Le cœur de la machine à jet d’eau

Lors de la découpe avec des installations à jet d’eau, des pompes à haute pression sont utilisées et permettent une découpe encore plus efficace et ultra-précise.

La pompe haute pression est considérée comme le cœur de toute installation de découpe au jet d’eau. Elle permet de générer un jet d’eau à haute pression aussi exempt de pulsations que possible. Pour la découpe, on utilise souvent des pompes dites d’intensification, qui renforcent la pression d’alimentation d’une pompe à palettes avec un multiplicateur de pression. Ces unités génèrent une pression d’admission oléohydraulique pouvant atteindre 200 bars environ. Sur les meilleures pompes, la pression peut être réglée à volonté par une soupape proportionnelle. L’huile comprimée est pompée dans le cylindre hydraulique du multiplicateur haute pression. Elle agit ici sur une tige de piston avec un rapport de transmission d’environ 20:1 (à 4.000 bar, rapport entre la surface hydraulique et la surface d’eau).

Il est ainsi possible de générer des pressions allant jusqu’à environ 6.000 bar (30:1). L’eau à haute pression qui quitte le cylindre à haute pression passe dans un “amortisseur de pulsations”. Il s’agit d’un accumulateur de pression d’eau, un “cylindre tampon” (généralement d’un ou deux litres de volume), qui doit amortir les variations de pression lors de l’inversion du piston hydraulique.

Les coupes les plus rapides et les plus précises actuellement sont obtenues avec des pompes à piston à entraînement direct (jusqu’à six pistons). Entraînées par un moteur électrique pour des pressions de sortie réglables, ces pompes offrent une puissance de coupe plus élevée par kilowatt que les pompes dotées de la technologie de multiplicateur de pression, mais se contentent de pressions plus faibles. En effet, la capacité d’enlèvement du jet d’eau est déterminée de manière équivalente par la pression et le débit. Un débit double à une pression plus faible (jusqu’à 4 000 bars) permet d’obtenir une puissance plus élevée à la sortie du tube de focalisation et un jet d’eau plus facile à contrôler, tandis qu’une augmentation de la pression entraîne des vibrations plus importantes, une usure nettement plus importante des composants haute pression et donc des coûts d’exploitation plus élevés ainsi qu’une réduction de la disponibilité du système.

À une pression de travail industrielle de 4 000 bars, l’eau est comprimée d’environ douze pour cent. Cette compression à l’intérieur de l’accumulateur de pression sert, dans le cas d’une pompe multiplicatrice de pression, à maintenir à peu près constante la pression de sortie au niveau de la tête de découpe pendant la commutation de la soupape – qui provoque l’inversion du piston hydraulique. Plus l’accumulateur de pression est grand, plus la performance et la qualité de coupe sont élevées. Les pompes haute pression peuvent disposer de plusieurs multiplicateurs de pression et accumulateurs de pression. La puissance des installations actuelles se situe entre 11 et 149 kW environ. Le débit peut atteindre 15,2 litres par minute.