Une pompe à anneau liquide est une pompe volumétrique utilisée pour comprimer ou aspirer des vides dans des gaz. Ces pompes sont relativement simples, constituées d’un seul élément mobile – une roue à aubes – qui tourne dans une position décentrée à l’intérieur d’un boîtier fermé. Le carter est partiellement rempli d’un liquide, généralement de l’eau, qui recouvre un certain nombre d’aubes de roue. Lorsque la roue tourne, elle force un anneau de fluide à se déplacer le long de l’extérieur du boîtier, isolant et scellant efficacement les espaces entre les aubes individuelles. La conception unique et décentrée de la chambre et de la roue permet au vide créé entre les aubes d’aspirer le gaz dans la chambre par un orifice d’entrée et de le forcer à sortir d’un orifice de sortie.
La pompe à anneau liquide est un dispositif merveilleusement simple qui s’appuie sur une seule pièce mobile pour comprimer les gaz ou induire des vides dans une gamme de processus industriels. Contrairement à d’autres types de pompes à essence et de compresseurs, la pompe à anneau liquide comporte une turbine comme seule partie mobile active. Cet élément est constitué d’un moyeu central monté sur un arbre entraîné par un moteur électrique. Rayonnant à intervalles réguliers à partir de ce moyeu se trouvent un certain nombre de pales ou d’aubes courbes. L’ensemble est monté à l’intérieur d’une chambre fermée qui forme le corps de pompe.
L’arbre et l’impulseur sont montés dans une orientation décentrée à l’intérieur de cette chambre, laissant les aubes de l’impulseur passer à proximité d’un côté de la chambre avec une grande zone ouverte de l’autre. En fonctionnement, cette zone ouverte est partiellement remplie d’un fluide submergeant la partie inférieure de l’impulseur. Lorsque la pompe est démarrée, la roue rotative entraîne le fluide pour former un anneau autour de son bord extérieur par la force centrifuge. Cet anneau de fluide forme efficacement un joint autour de la roue, isolant les espaces, ou cellules, entre les aubes individuelles.
En raison de la position décalée de la roue et du niveau de liquide dans le corps de pompe partiellement rempli, la taille de ces cellules augmente à mesure que la cellule s’éloigne de l’eau et diminue à nouveau lorsqu’elle se déplace et retourne dans l’eau. Pendant la moitié ascendante du cycle loin du fluide, l’espace croissant dans la cellule crée un vide qui aspire le gaz à travers un orifice d’entrée découpé dans la face arrière de la chambre. Au fur et à mesure que la cellule remplie de gaz parcourt son cycle de rotation et recommence à plonger vers le fluide, la taille de la cellule diminue, comprimant le gaz. Avant de réintégrer le fluide, ce gaz comprimé est expulsé d’un orifice de sortie découpé dans le côté opposé du dos du corps de pompe.
Cette action simple et efficace produit un flux constant de gaz comprimé non pulsé avec un minimum de pièces mobiles. L’eau est l’agent d’étanchéité le plus couramment utilisé dans la pompe à anneau liquide, bien que divers solvants et huiles puissent également être utilisés. La pompe à anneau liquide est largement utilisée comme compresseur ou comme pompe à vide dans un certain nombre d’applications, telles que les dispositifs d’aspiration médicaux, les réacteurs chimiques, les refroidisseurs par évaporation et les lyophilisateurs.