Le pompe idrauliche svolgono la funzione principale di movimentare le acque di flusso. L'elemento essenziale che permette alla pompa di compiere questo sforzo è il motore.
Principi di Funzionamento delle Pompe Idrauliche
La pompa centrifuga possiede un'entrata dell'acqua (definita aspirazione), posizionata in corrispondenza dell'asse centrale dell'elettropompa. L'accensione di un motore elettrico fa muovere alcune pale, dette giranti, che spingono i liquidi pompati dal centro della pompa verso l'esterno.
Ogni pompa che andrà installata dovrà essere completamente piena di acqua e non contenere alcuna minima particella d'aria, affinché possa trasferire energia all'acqua. Lo spurgo dell’aria avviene di solito al primo avviamento e la pompa deve essere in marcia.
Il principio di funzionamento di una pompa idraulica si basa su un concetto semplice: aspirazione e compressione. Il movimento della girante determina una depressione nel tubo di aspirazione e il fluido, spinto dalla pressione atmosferica, percorre il tubo ed entra nella pompa. L’accensione di un motore elettrico fa muovere alcune pale, dette giranti, che spingono i liquidi pompati dal centro della pompa verso l’esterno.
Lettura e Interpretazione dei Dati Tecnici
Il disegno caratteristico di una pompa è caratterizzato da una curva. Ogni libretto delle istruzioni presenta un disegno di questo tipo. Come si leggono e interpretano le informazioni di questo schema, presente nella scheda tecnica di ogni pompa è molto semplice. Il grafico mette in relazione 2 assi che rappresentano da un lato la massima pressione (prevalenza) prodotta dell'elettropompa e dall'altro la lunghezza portata in litri/min.
Come è facile intuire, conoscendo un minimo i principi fisici che regolano la pressione dei liquidi, la pompa avrà il massimo della prevalenza e quindi della forza, quando la portata sarà pari a zero.
Componenti Chiave e Termini Tecnici
Esaminiamo alcuni termini chiave legati al mondo delle pompe:
- Girante: Un disco con alette che fa fluire un liquido aspirandolo da una tubazione e spingendolo in un’altra grazie alla forza centrifuga.
- Prevalenza: Il più elevato grado di dislivello che un liquido può superare grazie alla pressione impostagli dall'elettropompa.
- Portata: La quantità di liquido che la pompa è in grado di movimentare in un determinato arco di tempo.
- Adescamento: La fase durante la quale la macchina cerca di riempire di liquido il corpo pompa ed il condotto di aspirazione.
Tipi di Acqua Pompata
È utile conoscere la qualità dell’acqua che la pompa andrà a muovere perché per ogni tipo di acqua corrisponde una pompa diversa con determinate caratteristiche valutate da test di laboratorio.
- Acqua pulita (CW - Clean Water): Acqua priva di componenti chimici, particelle solide o composti organici.
- Acqua sporca (DW - Dirty Water): Tutti gli altri tipi di acqua.
- Acque cariche: Acque non trattate e liquami non depurati contenenti fibre, frammenti tessili ed altri corpi solidi, inclusi gli scarichi da WC.
- Acque di drenaggio: Acqua non depurata contenente particelle solide uguali o inferiori a 10 mm proveniente da abitazioni, aziende agricole e piccole industrie (esclusi scarichi da WC).
Aspetti Tecnici dei Motori Elettrici
Nelle elettropompe monofase, il motore è provvisto di un condensatore di avviamento, neutro e terra. La differenza principale del sistema di funzionamento trifase è che in questo caso non si necessita né del condensatore, né tanto meno del collegamento con il neutro.
I motori elettrici sono progettati per funzionare ad una determinata frequenza, se un motore progettato per i 50 Hz viene alimentato a 60 Hz funzionerà a velocità superiori rispetto a quelle per cui è stato progettato, rischiando di bruciarsi. Anche un motore a 60 Hz se viene fatto funzionare a 50 Hz nonostante funzioni ad una velocità ridotta rischia di rovinarsi in quanto funzionante fuori specifiche.
La potenza di una pompa, nota anche come potenza assorbita, rappresenta l’energia impartita al fluido pompato per aumentarne la velocità e la pressione. Tutte le pompe idrauliche, al fine di spostare e aumentare la pressione di un fluido, consumano energia. Le pompe non sono in grado di trasferire tutta l’energia che ricevono; a causa degli attriti, dissipazioni, turbolenze; per cui l’energia assorbita nell’unità di tempo dal motore, chiamata potenza assorbita, sarà maggiore di quella effettivamente acquistata dal liquido.
Il rendimento di una pompa può essere definito come il rapporto fra la potenza utile e la potenza assorbita. Nello specifico il rendimento è la capacità della pompa di trasformare energia meccanica in energia idraulica (efficienza), rappresenta la relazione tra la potenza fornita al fluido pompato (potenza idraulica) e la potenza del motore, quest’ultimo deve avere una potenza superiore a quella che si intende applicare al fluido, in modo da sopperire alla dissipazione.
Applicazioni delle Pompe Idrauliche
Le motopompe idrauliche rappresentano una delle soluzioni più versatili ed efficienti per il trasferimento di fluidi in ambito industriale, agricolo e civile. Le applicazioni includono il trattamento delle acque (pulite e reflue) e la circolazione di fluidi nei vari processi produttivi. In caso di alluvione o allagamenti, si utilizzano pompe e motopompe per acque cariche, in particolare per vigili del fuoco e protezione civile. Nel settore industriale, le pompe idrauliche sono utilizzate in impianti di produzione, presse, macchine utensili e sollevatori.
L'elettropompa centrifuga si usa generalmente per conferire maggiore pressione all'acqua. Trova impiego in diverse applicazioni: per portare o prelevare acqua da un serbatoio, per l'alimentazione di un'autoclave, per impianti di lavaggio a pressione, per il riempimento di vasche e piscine, e per l'irrigazione.
L'elettropompa sommersa si utilizza principalmente per l'estrazione e il pompaggio dal sottosuolo. La pompa di superficie trova impiego principalmente nell'estrazione e nel pompaggio da vasche o strutture simili. Uno degli utilizzi più comuni è lo svuotamento di garage e cantine a seguito di allagamenti o per lo svuotamento di pozzi neri.
Considerazioni sull'Installazione e Manutenzione
Il funzionamento dello spurgo è più complicato quando la pompa dovrà compiere un'aspirazione da un pozzo, cisterna o serbatoio che è posto al di sotto della pompa stessa. In questo caso la tubazione necessaria per l'aspirazione dovrà disporre di una valvola di non ritorno immersa nel serbatoio. In concreto, le valvole di non risalita saranno montate all'estremità del tubo di aspirazione e in corrispondenza di un filtro, costituito da una rete metallica, che blocchi l'aspirazione dello sporco, rimasto sul fondo del deposito dell'acqua.
Prima del primo utilizzo, bisogna riempire la pompa con acqua attraverso una piccola apertura superiore. Quando la pompa viene accesa, la girante crea movimento nel liquido all'interno della pompa, generando una depressione che risucchia l'aria dal tubo di aspirazione. L'aria si mescola con il liquido nella pompa e questa miscela viene spinta in una camera speciale. Qui l'aria, essendo più leggera, viene separata ed espulsa, mentre il liquido torna in circolo.
Tabella dei Termini Chiave
| Termine | Definizione |
|---|---|
| Girante | Disco con alette che fa fluire un liquido. |
| Prevalenza | Massimo dislivello superabile dal liquido. |
| Portata | Quantità di liquido movimentata in un tempo specifico. |
| Adescamento | Fase di riempimento del corpo pompa con liquido. |