Nozioni di base sulle pompe centrifughe

Quando si tratta di organizzare l’approvvigionamento idrico o di pompare vari liquidi e colloidi, lo strumento più comune è una pompa centrifuga. Questo dispositivo è abbastanza semplice, affidabile e con una meccanica di funzionamento autoesplicativa. Sul mercato odierno esiste un’ampia varietà di modelli di questa classe di apparecchiature, tra cui è possibile scegliere l’opzione che meglio si adatta alle esigenze del futuro proprietario.

Ambito di applicazione

Grazie alla loro versatilità nelle caratteristiche del liquido pompato, le pompe centrifughe hanno trovato un enorme elenco di applicazioni. Sono utilizzati nell’industria petrolifera e del gas, installati nelle reti idriche domestiche, utilizzati nelle stazioni di servizio.

Grazie alla loro struttura compatta e robusta, le pompe centrifughe sono indispensabili aereo antincendio, attingere acqua in corpi idrici aperti. Gli impianti di questa classe utilizzano vigili del fuoco urbani. Non è possibile elencare tutte le applicazioni delle soffianti centrifughe.

Costruzione di una pompa centrifuga

La pompa centrifuga, ottimizzata per creare un flusso di liquido costante senza riflusso, è un’apparecchiatura molto apprezzata dai consumatori. Il suo design è composto da diverse grandi unità funzionali.

1. Unità attuatore, il cui ruolo è quello di generare una coppia. Un motore elettrico (monofase, trifase a corrente alternata, corrente continua) o un motore a combustione interna (a benzina o diesel) possono essere l’unità di potenza per questo scopo.
2. albero di potenza, che trasmette la coppia all’organo di lavoro.
3. Ruota della turbina, Dotato di lame a gradiente, che è il principale elemento di lavoro.
4. involucro protettivo, che può fungere da elemento portante per il fissaggio di tutte le parti della costruzione.

La pompa centrifuga è inoltre dotata di cuscinetti, che assicurano una rotazione fluida, una riduzione delle perdite per attrito, una maggiore affidabilità e una serie di dispositivi di tenuta. La natura di quest’ultima può variare a seconda del tipo di liquido per il quale è stata creata l’unità.

Questa fisica del processo spiega perché una pompa centrifuga non solo è in grado di pompare acqua dalla superficie, ma anche di sollevarlo dai pozzi. Con un certo rapporto tra dimensioni delle ruote, velocità di rotazione e potenza di azionamento, la potenza di aspirazione è così elevata che il liquido può facilmente risalire da diversi metri di profondità.

elementi strutturali aggiuntivi

Sebbene lo schema funzionale sopra riportato mostri solo alcuni componenti importanti, il progetto reale di una pompa centrifuga include ulteriori componenti costruttivi:

• linea di trasferimento, che trasporta il liquido al punto di estrazione;
• filtri grossolani, risolve il problema di evitare la presenza di particelle meccaniche nella camera della turbina;
• sistemi di valvole, che blocca qualsiasi flusso inverso anomalo di liquido;
• manometro, controllare i valori all’interno della camera di lavoro;
• manometro per controllare il flusso in uscita nel sistema idrico.

Tutte le pompe centrifughe domestiche e soprattutto industriali sono dotate di valvole di intercettazione. Può essere manuale o automatico. Lo scopo dei nodi di questa classe, senza i quali non esiste un solo disegno del sistema di alimentazione dei liquidi, non è solo quello di proteggere la pompa da situazioni anomale e di emergenza, ma anche, se necessario, di controllare i flussi in ingresso e in uscita del corpo pompato. L’importanza delle valvole di intercettazione è facilmente illustrabile con l’esempio delle unità di dosaggio. Le pompe centrifughe di questo tipo funzionano secondo il seguente schema:

• Il segnale dell’unità di controllo avvia l’avviamento;
• un sensore montato sul raccordo di uscita legge il volume pompato;
• al raggiungimento di un valore di soglia definito, il segnale del contatore raggiunge il valore Cancello di uscita a controllo elettronico, che interrompe il flusso;
• L’aumento della pressione in uscita è monitorato da un sensore che arresta il funzionamento del motore quando viene raggiunto un determinato valore.

Valvola di intercettazione ProFactor

Classificazione delle pompe centrifughe

Prima di approfondire le classificazioni accettate in base alle quali i dispositivi sono segmentati sul mercato per il consumatore finale, è importante comprendere la terminologia. I sistemi centrifughi sono macchine dinamiche, è una sottoclasse di pompe. Comprendono sia l’azione della forza meccanica primaria sul corpo trasportato sia i processi fisici secondari che hanno luogo. Questo distingue i sistemi centrifughi dalle pompe a membrana, dalle pompe vibranti o da altri tipi di impianto.

Le pompe disponibili sul mercato odierno sono di diverse categorie e sottospecie. Ciò avviene sia per aumentare e marcare il livello di funzionalità dell’unità, sia per rispettare determinate condizioni operative.

Con la progettazione degli assiemi

In base a questo criterio, le pompe si dividono in:

• monostadio e multistadio in base al numero di giranti;

• Per numero di punti vendita;
• Connessione di ingresso singola e connessione di uscita doppia, grazie alla quale il design può adattarsi sia alla comodità di connessione che a volumi d’acqua maggiori senza aumentare il diametro del tubo di ingresso;
• con deflusso a spirale, direzionale e anulare, formato da giranti;
• con girante aperta e chiusa.

Pompa centrifuga con girante aperta

In base al modo in cui sono posizionati

I tipi di pompa centrifuga sono classificati in base alla loro costruzione. Superficie in grado di sollevare l’acqua da un pozzo profondo o da una sorgente d’acqua superficiale, progettati in alloggiamenti non sigillati. Allo stesso tempo sommergibile Non può vantare una potenza di aspirazione, ma genera comunque una notevole pressione in uscita per convogliare il liquido in altezza, in un involucro ermeticamente chiuso.

Pompa centrifuga di superficie Elpumps JPP1300F

In base al tipo di fluido da pompare

Esiste una classificazione in base al tipo di liquido pompato. Le pompe centrifughe con il più basso grado di protezione, familiari all’utente medio, e i sistemi per il trasporto di liquidi infiammabili, oli, colloidi o mezzi con impurità meccaniche sono qui descritti. Tutti questi tipi si differenziano per il design della turbina, i sistemi di tenuta, l’isolamento ambientale, i dispositivi antiscintilla e altro ancora.

altri tipi

Pompa orizzontale e verticale mostrano diversi gradi di idoneità per soluzioni con requisiti di efficienza critici. Ciò è dovuto alla natura dell’apporto di fluidi e ad altre caratteristiche speciali delle unità. Le pompe centrifughe verticali, in particolare, sono meno efficienti delle macchine idrauliche, ma possono essere più comode da installare all’interno di una varietà di strutture.

Pompa centrifuga verticale

Le altre divisioni di pompe presenti sul mercato descrivono alcune peculiarità delle soluzioni ingegneristiche applicate.

1. Pompa della console assemblati su una solida base in acciaio per evitare lo spostamento reciproco delle unità funzionali, ridurre o neutralizzare i carichi assiali del motore e della turbina.
   

   Pompa per acqua centrifuga a sbalzo 2K-6, 2K-6

2. Versione monoblocco La pompa è progettata per ridurre il numero di parti in movimento e le perdite per attrito, accoppiando direttamente gli assi del motore e della girante.
   

   Pompa centrifuga monoblocco SPERONI CXM 60/0,37

Esistono ulteriori classificazioni, particolarmente interessanti per gli ingegneri che si trovano a dover scegliere la soluzione migliore per soddisfare requisiti e vincoli severi ed esigenti.

Raccomandazioni per l’installazione di pompe centrifughe

La corretta installazione della pompa centrifuga è la garanzia di un funzionamento stabile, di una lunga durata e della conformità degli intervalli di manutenzione ai requisiti del produttore. Ma essere attenti e rispettare le norme garantisce molto di più di questo. L’unità installata in conformità alle raccomandazioni del produttore e ai requisiti degli standard industriali eliminerà fenomeni indesiderati quali rumore eccessivo, vibrazioni e relativo deterioramento dei parametri di accoppiamento, usura e rottura, nonché il verificarsi di varie modalità di funzionamento anomale e accidentali.

Le pompe centrifughe devono essere installate in conformità alle seguenti regole.

1. Il gruppo motore e turbina deve essere posizionato orizzontalmente, Se non diversamente indicato dal produttore e causato dalla struttura della pompa, la pompa è in grado di funzionare in modo ottimale.
2. Per le installazioni con collegamento diretto alla superficie del tubo, fino a 1 kW di potenza, è consentito il montaggio a parete, a pavimento o su altre strutture di supporto.
3. Pompe fino a 10 kW sono obbligatoriamente montati su un telaio di supporto metallico fissato al suolo, al pavimento o alla struttura di potenza. È consentita l’applicazione di ammortizzatori in gomma tra i punti di appoggio e la corrispondente piattaforma strutturale dell’unità centrifuga.
4. Dispositivi con potenza superiore a 10kW Deve essere montato su un telaio fissato alla base di fondazione in calcestruzzo. Le dimensioni di quest’ultima devono superare di 100 mm in tutte le direzioni le dimensioni dell’alloggiamento o della console della pompa.
5. Quando si installa la pompa, deve esserci almeno mezzo metro dal punto estremo del gruppo motore al muro o all’elemento di recinzione più vicino.
6. L’isolamento termico dell’unità di azionamento e dell’unità motore non è consentito, a meno che non sia dichiarato nelle istruzioni del produttore per le specifiche condizioni di funzionamento.

Importante! Prima di collegare la pompa al sistema di tubazioni, è necessario verificarne manualmente il corretto funzionamento scollegando la pompa dall’alimentazione elettrica: ruotando l’albero e la turbina senza il cappuccio di protezione. Anche tutti i tubi e le tubazioni di ingresso e di uscita devono essere lavati.

Alcune regole devono inoltre disciplinare l’installazione e il collegamento delle tubazioni.

1. I raccordi di ingresso e di uscita devono essere allentati sui rispettivi punti di connessione, in modo da non sollecitare la struttura della pompa al termine dell’installazione.
2. All’estremità di collegamento del sistema di tubazioni le flange devono essere parallele, non è consentito applicare una forza considerevole alla loro posizione; quando vengono uniti, tra le superfici degli elementi di contatto vengono interposti dei distanziatori (la loro natura dipende dalla natura del mezzo di lavoro).
3. La pompa centrifuga deve essere installata in modo da ottenere la direzione di pompaggio desiderata La direzione della freccia sul corpo dell’apparecchio deve essere quella indicata dalla freccia sul corpo dell’apparecchio.
4. All’uscita della pompa deve essere montato quanto segue manometro.
5. un filtro meccanico all’ingresso dell’impianto, se non è in contrasto con le modalità di utilizzo della pompa, la sua installazione è obbligatoria.
6. Le connessioni di ingresso e di uscita devono essere dotate di valvola di intercettazione.
7. Per garantire il drenaggio dell’impianto, nel punto più basso della rete di tubazioni dopo l’ugello di uscita viene installata una valvola di intercettazione con un raccordo di drenaggio.

Una serie separata di regole si applica a strutture complesse, sistemi di tubazioni con più pompe installate. Il metodo più semplice consiste nel montare due soffianti nello stesso punto, in parallelo, per creare un intenso flusso di liquido. In questo caso, ogni pompa è dotata di una valvola di non ritorno all’uscita.

Schema di installazione di una pompa centrifuga

Al consumatore medio che acquista una pompa centrifuga per uso domestico si possono dare alcuni consigli. Durante l’installazione è importante essere precisi Seguire le istruzioni del produttore dell’apparecchiatura. Se si consiglia di montare la pompa su una superficie piana e orizzontale, non si deve pensare che sia importante solo la posizione degli assi e che l’unità possa essere montata a parete. Ciò può compromettere i dispositivi di sicurezza, causare una maggiore usura dei componenti e ridurre le prestazioni del sistema.

Suggerimento! Non ignorare le raccomandazioni relative alle temperature di esercizio ammissibili. Usare una pompa centrifuga solo quando il termometro è positivo. In inverno l’apparecchio deve essere spostato all’interno. La mancata osservanza di questa norma comporta inevitabilmente il malfunzionamento dell’apparecchiatura.

Caratteristiche principali delle pompe centrifughe

Per scegliere la pompa giusta per il pompaggio dell’acqua in un’abitazione privata da un pozzo o per altri compiti, è necessario considerare non solo le cifre riportate nella documentazione del dispositivo. Tuttavia, per una panoramica generale dei parametri utili per una corretta assegnazione, è ragionevole fornire le seguenti caratteristiche dei dispositivi di movimentazione dei fluidi.

1. Capacità o portata. Questa cifra indica la quantità di liquido che la pompa scarica dal raccordo di uscita quando il motore raggiunge la sua capacità nominale.
2. Testa – differenze di pressione tra le connessioni di ingresso e di uscita.
3. Curva pressione/scarico Pompa centrifuga – questo grafico mostra la relazione tra prevalenza e capacità dell’unità e consente di determinare empiricamente la sufficienza dell’alimentazione su singoli piani.
4. altezza di aspirazione Indica la profondità da cui la pompa può prelevare l’acqua.
5. La pressione nominale – il valore a cui la pompa della rete idrica può funzionare in modo continuo.

Esiste una serie di parametri utili per un’analisi e una progettazione professionale della rete idrica di una casa unifamiliare, ad esempio. Nella pratica viene spesso applicata una metodologia semplificata. Una guida approssimativa alla scelta della pompa è la seguente.

1. fatto da una media calcolo dei consumi. I dispositivi di estrazione dell’acqua esistenti vengono analizzati e le loro prestazioni riassunte. Nelle case a due o più piani si determina il consumo totale e si assegnano i volumi d’acqua necessari per il comfort di ciascun piano.
2. Determinato da la natura del punto di estrazione. Per il pozzo si tiene conto della profondità e si analizza la posizione di installazione della pompa (altezza dal suolo).
3. Fissazione l’elevazione della rete idrica. Questo viene fatto per le case a due o più piani.

In base a questi parametri, è possibile selezionare la pompa adatta con un elevato grado di precisione. La natura del punto di estrazione indica la portata di aspirazione dell’unità. Il livello del pavimento (altezza di risalita del liquido) viene calcolato e il modello selezionato in base alla caratteristica di prevalenza.

La parte più importante dell’analisi è la caratteristica di pressione e portata; essa indica se la pompa può fornire acqua con una portata confortevole ai piani superiori. La procedura è la seguente

• Calcolare la perdita di carico per il pavimento (perdita di carico);
• il punto corrispondente al valore ridotto si trova nel grafico;
• La portata viene determinata in base al programma.

Se il valore calcolato è superiore al volume richiesto per il pavimento, la pompa è in grado di far fronte al compito. In caso contrario, è necessario un dispositivo più efficiente o più potente.

Ma anche con un’attenta considerazione di tutte le caratteristiche del punto di estrazione e della rete di distribuzione, possono verificarsi degli errori. Il motivo è la mancanza di considerazione la resistenza idraulica della rete di tubazioni, Si deve osservare la seguente formula: determinazione delle dipendenze da prelievo e pressione, analisi della rispettiva curva della pompa. Ma questo è un livello di progettazione non accessibile all’utente medio.

Consigli! Per creare un buffer tecnologico è consigliabile scegliere una pompa con una riserva del 20% sui parametri chiave, soprattutto la prevalenza.

Guasti comuni delle pompe centrifughe e misure per la loro eliminazione.

La pompa centrifuga è un’apparecchiatura relativamente semplice. Alcuni guasti richiedono l’intervento di specialisti che eseguono le riparazioni necessarie. Tuttavia, un certo elenco di condizioni di funzionamento anomale o di guasti può essere corretto da soli.

1. A La portata viene determinata in base alla riduzione della portata è necessario controllare il raccordo di ingresso. Se è presente un filtro grossolano, eseguire un controllo di manutenzione. Rimozione non irragionevole delle incrostazioni sulle pareti del tubo del circuito in ingresso.
2. Le perdite di carico vengono eliminate con le pompe dotate di da un regolatore di velocità del motore. Il manometro di controllo definisce la pressione del liquido in uscita e se non corrisponde alla pressione nominale, la velocità di azionamento viene aumentata.
3. Rumore, rumore dell’albero, vibrazioni indica direttamente la necessità di sostituire le guarnizioni o di effettuare la manutenzione dei cuscinetti. Può anche indicare l’allentamento delle connessioni sul corpo. Spegnere sempre l’apparecchio e lasciar raffreddare il motore prima di serrarlo.
4. Presenza di perdite, flusso ad alta pressione dai Euroinetti Indica che la pompa ha superato i requisiti del sistema. La pressione di alimentazione può essere ridotta installando un regolatore di pressione all’ingresso o un accumulatore di pressione con un sensore all’uscita.
5. Interruzione dell’alimentazione idrica più comunemente causati dall’ingresso di aria nel sistema. Ciò può indicare una mancanza di ingresso del liquido o il superamento dell’altezza di cavitazione nominale. In questo caso è necessario verificare attentamente le condizioni della rete idrica.
6. Generazione eccessiva di calore – Un segnale che indica che è giunto il momento di effettuare una manutenzione preventiva. Ispezionare i cuscinetti, controllare il serraggio dei premistoppa, sostituire il grasso e pulire gli elementi di contatto e i terminali.

È subito chiaro: le pompe centrifughe raramente causano problemi se installate con cura, attenzione e secondo le regole generali e le raccomandazioni del produttore.

Ma nessuno è al sicuro dagli imprevisti. È quindi opportuno effettuare ispezioni periodiche delle apparecchiature e una manutenzione preventiva.