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Apr 24, 2024

La tête de pompe optimisée pour les pompes LEWA Ecoflow double l'efficacité volumétrique

L'optimisation géométrique du M900 a réduit le volume libre dans la tête de pompe d'environ 51 % du côté fluide et d'environ 22 % du côté hydraulique. Cela équivaut à un dégagement total

L'optimisation géométrique du M900 a réduit le volume libre dans la tête de pompe d'environ 51 % du côté fluide et d'environ 22 % du côté hydraulique. Cela équivaut à une économie totale de volume de liquidation de 37 pour cent. Le volume de jeu au point mort arrière du piston est indiqué en orange (fluide) et en bleu (hydraulique) sur la figure. (Source de l'image : LEWA GmbH)

La LEWA M900 est une tête de pompe dotée d'une membrane à commande hydraulique en PTFE pur et d'un support de membrane en acier inoxydable. Il est conçu pour une utilisation universelle et est utilisé sur toutes les pompes LEWA Ecoflow ainsi que sur les pompes de process LEWA pour débits moyens. La tête de pompe présente de nombreux avantages. Il est non seulement hermétique, de sorte que les fuites de fluide pompé ou d'huile hydraulique sont impossibles, mais se caractérise également par une précision de dosage élevée, une capacité d'aspiration optimale grâce au ressort à membrane et une très longue durée de vie de la membrane.

Faible rendement volumétrique à des pressions > 150 bar La précédente tête de pompe à membrane M900 pour des tailles de piston de 5 à 12 mm présentait un rendement volumétrique relativement faible sur les unités d'entraînement LDB et LDC avec la plus petite membrane sandwich LEWA à des pressions de refoulement élevées avec des diamètres de piston de 5 et 6 mm. "La raison en est le volume libre dans la tête de pompe", a déclaré Moritz Mildner, ingénieur RD chez LEWA. « Le « volume libre » est le volume qui est comprimé à chaque coup de pompe pendant le fonctionnement de la pompe. Il comprend les espaces de travail hydrauliques et fluidiques. » L’hypothèse selon laquelle les fluides sont incompressibles ne s’applique qu’aux basses pressions. Dans ce cas, il faut tenir compte du fait que, même si la réduction de volume pour l'eau et l'huile hydraulique n'est que d'environ 1 pour cent à 100 bars, elle augmente jusqu'à environ 10 fois cette quantité à 400 bars en raison de la dépendance à la pression des compressibilités. "Au fur et à mesure que la pression augmente dans la pompe, les fluides sont comprimés jusqu'à ce que la pression de refoulement soit atteinte", a expliqué Mildner. "Le résultat est une réduction du volume déplacé égale à la réduction de volume qui se produit lorsque les fluides sont comprimés." Le rapport entre le volume déplacé et le volume de déplacement théorique idéal est appelé efficacité volumétrique. Si l’efficacité volumétrique d’une pompe diminue, son efficacité énergétique et sa rentabilité diminuent également.

C'est pour cette raison que LEWA a limité l'utilisation des précédentes têtes de pompe M900 à 100 ou 150 bars. Pour les applications avec un faible débit (< 1 l/h) et une pression de refoulement comprise entre 150 et 400 bar, des têtes de pompe M200 avec membranes métalliques ont été utilisées. "Cependant, ces modèles ne présentent pas certains avantages clés du M900, tels qu'une pression minimale inférieure sur la bride d'aspiration ou un système hydraulique plus robuste grâce au ressort diaphragme", a expliqué Mildner.

Tête de pompe adaptée avec un volume libre considérablement réduit Afin de pouvoir utiliser les avantages de la technologie M900 également dans des plages de pression plus élevées, LEWA a décidé de repenser la tête de pompe pour de telles applications. Étant donné que la conception de la tête de pompe précédente était basée sur un piston de 12 mm et que, par rapport aux deux petits pistons (diamètre 5 et 6 mm), elle prenait en compte respectivement 4 fois et 4,8 fois le volume systolique, ainsi qu'un volume proportionnellement plus élevé. En raison des vitesses d'écoulement du fluide de transport et du fluide hydraulique à l'intérieur des composants, des ajustements approfondis ont dû être effectués. "En concevant un corps de membrane et un entraînement de membrane spécialement optimisés pour les petites tailles de piston, nous avons pu réduire les chemins d'écoulement dans le système hydraulique, l'espace d'installation du ressort à membrane, de la calotte de membrane et des alésages de fluide sur les circuits de pression et d'aspiration. côtés", a déclaré Mildner. L'optimisation géométrique a réduit le volume libre dans la tête de pompe d'environ 51 % du côté fluide et d'environ 22 % du côté hydraulique. Cela équivaut à une économie totale de volume de liquidation de 37 pour cent.

Dans le cadre de la révision, la calotte représentait de loin le plus grand défi. Pour son optimisation, le mouvement réel du diaphragme a d'abord été étudié à l'aide de la technologie de mesure laser. À cet effet, LEWA a produit une tête de pompe spéciale qui permet de voir la membrane normalement invisible une fois installée. "La position du diaphragme et du support de diaphragme en position finale avant était pertinente pour la profondeur de la calotte", a expliqué Mildner. "C'est pourquoi le contour du diaphragme a été scanné à l'aide de deux lasers." Un laser a été utilisé pour déterminer la hauteur actuelle de l'appareil de mesure mobile et le second pour la déviation du diaphragme sandwich. De cette manière, le plan central a été entièrement mesuré pour des tailles de piston de 5 mm et 6 mm et pour différentes fréquences de course. Sur la base des enveloppes générées à partir des nuages ​​de points, il a été possible d'ajuster géométriquement l'espace de travail du fluide dans le corps du diaphragme au mouvement réel du diaphragme.

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