Efficacité d'une pompe de découpe par jet d'eau

Efficacité d'une pompe de découpe par jet d'eau

Le muscle derrière la technologie du jet d’eau est une pompe haute pression qui convertit la puissance du moteur électrique en puissance hydraulique de la buse. Plus il y a de puissance de buse, plus vite vous couperez.

Cependant, avec deux types de pompes différents utilisés dans les systèmes de découpe au jet d’eau - les pompes intensificatrices hydrauliques et les pompes à entraînement direct entraînées par vilebrequin - comment savoir quel type est réellement le plus efficace ?

Voici quelques différences clés.

Histoire de la pompe

Les pompes intensificatrices hydrauliques (à intensifieur), inventées dans les années 1970, sont des systèmes complexes, composés d’un moteur électrique, d’une pompe hydraulique, d’un réservoir d’huile, d’un collecteur et d’un vérin à pistons.

Les pompes de vilebrequin à entraînement direct développées dans les années 1990, en revanche, sont beaucoup plus simples, consistant en le même moteur électrique alimentant directement les pistons entraînés par vilebrequin qui génèrent l’eau à haute pression.

Ceci est important car les pompes à entraînement direct ne souffrent pas des pertes hydrauliques importantes d’une pompe à intensifieur et sont donc intrinsèquement plus efficaces pour convertir la puissance du moteur en puissance à la buse.

Avec les pompes à entraînement direct, un pourcentage plus élevé de l’énergie électrique qui entraîne la pompe parvient en fait à la tête de coupe, tandis que moins d’énergie est gaspillée sous forme de chaleur.

Efficacité de la pompe

Mettons quelques chiffres derrière cela.

Les pompes à intensifieurs fonctionnant à 6200 Bar, en raison des pertes du système hydraulique, sont généralement inférieures à 65% d’efficacité, bien que certaines des plus avancées puissent atteindre des rendements d’environ 72%. La pompe à entraînement direct OMAX fonctionnant à 4100 Bar, qui ne souffre pas de perte hydraulique, est efficace à 86%, fournissant la puissance hydraulique maximale possible.

Pour convertir cela en chiffres pratiques, commençons par la buse. Avec le même débit abrasif et 42,5 chevaux à la buse, une pompe intensificateur et une pompe OMAX couperont à la même vitesse à travers les matériaux et les épaisseurs les plus courants, quelle que soit la pression. Pour entraîner 42,5 chevaux à la buse, la pompe OMAX a besoin d’un moteur électrique de 50 chevaux, tandis que la pompe intensificatrice a besoin de 70 chevaux. La différence d’efficacité de la pompe signifie que vous avez besoin de 20 chevaux de moteur électrique supplémentaires avec une pompe à intensifieur, juste pour correspondre à la puissance d’une pompe OMAX.

Pression et vitesse

La même puissance de coupe de buse au même rythme est logique, mais pourquoi la pression plus élevée ne fait-elle pas de différence ?

Eh bien, dans certains cas, c’est le cas. Avec des matériaux durs et minces tels que certaines céramiques, 6200 Bar couperaient plus rapidement. En effet, la pression affecte la vitesse de l’abrasif, et certains matériaux ultra-durs ont un seuil de coupe qui nécessite une vitesse plus élevée pour percer et couper efficacement.

La plupart des matériaux, y compris les aciers et les alliages de nickel dur, tombent en dessous de ce seuil de coupe, de sorte que la vitesse de vitesse supplémentaire générée par 6200 Bar n’a aucun avantage supplémentaire dans la coupe.

Taille de la pression et de l’orifice

Inversement, à mesure que les matériaux s’épaississent, 4100 Bar devient le meilleur choix en raison de l’orifice plus grand qui lui est associé. Encore une fois, en gardant la même puissance de la buse à 42,5 chevaux, l’OMAX peut entraîner un orifice de 0,016 pouces , tandis qu’une pompe intensificatrice a 0,012 pouces comme orifice maximum. Cet orifice plus grand signifie que la puissance de la buse a l’espace nécessaire pour pénétrer au fond d’une pièce plus épaisse. Pour correspondre à la taille de l’orifice, il faudrait une pompe d’intensification beaucoup plus grande (à 6200 Bar, vous auriez besoin d’un moteur électrique de 127 chevaux générant 79 chevaux sur une pompe à intensifieur pour pouvoir faire fonctionner un orifice de 0,016 pouces).

Autres considérations

De retour à nos pompes de 42,5 chevaux assorties, la pompe OMAX présente d’autres avantages.

Non seulement il utilise moins d’énergie électrique (ne nécessitant que 50 chevaux d’entrée contre 70 pour l’intensificateur), mais son absence de système hydraulique signifie qu’il n’a pas besoin d’un système de refroidissement supplémentaire pour l’hydraulique (échangeur air/huile ou chiller à eau).

En outre, les pompes intensificateurs fonctionnant à 6200 Bar signifient un coût d'entretien plus élevé, car la fatigue du métal se produit plus rapidement à des pressions plus élevées.

En ce qui concerne les résultats, lorsque vous effectuez une comparaison là où cela compte - à la tête, sur la puissance hydraulique de la tête et au niveau du débit abrasif - la pompe à entraînement direct OMAX consomme moins d’électricité et moins d’eau, tout en réduisant la fatigue des composants. La pompe le fait tout en fonctionnant silencieusement et proprement, ce qui en fait la solution idéale pour les ateliers industriels qui souhaitent faire plus avec moins.

Par le Dr Olsen

mercredi 2 décembre 2015

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