Principe de fonctionnement du couplage hydraulique

Principe de fonctionnement du couplage hydraulique

Un accouplement hydraulique est un accouplement non rigide utilisant un liquide comme fluide de travail, principalement conçu pour transmettre et réguler l'énergie mécanique. Son fonctionnement repose sur le transfert d'énergie cinétique et la variation de quantité de mouvement du fluide. 

Décomposition détaillée des principes de fonctionnement du noyau du couplage hydraulique :

Structure de base et composants

Un accouplement hydraulique se compose principalement d'une roue de pompe, d'une roue de turbine et d'un carter rotatif. La roue de pompe est reliée à l'arbre d'entraînement (arbre d'entrée), tandis que la roue de turbine est reliée à l'arbre entraîné (arbre de sortie). Ces composants se font face, formant une chambre de travail étanche remplie de fluide hydraulique (généralement de l'huile).

Conversion et transmission d'énergie

Fonctionnement de la roue de pompe : Lorsque l'arbre d'entraînement fait tourner la roue de pompe, le fluide qu'elle contient suit le mouvement des pales. La force centrifuge propulse le fluide vers le bord extérieur de la roue de pompe, générant un écoulement à grande vitesse et haute pression. Ce processus convertit l'énergie mécanique en énergie cinétique du fluide.

Fonctionnement de la roue de turbine : Le fluide à grande vitesse circule de la roue de la pompe vers la roue de la turbine. En raison de la différence de vitesse de rotation entre les deux roues, le fluide impacte les aubes de la turbine, entraînant celle-ci et produisant de l'énergie mécanique via l'arbre entraîné. Cette étape complète la conversion de l'énergie cinétique du fluide en énergie mécanique.

Circulation et couplage des fluides

Le fluide de travail circule en continu entre les roues de la pompe et de la turbine. Il s'éloigne du bord intérieur de la roue de la pompe, pénètre dans la roue de la turbine, décélère et revient au bord intérieur de la roue de la pompe, formant un cercle de couple en boucle fermée. Ce flux cyclique couple les roues de la pompe et de la turbine, permettant le transfert d'énergie.

Régulation de la vitesse et du couple

Un coupleur hydraulique ajuste la vitesse et le couple dans une plage spécifique. Lorsque la charge varie, la vitesse de la roue de turbine varie, modifiant ainsi l'écart de vitesse entre la pompe et les roues de turbine. Ce changement modifie le débit de circulation du fluide et la force d'impact sur la turbine, ajustant ainsi le couple de sortie et la vitesse en fonction des exigences de charge.

Fonction de contrôle de vitesse

La régulation continue de la vitesse de l'arbre entraîné s'effectue en ajustant le volume de fluide dans la chambre de travail. Par exemple, un mécanisme de réglage du tube d'aspiration permet de modifier le niveau d'huile pour contrôler le couple transmis et la vitesse de rotation.

Résumé

Le coupleur hydraulique transmet et régule l'énergie mécanique par transfert et circulation d'énergie cinétique du fluide. Grâce à sa structure simple et à ses performances fiables, il est largement utilisé dans des secteurs tels que la production d'énergie, la métallurgie et la pétrochimie, notamment pour les équipements à charge variable comme les pompes à eau et les ventilateurs.