Pompa Idraulica Flap: Funzionamento e Manutenzione

La Phoenix Range rappresenta un'evoluzione nell'ambito delle pompe a membrana, offrendo un mezzo efficiente ed affidabile per il trasferimento di fluidi in svariate applicazioni industriali. Queste pompe idrauliche volumetriche operano tramite il movimento alternato di due membrane contrapposte, spostando il fluido da un collettore di aspirazione inferiore attraverso il corpo pompa fino a un collettore di mandata. La loro denominazione in inglese, "Air Operated Double Diaphragm" (AODD), sottolinea che il movimento delle membrane è controllato pneumaticamente attraverso un distributore ad aria compressa.

Questo design versatile consente la gestione di una vasta gamma di fluidi in diverse condizioni di viscosità, con prestazioni eccezionali. Le pompe Phoenix Range possono aspirare il liquido da profondità notevoli e pompare a elevate prevalenze, rendendole adatte per molteplici applicazioni industriali.

Componenti Principali di una Pompa a Membrana

Per comprendere appieno il funzionamento e la manutenzione di una pompa a membrana, è essenziale conoscere i suoi componenti principali:

Il corpo centrale: Le estremità sono le camere d’aria contrapposte collegate dal distributore pneumatico.
Il distributore pneumatico: È il componente che garantisce un continuo scambio d’aria nelle due camere contrapposte mantenendo un rapporto quasi di 1:1 tra il volume di fluido e quello d’aria. È costituito da una boccola mobile collegata all’albero che gestisce l’apertura e la chiusura dei passaggi dell’aria da una camera all’altra della spola, il tutto racchiuso in un corpo cilindrico fisso per il carico e scarico dal corpo centrale.
Le membrane: Sono gli elementi elastici e i componenti principali della pompa a membrana che permettono lo spostamento del fluido. Sono costituite da gomme che per le loro proprietà chimiche cambiano in base all’ambiente d’utilizzo. Da un lato vengono a contatto con l’aria compressa e dall’altra col fluido di lavoro. Le due membrane, essendo perfettamente contrapposte, svolgono il lavoro opposto durante il ciclo di lavoro: quando una si gonfia, permettendo il pompaggio del fluido, l’altra si sgonfia creando un vuoto nella camera del fluido permettendo così l’aspirazione di quest’ultimo.
I corpi pompa: Sono le camere di passaggio del fluido della pompa pneumatica a doppia membrana. Essi contengono una valvola di non ritorno a sfera in aspirazione e una in mandata che si aprono e chiudono in maniera opposta in base alla fase di carico o scarico del fluido. Le valvole, composte da sfera, sede e gabbia, sono perfettamente concentriche al diametro dei canali di aspirazione e mandata del corpo pompa in modo da evitare trafilamenti del fluido e garantiscono il passaggio del fluido attraverso il diametro interno. La sfera poggia completamente sulla circonferenza interna per evitare inversione del moto del fluido e la gabbia la vincola al solo movimento verticale, non trasversale.
I collettori: Sono invece i canali di passaggio del fluido della pompa a doppia membrana. Abbiamo un collettore in aspirazione e uno in mandata. Essi collegano le due camere di lavoro contrapposte.

Principio di Funzionamento

Nelle pompe a membrana PHOENIX il fluido viaggia dal collettore inferiore di aspirazione al corpo pompa fino al collettore di mandata tramite il movimento alternato di due membrane contrapposte. In inglese è chiamata Air Operated Double Diaphram AODD in quanto il movimento è impresso alle membrane per via pneumatica attraverso un albero controllato da un distributore in cui viene introdotta aria compressa in una camera adiacente a quella di pompaggio. Grazie a questo meccanismo la pompa a membrana può essere chiamata anche pompa a membrana pneumatica o, con più precisione, pompa a doppia membrana pneumatica.

Nella pompa a doppia membrana le prevalenze del fluido di lavoro, nonostante le dimensioni abbastanza contenute, sono elevate: se già invasata può aspirare liquido da 9 metri e pompare fino a 9,8 d’altezza ad aspirazione innescata. Tali altezze possono essere limitate dalla viscosità del fluido stesso, maggiore è la viscosità minore è la prevalenza.

La pressione di alimentazione è invece vincolata dagli attriti tra i componenti del distributore e dai canali di passaggio che l’aria ha a disposizione. Il rapporto fluido-aria è circa 1:1.

Fasi Operative

Fase 1 lato aria: L’aria, tramite l’apertura dei canali del distributore, passa nella membrana sinistra che si gonfia. L’albero trascina la membrana di destra che si sgonfia convogliando l’aria in eccesso allo scarico.
Fase 1 lato fluido: Nella camera di sinistra il fluido sta uscendo dal collettore di mandata sotto la pressione creata dalla membrana. La sfera di aspirazione è chiusa e quella di mandata è aperta. Nella camera di destra si sta creando il vuoto (per lo svuotamento dell’aria della membrana) permettendo l’apertura della sfera di aspirazione e il passaggio del fluido attraverso il collettore di aspirazione.
Fase 2 lato aria: Finito il carico della membrana sinistra inizia il suo scarico. Si aprono così altri canali sul distributore che convogliano l’aria nella membrana di destra che si gonfia.
Fase 2 lato fluido: Quando la membrana di sinistra si scarica la camera sinistra si riempie di fluido. Si apre la sfera di aspirazione tramite il vuoto creato e il fluido passa attraverso il collettore di aspirazione.

Vantaggi delle Pompe a Membrana

Non stalla e non cavita: A differenza di una pompa centrifuga, la pompa a membrana pneumatica può lavorare con qualsiasi portata senza cavitare, il fluido non rischia di vaporizzare in quanto la pressione nella camera non sarà mai inferiore alla tensione di vapore del fluido.
È autoadescante: Grazie a questa caratteristica la pompa a membrana può aspirare fluido anche se posizionata al di sopra del pelo libero, anche con funzionamento a secco cioè senza liquido iniziale, fino a 4 metri d’altezza. Non rischia innalzamenti di temperatura e/o sfregamenti che danneggiano la pompa e le membrane.
Facilmente regolabile: È possibile variare la portata facilmente diminuendo il carico pneumatico di aria compressa in ingresso, oppure chiudendo il collettore d’aspirazione.
È in grado di elaborare quasi tutti i tipi di fluidi esistenti: Siccome la pompa a membrana è movimentata dall’aria compressa, con campi e pressioni di utilizzo più ampi e vari, le camere di pompaggio si riempiono e svuotano a prescindere dal liquido lavorato, movimentando anche sostanze molto dense o viscose.

Con le pompe a doppia membrana è possibile elaborare liquidi altamente acidi, corrosivi o alcalini, vernici, colle, liquidi ad alta viscosità fino a 50 CPS, prodotti alimentari, o liquidi con particelle solide fino a 2 mm di diametro nelle configurazioni più piccole e fino a 12 mm in quelle più grandi.

Scelta dei Materiali

La scelta del materiale della pompa a membrana è fondamentale per assicurare performance adeguate all’impianto, garantire la sicurezza degli operatori e dell’ambiente, la salvaguardia della pompa stessa e la compatibilità chimica e di temperatura del liquido con i materiali costruttivi.

I materiali si differenziano in base ai corpi pompa con collettori, alle membrane, alle valvole di non ritorno con la loro sfera e alle guarnizioni.

Materiali Comuni

PVDF: Pompa a doppia membrana con componenti in PVDF dove richiesta un’alta resistenza chimica agli acidi e alle alte temperature.
NBR: Idoneo per fluidi a base d’oli, petrolio, acqua, idrocarburi e tutte le sostanze chimiche blande. Ha un utilizzo abbastanza comune.
EPDM: Per soluzioni alcaline, acidi diluiti, chetoni e alcoli, oltre ad applicazioni con liquidi abrasivi.
PTFE: Ha una vasta compatibilità chimica oltre che ad un’elevata resistenza alla corrosione e proprietà antiadesive. Si presta bene ad applicazioni con alte temperature.
HYTREL: Membrane in HYTREL hanno una buona resistenza invece a basse temperature e all’abrasione. Hanno un utilizzo abbastanza comune.
SANTOPRENE: Membrane in SANTOPRENE sono ideali per soluzioni ed acidi diluiti.
AISI: Sfere in AISI se serve un’ottima resistenza all’abrasione e alla corrosione oppure liquidi molto viscosi.
VITON: Guarnizioni in VITON resistono bene al calore e agli agenti chimici aggressivi e agli idrocarburi.

Applicazioni Speciali

Pompe a membrana Phoenix ATEX: Le pompe a membrana ATEX sono progettate per operare in ambienti con atmosfere potenzialmente esplosive.
Pompe a membrana Phoenix FOOD: Le pompe a doppia membrana FOOD sono specificamente progettate e costruite per soddisfare gli standard richiesti per l'utilizzo in applicazioni che riguardano l'industria alimentare.

Manutenzione

Prima di varare è necessario verificare che sia stata eseguita una serie di manutenzioni e controlli volta ad assicurarne il corretto funzionamento e la sicurezza. Bisogna prevedere la sostituzione del fluido di trasmissione (ogni 4/6 anni o quando nello stesso notiamo emulsione d’acqua, indicativa di problematiche) dei flap e degli altri meccanismi ad azionamento idraulico, con verifica delle tenute dei pistoni idraulici. Ad ogni modo, ogni tre anni cambiamo sempre tali tubi flessibili anche se apparentemente sembrano in buone condizioni. Con l’occasione esaminiamo e regoliamo anche l’angolo di barra e l’angolo flap o trim.

Per far ciò poniamo i timoni perfettamente diritti rispetto all’asse di chiglia e verifichiamo sull’indicatore la posizione. Per i flap e i trim le procedure possono essere le stesse o differenti in base ai sistemi montati. In ogni caso verifichiamo che indichino lo “0” quando sono esattamente in linea con lo scafo semplicemente utilizzando uno spago mantenuto attaccato sotto la carena e tirato dietro: il flap non deve toccarlo.

Pertanto procediamo a verificare che tutte le prese si chiudano agevolmente azionando le leve dall’interno, assicurandoci che i passascafi non si muovano o presentino trafilamenti e che il metallo non sia deteriorato (caso tipico di metallo non più efficiente è quando presenta - qualora si tratti di bronzo o di ottone - un colore rossastro). elettrico, altrimenti smontiamo, puliamo e rimontiamo accorciando se possibile di qualche centimetro il cavo per migliorare il contatto. Possiamo riprovare anche con sboccante e/o gasolio. Successivamente ripetiamo le stesse operazioni lavando con molta acqua e spruzzando all’interno - a valvola chiusa e poi aperta - del silicone spray che lubrificherà e proteggerà la valvola. In tal caso eliminiamo questo primo anello, tagliandolo, e rimontiamo lo snodo all’anello successivo. A questo proposito, è molto importante avvitare energicamente i componenti dello snodo assicurando la filettatura con del bloccante chimico medio, per evitare che lo stesso possa allentarsi.

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