au frottement dans la conduite d’évacuation. Les pertes dues au frottement dans une conduite de 25,4 mm (1 po.) sont plus grandes que la pression de service maximale de la plupart des pompes pneumatiques à double membrane (AODD) (0,83 MPa (8,3 bars, 120 psi)). Il faut alors augmenter le diamètre de la conduite d’évacuation pour réduire les pertes jusqu’à ce qu’elles soient à un niveau acceptable pour la pompe pneumatique à double membrane (AODD). Une augmentation du diamètre de la conduite d’évacuation de 25,4 mm (1") à 38,1 mm (1,5") permet de réduire les pertes sur la conduite d’évacuation de 0,93 MPa (9,3 bar, 135 psi) à 0,166 MPa (1,66 bar, 24 psi), ce qui est raisonnable pour les pompes pneumatiques à double membrane (AODD).

c) En fonction des conditions d’utilisation, de combien faut-il réduire la capacité de la pompe ?

Une approche théorique consisterait à utiliser des courbes de correction pour les pompes AODD qui résument les pertes par friction qui se produisent lorsque le fluide visqueux traverse la pompe. Les courbes de correction de la viscosité réduisent la capacité de la pompe qui doit traiter des liquides avec des viscosités plus élevées.

Les tableaux de correction de viscosité sont simplement une ligne directrice et ne doivent pas être considérés comme des faits, car chaque application peut produire un résultat différent. Graco recommande de considérer une application spécifique et d'utiliser l'outil de calcul de perte de pression (disponible sur le site Internet). Avec la calculatrice, il est possible d’afficher (théoriquement/mathématiquement) le débit qu’il est possible d’atteindre avec l'application.

Interprétation de la courbe de correction de la viscosité

Détermination du débit maximal pour une viscosité donnée Repérer la viscosité du liquide sur l’axe horizontal. Suivre la ligne verticale jusqu’à ce qu’elle croise la courbe. Depuis ce point d’intersection, suivre la ligne horizontale pour lire le débit maximal sur l’axe vertical.

Ajustement du graphique des performances pour les liquides avec une viscosité plus élevée (Les graphiques des performances se basent sur la viscosité de l’eau, soit 1 centipoise). À l’aide du graphique des performances, d’abord déterminer (A) le débit du liquide pour de l’eau. Ensuite, trouver (B) le débit maximal à l’aide du graphique de correction de la viscosité. Choisir ensuite le débit maximal pour la pompe :

  • Membranes en Hytrel : 26,5 l/min (7 gallons/min)
  • Membranes en téflon : 24,6 l/min (6,5 gallons/min)

Le débit ajusté pour le liquide avec une viscosité plus élevée est égal à : A x B/C

Par exemple : Une pompe à membrane en téflon fonctionne avec une pression de liquide de 0,3 MPa (2,8 bars, 40,6 psi) et une pression d’admission d’air de 0,5 MPa (4,9 bars, 71,1 psi) Quel est le débit ajusté pour un liquide avec une viscosité de 600 centipoises ?

13,25 l/min x 3,8 l/min / 24,6 l/min. = 2,04 l/min (0,54 gallon/min)

Les pompes Husky de Graco

Les pompes pneumatiques Husky à double membrane (AODD) de Graco sont parfaites pour évacuer d’importantes quantités de liquides très visqueux (jusqu’à 20 000 cps) tels que des liquides concentrés hors de contenants de rétention ou le reconditionnement de liquides des bidons d’origine vers des bidons plus petits. 

Pour plus d'informations sur les pompes AODD de Graco pour les applications à haute viscosité, visitez www.graco.com/husky ou remplissez le formulaire ci-dessous.

Graphique de viscosité

Courbe type de correction de la viscosité

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