Pompa Acqua e Motore Idraulico: Funzionamento e Applicazioni
Le pompe ad acqua sono dispositivi essenziali utilizzati per movimentare fluidi in una vasta gamma di applicazioni. Esistono diversi tipi di pompe, come le pompe sommergibili, quelle per l’irrigazione o quelle per la circolazione dell'acqua calda.
Le differenti tipologie di pompe funzionano ognuna secondo le proprie modalità e finalità operative e costruttive, ma, in linea di massima, si possono suddividere in tre categorie principali: pompe autoadescanti, pompe centrifughe e pompe sommerse.
Tipologie di Pompe
Pompe Autoadescanti
Le pompe autoadescanti possono aspirare, durante l’avvio, l’aria presente nella condotta di aspirazione da una sorgente come un pozzo, un laghetto o un fossato. Quando l’aria sarà stata eliminata, la pompa inizierà ad aspirare acqua. E’ importante aver prima riempito il corpo pompa con acqua.
Queste pompe vengono in genere posizionate in luoghi asciutti, ossia fuori dall’acqua. Il motore aziona il corpo della pompa autoadescante, che è dotato di un raccordo di aspirazione e di un raccordo di mandata. Il raccordo di aspirazione consente alla pompa di aspirare l’acqua attraverso un tubo di aspirazione, la cui estremità è posizionata sott’acqua (nota: il tubo di aspirazione posto in acqua deve terminare con una valvola di non ritorno, altrimenti l'acqua aspirata fuoriuscirà dal tubo stesso).
Nel corpo pompa sono posizionate una o più giranti. In pratica, le giranti funzionano come le palette di un rotore che, grazie al movimento, esercitano una determinata forza di aspirazione e di mandata. Con la rotazione della girante, queste forze vengono attivate e la pompa può aspirare acqua fino a una profondità di 8 metri. Questo tipo di pompa ha una potenza in uscita (mandata) sempre molto più alta e viene indicata come prevalenza o pressione massima. Di norma, quante più giranti sono presenti tanto maggiore è la pressione che la pompa può esercitare.
Pompe Centrifughe Multistadio
Nelle pompe centrifughe multistadio, i giranti sono più di uno, e agiscono in sequenza durante il lavoro.
Pompe Idrauliche Sommerse
Le pompe idrauliche sommerse svolgono un lavoro specifico. E’ fondamentale che l’intera pompa sia coperta dall’acqua, “sommersa”, come indica il suo nome.
Pompe per Acque Sporche
La pompa viene collocata sotto il livello dell’acqua ma, diversamente da quella sommersa, una volta terminato di pompare l’acqua ha finito il suo compito e viene spenta. Grazie alla sua forma compatta e maneggevole, e al galleggiante integrato, è particolarmente adatta per pozzetti di scarico di dimensioni ridotte.
Può trovare applicazione come pompa portatile per casi di emergenza quali: prelievo d’acqua da serbatoi o fiumi, svuotamento di piscine e fontane o di scavi e sottopassaggi. Idonea anche per giardinaggio ed hobbistica in genere.
Circolatori Elettronici
I circolatori elettronici sono uno strumento importantissimo negli impianti di riscaldamento. Il loro lavoro è quello di portare l’acqua nel circuito dei termosifoni e, in alcuni tipi di impianto, anche ai rubinetti. Oggi i circolatori sono dotati di motore inverter.
I circolatori sfruttano al meglio l’energia meccanica fornita dal motore elettrico.
Stazioni di Raccolta e Sollevamento Acque
Le stazioni di raccolta e sollevamento acque sono altri meccanismi di manipolazione dell’acqua.
Motori Idraulici
I motori idraulici svolgono la funzione inversa delle pompe: convertono l’energia idraulica in energia meccanica di tipo rotatorio. Come per le pompe, anche per i motori esiste una ampia gamma di forme e principi costruttivi. Gran parte delle considerazioni costruttive fatte per le pompe volumetriche possono essere riferite anche ai motori volumetrici corrispondenti.
Principi di Funzionamento
Le pompe idrauliche sono macchine in grado di movimentare fluidi grazie all’energia prodotta da un motore in un circuito chiuso. La loro origine risale addirittura al terzo secolo A.C.: fu Archimede Pitagorico a progettare la prima pompa della storia. Nel corso dei secoli, il processo tecnologico ha prodotto costanti miglioramenti per questi dispositivi, adattandoli sempre di più alle esigenze dell’uomo. In tal senso, prima il motore a combustione, e poi quello elettrico, hanno sancito una svolta nella progettazione delle pompe idrauliche.
Motori LSHT (Low Speed High Torque)
Pochi tipi di motori sono utilizzabili sia a velocità di rotazione molto basse che a quelle superiori a 1000 RPM. I motori lenti detti anche motori LSHT (Low Speed High Torque) oltre a presentare basse velocità di rotazione presentano coppie elevate e sono ideali per tutte quelle applicazioni nelle quali l’utilizzatore richiede un carico notevole e basse velocità; infatti in questi casi un motore veloce, oltre a lavorare male, richiede ingombri e, quindi, costi molto più elevati.
Nell’esempio in esame, ciò è realizzato tramite un anello fisso che presenta una serie di condottini disposti in direzione assiale, di questi una metà (pari al numero delle camme) è posta in comunicazione con condotto toroidale in comunicazione con l’ammissione e l’altra metà con un condotto toroidale collegato allo scarico. Il rotore, all’interno del quale sono realizzati i cilindri in cui alloggiano i corrispondenti pistoni, presenta, per ciascun cilindro, un condottino disposto anch’esso in direzione assiale e collegato al cilindro stesso. Questo condotto, a causa della rotazione del rotore, viene in contatto, alternativamente, con i condotti fissi di alta e bassa pressione.
La versione multicorsa di questi motori presenta, al posto del piatto inclinato, un disco che è disposto perpendicolarmente all’asse di rotazione.
Tipologie di Pompe Idrauliche
Le pompe oleodinamiche vengono utilizzate nei sistemi idraulici in numerosi settori industriali. Esse convertono l’energia meccanica in energia idraulica, permettendo di muovere fluidi sotto pressione per generare forza e movimento. Una pompa oleodinamica è un dispositivo che trasforma l’energia meccanica, derivata solitamente da un motore elettrico o a combustione interna, in energia idraulica. Questo avviene attraverso il movimento di un fluido, tipicamente olio, che viene pressurizzato e fatto circolare nel sistema idraulico.
Pompe a Pistoni
Le pompe a pistoni sono tra le più efficienti e vengono utilizzate in applicazioni che richiedono alta pressione e precisione. Il loro funzionamento si basa sul movimento di pistoni all’interno di cilindri, che comprime il fluido e lo spinge nel sistema idraulico. Queste pompe possono essere a pistoni assiali o radiali, a seconda dell’orientamento dei pistoni rispetto all’albero motore.
Pompe a Ingranaggi
Le pompe a ingranaggi sono tra le più comuni e sono utilizzate per applicazioni che richiedono portate costanti e medie pressioni. Queste pompe funzionano grazie a due ingranaggi che, ruotando, intrappolano il fluido tra i denti e lo spingono nel sistema idraulico.
Pompe a Palette
Le pompe a palette sono caratterizzate da un rotore dotato di palette scorrevoli che spingono il fluido nella camera di compressione. Queste pompe sono utilizzate in applicazioni che richiedono pressioni moderate e sono apprezzate per il loro funzionamento silenzioso e la capacità di gestire fluidi con viscosità variabile.
Solo i motori a palette fanno eccezione in quanto all’avviamento, per l'iniziale assenza delle forze centrifughe, le palette non riescono ad aderire sufficientemente ai fianchi dello statore per fare una adeguata tenuta, conseguentemente la coppia di avviamento si riduce notevolmente.
Applicazioni delle Pompe Oleodinamiche
Le pompe oleodinamiche trovano applicazione in una vasta gamma di settori, tra cui l’industria manifatturiera, la costruzione, l’agricoltura e l’automazione.
Uno dei principali vantaggi delle pompe oleodinamiche è la loro capacità di fornire elevata potenza con dimensioni e peso relativamente contenuti.
Altri Tipi di Pompe Idrauliche
Le diverse tipologie di pompe, analizzate in questo articolo, trovano la loro applicazione in altrettanti campi: da quello agricolo a quello sanitario. La scelta del dispositivo più adatto alle proprie esigenze dipende, dunque, dall’utilizzo cui è destinato.