Stoppa per Idraulica: Cos'è e Come Funziona
Nell’industria moderna, i sistemi di pompaggio sono fondamentali. Questo articolo approfondisce la composizione e il funzionamento di una pompa centrifuga, concentrandosi sulla cassa-stoppa e altri componenti essenziali.
Componenti Principali di una Pompa Centrifuga
Per comprendere appieno il funzionamento di una pompa centrifuga, è essenziale conoscere le sue parti e i suoi componenti.
Cassa-Stoppa
La cassa-stoppa è un'apertura cilindrica nella struttura della pompa centrifuga, attraverso cui passa l'albero fino alla girante. La sua funzione principale è contenere un sistema di tenuta (baderna o tenuta meccanica) per prevenire o eliminare le perdite del fluido pompato.
Inoltre, l’alta temperatura del fluido pompato può compromettere il sistema di tenuta. Per questo motivo, molte pompe centrifughe progettate per fluidi ad alte temperature hanno una camicia di raffreddamento intorno alla cassa-stoppa. In alcuni casi, all'interno della camicia di raffreddamento viene inserito un fluido caldo per mantenere una temperatura costante all'interno della pompa.
Ad esempio, quando vengono pompati fluidi molto viscosi come asfalto, resine, vernici o cioccolato, un fluido caldo viene iniettato nella camicia di raffreddamento per evitare la solidificazione del prodotto a causa delle basse temperature esterne.
Camera dei Cuscinetti
La camera dei cuscinetti è una struttura che ospita i cuscinetti e altri componenti della parte di potenza di una pompa centrifuga.
Scudo di Chiusura
Lo scudo di chiusura della parte idraulica è un componente meccanico che permette l’assemblaggio tra la sezione idraulica e la sezione di potenza di una pompa centrifuga.
Albero e Cuscinetti
L’albero di una pompa centrifuga trasmette energia dal motore al fluido tramite la rotazione della girante. I cuscinetti radiali supportano l'albero radialmente, mantenendolo in posizione verticale. I cuscinetti assiali reggispinta stabilizzano assialmente l’albero, specialmente in presenza di movimenti in avanti e indietro.
Generalmente, i cuscinetti assiali reggispinta sono posizionati vicino al semi-giunto di accoppiamento per proteggerli da guasti rapidi.
Tenute
Gli anelli di tenuta per alberi rotanti sono una protezione economica per i cuscinetti. Utilizzano un labbro, solitamente in NBR, che lavora sull’albero. Quest’ultimo ruota all’interno dell’anello di tenuta. Le tenute a labirinto, composte da una parte rotante e una statica, offrono una maggiore durata teorica.
Pompe Centrifughe a Doppio Supporto
Le pompe centrifughe a doppio supporto hanno la girante al centro, supportata da cuscinetti su entrambi i lati. Queste pompe hanno due casse-stoppa, ovvero due sistemi di tenuta, uno per lato.
Pompe Volumetriche
Una pompa volumetrica eroga una portata costante, mentre la pressione alla mandata dipende dal circuito a valle. Le pompe volumetriche includono:
- Pompe ad ingranaggi
- Pompe a viti
- Pompe a pistoni
Cilindrata
La cilindrata di una pompa indica il volume teorico di liquido spostato in una rotazione completa dell’albero motore. Le perdite nel ciclo reale aumentano la potenza interna richiesta. Il rendimento globale della pompa è il rapporto tra la potenza idraulica conferita al fluido e la potenza meccanica assorbita.
È fondamentale che i vani siano a tenuta perfetta per garantire un trasporto del fluido senza perdite rilevanti.
Pompe ad Ingranaggi
Le pompe ad ingranaggi esterni hanno cilindrate tra 0.2 e 200 cm³, con pressione massima di 300 bar e velocità di rotazione tra 500 e 6000 RPM. Le pompe ad ingranaggi interni sono note per la bassa rumorosità. Il rotore dentato, accoppiato al motore, aspira il fluido aumentando il volume tra i fianchi dei denti.
Pompe a Viti
Le pompe a viti sono silenziose. L’albero ad elica destra trasmette il movimento rotatorio all’albero con elica sinistra. Il volume delle camere aumenta e diminuisce progressivamente, trasportando il fluido.
Pompe a Pistoni
Nelle pompe a pistoni radiali con albero eccentrico, l’albero genera movimenti radiali dei pistoni nel corpo esterno fisso. Queste pompe sono progettate con un numero dispari di pompanti per ridurre le pulsazioni di portata. Le pompe a pistoni assiali a blocco cilindri inclinato trasformano il movimento rotatorio dell’albero in un moto oscillatorio dei pistoni.
Motori Idraulici e Funzionamento delle Pompe
La funzione principale delle pompe idrauliche è movimentare le acque di flusso. Il motore è l'elemento essenziale per questo sforzo. Le pompe centrifughe aspirano l'acqua attraverso un'entrata sull'asse centrale. Le pale, o giranti, spingono i liquidi pompati dal centro verso l'esterno.
Curve Caratteristiche delle Pompe
Ogni pompa ha una curva caratteristica che mette in relazione la pressione massima (prevalenza) e la portata. La pompa avrà la massima prevalenza quando la portata è zero.
Le pompe multigirante montano diverse giranti separate da diffusori. Il sistema trifase non necessita di condensatore né di collegamento con il neutro.
Installazione e Spurgo
Ogni pompa deve essere completamente piena d'acqua e priva di aria per trasferire energia all'acqua. Lo spurgo dell’aria avviene al primo avviamento. Se il livello dell'acqua è superiore alla pompa, l'acqua riempie la pompa per gravità. Se la pompa aspira da un pozzo, la tubazione deve avere una valvola di non ritorno immersa nel serbatoio. La massima altezza di autodescamento è di circa 8-9 metri.
Considerazioni sull'Acquisto e Controllo
Un'elettropompa deve essere collegata all'elettricità. Il funzionamento di un presscontrol dipende dalla pressione massima della pompa e deve tener conto della potenza della pompa elettrica. Sarà indispensabile fare sempre riferimento ai dati tecnici riportati sulla confezione del presscontrol, dove è indicato certamente la potenza massima di corrente che potrà tollerare.
Giranti
In base alla forma, ogni girante assume nomi diversi ed è in grado di generare una pressione e una portata diverse. Una girante pompa molto conosciuta è quella a flusso radiale, o semplicemente girante radiale, questa è caratterizzata dalla capacità di spostare il flusso radialmente, cioè in direzione perpendicolare all'albero della pompa. Questo è possibile grazie alle particolari “pale” che convogliano il liquido verso il centro con un'elevata pressione. Quella finora considerata è però la girante radiale aperta, in alcuni casi può essere indicato l'uso della girante radiale chiusa, caratterizzata dalla presenza di un doppio disco, il cui obiettivo è quello di eliminare le vibrazioni delle pale. Le pompe a flusso assiale sono caratterizzate da un'elica collegata ad un albero motore e hanno una pressione bassa, ma elevata portata. Per pompare liquidi con presenza di particelle solide, la girante da preferire è quella a canale. Infine, vi sono le pompe a flusso misto. Questo tipo di pompa ha anche un'altra peculiarità rispetto alle altre pompe vendute sul web; infatti, mentre la maggior parte delle giranti per pompa sommersa sono in acciaio inossidabile, questa può essere fatta anche in altri materiali, come la gomma naturale, perfetta anche a quando è in contatto con generi alimentari. Tra le diverse varianti di pompe a girante vi è quello con premistoppa, utilizzata in linea di massima con le pompe di piccole dimensioni. Parliamo di un prodotto termoidraulico con una particolare tenuta meccanica che ha l'obiettivo di separare due ambienti completamente diversi. Attualmente si utilizza molto il premistoppa per la pompa autoclave per il pompaggio dell'acqua, allo scopo di impedire che vi possa essere perdita accidentale di acqua dalla camera. Se avvenisse questa fuoriuscita sarebbe molto pericoloso, visto che questa metterebbe a repentaglio la tenuta meccanica della stessa pompa a girante. Proprio per questo, laddove possibile, ad esempio pompe utilizzate per svuotare le cantine e che quindi non sono sempre in immersione, la tenuta della meccanica dovrebbe essere controllata ogni sei mesi, onde assicurarsi che sia sempre efficiente.
Teflon e Canapa
Il teflon e la canapa impediscono all’acqua in pressione di fuoriuscire dalla filettatura di un raccordo. Il teflon permette tempi di lavorazione più rapidi e un aspetto estetico migliore. La scelta del teflon più performante è importante per evitare problemi di tenuta. La canapa per idraulica e la pasta verde richiedono maggiore esperienza.
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