Pompes à palettes à cylindrée fixe
Les pompes à palettes à cylindrée fixe se divisent en deux groupes :
- Les pompes à palettes à cylindrée fixe à rotor non balancé.
- Les pompes à palettes à cylindrée fixe à rotor balancé.
Pompes à palettes à cylindrée fixe à rotor non balancé
Les pompes à palettes à cylindrée fixe à rotor non balancé ont un principe de fonctionnement relativement simple. Le rotor, dans lequel sont introduites les palettes, est installé dans le carter de la pompe. Il est excentrique par rapport au centre du corps de la pompe. La figure ci-dessous représente le principe de fonctionnement d'une pompe à palettes à cylindrée fixe à rotor non balancé:
Dans ce type de pompe, le rotor est entraîné dans un mouvement de rotation grâce à l'arbre d'accouplement relié à la source motrice de la pompe. La force centrifuge, ainsi créée, pousse les palettes contre une couronne circulaire.
Lorsque le rotor tourne, les palettes suivent le contour de la couronne. Il est à noter que le chanfrein de la palette suit toujours le sens de rotation. Il en est ainsi pour tous les types de pompe à palettes.
A cause de l'excentricité du rotor par rapport à la couronne, les palettes divisent l'espace compris entre le rotor et la couronne en une série d'alvéoles. L'aspiration de la pompe se fait à l'endroit où les alvéoles augmentent de volume. Il se crée ainsi un vide partiel qui sera comblé par l'huile hydraulique poussée dans ces alvéoles par la pression atmosphérique agissant dans le réservoir.
L'huile emprisonnée dans les alvéoles est ensuite acheminée vers l'orifice de refoulement de la pompe. Par la suite, la diminution du volume des alvéoles force l'expulsion de l'huile vers l'orifice de refoulement. Une force de poussée est appliquée sur le rotor de la pompe puisque la pression existant du côté du refoulement est exercée d'un seul côté. A cause de ce déséquilibre de force ainsi créé sur le rotor, ce type de pompe est appelé pompe à palettes à rotor non balancé. Il est à noter que ce déséquilibre de force entraîne une réduction de la longévité de la pompe.
Or, pour remédier au déséquilibre de force existant dans un pompe à palettes à rotor non balancé, on a recours à une pompe à palettes de construction légèrement différente, soit la pompe à palettes à rotor balancé.
Pompes à palettes à cylindrée fixe à rotor balancé
Dans une pompe à palettes à cylindrée fixe à rotor balancé, la pression exerce une force sur deux côtés opposés (180°) du rotor. Ainsi, l'opposition des forces créées par la pression permet d'annuler l'effet de déséquilibre néfaste au roulement.
Le principe de fonctionnement des pompes à palettes à rotor balancé est le même que celui des pompes à palettes à rotor non balancé. La seule distinction se trouve au niveau de la forme de la couronne. En effet, cette dernière est de forme ovale. En fonctionnement, cela se traduit par deux admissions et deux refoulements par tour du rotor. Les deux orifices de refoulement sont opposés (180°), tout comme ceux d'admission, ce qui permet d'équilibrer les roulements et autres pièces internes en rotation. Les pompes à palettes à rotor balancé résistent mieux aux montées de la pression du côté du refoulement. De plus, leur durée de vie est généralement plus longue que celle des pompes à palettes à rotor non balancé.
Afin d'augmenter l'étanchéité au point de contact entre les palettes et la couronne, une pression d'huile ou un ressort est appliqué sous les palettes afin que la force centrifuge pousse les palettes contrôla couronne ou le corps de la pompe. La figure ci-dessous nous montre une vue en coupe d'une pompe à palettes à rotor balancé.
La pression qui existe du côté du refoulement est appliquée sous les palettes par l'intermédiaire d'une rainure dans la plaque de poussée. Cette dernière sert à maintenir l'étanchéité latérale des alvéoles.
Cette plaque de poussée est maintenue entre la couronne et les palettes par l'entremise d'un ressort et de la pression existant du côté du refoulement.
Pompes à palettes à rotor balancé pour haute pression
II existe sur le marché des pompes à palettes à rotor balancé pouvant fonctionner sous de hautes pressions (17 000 kPa ou 2 500 psi) et à grande vitesse (1800 r/min). Ces pompes ont toujours le même principe de fonctionnement. Toutefois, elles ont subi quelques modifications. Les pompes à palettes à rotor balancé à haute pression sont conçues pour fonctionner à des pressions de 17 000 kPa (2 500 psi) et plus. Sous de telles pressions, une pompe à palettes à rotor balancé avec palettes rectangulaires appliquerait une telle force sous les palettes qu'il en résulterait une usure très rapide des palettes et de la couronne. C'est pourquoi, pour prévenir cette usure prématurée, des trous sont percés dans le rotor. Ceci permet à la pression existant du côté du refoulement de s'appliquer en dessous de toute la surface de la palette, et ce, uniquement dans le quadrant de haute pression. En effet, le quadrant de haute pression est celui qui requiert l'étanchéité maximale entre les palettes et la couronne afin de limiter les fuites. La figure ci-dessous nous montre une pompe à palettes à rotor balancé pour haute pression.
Dans le quadrant de basse pression, la pression sous la palette devient alors nulle puisque c'est la pression existant à l'orifice d'admission qui s'y applique. La poussée de la palette contre la couronne est assurée par la pression de l'orifice de refoulement qui est emprisonnée dans la chambre centrale évidée de la palette. La pression qui est dans la chambre centrale évidée de la palette est acheminée par la plaque de support du côté du refoulement.
En cas de bris, pour assurer le remplacement rapide des pièces mobiles internes d'une pompe à palettes à rotor balancé pour haute pression, on utilise une cartouche pré assemblée par le fabricant. Une cartouche est constituée de -la couronne, du rotor, des palettes et des plaques de support du côté de l'admission et de celui du refoulement.
Sami Rekik