Lanterna per Pompa Idraulica: Cos'è e Come Funziona

Il settore oleodinamico è in forte espansione grazie alla possibilità di gestire potenze notevoli tramite componenti semplici e di dimensioni e peso ridotte. L’Italia è uno dei paesi più attivi per quanto riguarda questo settore e si piazza al quinto posto tra i produttori mondiali di componenti oleodinamici.

Cos'è l'Oleodinamica?

L’oleodinamica, chiamata anche oleoidraulica, è un ramo della fluidodinamica che trova applicazione soprattutto in ingegneria meccanica e studia la trasmissione dell’energia tramite fluidi in pressione, come l’olio idraulico. Questa punta alla diffusione di forze grazie all’ausilio di oli idraulici ad una certa pressione, che puntano a muovere delle valvole oleodinamiche, il cui funzionamento è simile a quelle delle valvole limitatrici.

Componenti di un Sistema Oleodinamico

Un sistema oleodinamico presenta:

Un gruppo generatore in cui si ha la trasformazione di energia meccanica in energia idraulica.
Un gruppo di controllo in cui il fluido viene condizionato facendo assumere ad esso determinati valori di pressione e portata e distribuendolo dove necessario.
Un gruppo di utilizzo formato da attuatori di diverso tipo.

La Centralina Oleodinamica

L’energia necessaria e convertita in pressione dell’olio all’interno di un circuito è chiamata centrale oleodinamica, che ospita diversi componenti. All’interno delle centraline troviamo i motori oleodinamici. Il motore produce la spinta e manda in pressione l’olio. Il cilindro è un attuatore lineare che, costituito da una camicia in cui scorre un pistone, spinge uno stelo che produce il moto.

La centralina oleodinamica è composta da:

Un motore asincrono elettrico trifase.
Una pompa immersa.
Una lanterna per proteggere il giunto.
Un giunto elastico.
Un filtro in aspirazione.
Una valvola limitatrice di pressione.
Un manometro.
Un rubinetto per escludere il manometro.
Un filtro allo scarico.
Uno scambiatore di calore.
Un tappo di carico.
Un indicatore per il livello dell’olio.
Degli anelli per il sollevamento.
Un tappo di scarico serbatoio.
Un coperchio.

Pompe di Calore

Le pompe di calore quando utilizzate in un circuito idrostatico sono normalmente di tipo volumetrico, in quanto vengono richiesti, nel caso di tali circuiti, elevati salti di pressione, nell’ordine di centinaia di bar. Le pompe volumetriche possono essere sia di tipo rotativo che di tipo alternativo; di tipo rotativo sono le pompe ad ingranaggi, mentre di tipo alternativo sono le pompe a pistoni. Entrambe le tipologie di pompe, possono funzionare sia da unità idrostatica primaria che da secondaria (motori idraulici) ed in particolare le pompe a pistoni assiali possono anche funzionare a portata variabile. Esistono diverse tipologie di pompe ma le più diffuse nei circuiti idrostatici sono quelle a pistoni assiali e quelle ad ingranaggi esterni.

Valvole nei Circuiti Oleodinamici

Esistono valvole per il controllo della pressione del flusso di fluido (massima pressione, riduttrici di pressione) e valvole per il controllo della portata (non ritorno, distribuzione, selezione, regolazione, ecc.). Grazie all’uso delle valvole si riesce a dare una logica di funzionamento ad un impianto oleodinamico e se ne può garantire la sicurezza con opportuno utilizzo. In un circuito oleodinamico, se non si prevedono opportuni dispositivi, la pressione tende a crescere sempre più sino a danneggiare sia la pompa che tutte le altre componenti del circuito.

Le valvole dette “normalmente chiuse”, sono quelle che in condizioni di riposo non lasciano passare del fluido ed evitano che nell’intero circuito si superi una pressione prefissata.

L'Olio o Fluido di Lavoro

In oleodinamica l’olio è un componente che interagisce con tutti i componenti del circuito. Il suo ruolo principale è quello di trasportare l’energia dal generatore all’utilizzatore, ma non va dimenticata la sua importante funzione lubrificante e di asportatore di calore, che evita l’usura e l’installazione di ingombranti sistemi di raffreddamento per i componenti del circuito. L’ossidazione dell’olio però, a causa dell’aria in seguito a riscaldamento, sbattimenti, presenza di elementi metallici che fungono da catalizzatori, altera le caratteristiche chimiche e di viscosità del fluido. Vengono perciò aggiunti additivi chimici.

Pompe Centrifughe: Un Approfondimento

Le pompe centrifughe sono largamente impiegate in un vastissimo campo di applicazioni industriali che spaziano dal settore chimico-petrolchimico, al tessile, al trattamento acque, elettronico etc. Le pompe centrifughe sono costituite da una girante, montata sull’albero motore, che ruota all’interno di una corpo pompa. Quest’ultima, ruota e movimenta il fluido.

Tipologie di Giranti

Le pompe centrifughe possono avere diversi modelli di girante:

Aperta: si utilizza con liquidi con una maggiore concentrazione di impurità.
Chiusa: più adatta per liquidi puliti e con una piccola percentuale di solidi in sospensione.
Semi-aperta: etc.

In questo caso non c’è passaggio dell’albero all’esterno della pompa. Il magnete esterno posto sull'albero motore trasmette il moto al magnete interno collegato alla girante che ruota e muove il fluido attraverso la pompa.

Il funzionamento delle pompe può essere descritto con delle curve di funzionamento, ovvero grafici che ne descrivono prestazioni e ambito di lavoro. Soffermiamoci ora sul primo grafico di entrambe le figure che descrive la variazione di prevalenza data dalla pompa al variare della portata; il miglior funzionamento si ottiene lavorando centralmente, sia sull’asse delle ascisse che delle ordinate, in modo da ottenere il miglior rendimento. Quindi tra 2 e 2,5 m3/h e tra 4 e 5 m di prevalenza.

Materiali Plastici nelle Pompe

GemmeCotti da 30 anni fornisce pompe per acidi e liquidi pericolosi in materiali speciali: le pompe in plastica sono realizzate principalmente in PP (polipropilene) o PVDF e le pompe in acciaio inox sono realizzate in AISI 316. I fluidi che possono entrare in contatto con le nostre pompe sono sostanze pericolose e molto aggressive ed è per questo motivo che è necessario l’utilizzo di materiali che assicurino ottima compatibilità chimica e alta resistenza, tra cui quelli in plastica.

Polipropilene (PP)

Il primo materiale in plastica per la realizzazione delle nostre pompe è il PP. Il polipropilene è uno dei polimeri più comuni ed uno dei primi polimeri derivati dal petrolio ad essere sfruttato industrialmente. Nel nostro ambito si sfruttano essenzialmente le caratteristiche di resistenza chimica del polipropilene che lo rendono utilizzabile con molti fluidi come per esempio la soda caustica e anche liquidi acidi.

PVDF

Il secondo materiale che utilizziamo per le pompe in plastica GemmeCotti è il PVDF che è un fluoropolimero, quindi un tecnopolimero con caratteristiche avanzate. La sua composizione lo rende chimicamente inerte alla maggior parte delle sostanze chimiche. Essendo un materiale in plastica di più difficile sintesi e sicuramente più settoriale del PP ha un costo superiore rispetto al polipropilene.

Compatibilità Chimica e Temperatura

Per prima cosa, conoscere il liquido che andrà a contatto con la pompa e verificarne la compatibilità tra materiale e liquido pompato. Si può fare riferimento alla tabella di compatibilità chimica GemmeCotti, disponibile a questo link. Conoscere il liquido che deve essere pompato, che è a contatto con la pompa e verificarne la compatibilità. E successivamente, verificare la compatibilità del liquido in base alla temperatura di utilizzo.

Il materiale in plastica più adatto per temperature fino a 60-70°C è il PP, mentre per temperature fino a 90°C si predilige il PVDF. Nei casi in cui, invece, la temperatura del liquido fosse superiore ai 90°C e la pompa in plastica non fosse idonea, si può verificare la compatibilità con l’acciaio inox, AISI 316, con il quale è possibile pompare liquidi ad alte temperature.

Processo di Stampaggio di Materie Plastiche

Il gruppo GemmeCotti comprende la consociata Gemme Plast azienda che si occupa di stampaggio ad iniezione di materie plastiche. Lo stampaggio di particolari in plastica avviene per iniezione, tecnica produttiva largamente utilizzata per la lavorazione della maggior parte dei polimeri termoplastici. Producendo autonomamente le parti in plastica che vengono utilizzate per la realizzazione delle pompe GemmeCotti, si riesce a controllare in modo efficiente la produzione e, di conseguenza, garantire ai nostri clienti una consegna veloce con efficienze economiche. Gemme Plast ha a disposizione una serie di presse di diverso tonnellaggio con cui è possibile stampare parti in plastica di diverse dimensioni a seconda delle necessità.

Pompe Magnetiche HTM SP

Le pompe HTM SP uniscono le caratteristiche proprie delle pompe a trascinamento magnetico alla capacità autoadescante. Nelle pompe magnetiche, la parte della pompa a contatto con il liquido è composta da una girante calettata sul magnete interno, il quale ruota su di un albero statico per mezzo di boccole. Il tutto è sigillato ermeticamente da un bicchiere di contenimento che chiude sul corpo pompa.

Il moto è sincrono ed è trasmesso al rotore (costituito da magnete interno e girante) tramite il magnete esterno accoppiato direttamente sull’albero del motore elettrico. I due magneti non entrano mai in contatto e sono messi in movimento dalla sola interazione magnetica.

Sistema di Pompaggio per Contenitori IBC

Il sistema di pompaggio per contenitori di merce sfusa IBC è costituito da una pompa centrifuga a trascinamento magnetico HTM 10 inserita in una struttura in plastica facilmente trasportabile. Grazie ai suoi attacchi rapidi, la pompa può essere rimossa dal contenitore IBC ed essere agganciata ad un altro contenitore a seconda delle esigenze. Si tratta quindi di un sistema estremamente flessibile che si presta a svariate applicazioni.

Dispositivo Contro la Marcia a Secco

Per prevenire eventuali guasti alle pompe dovuti all’assenza di liquido, GemmeCotti fornisce un dispositivo contro la marcia a secco. Tramite soglia e temporizzazione regolabili, è possibile impostare la potenza minima ed il tempo di intervento del dispositivo.

Scelta del Modello di Pompa Corretto

Quando si ha a che fare con acidi o liquidi corrosivi è fondamentale scegliere il modello di pompa giusto. Per operazioni di scarico delle cisterne, GemmeCotti suggerisce l'utilizzo di pompe centrifughe con tenuta meccanica o pompe centrifughe magnetiche.

Pompe Centrifughe a Tenuta Meccanica HCO

Le pompe centrifughe a tenuta meccanica HCO sono la soluzione più indicata per applicazioni in cui è necessario pompare liquidi con presenza di solidi in sospensione. Il loro design con girante semi-aperta consente infatti il pompaggio di fluidi non puliti (solidi non abrasivi - max. 5% - dimensione max.

La tenuta di queste pompe è composta da un anello statico e da un anello rotante solidale all’albero della pompa che a sua volta è calettato sull’albero motore.

Applicazioni Speciali: Acquari

Le vasche espositive dei grandi acquari portano di fronte agli occhi del pubblico la meraviglia della biodiversità acquatica. La sopravvivenza delle specie acquatiche in acqua dolce e salata all’interno delle vasche è possibile grazie all’invisibile e complesso sistema di pompaggio dell’acquario. Si tratta di un’applicazione che implica l’utilizzo di acqua dolce e salmastra e dunque necessita pompe resistenti alla corrosione in grado di muovere ingenti quantità di liquido. Le materie termoplastiche utilizzate nella manifattura delle pompe GemmeCotti sono solide e leggere e non assorbono l’acqua.

Pompe a Trascinamento Magnetico

Le pompe a trascinamento magnetico presentano un design speciale, senza alcuna tenuta meccanica, che risulta particolarmente adatto al pompaggio di liquidi corrosivi; il design magnetico, unito all’utilizzo di materiali termoplastici anticorrosione, garantisce elevata resistenza chimica e assenza di perdite di liquido pompato o emissioni.

L’utilizzo di pompe centrifughe a trascinamento magnetico in materiale termoplastico, come ad esempio le pompe GemmeCotti della serie HTM PP/PVDF, è la soluzione ideale per applicazioni con presenza di acqua dolce e salata.

Pompe HAOD

Caratteristica fondamentale delle pompe HAOD è la versatilità di utilizzo: sono particolarmente idonee per applicazioni in industrie chimiche e farmaceutiche e all’interno di impianti per il trattamento acque. I dati tecnici evidenziano pressioni e prevalenze elevate e la compatibilità con un’ampia gamma di liquidi.

Pompe ATEX per Atmosfere Esplosive

ATEX è l’abbreviazione del termine francese “ATmosphères EXplosibles”, che in italiano si traduce come “Atmosfere Esplosive”. Si riferisce alle direttive dell’Unione Europea per la regolamentazione delle apparecchiature e dei sistemi di protezione destinati all’uso in atmosfere potenzialmente esplosive. La norma ATEX per l'UE è in realtà un insieme di direttive che mirano a proteggere i lavoratori dai rischi di esplosione in ambienti pericolosi.

NPSH (Prevalenza di Aspirazione Netta Positiva)

NPSH (prevalenza di aspirazione netta positiva) è uno dei principali parametri da considerare quando si seleziona una pompa. Ma a cosa ci riferiamo quando parliamo di NPSH? L’NPSH disponibile, abbreviato con NPSHa (dove la “a” sta per “available” in inglese) è un valore calcolato dal progettista dell’impianto in cui la pompa deve essere installata. Si definisce come la differenza tra la pressione assoluta di un fluido all’ingresso della pompa e il valore della tensione di vapore del liquido stesso.

L’NPSH richiesto (NPSHr, “required” in inglese) è invece un valore fornito da chi produce la pompa e descrive le perdite di energia che possono verificarsi all’interno della pompa quando un fluido viene immesso nel corpo pompa, attraverso la girante. Il valore è espresso in metri. Come abbiamo detto, l'NPSH è fondamentale nella scelta e nel dimensionamento di una pompa. Infatti, NPSHa deve essere superiore a NPSHr affinché la pompa funzioni correttamente.

Cavitazione

La cavitazione è un fenomeno fisico che può verificarsi in una pompa, e causa la formazione di bollicine di gas all’interno del liquido pompato quando la pressione del sistema scende al di sotto della tensione di vapore del liquido. Queste bollicine implodono all’istante quando il fluido viene immesso nella girante, subito dopo l’entrata della girante stessa, a causa dell’aumento di pressione.

L’implosione genera dei microgetti ad altissima pressione che colpiscono la girante, intaccandola gravemente e producendo vibrazioni e rotture. Per questa ragione il progettista dell’impianto deve tenere sempre presente i valori di NPSH. La curva delle performance della pompa solitamente include un grafico dell’NPSHr così che il progettista possa sempre tenerne conto. Infatti è necessario che l’NPSHr della pompa sia inferiore rispetto all’NPSHa dell’impianto. Solo se questo rapporto è rispettato la pompa potrà lavorare correttamente e verrà scongiurato il rischio della cavitazione.

Variabili Indispensabili per la Selezione di una Pompa

Come produttori di pompe, abbiamo quotidianamente a che fare con richieste di offerte incomplete, a causa della mancanza di dati essenziali per permetterci di offrire la migliore soluzione. Allo scopo di aiutare i nostri clienti a districarsi nella giungla di parametri, abbiamo definito una tabella delle principali variabili che devono essere prese in considerazione durante la selezione di una pompa. La seguente tabella mostra le variabili indispensabili che i nostri tecnici devono conoscere durante la fase di selezione. Infatti, dopo la selezione, i nostri tecnici innanzitutto confermeranno l’effettiva prevalenza e portata che possono essere raggiunte dalla pompa, oltre che il diametro della girante. Successivamente daranno al cliente i dati mostrati nella tabella di seguito.

Variabile	Descrizione
Fluido	Tipo di liquido, viscosità, densità, temperatura
Portata	Volume di liquido da pompare per unità di tempo
Prevalenza	Altezza verticale a cui il liquido deve essere sollevato
NPSH	NPSH disponibile e richiesto
Materiale	Materiale compatibile con il fluido

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