Funzionamento e Manutenzione delle Pompe Idrauliche

Le pompe idrauliche sono macchine operatrici utilizzate per trasportare fluidi (liquidi o gas) e/o aumentarne la pressione tramite un’azione meccanica. La classificazione delle pompe avviene sulla base del principio di funzionamento e, in secondo luogo, delle caratteristiche costruttive.

Tipi di Pompe Idrauliche

Esistono diverse tipologie di pompe, ognuna con specifiche applicazioni:

Pompe Volumetriche: Sfruttano la variazione di volume all’interno di una camera per generare una spinta sul fluido. Esempi comuni sono le pompe alternative a pistone o a membrana, le pompe rotative a ingranaggi o a lobi.
Pompe Dinamiche: Il movimento del fluido è prodotto dalla rotazione di una girante. L’energia cinetica acquisita viene poi trasformata in pressione riducendo la velocità. Esempi comuni sono le pompe centrifughe ad asse verticale o orizzontale e le pompe sommerse.

In questo articolo prenderemo in considerazione le più comuni pompe rotative ad ingranaggi esterni. La ruota dentata primaria (2) ruota nel senso indicato dalla freccia, 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 Acqua: Funzionamento e Tipi

La pompa acqua è un dispositivo meccanico progettato per spostare l’acqua da un punto all’altro, sfruttando l’energia meccanica per generare pressione e flusso. Il funzionamento delle pompe per acqua si basa su principi fisici come la forza centrifuga o il movimento alternativo di pistoni. Le pompe centrifughe, ad esempio, utilizzano una girante rotante per accelerare l’acqua e convertirne l’energia cinetica in pressione.

La scelta del tipo di pompa dipende da vari fattori, tra cui prezzi, la quantità d’acqua da movimentare, l’altezza di sollevamento necessaria e la fonte di alimentazione disponibile.

Pompe Acqua Centrifughe: Sono le più comuni e utilizzate per il trasporto di grandi volumi d’acqua a bassa pressione. Sono ideali per l’irrigazione agricola, il drenaggio e l’approvvigionamento idrico domestico.
Pompe Sommerse: Sono progettate per funzionare completamente immerse nell’acqua. Sono utilizzate per estrarre acqua da pozzi profondi, serbatoi o bacini.
Pompe d’Acqua Autoadescanti: Sono capaci di evacuare l’aria dalle tubazioni e iniziare il pompaggio senza la necessità di riempire manualmente il tubo di aspirazione.

Manutenzione delle Pompe Idrauliche

Una corretta manutenzione della pompa ad acqua è essenziale per garantirne l’efficienza e prolungarne la durata operativa. 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.

Per farlo, è bene innanzitutto conoscere le più frequenti modalità di guasto, le possibili cause e anche i rimedi più efficaci. A qualcuno potrà ancora suonare strano, ma per comprendere a fondo le nostre pompe oleodinamiche è bene considerare, come prima cosa, la qualità dell’olio che le alimenta come pure dei filtri che tale olio puliscono. Il perché è facilmente intuibile: 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.

Controlli e Interventi di Manutenzione

Ispezione quotidiana per perdite di olio o acqua: ogni giorno è consigliabile eseguire un controllo visivo per accertarsi che non ci siano perdite di olio o acqua.
Controllo quotidiano del livello e della qualità dell’olio: verificare il livello dell’olio utilizzando l’apposito indicatore visivo.
Pulizia dei filtri: controllare e pulire regolarmente i filtri, soprattutto quelli del circuito di aspirazione, per assicurarsi che non siano ostruiti.
Controllo dei raccordi e delle tubazioni: attività fondamentale per rilevare eventuali segni di invecchiamento come rigonfiamenti o abrasioni e perdite d’acqua che possono ridurre l’efficienza della pompa e compromettere la sicurezza dell’impianto.
Sostituzione programmata dell'olio: effettuare il primo cambio d’olio dopo 50 ore di lavoro e successivamente ogni 500 ore. Questo intervallo può variare a seconda delle condizioni di utilizzo. Durante la sostituzione, posizionare la pompa in piano, rimuovere il tappo di scarico per svuotare completamente l’olio esausto, quindi riempire con olio nuovo fino al livello indicato. Assicurarsi di utilizzare esclusivamente l’olio suggerito, come indicato sulla targhetta della pompa, per garantire prestazioni ottimali e ridurre l’usura dei componenti.
Controllo del fissaggio della pompa: verificare regolarmente che le viti di fissaggio della pompa siano ben serrate.
Manutenzione preventiva sulle guarnizioni: se usurate compromettono la tenuta della pompa a pistoni, causando cali di pressione e/o perdite di acqua aumentando il rischio di guasti.
Ispezionare le valvole: devono aprirsi e chiudersi correttamente per mantenere la pressione adeguata.
Adattare la manutenzione al ciclo di lavoro: la frequenza degli interventi di manutenzione deve essere calibrata in base all’effettivo utilizzo della pompa. In caso di impieghi particolarmente gravosi o usuranti, come l’uso intensivo o in condizioni ambientali difficili, è consigliabile anticipare i controlli e le sostituzioni rispetto agli intervalli standard.

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%.

Seguendo questi semplici ma importanti accorgimenti, è possibile prolungare la vita operativa della pompa e migliorare le sue prestazioni.

Soluzioni LOCTITE® per la Manutenzione

Per risolvere o, ancor meglio, prevenire tutti questi problemi è essenziale scegliere i prodotti di manutenzione più efficaci. LOCTITE® è in grado di offrire soluzioni efficaci per la manutenzione di pompe acqua e compressori di tutte le tipologie sopra elencate. Si tratta di una delle storiche applicazioni di LOCTITE®.

Bloccanti Anaerobici: Garantiscono un contatto al 100% fra le superfici, ottimizzando il trasferimento della trasmissione meccanica e scongiurando la corrosione da sfregamento.
Guarnizioni Liquide: Rappresentano la soluzione LOCTITE® per la sigillatura delle flange, sia rigide che flessibili, in alternativa alle guarnizioni solide tradizionali. Questi adesivi anaerobici oppure a base di silicone, una volta reticolati, riempiono le imperfezioni delle superfici; non sono soggetti a rilassamento e consentono di progettare giunti a zero perdite grazie al perfetto accoppiamento tra le parti.
Frenafiletti: Sono adesivi liquidi monocomponente che riempiono completamente gli spazi tra le filettature. I frenafiletti LOCTITE® reticolano in assenza di aria e in presenza di metallo creando un film sottile tra le parti e garantendo così un serraggio perfetto e durevole nel tempo.
Sigillanti Idraulici: Il sigillante idraulico LOCTITE® sigilla lo spazio presente tra i filetti, eliminando così le perdite. I sigillaraccordi sono di facile smontaggio, privi di contaminazione, ottima resistenza chimica ed elevata resistenza alla temperatura. Il sigillante per pompe acqua è disponibile in filo o in forma di adesivo anaerobico, mentre i prodotti in silicone sono indicati per raccordi in plastica.
Adesivi Ibridi: Per l’incollaggio di etichette su superfici in ghisa o acciaio, eventualmente immerse costantemente in acqua, occorrono adesivi tenaci, che resistano alla corrosione e alla pelatura. I prodotti ibridi LOCTITE® sono composti da due diverse tecnologie adesive che grazie alla loro combinazione ben si adattano a una varietà di substrati e condizioni di esercizio.
Rivestimenti Protettivi: I rivestimenti protettivi LOCTITE® offrono una soluzione efficace per mitigare le perdite idrauliche creando una superficie liscia e a bassa energia superficiale che aiuta a ridurre l’attrito del fluido, consentendo così di raggiungere una maggiore efficienza. Proteggono inoltre le pompe dall’usura, dall’abrasione, dall’erosione, dagli attacchi chimici, dalla cavitazione e dalla corrosione, aumentandone la durata nel tempo. Possono essere applicati non solo alle pompe che necessitano di riparazioni, ma anche alle nuove apparecchiature e a quelle che funzionano regolarmente. Grazie ai rivestimenti LOCTITE®, è possibile ottenere un aumento dell’efficienza del 6-25% sulle pompe usate, a seconda delle condizioni della pompa, e del 3-7% sulle pompe nuove.

Efficienza Energetica e Sostenibilità

Pompe e compressori sono apparecchiature ad alta intensità energetica: a titolo di esempio, le pompe centrifughe consumano, a seconda del settore, tra il 25 e il 60% dell’energia dei motori elettrici installati in un impianto industriale. Il miglioramento della loro efficienza operativa può contribuire a ridurre significativamente i consumi energetici e di conseguenza le emissioni di CO2.

LOCTITE® si impegna attivamente per migliorare le prestazioni delle apparecchiature idrauliche, aumentando l’efficienza dei processi, nonché la loro sicurezza e sostenibilità.

Flusso del Fluido in una Pompa Centrifuga

Una pompa centrifuga sposta il fluido da un punto all’altro, ma come? Inizieremo ora il nostro studio del funzionamento della pompa. In questo articolo vedremo in che modo il fluido arriva dentro una pompa centrifuga, la attraversa ed in seguito fuoriesce.

Il fluido scorre attraverso la pompa entrando prima di tutto nella flangia di aspirazione. Da qui il fluido viene raccolto dalle pale della girante che ruota. Attraverso la forza centrifuga, il fluido viene spostato verso l’estremità esterna della girante, contro la voluta e verso la flangia di mandata (scarico). La velocità del fluido diminuisce perché la voluta è costruita in modo tale che la girante non sia centrata al suo interno. Piuttosto, la girante è sfalsata rispetto al centro. Questo sfasamento fa sì che tra la girante e la voluta ci sia del gioco che aumenta man mano che ci si avvicina all’area di mandata (scarico). Quando il gioco tra girante e corpo pompa aumenta, la velocità diminuisce e la pressione aumenta.

Ora che sappiamo come un fluido passa attraverso una pompa, dobbiamo capire come l’energia cambia stato al fine di spostare il fluido stesso. Una pompa converte l’energia meccanica (trasmessa da un motore) in energia liquida allo scopo di spostare il fluido da un punto ad un altro all’interno di un sistema di tubazioni. L’energia liquida di una pompa viene misurata in termini di prevalenza (o pressione).

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