Comment fonctionne une vanne de chasse d'air pour une pompe autoamorçante ?

Lors de l'amorçage d'une pompe autoamorçante, le volume d'air contenu dans la canalisation d'aspiration doit être évacué de la pompe. Si ce volume d'air ne peut pas être évacué naturellement par la présence d'un clapet anti-retour ou d'un point bas, capturant un bouchon d'eau, la pompe ne pourra pas monter en pression et totalement s'amorcer. Ce phénomène concerne aussi bien les installations en milieu urbain, sur un poste de relevage d'eaux usées, que les circuits industriels véhiculant des effluents chargés.

Comment effectuer cette opération d'évacuer de l'air, simplement et automatiquement ?

Un robinet, une vanne, une soupape, un simple by-pass... ou, par le truchement d'une vanne de chasse d'air automatique dont nous allons expliquer le fonctionnement. Le principe reste le même dans tous les cas : offrir à l'air un chemin de sortie indépendant de la canalisation de refoulement.
Pompe autoamorçante avec bypass

Une pompe autoamorçante a la capacité d'aspirer le volume d'air contenu dans votre canalisation d'aspiration. Si votre canalisation de refoulement est vide, l'air pourra facilement s'échapper jusqu'à la sortie de la canalisation, et l'amorçage se déroule sans dispositif complémentaire (voir notre article sur comment s'amorce une pompe auto-amorçante).

Mais si votre refoulement dispose d'un clapet anti-retour ou d'un point bas formant un bouchon d'eau, cet air à évacuer sera emprisonné entre la roue de la pompe et ce bouchon. Comme cet air est un gaz compressible, il ne sera pas possible pour cette pompe centrifuge de donner à ce gaz la pression nécessaire pour « ôter » ce bouchon.

Dans ce cas, il sera indispensable que votre circuit de refoulement dispose d'un by-pass hydraulique. De la simple canalisation de faible diamètre retournant vers la fosse à la vanne de chasse d'air automatique, en passant par une ventouse ou un robinet à fermeture manuelle, plusieurs solutions peuvent être mises en œuvre.

En milieu urbain comme en milieu industriel, la solution manuelle (robinet ou ventouse) impose une intervention de l'exploitant à chaque cycle d'amorçage, ou reste ouverte en permanence au détriment du rendement une fois la pompe amorcée. La vanne de chasse d'air automatique s'affranchit de cette contrainte : elle s'ouvre et se referme d'elle-même, sans intervention ni source d'énergie externe, ce qui la rend particulièrement adaptée aux pompes auto-amorçantes pour eaux chargées fonctionnant sans surveillance continue.

La vanne de chasse d'air est automatique. Cela veut dire qu'elle va s'ouvrir et se fermer quand la pompe en aura besoin, mais sans assistance électrique.

La vanne est ouverte de base, lorsque la canalisation est sans pression, pompe à l'arrêt. À l'amorçage, la vanne reste ouverte car la pompe ne peut comprimer l'air à évacuer : celui-ci s'échappe librement par le by-pass plutôt que de s'accumuler dans la volute.

Dès que l'air se raréfie, la pompe va mettre l'effluent sous pression par la force centrifuge générée. Par le truchement d'une membrane et d'un ressort, cette membrane va pousser un arbre qui va obturer ce by-pass. La pompe est alors totalement amorcée et peut monter en pression sur son circuit de refoulement.

À l'arrêt de la pompe, par l'absence de pression au refoulement, le ressort va ramener l'arbre à sa position initiale, ouvrant ainsi le by-pass pour le prochain amorçage. Ce cycle s'exécute à chaque démarrage, sans réglage ni intervention de l'exploitant.

En fonction de la compression du ressort, il sera plus ou moins difficile pour la membrane de mouvoir l'arbre en sa position fermée. On pourra donc jouer sur le type de ressort mais également, par le biais d'une goupille, sur sa tension.

Ainsi, en fonction de la pression statique exercée sur le clapet anti-retour, on pourra choisir son ressort afin d'éviter que cette vanne de chasse d'air ne s'ouvre ou se ferme trop précipitamment.

Sur les installations véhiculant des eaux chargées ou des effluents industriels chargés en matières en suspension, filasses ou sables, le by-pass et la membrane restent exposés à un risque d'encrassement. Une vanne partiellement colmatée peut rester bloquée ouverte, provoquant une fuite permanente et une perte de pression au refoulement, ou bloquée fermée, empêchant tout nouvel amorçage. Un contrôle visuel du by-pass, intégré aux visites de maintenance préventive du poste de relevage, permet de repérer ce type d'encrassement avant qu'il n'affecte le fonctionnement de la pompe.


En conclusion,

La vanne de chasse d'air peut devenir indispensable, dans certaines configurations, lors de la phase d'amorçage d'une pompe auto-amorçante. Cette vanne de chasse d'air permet d'évacuer l'air de la volute et de la canalisation de refoulement afin de permettre à la pompe centrifuge de monter en pression et de lever l'éventuel clapet anti-retour au refoulement.

C'est une solution simple à mettre en œuvre et ne demandant pas d'automatisme ou d'électricité, aussi bien adaptée aux postes de relevage urbains qu'aux installations industrielles traitant des effluents chargés.

Retour

Gamme de débit jusqu’à près de 900 m3/h - Pression de refoulement jusqu'à 3 bars - Passage libre jusqu’à 76 mm - Différents types de métallurgies et de joints en fonction de l’effluent à relever.

Fiche technique

Gamme de débit jusqu’à près de 440 m3/h - Pression de refoulement jusqu'à 5 bars pour l’Ultra V et 10 bars pour l’Ultra Mate - Passage libre jusqu’à 76 mm - Différents types de métallurgies et de joints en fonction de l’effluent à relever.

Fiche technique