Pompe Idrauliche: Funzionamento e Tipologie
Le pompe idrauliche sono strumenti fondamentali per il trasferimento efficiente dei liquidi in una vasta gamma di applicazioni. La funzione principale delle pompe idrauliche è quella di movimentare le acque di flusso. Il funzionamento di una pompa idraulica dipende dal suo tipo, ma il principio di base è quello di generare un flusso di liquido attraverso l'uso di energia meccanica.
Le pompe per aspirare acqua sono progettate per creare un vuoto parziale all'interno del corpo della pompa, che a sua volta aspira il liquido da un serbatoio o da una fonte di approvvigionamento. Questo viene fatto creando una differenza di pressione tra la pompa e il punto di aspirazione.
Tipologie di Pompe Idrauliche
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: pompe autoadescanti, pompe centrifughe e pompe sommerse.
Pompe Volumetriche
Una prima comparsa delle pompe idrauliche avviene nel terzo secolo A.C. grazie ad Archimede, il quale progettò la pompa nota come Vite di Archimede: questo dispositivo era in grado di spostare grosse quantità di fluido, a basse prevalenze. Nello stesso periodo storico fece la sua comparsa la pompa Noria: si tratta di un meccanismo in grado di sollevare fluidi a più alte prevalenze, fino a 20/30 metri. Il funzionamento è quello tipico di un mulino, dove un corso d’acqua svolge la funzione di fonte di fluido e di energia meccanica.
Intorno al 1600 l’invenzione dei primi sistemi biella-manovella permise la creazione delle prime pompe a stantuffo, azionate dalla forza delle braccia. Le pompe alternative (o a stantuffo) sono caratterizzate dal moto rettilineo alternato di un organo mobile, lo stantuffo. Questo esercita una pressione sul fluido trasferendovi energia. Pompe volumetriche: sono caratterizzate da un moto alternativo degli organi mobili.
Pompe Centrifughe
Le pompe centrifughe sono costituite da una camera a sezione crescente, detta chiocciola o diffusore, collegata al centro con la condotta d’aspirazione e alla periferia con quella di mandata. All’interno della chiocciola gira a grande velocità (da 1500 a 3000 giri/minuto) un organo rotante, chiamato girante o impulsore.
La pompa cosiddetta centrifuga possiede un'entrata dell'acqua (definita aspirazione), posizionata in corrispondenza dell'asse centrale dell'elettropompa. L'accensione di un motore elettrico fa muovere alcune pale, dette giranti, che spingono i liquidi pompati dal centro della pompa, verso l'esterno.
Girante
Si tratta di un organo rotante, con forma e profilo diversi, innestato sull’albero del motore da cui riceve l’energia da imprimere al liquido. Le pompe centrifughe, quando si ha la necessità di superare alte prevalenze, mantenendo comunque alti i valori di portata, possono essere a multi-girante. In queste, un certo numero di giranti sono connesse con lo stesso albero. La geometria interna obbliga il liquido in uscita da una girante ad entrare in quella successiva. La pompa funziona così come diverse pompe in serie, ma con una compattezza maggiore.
Queste tipologie di pompe sono differenti da quelle centrifughe monogirante, perchè montano sull'asse diverse giranti, separate tra loro da diffusori, ovvero dei propri "raddrizzatori del flusso dell'acqua".
Sono presenti sul mercato sia pompe ad asse orizzontale che ad asse verticale. Queste ultime possono essere impiegate quando lo spazio disponibile per l’installazione è veramente esiguo, in quanto il motore è posto proprio sopra la pompa. Un particolare tipo di pompa ad asse verticale è la pompa SOMMERSA, in cui il motore elettrico è posto all’interno di un contenitore ermetico. Queste pompe possono, perciò, essere installate sotto il livello del liquido e sono utilizzate quindi per pompare acqua da pozzi particolarmente profondi o da serbatoi interrati.
Pompe Centrifughe Autoadescanti
Le centrifughe possono essere anche autoadescanti, queste pompe sono in grado, a differenza delle normali pompe centrifughe, di aspirare l’aria contenuta nella condotta d’aspirazione e di creare all’interno della pompa una depressione capace di assicurare l’aspirazione del liquido da pompare. Tali pompe sono a una girante, posseggono una buona prevalenza, ma hanno generalmente un rendimento inferiore rispetto alle normali pompe centrifughe, in considerazione del ricircolo di parte del liquido pompato.
Presentano dalla parte più esterna una camera separata in due settori che individuano la camera di aspirazione e la camera di mandata. Nella zona centrale delle due camere sono presenti rispettivamente una luce di aspirazione ed una luce di mandata. Posteriormente a questa camera esterna è presente una camera in cui ruota una girante aperta di tipo stellare, rotante con un gioco minimo, in modo da assicurare una elevata capacità d’innesco, lavora cioè a sfioramento con il corpo e la culatta della pompa, creando così una depressione che preleva il liquido che, dalla camera di aspirazione, tramite la luce di carico, viene trasferito alla luce di scarico e quindi alla camera di mandata.
Gli utilizzi principali delle pompe centrifughe includono il pompaggio di sostanze chimiche, di acqua, in agricoltura, galvanica, torri di abbattimento fumi e nel settore petrolchimico.
Pompe Rotative
Le pompe rotative sono caratterizzate dal moto rotatorio lento di organi mobili: ruote dentate o lobi. Il trasferimento dell’energia avviene esercitando una pressione sul fluido in maniera analoga alle pompe a stantuffo. Il funzionamento di una pompa rotativa prevede che per ogni rotazione venga spostato un volume fisso di fluido. Queste pompe sono autoadescanti e forniscono una portata quasi costante, indipendentemente dalla pressione.
Pompe ad ingranaggi che sfruttano il movimento di ingranaggi per pompare il fluido per spostamento.
Pompe Autoadescanti: Funzionamento Dettagliato
Parlare del funzionamento di pompe autoadescanti è un compito complesso ma interessante. Non è sempre semplice riuscire a capire come funziona e in che modo riuscire a sfruttare al meglio un’elettropompa autoadescante. Quindi pronto a scoprire cos’è, come funziona e come distinguere la elettropompa autoadescante da una tradizionale? Per questo motivo, come tutti i tipi di macchine, questa aspira da un livello più alto il liquido da pompare, ed è perciò che ha bisogno di un adescamento adeguato per riuscire a funzionare correttamente. Le pompe autoadescanti possono essere mosse sia attraverso un motore endotermico sia da un motore elettrico (elettropompa).
Una pompa è un dispositivo costruito per spostare i liquidi da un punto all’altro. I parametri che valutano l’efficacia di una pompa sono la portata e la prevalenza. Esplorando i tipi di pompa, esistono degli strumenti elettrici, dette elettropompe, che si distinguono in pompe di superficie e pompe sommerse: le prime, appunto si trovano al di fuori del liquido che devono prelevare e lo estraggono grazie a una condotta di aspirazione; le seconde, invece, sono immerse al suo interno.
In campo pratico, l’elettropompa autoadescante ha bisogno di essere riempita in precedenza con un fluido che attraverso una portina che viene posta sulla pompa. Dopo di ché questa si può azionare per innescare una turbolenza in grado di portare il fluido a salire e al contempo a pulire le tubazioni d’aria. Innanzi tutto, in queste pompe l’alimentazione fluisce in modo costante all’interno della pompa con ingresso A innescando poi il processo di pompaggio.
Nella prima situazione la membrana si ritrae creando un vuoto, mentre la sfera in aspirazione viene alzata da parte del risucchio del fluido. Questa permette così al fluido stesso, anche aria nel caso di messa della pompa in azione, di procedere al riempimento relativo della camera. Un altro sistema di funzionamento della pompa auto adescante prevede invece il gonfiamento della membrana e la spinta del fluido all’esterno della pompa. Con questo tipo di sistema è possibile permettere che il fluido venga aspirato anche quando non è invasata la pompa. Questo succede perché si va a sfruttare il movimento delle sfere che sono utilizzate come valvole per il non ritorno nella creazione di un vuoto all’interno del tubo per l’aspirazione.
Un’elettropompa autoadescante può lavorare e funzionare se riesce ad adescare ossia prendere un fluido da un contenitore oppure da una vasca con battente negativo. Ciò ne consegue che le pompe autoadescanti siano impiegate all’interno di situazioni con battente negativo.
Installazione e Funzionamento
Ogni pompa che andrà installata dovrà essere completamente piena di acqua e non contenere alcun minima particella d'aria, affinchè la possa trasferire energia all'acqua. La spurgo dell’aria avviene di solito al primo avviamento e la pompa deve essere in marcia.
In questo caso il livello dell'acqua nel serbatoio si trova ad un'altezza superiore rispetto alla pompa. L'acqua riempie la pompa cadendo dall'alto, spinta dal suo stesso peso dal serbatoio di raccolta. Il funzionamento dello spurgo è più complicato quando la pompa dovrà compiere un'aspirazione da un pozzo, cisterna o serbatoio che e’ posto al di sotto della pompa stessa. In questo caso la tubazione necessaria per l'aspirazione dovrà disporre di una valvola di non ritorno immersa nel serbatoio.
In concreto, le valvole di non risalita, saranno montate all'estremità del tubo di aspirazione e in corrispondenza di un filtro, costituito da una rete metallica, che blocchi l'aspirazione dello sporco, rimasto sul fondo del deposito dell'acqua. La massima altezza affinchè una pompa possa lavorare correttamente, detta anche capacità di autodescamento, è di circa 8-9 metri.
È 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.
Scelta della Pompa Autoadescante
Gli ambiti di impiego delle elettropompe autoadescanti sono diversi. Ma come scegliere le migliori pompe auto-adescanti? Semplice! La scelta dipende soprattutto dalle esigenze dell’utente finale. Ci sono diversi tipi di pompe come, ad esempio, le pompe sommergibili, quelle per l’irrigazione o quelle per la circolazione dell'acqua calda.
Lettura dei Dati Tecnici
Il disegno caratteristico di una pompa è caratterizzato da una curva. Come si leggono e interpretano le informazioni di questo schema, presente nella scheda tecnica di ogni pompa è molto semplice. Il grafico mette in relazione 2 assi che rappresentano da un lato la massima pressione (prevalenza) prodotta dell'elettropompa e dall'altro la lunghezza portata in litri/min. Come è facile intuire, conoscendo un minimo i principi fisici che regolano la pressione dei liquidi, la pompa avrà il massimo della prevalenza e quindi della forza, quando la portata sarà pari a zero. Ogni libretto delle istruzioni presenta un disegno di questo tipo.
Componenti Aggiuntivi e Sicurezza
Un aspetto da considerare nel momento in cui si volesse comprare un'elettropompa è che una per prelevare l'acqua e spostarla dovrà essere necessariamente collegata all'elettricità . Questo significa avere una pompa idraulica sempre attiva, indipendentemente dal fatto che avvenga o meno un consumo di acqua. Il funzionamento di un presscontrol dipenderà dalla pressione massima della pompa. Questo particolare strumento dovrà sempre tener conto della potenza della pompa elettrica.
Sarà indispensabile fare sempre riferimento ai dati tecnici riportati sulla confezione del presscontrol, dove è indicato certamente la potenza massima di corrente che potrà tollerare. Come dicevamo sopra, il compito di un presscontroll potrà anche essere svolto da un pressostato.
In questo articolo esploreremo una serie di termini chiave legati al mondo delle pompe. Scopriremo insieme il significato e l'importanza di questi termini nel contesto delle pompe. Continua a leggere per ampliare la tua conoscenza in questo affascinante settore.