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Auteur(s)
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Jean LECLERC : Ingénieur de l’École supérieure de chimie industrielle de Lyon - Docteur 3e cycle chimie minérale et structurale - Consultant
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Lire l’articleINTRODUCTION
Toute cinétique qui engendre un volume variable est capable de servir de base à la réalisation d’un modèle de pompe à vide, c’est-à-dire qu’il est impossible de dénombrer les différents types de pompes qui ont été réalisées et encore moins celles qui ont été inventées. On se limitera ici à la description des machines réalisées industriellement qui sont déjà nombreuses et qui ne cessent d’augmenter. En effet, les possibilités que nous apportent les nouveaux matériaux et les procédés de fabrication utilisant des machines automatiques permettant des tolérances très faibles ont donné lieu à de nouvelles réalisations même fondées sur des principes anciens.
Pour tout renseignement théorique sur les techniques du vide, le lecteur pourra se reporter aux articles [1] [6].
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Définition normative
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4. Pompes rotatives
Elles appartiennent aussi au groupe des pompes volumétriques et représentent la production la plus importante car elles sont utilisées dans toutes les industries (chimiques, pharmaceutiques, métallurgiques…) dans le domaine du vide grossier ; elles servent aussi au prévidage dans les applications du vide poussé et de l’ultravide.
4.1 Pompes à anneau liquide
Définition normative : « Pompe volumétrique rotative dans laquelle un rotor excentré à ailettes projette un liquide contre la paroi du stator. Ce liquide prend la forme d’un anneau concentrique au stator et concourt avec les ailettes du rotor à définir un volume variable ».
Considérons une roue équipée d’aubes radiales droites (ou courbées vers l’avant) au repos, positionnée dans l’axe d’un corps cylindrique contenant un certain volume de liquide (figure 9 a ).
Lors de la mise en rotation de la roue, la force centrifuge résultant de la rotation crée un anneau liquide concentrique à la roue (figure 9 b ). Le volume des alvéoles constituées entre les aubes et l’anneau liquide ne varie pas au cours d’un cycle.
Si l’on excentre la roue par rapport au corps, cela entraîne une variation du volume de chaque alvéole au cours du cycle (figure 9 c ). Dans un premier temps, le volume des alvéoles croît régulièrement, créant une zone de dépression. Dans un second temps, le volume des alvéoles diminue régulièrement, créant ainsi une zone de compression. L’anneau de liquide qui limite le volume de chaque alvéole joue le rôle de piston liquide.
En équipant les faces latérales du corps de deux orifices en forme de croissant, il est possible de profiter de la zone de dépression pour aspirer un fluide gazeux, puis de le refouler à la fin de la zone de compression à travers l’orifice correspondant (figure 9 d ).
Les pompes à anneau liquide travaillent sans frottement mécanique. Elles peuvent donc tourner à des vitesses élevées (jusqu’à 3 000 tr/min). Cependant, l’anneau liquide frotte sur le stator et sa température s’éléverait fortement s’il n’était constamment...
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