Pompa Idraulica: Funzionamento e Manutenzione Dettagliata
Le pompe oleodinamiche sono componenti idraulici impiegati per trasmettere energia al liquido pompato, trasformando l’energia meccanica ricevuta in energia idraulica, quindi in energia di posizione, velocità e pressione. Per farlo, è bene innanzitutto conoscere le più frequenti modalità di guasto, le possibili cause e anche i rimedi più efficaci.
Prendersi cura di un'elettropompa è essenziale per farla durare a lungo e garantirne un'elevata efficienza. Per questo sarebbe importante, al fine di preservare il funzionamento del galleggiante e dei quadri elettrici, che venisse eseguita anche una manutenzione elettrica.
In questo articolo prenderemo in considerazione le più comuni pompe rotative ad ingranaggi esterni. Come si sottolineato all’inizio di questo articolo, la pompa costituisce il cuore di ogni impianto oleodinamico, per cui è fondamentale conoscerne le modalità di guasto, le possibili cause ed i rimedi più efficaci.
Tipi di Pompe Volumetriche
È opportuno precisare subito che una pompa volumetrica, di qualunque tipo essa sia, eroga semplicemente una portata che può essere considerata circa costante, mentre il livello di pressione alla mandata non dipende dalla pompa ma soltanto dal circuito a valle della stessa. Tutte le pompe che qui di seguito verranno presentate, hanno una caratteristica in comune, ossia sono tutte pompe volumetriche.
Cilindrata
Con il termine cilindrata di una pompa si indica il volume teorico di liquido spostato (aspirato ed espulso) in una rotazione completa dell’albero motore. Nel ciclo reale si hanno una serie di perdite che vanno ad incrementare l’area del ciclo e quindi la potenza interna richiesta dalla macchina.
Inoltre, a causa delle perdite di tipo meccanico, la potenza assorbita dalla pompa è superiore alla potenza interna: si introduce, a tal fine, il rendimento meccanico ηm pari al rapporto tra la potenza interna e quella assorbita.
Il rendimento globale della pompa ηP, che appare nella espressione precedente, è definito come il rapporto tra la potenza idraulica conferita al fluido dalla pompa e la potenza meccanica assorbita attraverso l’albero motore ed è esprimibile come prodotto dei rendimenti volumetrico, idraulico e meccanico prima introdotti.
All’avviamento della pompa, nei vani viene trasportata, dall’attacco di aspirazione a quello di mandata, solo l’aria presente nelle tubazioni dall’aspirazione al serbatoio. Affinché il funzionamento della pompa sia corretto, è necessario che i vani siano a tenuta pressoché perfetta, in modo da garantire un trasporto del fluido senza perdite rilevanti.
Pompe ad Ingranaggi Esterni
Le pompe ad ingranaggi esterni hanno cilindrate comprese tra 0.2 e 200 cm3, con una pressione massima di esercizio di circa 300 bar e una velocità di rotazione compresa fra i 500 e i 6000 RPM.
La ruota dentata primaria (2) ruota nel senso indicato dalla freccia (vedi figura 2), trascinando la ruota dentata secondaria (3), in senso di rotazione contrario. A seguito della rotazione, si rendono liberi i vani di dentatura: la conseguente depressione che viene generata e l’azione della pressione atmosferica, fanno in modo che il fluido affluisca nella camera di aspirazione E. Il fluido riempie i vani dei denti e, percorrendo la parte esterna, viene spinto verso l’uscita P, la cosiddetta mandata: per un buon rendimento volumetrico occorre tenere sotto controllo il gioco di accoppiamento laterale (rasamento sui fianchi) tra ingranaggi (5) e gli organi di tenuta, le ralle (6). Inoltre questo tipo di pompe sono dotate di cuscinetti di sostentamento e bilanciamento idrostatico funzionanti tramite i dischi (7), i quali, spinti dalla pressione del sistema, premono sui fianchi degli ingranaggi.
Pompe ad Ingranaggi Interni
La caratteristica più rilevante delle pompe ad ingranaggi interni è la bassa rumorosità. Mettendo in rotazione il rotore dentato accoppiato al motore di azionamento il volume fra i fianchi dei denti aumenta e la pompa aspira. L'aumento di volume interessa un angolo di rotazione di circa 120°, per cui il vano si riempie in un tempo relativamente lungo. Nella zona delimitata dall'elemento di riempimento a forma di falce il fluido viene trasportato senza variazione di volume.
Pompe a Vite
Le pompe a viti, così come le pompe ad ingranaggi interni, presentano una notevole silenziosità di funzionamento. L’albero ad elica destra, viene accoppiato al motore dal quale riceve la coppia e trasmette il movimento rotatorio all’altro albero, munito di elica sinistra. Dal punto a minor distanza tra le due circonferenze, procedendo in senso orario si ha dapprima un progressivo aumento del volume delle camere, per poi subire una diminuzione progressiva.
Pompe a Pistoni Radiali
Nelle pompe a pistoni radiali con albero eccentrico, l’albero rotante eccentrico genera movimenti radiali dei pistoni inseriti nel corpo esterno fisso. Le pompe a pistoni radiali vengono generalmente progettate con un numero di pompanti dispari, poiché un numero di pompanti pari - anche se maggiore - presenta una pulsazione di portata superiore. In questo tipo di macchina il movimento rotatorio dell’albero si trasforma in un moto oscillatorio dei pistoncini (pompanti) nella direzione parallela a quella dell’asse di rotazione. Mettendo in rotazione l’albero il blocco cilindri viene trascinato dall’accoppiamento scanalato.
Pompe a Pistoni Assiali
L' unità a pistoni assiali a blocco cilindri inclinato (detta anche ad asse inclinato) è una macchina volumetrica i cui pistoni, insieme al blocco cilindri in cui scorrono, sono montati in posizione inclinata rispetto all'asse dell’albero. Ad ogni giro completo dell'albero i pistoni compiono nei rispettivi alloggiamenti ricavati nel blocco una corsa di andata e ritorno, la cui entità è proporzionale all'angolo d'inclinazione.
Manutenzione Ordinaria: Passaggi Chiave
Un ulteriore parametro fondamentale, indicatore dello stato di salute della pompa, è il Rendimento: esso viene considerato normale se pari a 95% o comunque superiore a 90%.
Accesso e Smontaggio della Pompa
La prima operazione da eseguire è quella di accedere all'interno della pompa idraulica. Per raggiungere questo risultato bisognerà sbloccare con chiave le viti tra culatta e corpo. Per velocizzare questa operazione e svitare la culatta più facilmente bisognerà alternare lo sbloccaggio tra le viti opposte tra loro.
E' arrivato il momento di sbloccare con l'apposita chiave le viti poste tra corpo e flangia del motore. Anche in questo caso, per svitare più velocemente, sarà utile alternare lo sbloccaggio fra viti poste sui lati opposti.
Rimozione della Girante
Bisognerà ora rimuovere la girante e per farlo occorrerà utilizzare l'apposito estrattore. Si tratta di uno strumento appositamente indicato per questo scopo e indispensabile quando occorre fare una buona manutenzione di pompe destinate al sollevamento delle acque.
Intervento sulla Tenuta
Infilare la controfaccia della tenuta nell'apposito tampone, stando attenti a lasciare l'OR, verso l'esterno. Mettere dell'olio di glicerina sull'OR della controfaccia, in modo tale da lubrificarlo. Spingere con il tampone la controfaccia, direzionandola nella sua sede.
Inserire una vite in un qualunque foro della flangia motore. Infilare quindi il corpo pompa sull'albero del motore. Questo passaggio merita le dovute attenzioni, considerato che bisognerà evitare che l'albero del motore possa toccare la controfaccia della tenuta e inficiare l'operazione. Avvitare a mano la vite posizionata in precedenza e quindi proseguire con tutte le restanti viti.
Occorrerà ora lubrificare anche il labbro della parte rotante e l'estremità dell'albero. Inserire la parte rotante dell'albero con le mani, per poi proseguire questa operazione con un tampone cavo, fino a battuta con la controfaccia. Far entrare a mano la linguetta nel suo comparto, attraverso la scanalatura del tampone.
Rimontaggio della Girante e della Culatta
Ricollocare la girante sull'albero, spingendola con la mano. Colpire il mozzo della girante con un martello dotato di rivestimento in gomma morbida, in modo tale da farlo aderire per bene. Colpire, mediante tampone cavo, il mozzo della girante affinchè affinchè sia ben saldo anche lui all'interno.
Inserire l'OR nella scanalatura presente sulla parte più interna della culatta. Far aderire quindi la culatta al resto della pompa. Riavvitare le sei viti a mano, alternando sempre una di sopra con una di sotto.
Manutenzione dell'Olio Idraulico
Come il sangue scorre nelle vene e nei condotti tutti del corpo umano, così l’olio idraulico alimenta e lubrifica ogni ingranaggio, pompa, cuscinetto o altro componente di un sistema oleodinamico.
L’olio deve essere controllato dopo le prime 100 ore e va verificato che la classe d’olio soddisfi i requisiti della pompa utilizzata. Cambiare o pulire necessariamente o come indicato sui filtri forniti con indicatore visivo. Deve essere pulito dopo 10 ore di funzionamento inizialmente e successivamente ogni 100 ore. Mantenere sempre il livello dell’olio.
La pulizia o sostituzione dei filtri dell'impianto viene effettuata per evitare la grippatura della pompa. Durante lo smontaggio dei filtri viene valutata la necessità della loro sostituzione oppure la semplice pulizia. Mantenere in circolo all'interno dell'impianto olio sporco, che contiene detriti o microparticelle, mette a rischio tutti i compenenti dell'impianto oltre a ridurne la pressione di utilizzo.
Utilizzare contenitori, tubi e impianti puliti durante il riempimento del serbatoio. L’olio bollente nell’impianto idraulico delle vostre apparecchiature è una delle cause principali di scarso funzionamento, guasto dei componenti e tempi di fermo macchina. L’olio del sistema idraulico è stato progettato per funzionare entro un preciso intervallo di temperatura.
Si può far funzionare a temperature più elevate per brevi periodi di tempo, ad intermittenza, senza effetti negativi. “Olio bollente” è un termine relativo. Nella maggior parte dei casi, circa 49°C al serbatoio è considerata una temperatura operativa ideale. Controllare sempre la temperatura dell’olio nel serbatoio, non su un componente o in nessuna delle tubazioni.
Alcuni sistemi idraulici sono progettati per funzionare a circa 54°C o più. Se le valvole di controllo del flusso o di scarico sono in funzione, controllare e regolare le loro impostazioni. Mantenere l’apparecchiatura pulita. Uno spesso strato di sporco funge da isolante. Nei giorni e nei climi caldi, controllare e cambiare l’olio più frequentemente.
Controllo della Temperatura dell'Olio
Esistono diversi modi per controllare la temperatura dell’olio. Il metodo migliore e più accurato è per mezzo di un termometro. Su alcune macchine, questo è montato sul serbatoio. Se la tua macchina non ha un termometro del serbatoio, usa il “test della mano”. Prima controlla il serbatoio con la punta del dito; se non è troppo caldo da toccare, posiziona il palmo sul serbatoio. Sarai in grado di tenerlo lì senza disagio se la temperatura dell’olio è di circa 55°C o inferiore.
Il controllo periodico della temperatura dell’olio è una buona manutenzione preventiva. L’olio che è diventato troppo caldo apparirà più scuro e si sentirà più sottile dell'olio nuovo. Avrà anche odore di bruciato. Sfiato d’aria interrotto. Si può verificare un'azione elettrolitica con alcuni metalli. Viscosità del fluido troppo bassa.
Valvole e Manutenzione Preventiva
Una valvola bloccata può causare calore eccessivo. Se una bobina non torna immediatamente nella posizione neutra, il flusso della pompa si scaricherà continuamente. Se una valvola limitatrice è impostata su un valore troppo basso, parte dell’olio verrà scaricato attraverso la valvola stessa ad ogni ciclo. Anche questo è fonte di eccessivo calore.
Efficienza della Pompa e Risoluzione dei Problemi
Non è un segreto che una pompa che funziona al massimo dell’efficienza utilizzi meno carburante, vada incontro a meno tempi morti e costi di meno. Il tempo necessario per la manutenzione della pompa è in realtà un investimento sia in termini di prestazioni che di durata. Prendere nota del flusso di scarico. È visibilmente diminuito? stesso lavoro rispetto al passato?
Per determinare la causa di qualsiasi diminuzione del flusso, la pressione di scarico e di aspirazione del vuoto deve essere misurata mentre la pompa è in funzione. Se la pressione di mandata della pompa di aspirazione del sottovuoto sono stati misurati all’accensione, le ultime letture dovrebbero essere confrontate a quelle registrate originariamente. Quando si verificano questi problemi ad un qualsiasi tipo di pompa e al relativo sistema, occorre leggere anomalie nella lettura dei valori.
Una lettura superiore al normale per quanto concerne la pressione di scarico indicherà una diminuzione di aspirazione del vuoto, e potrebbe essere un segno di una linea di scarico intasata o parzialmente ostruita, una valvola chiusa, presenza d’aria che impedisce una corretta evacuazione oppure qualsiasi ostruzione esterna rispetto al punto in cui è stato installato il manometro all’interno della linea di scarico. Entrambi gli indicatori possono anche diminuire. Se lo fanno, il problema si trova tra gli indicatori di livello. In questo caso, il problema è all’interno della pompa.
Un intasamento dell’occhio della girante, l’usura e l’aria indotta nella linea di aspirazione sono tutte cause che inducono a letture basse. Si noti che in questi casi le lancette quasi sempre scattano avanti e indietro. Molto comunemente, bassi adescamenti possono essere attribuiti a un gioco eccessivo della manopola.
Verifica del Vuoto e delle Componenti
Generalmente, un controllo di massima del vuoto è utile per determinare la posizione del problema. Riempi la pompa con la quantità minima di acqua che il corpo a spirale è in grado di mantenere normalmente per il normale adescamento. Per farlo, è sufficiente rimuovere la valvola a cerniera di aspirazione, adescare il corpo a spirale ed innescare la pompa.
Installa un vacuometro dal lato di aspirazione della pompa e chiudi una valvola nella linea di aspirazione esterna. Se non ci sono valvole nella linea di aspirazione, può essere installata una guarnizione senza un foro interno in un giunto per tubi per creare un effetto “valvola”. Energizzare la pompa e ispezionare il vacuometro. La pompa tirerà a vuoto contro la valvola chiusa o la guarnizione. Questa lettura corrisponderà alla capacità di spinta della pompa.
Anche cuscinetti usurati possono causare un rumore eccessivo. Il rumore dovrebbe essere riconoscibile come meccanico o idraulico. Far funzionare la pompa per breve tempo senza acqua. Se il rumore non è più presente, è di natura idraulica. Se è presente il rumore dopo la rimozione del prodotto, allora è di tipo meccanico.
Se la valvola di controllo di aspirazione di una pompa è intasata, il filtro può essere troppo grande o troppo piccolo, o il gioco della valvola potrebbe essere troppo ampio. In questo caso, molto probabilmente, il flusso di liquido all’interno o all’esterno della pompa è limitato. Potrebbe esserci un gioco errato della girante che rallenta l’adescamento, il filtro di aspirazione o la porta del ricircolo nel corpo a spirale può essere intasato limitando la capacità della pompa nel gestire l’aria attraverso la linea di rilascio dell’aria. Il flusso d’aria presente nella valvola di rilascio o nella linea di scarico finale può essere ostruita.
Non aprire mai una pompa a caldo. Lasciare che la pompa si raffreddi del tutto prima dell’apertura. Picco di efficienza e redditività.
Sigillatura e Ispezione
Utilizzando un misuratore del vuoto, assicurarsi che la linea di aspirazione, i raccordi e i tappi dei tubi siano a tenuta d’aria. Utilizza sigillanti per tubi e stoppa per sigillare i tubi. Risulterà normale avere delle letture errate durante questo tipo di controlli e regolazioni. Alla chiusura, la lettura del misuratore dell’aspirazione mostrerà la distanza verticale dalla tacca del misuratore al livello del prodotto.
Il rivestimento di gomma di un tubo di aspirazione può distaccarsi dal tessuto, causando il blocco parziale della linea. Se la pompa sviluppa un alto vuoto ma pressione di scarico bassa, il rivestimento del tubo flessibile può esserne la causa, bloccando il flusso di aspirazione. In questo caso, le letture dei valori durante il funzionamento saranno superiori ad una situazione normale che contempla un rivestimento aderente al tubo.
Ispezioni frequenti e la pulizia del filtro di aspirazione sono particolarmente importanti quando si pompano liquidi che contengono solidi. Le letture della portata durante il funzionamento potranno risultare superiori al normale, se i detriti ostruiscono il flusso che scorre attraverso il filtro.
Test di Arresto e Regolazione
Una piastra di copertura rimovibile può consentire l’accesso rapido quando si rende necessaria l’ispezione dell’usura della piastra della girante. E’ possibile effettuare un test di arresto per misurare l’usura interna. Avviare la pompa e permetterle di raggiungere la portata massima. Chiudere lentamente una valvola di scarico e registrare le letture relative all’aspirazione e allo scarico.
L’efficienza del pompaggio risulterà ridotta se il gioco tra la girante e la piastra di usura o l’usura degli anelli è oltre i limiti raccomandati. Se il gioco è inferiore a quanto raccomandato, i componenti subiranno usura da sfregamento, causando uno sforzo del motore. Controllare il gioco della girante nelle specifiche del manuale della pompa e operare le necessarie regolazioni all’occorrenza.
Tenute e Cuscinetti
Le migliori pompe sono dotate di una doppia tenuta, che viene lubrificato in pressione da coppa del grasso spinta da una molla o da un anello lubrificato. Alcune pompe sono dotate di un unico sigillo che è lubrificato dal liquido pompato. La sabbia o altri solidi possono provocare una rapida usura della guarnizione. Controllare e sostituire la guarnizione se usurata.
Il test di depressione massima (a vuoto) aiuterà ad identificare l’integrità di tenuta della pompa. Cuscinetti usurati possono causare il traballamento dell’albero. Alla fine la pompa diventa rumorosa e tende a surriscaldare. Cuscinetti usurati causeranno delle letture di amperaggio più elevate e provocheranno prima o poi fermi e blocchi.
Motore e Componenti Aggiuntivi
La pompa potrebbe non sempre raggiungere la potenza necessaria per operare in modo efficiente. Il motore dovrebbe essere sottoposto a regolazione periodica e avere bisogno di manutenzione. Controllare il corretto funzionamento dei dispositivi di rilascio dell’aria, delle valvole, valvole di ritegno e dei dispositivi di controllo anti-shock.
Vecchie linee di scarico sono soggette a corrosioni e incrostazioni che causano perdite di tenuta, attrito e possono ridurre il flusso di ben il 15%.
Riparazione e Sostituzione
La riparazione delle pompe idrauliche è fondamentale per garantire il corretto funzionamento degli impianti di pressurizzazione dell’acqua, pompe sommerse, autoclavi e altre applicazioni idrauliche. Se la tua pompa idraulica non funziona correttamente, perde pressione o fa rumori insoliti, i nostri tecnici qualificati possono intervenire per diagnosticare e risolvere il problema rapidamente.
Le pompe di pressurizzazione garantiscono una corretta distribuzione della pressione dell’acqua in edifici residenziali e commerciali. Se la tua pompa idraulica è troppo vecchia o danneggiata per essere riparata, offriamo un servizio di sostituzione delle pompe idrauliche.
Manutenzione Programmata
La manutenzione programmata delle pompe idrauliche è fondamentale per prevenire guasti improvvisi e garantire un funzionamento continuo ed efficiente. Le pompe autoclave sono essenziali per mantenere la pressione dell’acqua costante in condomini e abitazioni. Le pompe sommerse sono utilizzate per prelevare acqua da pozzi o serbatoi interrati e possono essere soggette a malfunzionamenti a causa dell’usura o dell’accumulo di sedimenti.
Le guarnizioni e le valvole delle pompe idrauliche possono usurarsi nel tempo, causando perdite o riducendo l’efficienza della pompa. Il motore elettrico è il cuore della pompa idraulica e un suo malfunzionamento può compromettere il funzionamento dell’intero impianto. Con anni di esperienza nella riparazione delle pompe idrauliche a Roma, garantiamo interventi professionali, tempestivi e duraturi.
Tabella riassuntiva dei controlli principali:
| Componente | Controllo | Frequenza |
|---|---|---|
| Olio idraulico | Livello, temperatura, pulizia | Ogni 10-100 ore |
| Filtri | Pulizia o sostituzione | Ogni 10-100 ore |
| Tenute e guarnizioni | Integrità e usura | Periodicamente |
| Valvole | Funzionamento corretto | Periodicamente |
| Cuscinetti | Rumore e usura | Periodicamente |