Pompe per Prova Idraulica: Funzionamento e Tipologie
Le pompe per prova idraulica sono strumenti essenziali per il test e la verifica di diversi tipi di impianti, inclusi quelli idraulici, antincendio, di riscaldamento, acquedotti e recipienti a pressione.
Tipologie di Pompe per Prova Idraulica
Esistono diverse tipologie di pompe utilizzabili per le prove idrauliche, ognuna con caratteristiche specifiche adatte a diverse applicazioni.
Pompe ad Ingranaggi
Le pompe ad ingranaggi per impianti oleodinamici, sia in configurazione singola che multipla (a due o più stadi), sono tra i componenti più impiegati nei moderni impianti oleodinamici. Esse uniscono in sé caratteristiche di versatilità, resistenza e lunga durata.
Il corpo è un profilato in lega di alluminio ottenuto attraverso processo di estrusione. Flange e coperchi sono costruiti in speciali leghe d'alluminio ad alta resistenza per le micropompe e per i modelli della serie ALP; sono invece fusioni in ghisa sferoidale per i modelli della serie GHP.
Le ruote dentate sono realizzate in acciaio speciale; il processo di produzione comprende le fasi di cementazione e di tempra; la successiva rettifica e superfinitura permettono di ottenere un elevatissimo grado di finitura superficiale.
Le boccole sono ottenute attraverso processo di pressofusione utilizzando una speciale lega di alluminio che unisce doti di antifrizione ad una elevata resistenza. Per le pompe ad ingranaggi di tipo GHP sono inoltre dotate di cuscinetti a strisciamento con rivestimento in materiale antifrizione.
Per ottenere dalle pompe le migliori condizioni in termini di durata e prestazioni è consigliato seguire le raccomandazioni e i suggerimenti di installazione ed utilizzo indicate nel presente catalogo. È inoltre importante dotare l’impianto di idonei sistemi di sicurezza, di strumentazione affidabile e di sistemi adeguati atti ad evitare turbolenze nel fluido, in special modo sul condotto di ritorno al serbatoio, e ad evitare l’entrata in circolo nel sistema d’aria, acqua, o contaminanti di vario genere.
In caso di funzionamento con pressione in aspirazione maggiore del valore indicato è disponibile la versione speciale “TR”. Tale versione è disponibile solo per la tipologia di micropompe. l’estrema riduzione delle tolleranze che contraddistinguono i piccoli componenti delle micropompe e il loro conseguente funzionamento con giochi ridotti, possono essere irrimediabilmente compromessi se non si pone estrema cura nel mantenere il fluido pulito.
È comunemente accertato che le particelle circolanti continuamente nel fluido agiscono come agente abrasivo danneggiando le superfici con cui vengono a contatto e contribuendo alla formazione di ulteriore contaminante. Per questo raccomandiamo di porre molta attenzione alla pulizia in fase di avviamento e al mantenimento della stessa nell’impianto.
Gli interventi necessari per controllare e limitare il grado di contaminazione devono essere effettuati in maniera preventiva e correttiva. Le azioni preventive comprendono l’accurata pulizia dell’impianto durante la fase di montaggio, la conseguente eliminazione delle bave residue, delle scorie delle saldature ecc., ed il trattamento del fluido prima del riempimento.
L’iniziale livello di contaminazione del fluido usato per riempire l’impianto non dovrebbe superare la classe 18/15 (rif. ISO 4406). Tale livello potrebbe essere superato anche da fluidi nuovi; prevedere quindi una adeguata filtrazione anche al momento del riempimento dell’impianto e comunque ad ogni rabbocco. Dimensionare adeguatamente il serbatoio facendo in modo che abbia una capacità almeno doppia rispetto al volume del fluido spostato dalla pompa in un minuto di funzionamento.
Il controllo e la correzione dei livelli di contaminazione del fluido durante il funzionamento si ottiene attraverso l’installazione di filtri aventi la funzione di trattenere le particelle trasportate dal fluido. Due sono i parametri che determinano la buona scelta del filtro: il potere assoluto di filtrazione e il rapporto di filtrazione β. Bassi valori di potere assoluto di filtrazione e alti valori del rapporto di filtrazione β per particelle di piccole dimensioni concorrono a garantire buone caratteristiche di filtrazione. È pertanto molto importante limitare, oltre alle dimensioni massime, anche il numero delle particelle di più piccole dimensioni che oltrepassano il filtro.
Risulta pertanto evidente che, all’aumentare della pressione di esercizio e al grado di sofisticazione dell’impianto, la filtrazione deve diventare sempre più efficace. bruschi cambiamenti di direzione, piccoli raggi di curvatura, improvvise variazioni di sezione e la loro lunghezza non deve essere eccessiva o sproporzionata; la sezione dei condotti deve essere dimensionata affinché la velocità del fluido non ecceda i valori consigliati.
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 girante è 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. 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. 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.
Le pompe centrifughe autoadescanti a canale laterale 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 Volumetriche
Le pompe volumetriche sono caratterizzate da un moto alternativo degli organi mobili. 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 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.
Pompa Provaimpianti Elettrica FABER
La Pompa Provaimpianti Elettrica FABER è uno strumento essenziale per il test e la verifica di tutti i tipi di impianti idraulici, antincendio, riscaldamento, acquedotti e recipienti a pressione.
- Pressione Regolabile: La pompa consente di regolare la pressione fino a 80 bar, garantendo una flessibilità completa per diverse applicazioni.
- Manometro Stabilizzato: Il manometro è stabilizzato con glicerina, offrendo letture precise e affidabili anche in condizioni operative dinamiche.
- Alimentazione Flessibile: La pompa può essere alimentata direttamente dall’acquedotto o aspirando acqua da un serbatoio, offrendo una grande flessibilità di utilizzo in diversi ambienti.
- Tubo di Collaudo: Il tubo di collaudo è progettato per resistere a pressioni fino a 140 bar, con raccordi pressati e un attacco cilindrico alla pompa dotato di o-ring di tenuta.
- Tubo Aspirazione con Filtro: La pompa è dotata di un tubo di aspirazione completo di filtro e un raccordo di collegamento rapido, garantendo un flusso costante e pulito di acqua.
Considerazioni Importanti
In considerazione di ciò, la norma ha sancito quali tipi di pompe devono essere usati e per quali altri se ne sconsiglia l’adozione. Gli impianti con pompe orizzontali soprabattente sono impianti complessi ed ad elevato rischio di “disponibilità”.
Un sistema che dipende da una valvola di fondo e da un circuito di adescamento è inaccettabile nelle normali applicazioni industriali, tanto più se è a servizio di un sistema di sicurezza. Le pompe sommerse invece sono state progettate per essere installate in pozzi, in acque di falda pressoché assolutamente pulite ed in posizione verticale, affinché il motore possa venir raffreddato durante il funzionamento.
In assenza di questi requisiti, le pompe sommerse diventano poco affidabili e indisponibili. Se ammettessimo una caduta di prevalenza in quella zona, sarebbe necessario individuare quando questo accada (al 10%, al 20% o al 50% della portata di progetto? Una curva molto ripida (fig 3), al contrario, crea problemi nel dimensionamento di una rete sprinkler.
Anche se la rete idranti non richiede “normativamente” le verifiche sulle diverse aree, va da sé, che nella progettazione sia necessario rapportare la curva dell’impianto con quella caratteristica della pompa, soprattutto in reti complesse o reti miste nuove ed esistenti.
La scelta di curve “piatte” è di fatto prevista sia dalla UNI EN 12845 nei sistemi precalcolati, che richiede il 140% di portata a non meno del 70% della prevalenza, che dalla norma NFPA 20, dove addirittura questi valori, per tutte le pompe salgono al 150% della portata a non meno del 65% della prevalenza. Con tali valori le curve di impianti anche diversi, non avranno problemi ad adattarsi.
Le tolleranze sulla prevalenza e sulla portata non siano inferiori a “0”, ( la ISO 9906 livello 2 prevede tolleranze negative sulle prestazioni molto ampie ). Va evidenziato invece, che la curva caratteristica di una pompa di pressurizzazione, sia invece importante che sia ripida, permettendo cosi una buona regolazione e controllo della pressione della rete antincendio.
E’ invece il primo accessorio nella sequenza fisica, sulla condotta aspirante, che, aumentando la superficie laterale d’ingresso, riduce drasticamente la velocità del flusso, a vantaggio di una bassissima turbolenza. 2. Una condotta rettilinea e di tratto sufficientemente lungo (la norma UNI EN 12845 richiede 2 volte il diametro della condotta) è l’unica possibilità per mantenere un flusso il più possibile lineare e ordinato.
Restando in tema di problemi che si possono verificare nella condotta di aspirazione, va evidenziato che l’uso di valvole a farfalla, è da evitare, poiché queste riducono la sezione di passaggio (a parità di sezione ovviamente). Se il valore di NPSHd (disponibile) varia con le caratteristiche dell’impianto, quindi con le perdite di carico della condotta, con la tensione di vapore del liquido, con la pressione barometrica, con l’altitudine s.l.m. e col battente di liquido che può stare sopra o sotto l’asse della pompa, il valore dell’NPSHr (richiesto) invece è un valore intrinseco di ogni pompa, che in genere peggiora all’aumentare dei giri, e migliora se si riduce la prevalenza di mandata.
La pompa nell’esempio, per norma dovrà avere un NPSHr inferiore ai 4m, (un metro è la differenza normativa, richiesta tra disponibile e richiesto) e, più questo valore si avvicina ai 4m più il fluido prima tenderà a “vaporizzare”, fino a distaccarsi. Si potrà supporre che tale esempio sia un limite, ma se in un impianto sottobattente supponiamo di utilizzare acqua a 40°C (la tensione di vapore è di circa 0,75m) o di trovarci in collina a 600m s.l.m.
Potremmo così trovarci ad esempio con una pompa in cui lo scambio termico sia perfettamente bilanciato dal prelievo di acqua dal circuito di ricircolo, ma che vibri paurosamente o che le spinte radiali provochino un’elevata temperatura dei cuscinetti. Corpi pompa in ghisa, sono fragili per la natura stessa del materiale, e quindi sollecitare a trazione o flessione questo materiale vuol dire provocare gravi fratture alla pompa. Ma anche con altri materiali sussistono problemi.
Dal punto di vista antisismico, la macchina deve essere supportata prima di tutto da efficaci sistemi di fissaggio e da una importante fondazione che viene resa flottante e indipendente. Sistemi antivibranti, quali tasselli elastici o a molle hanno la loro ragione di essere adottati, unicamente dove le condizioni siano critiche e particolari, come forti sollecitazioni o particolare vibrazioni oppure problematiche legate a particolari frequenze acustiche.
La norma UNI EN 12845 specifica che Il serbatoio gasolio deve alimentare per gravità il motore Diesel, non essendoci altro modo per garantire sempre l’arrivo del gasolio al motore. Ciò non significa però posizionarlo in siti angusti, in mezzo alle tubazioni, sopra le pompe o adiacenti ai quadri elettrici.
In caso di manutenzione, tutti i componenti devono essere facilmente raggiungibili. Nella progettazione o nella realizzazione della condotta, spesso poi ci si scorda che l’aria calda emessa dai Diesel, ha necessità di non trovare resistenze che ne impediscano l’uscita. Le tubazioni dei gas di scarico devono essere pertanto dimensionate correttamente, e verificate analiticamente nel caso di condotte superiori ai 5 metri di sviluppo lineare (le perdite di carico con curve a 90° o a 45° sono da valutare attentamente).
Sviluppo di condotte molto lunghe possono dar luogo a diametri di condotta molto grandi! Le lunghezze dei tratti rettilinei, variano in funzione del tipo di misuratore , e vengono prescritte dal costruttore dello stesso. La valvola di intercettazione a valle è decisamente opportuna e non è un opzione, a meno di creare contropressioni con assurde strozzature o circuiti particolari come i “colli d’oca” o sifoni.
La nuova UNI EN 12845 prevede che il locale pompe sia protetto da un impianto sprinkler. Che le protezioni elettriche dei componenti siano a prova di “sprinkler”, pare poi essere diventata una questione di vitale importanza. Ebbene chiediamoci che senso ha pretendere una protezione dei quadri elettrici o pressostati in IP 54, IP 55 o IP 65, quando l’avvio dell’impianto sprinkler all’interno del locale pompe è avvenuto a seguito di un incendio?
Qual è il timore, che uno sprinkler possa inavvertitamente aprirsi e bagnare parti o contatti elettrici? Ebbene l’apertura imprevista di uno sprinkler è cosi remota e così bassa percentualmente, che non sia necessario neppure discuterne. Insieme alla manutenzione, il monitoraggio è di vitale importanza in un impianto antincendio.
Con la nuova UNI EN 12845, il livello minimo della riserva idrica è drasticamente cambiato. Infatti la prevalenza di una pompa è, sinteticamente, la differenza algebrica della prevalenza in mandata e quella in aspirazione, ed è da riferirsi all’asse della girante.
Elettropompe Sommergibili
Le elettropompe sommergibili serie FL a 2 poli trovano largo impiego nei settori artigianali ed industriali per lo smaltimento di acque pulite, leggermente sporche o di altri liquidi.
La dotazione di serie prevede 10 mt. Sistema di pressurizzazione autoadescante a velocità variabile. MÈTA è una soluzione plug and play, la pompa è dotata di sensore di pressore, valvola di non ritorno e un serbatoio a membrana integrati.