Pompe Idrauliche Elettriche: Funzionamento e Applicazioni

Le pompe idrauliche elettriche sono dispositivi meccanici essenziali capaci di spostare liquidi sia in verticale che in orizzontale, a seconda delle necessità. Questi sistemi si distinguono per la fonte di energia che li alimenta, in questo caso, l'elettricità.

Caratteristiche Principali delle Pompe Idrauliche Elettriche

Le principali caratteristiche da considerare nelle pompe idrauliche elettriche sono la portata e la prevalenza:

Portata: È la quantità di acqua o liquido spostato dalla pompa nell'unità di tempo.
Prevalenza: È il dislivello massimo che una pompa è in grado di far superare al liquido, misurata in metri.

Tipologie di Pompe Idrauliche Elettriche

Esistono diverse tipologie di pompe idrauliche elettriche, ciascuna adatta a specifici utilizzi:

Pompe sommerse: Utilizzate per l'estrazione e il pompaggio di liquidi dal sottosuolo, fornendo pressione in uscita per alimentare colonne d'acqua verticali.
Pompe autoadescanti: Combinano le funzioni delle pompe centrifughe e sommerse, ideali per l'estrazione di liquidi dal sottosuolo con pressione in uscita.
Pompe sommergibili: Impiegate per l'estrazione e il pompaggio di liquidi da vasche o piscine, spesso utilizzate per svuotare garage o cantine allagate e pozzi neri.

Principio di Funzionamento delle Pompe Idrauliche

Le pompe idrauliche trasferiscono energia a un fluido, aumentandone la pressione e consentendone il movimento attraverso un sistema idraulico.

Pompa Centrifuga: Caratteristiche e Funzionamento

La pompa centrifuga è un elemento meccanico azionato da un motore elettrico. La curva caratteristica di una pompa centrifuga esprime l’idoneità di una specifica pompa per l’utilizzo all’interno di un determinato sistema. Ogni curva caratteristica della pompa è riferita ad una precisa rotazione del motore, dipendente, nel caso dei comuni motori asincroni, dalla frequenza di alimentazione e dal numero di poli del motore stesso.

Curva Caratteristica

La curva caratteristica di una pompa centrifuga è una rappresentazione grafica della capacità della pompa di spostare fluidi in relazione al livello di pressione in essere durante le operazioni di funzionamento della pompa stessa.

Prevalenza

La prevalenza di una pompa è definita come la differenza di pressione tra l’uscita e l’ingresso della pompa, espressa in unità di altezza (ad esempio in metri). L’unità di misura della prevalenza è rappresentata dal simbolo m. La prevalenza indica l’altezza massima di sollevamento che la pompa riesce a trasmettere al fluido convogliato.

Portata

La portata di una pompa centrifuga è la quantità di fluido che la pompa è in grado di spostare in un determinato intervallo di tempo. In altre parole, rappresenta la quantità di liquido che viene pompata attraverso la pompa in un’unità di tempo, solitamente espressa in litri al minuto o in metri cubi all’ora.

Curva di Rendimento

La curva di rendimento permette di valutare l’efficienza del funzionamento di una pompa. La curva rappresenta, sull’asse delle ordinate, il rapporto tra potenza utile alla pompa e potenza assorbita (definita dalla variabile η = Wu/W) in relazione alla portata volumetrica rappresentata sull’asse delle ascisse con la variabile Q.

Curva di Potenza Assorbita

La curva di potenza assorbita di una pompa è un parametro che permette di valutare l’efficienza di una pompa. La curva rappresenta, sull’asse delle ordinate, la potenza elettrica impiegata caratterizzata dalla variabile W in relazione alla portata espressa dalla variabile Q sull’asse delle ascisse.

La potenza W è il prodotto della portata Q per la prevalenza H e per la densità d del fluido (W=Q∙d∙H).

Componenti Strutturali per l'Accoppiamento Motore-Pompa

La divisione Power Transmission è dedicata ai componenti strutturali per l’accoppiamento tra motore elettrico e pompa.

Giunti

I giunti MP Filtri, utilizzati per la trasmissione di potenza da un motore ad una pompa idraulica, sono disponibili in alluminio, ghisa ed acciaio. Certificati secondo la normativa ATEX 2014/34/EU Categoria 2G - Aree 1 e 2, sono idonei ad essere applicati anche in zone potenzialmente a rischio esplosione.

Lanterne

Le lanterne della gamma MP Filtri, monoblocco o modulari, sono disponibili in diverse tipologie per la massima compatibilità con le pompe in commercio.

N.B. Pompe volumetriche: sono caratterizzate da un moto alternativo degli organi mobili.

Pompe Centrifughe 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.

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.

Utilizzi principali delle pompe centrifughe:

pompaggio di sostanze chimiche
acqua
in agricoltura
galvanica
torri di abbattimento fumi
settore petrolchimico

Pompe Elettriche Autoadescanti

L’autoadescamento della pompa elettrica si riferisce all’avviamento della pompa a condizione che il tubo di aspirazione non debba essere riempito d’acqua (ma che nel corpo pompa ci sia abbastanza acqua). Ha la funzione di rimuovere automaticamente il gas nel tubo di aspirazione ed entrare in normale funzionamento.

Vantaggi Principali:

Maggiore altezza di aspirazione (fino a 5-6 metri).
Gestione di un'ampia varietà di liquidi, inclusi fanghi e liquidi corrosivi.
Manutenzioni più semplici.
Ideale per pompaggi frequenti e intermittenti.
Ingombro inferiore rispetto alle pompe standard.

Queste pompe creano un vuoto parziale per scaricare l’acqua ed evacuare l’aria, combinando aria e acqua durante il processo di adescamento. Questo processo si ripete fino a quando tutta l’aria non viene evacuata e si forma un vuoto nella linea di aspirazione.

Una volta che ciò accade, la pressione atmosferica spinge l’acqua nella linea di aspirazione e verso la girante, per consentire l’inizio del pompaggio.

Settori di Utilizzo:

Acciaierie
Centrali elettriche
Impianti di trattamento delle acque reflue
Cantine e birrifici

Applicazioni Comuni:

Pompaggio di acqua, combustibili, acque chiare o grigie, acque reflue grezze e industriali.
Sistemi di trasferimento di liquidi.
Irrigazione.
Pompe per l’acqua alluvionale nel seminterrato.
Salvataggio barche.
Aumento della pressione dell’acqua.
Trattamento delle acque reflue.

Importanza delle Elettropompe Idrauliche

Le elettropompe idrauliche sono fondamentali in molti settori industriali e applicazioni quotidiane. Trasformano l'energia meccanica in energia fluida, generando flussi di liquidi con pressioni diverse.

Applicazioni delle Pompe Idrauliche

Pompe per trattamento acque: Utilizzate per estrarre, trasportare e distribuire acqua potabile.
Pompe acqua per irrigazione: Essenziali per un'irrigazione efficiente dei campi.
Pompe pressione acqua: Utilizzate per alimentare sistemi di irrigazione, lavare veicoli e mantenere una pressione costante nelle reti idriche.
Pompe idrauliche sommerse: Gestione acque reflue e sistemi di drenaggio
Pompe per aspirare acqua: Drenare pozzi, piscine e cantine allagate

Manutenzione delle Pompe Idrauliche

Mantenere in efficienza una pompa d'acqua è cruciale per la sua durata e sicurezza. Controlli visivi regolari, pulizia del filtro, lubrificazione delle parti mobili e protezione dagli agenti atmosferici sono essenziali.

Pompe Volumetriche

Una pompa volumetrica eroga una portata circa costante, mentre la pressione alla mandata dipende dal circuito a valle. Tutte le pompe presentate di seguito sono pompe volumetriche.

Cilindrata

La cilindrata di una pompa indica il volume teorico di liquido spostato in una rotazione completa dell’albero motore. Nel ciclo reale si hanno perdite che incrementano l’area del ciclo e la potenza interna richiesta. A causa delle perdite meccaniche, la potenza assorbita è superiore alla potenza interna.

Il rendimento globale della pompa ηP è il rapporto tra la potenza idraulica conferita al fluido e la potenza meccanica assorbita, esprimibile come prodotto dei rendimenti volumetrico, idraulico e meccanico.

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.

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.

Pompe a Viti

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.

Pompe a pistoni radiali con albero eccentrico

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.

Pompe a pistoni assiali a blocco cilindri inclinato

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.

Pompe ad Alta Pressione

Le pompe ad alta pressione sono progettate per creare un flusso di fluido ad alta pressione che può essere utilizzato per diversi scopi. Possono essere alimentate da motore elettrico che deve essere accoppiato con la pompa.

Tipi di pompe ad alta pressione:

Pompe a spostamento positivo
Pompe dinamiche

Applicazioni delle pompe ad alta pressione:

Dissalazione
Nebulizzazione
Osmosi inversa

Considerazioni Importanti

Verificare che su ciascuna uscita non venga superato il valore di coppia massima indicata a catalogo per l’accoppiatore selezionato.
Nel caso di utilizzazione in impianti industriali fissi di notevole importanza o di applicazioni marine, occorre tenere conto di opportuni fattori di sicurezza.
Verificare inoltre che il regime di rotazione sull’albero di ingresso non sia superiore a quello massimo indicato a catalogo.
Si raccomanda di controllare la temperatura dell’olio nelle prime ore di funzionamento, assicurandosi che non vengano superati i 105°C.

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