Pompe centrifughe

Come funziona una pompa centrifuga?

La pompa centrifuga converte l'energia meccanica in ingresso in energia cinetica tramite una girante. Il liquido in entrata viene trasferito tramite forza centrifuga. L'efficacia della pompa è dovuta all'interazione tra il corpo pompa e la girante.

Elementi di funzionamento

Gli elementi principali della pompa centrifuga sono il corpo pompa e la girante, disponibile nelle versioni a flusso assiale, radiale, misto e a canale laterale.

Corpo pompa

Il design del corpo pompa determina la direzione del flusso. Le zone di pompaggio sono classificate come:

• Voluta: la girante si muove all’interno del corpo pompa
• Diffusore: il fluido viene direzionato dal rotore attraverso una serie di palette curve all'interno della camera
• Vortice: la pompa non genera una forza centrifuga poiché il liquido è a valle del rotore

Il design del rotore determina quali fluidi possono essere trasportati. La combinazione di corpo pompa e girante fornisce una soluzione altamente efficace per il maggior numero di applicazioni possibili.

Rotori

Ci sono tre opzioni principali di rotori:

• I rotori aperti sono un insieme di palette montate sull'albero della pompa. Questo design semplice consente ai solidi di passare senza rimanere incastrati nel rotore.
• I rotori semiaperti sono dotati di una piastra posteriore che aggiunge resistenza. Il fluido in entrata passa tra la camera e le palette.
• La girante chiusa utilizza palette contenute all'interno di due dischi. Sono utilizzati nelle pompe a flusso radiale con configurazioni a singolo e doppio ingresso.

Meno comuni sono i rotori a vortice, a coclea e a trinciante. Queste variazioni sono state sviluppate per soddisfare applicazioni specifiche in cui sono coinvolti liquidi abrasivi e solidi.

Pompe centrifughe a singolo stadio, doppio stadio e multistadio

• Singolo stadio: La pompa a singolo stadio contiene un solo rotore. Questa pompa è stata sviluppata per configurazioni verticali e orizzontali.
• Doppio stadio: La pompa a doppio stadio ha una coppia di rotori contrapposti su un albero comune all'interno di una singola voluta.
• Multistadio: Le pompe multistadio contengono diversi rotori collegati in serie per garantire una pressione elevata del fluido ad ogni stadio.

Progettazioni a flusso radiale, assiale e misto

• Flusso radiale: Il fluido viene pompato in direzione radiale attraverso la girante, dal centro alle estremità delle pale. In questo modo il fluido viene espulso perpendicolarmente rispetto all'albero.
• Flusso assiale: La pompa ha un diametro di ingresso maggiore del diametro del rotore per spingere il fluido lungo l'asse dell'albero.
• Flusso misto: La progettazione a flusso misto combina le caratteristiche delle pompe a flusso radiale e assiale.

Pompe a trascinamento magnetico

La pompa a trascinamento magnetico è costituita da un albero rotante collegato alla girante della pompa, interamente racchiuso nella camera a contatto con il liquido e trascinato per forza magnetica da magneti rotanti che ruotano all’esterno dalla camera ermetica della pompa. Ciò garantisce che la camera sia completamente ermetica, prevenendo qualsiasi perdita.

Vantaggi delle pompe centrifughe

La pompa centrifuga è progettata per fornire un ampio range di portata con un ampio range di prevalenze.

Alcuni dei principali vantaggi delle pompe centrifughe sono:

• Facilità di manutenzione grazie al suo design semplice con conseguente lunga durata
• Efficienza nel gestire fluidi a bassa viscosità
• Resistenza ai liquidi abrasivi e corrosivi
• Portata uniforme

Gli svantaggi delle pompe centrifughe sono i seguenti:

• Non tutte le versioni sono autoadescanti
• A causa dell’elevato sforzo di taglio esse non sono adatte ai liquidi con elevata viscosità: oltre 300 mPa·s le pompe centrifughe non sono in grado di funzionare

Applicazioni

Le pompe centrifughe sono più efficienti nel gestire fluidi a bassa viscosità, infatti, sono principalmente utilizzate per il trasferimento di acqua, oli, glicole, carburanti e prodotti chimici. Sono adatte anche per vernici, bevande e prodotti farmaceutici.

Applicazioni igieniche

Le pompe centrifughe igieniche in acciaio inossidabile sono progettate per trasferire in modo igienico liquidi utilizzati nella produzione di alimenti e bevande, come latte, succhi di frutta, bibite e birra. Additivi come aromi, glucosio e oli possono essere convogliati con le pompe centrifughe.

Le pompe centrifughe igieniche con certificazioni 3-A, FDA ed EU1935/2004 hanno proprietà di costruzione speciali:

• Funzionano con guarnizioni speciali
• I rotori hanno una geometria ad alta efficienza
• I corpi delle pompe centrifughe per i processi igienici sono progettati per essere puliti facilmente
• I processi Cleaning-In-Place (CIP) e Sanitizing-In-Place (SIP) puliscono e disinfettano la pompa senza la necessità di smontaggio e rimontaggio

Inoltre, i produttori delle industrie alimentare, farmaceutica, cosmetica e chimica utilizzano le pompe centrifughe igieniche per convogliare estratti, emulsioni e acqua ultra-pura.

Applicazioni industriali

Le pompe centrifughe industriali sono disponibili in varie dimensioni e tipologie. È importante scegliere la tecnologia e il design giusto per l'applicazione. Ad esempio, le pompe centrifughe monoblocco in ghisa con alberi in acciaio inossidabile sono adatte per il trattamento delle acque industriali, mentre i rotori aperti in acciaio inossidabile offrono una maggiore resistenza chimica. Le pompe centrifughe multistadio possono essere utilizzate per aumentare la pressione del sistema idrico, con connessioni angolari per una facile integrazione nei sistemi esistenti.

Applicazioni commerciali

Le pompe centrifughe sono utilizzate in una varietà di applicazioni commerciali e nel settore privato, tra cui:

• Pompe autoadescanti per irrigazione ed orticoltura
• Pompe multistadio per pozzi
• Pompe sommergibili con interruttori di galleggiamento per svuotare i serbatoi di acqua piovana
• Pompe sommergibili con trituratori integrati per svuotare vasche contenenti acqua sporca

Considerazioni importanti nella scelta della corretta pompa centrifuga

Nella scelta della pompa giusta, l'applicazione dovrebbe determinare il modello più adatto. I parametri come il volume e la pressione di erogazione, la temperatura, le caratteristiche del flusso, la pressione di vapore, i solidi in sospensione, la corrosività, la tossicità e l'igiene determinano la pompa più adatta. Inoltre, è essenziale scegliere la dimensione giusta del rotore giusto in base al tipo di applicazione. I rotori aperti sono ideali per ridurre l'usura e i potenziali blocchi di prodotto nell’impianto, mentre quelli semiaperti sono facili da pulire e riescono a gestire fluidi come sabbia e fanghi. I rotori chiusi, d'altra parte, sono adatti per prodotti gassosi e fluidi puliti che non contengono solidi.

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