La pompa idraulica ad aria compressa rappresenta una soluzione versatile ed efficiente per il trasferimento di fluidi in diversi settori industriali. Questo tipo di pompa sfrutta l'energia dell'aria compressa per generare il movimento necessario a pompare liquidi, offrendo vantaggi significativi in termini di sicurezza, affidabilità e adattabilità a diversi tipi di fluidi.

Funzionamento delle Pompe a Membrana ad Aria Compressa (AODD)

La Phoenix Range rappresenta un'evoluzione significativa nel settore delle pompe a membrana, offrendo un metodo efficiente e affidabile per il trasferimento di fluidi in diverse applicazioni industriali. Queste pompe idrauliche volumetriche operano attraverso il movimento alternato di due membrane contrapposte, spostando il fluido da un collettore di aspirazione inferiore attraverso il corpo pompa fino a un collettore di mandata.

La loro denominazione in inglese, "Air Operated Double Diaphragm" (AODD), sottolinea che il movimento delle membrane è controllato pneumaticamente attraverso un distributore ad aria compressa. Questo design versatile consente la gestione di una vasta gamma di fluidi in diverse condizioni di viscosità, con prestazioni eccezionali. Le pompe Phoenix Range possono aspirare il liquido da profondità notevoli e pompare a elevate prevalenze, rendendole adatte per molteplici applicazioni industriali.

Componenti Principali di una Pompa a Membrana AODD

  1. Corpo centrale: Le estremità sono le camere d’aria contrapposte collegate dal distributore pneumatico.
  2. Distributore pneumatico: È il componente che garantisce un continuo scambio d’aria nelle due camere contrapposte mantenendo un rapporto quasi di 1:1 tra il volume di fluido e quello d’aria. È costituito da una boccola mobile collegata all’albero che gestisce l’apertura e la chiusura dei passaggi dell’aria da una camera all’altra della spola, il tutto racchiuso in un corpo cilindrico fisso per il carico e scarico dal corpo centrale.
  3. Membrane: Sono gli elementi elastici e i componenti principali della pompa a membrana che permettono lo spostamento del fluido. Sono costituite da gomme che per le loro proprietà chimiche cambiano in base all’ambiente d’utilizzo. Da un lato vengono a contatto con l’aria compressa e dall’altra col fluido di lavoro. Le due membrane, essendo perfettamente contrapposte, svolgono il lavoro opposto durante il ciclo di lavoro: quando una si gonfia, permettendo il pompaggio del fluido, l’altra si sgonfia creando un vuoto nella camera del fluido permettendo così l’aspirazione di quest’ultimo.
  4. Corpi pompa: Sono le camere di passaggio del fluido della pompa pneumatica a doppia membrana. Essi contengono una valvola di non ritorno a sfera in aspirazione e una in mandata che si aprono e chiudono in maniera opposta in base alla fase di carico o scarico del fluido. Le valvole, composte da sfera, sede e gabbia, sono perfettamente concentriche al diametro dei canali di aspirazione e mandata del corpo pompa in modo da evitare trafilamenti del fluido e garantiscono il passaggio del fluido attraverso il diametro interno. La sfera poggia completamente sulla circonferenza interna per evitare inversione del moto del fluido e la gabbia la vincola al solo movimento verticale, non trasversale.
  5. Collettori: Sono invece i canali di passaggio del fluido della pompa a doppia membrana. Abbiamo un collettore in aspirazione e uno in mandata. Essi collegano le due camere di lavoro contrapposte.

Ciclo di Lavoro di una Pompa a Membrana

La pompa a membrana è una pompa idraulica volumetrica che elabora il fluido di lavoro in un volume di controllo variabile nel tempo in modo periodico, con flusso tipicamente non stazionario. Nelle pompe a membrana PHOENIX il fluido viaggia dal collettore inferiore di aspirazione al corpo pompa fino al collettore di mandata tramite il movimento alternato di due membrane contrapposte.

Grazie a questo meccanismo la pompa a membrana può essere chiamata anche pompa a membrana pneumatica o, con più precisione, pompa a doppia membrana pneumatica.Nella pompa a doppia membrana le prevalenze del fluido di lavoro, nonostante le dimensioni abbastanza contenute, sono elevate: se già invasata può aspirare liquido da 9 metri e pompare fino a 9,8 d’altezza ad aspirazione innescata. Tali altezze possono essere limitate dalla viscosità del fluido stesso, maggiore è la viscosità minore è la prevalenza.

  • Fase 1 lato aria: L’aria, tramite l’apertura dei canali del distributore, passa nella membrana sinistra che si gonfia. L’albero trascina la membrana di destra che si sgonfia convogliando l’aria in eccesso allo scarico.
  • Fase 1 lato fluido: Nella camera di sinistra il fluido sta uscendo dal collettore di mandata sotto la pressione creata dalla membrana. La sfera di aspirazione è chiusa e quella di mandata è aperta. Nella camera di destra si sta creando il vuoto (per lo svuotamento dell’aria della membrana) permettendo l’apertura della sfera di aspirazione e il passaggio del fluido attraverso il collettore di aspirazione.
  • Fase 2 lato aria: Finito il carico della membrana sinistra inizia il suo scarico. Si aprono così altri canali sul distributore che convogliano l’aria nella membrana di destra che si gonfia.
  • Fase 2 lato fluido: Quando la membrana di sinistra si scarica la camera sinistra si riempie di fluido. Si apre la sfera di aspirazione tramite il vuoto creato e il fluido passa attraverso il collettore di aspirazione.

Vantaggi delle Pompe a Membrana

  • Non stalla e non cavita: A differenza di una pompa centrifuga, la pompa a membrana pneumatica può lavorare con qualsiasi portata senza cavitare, il fluido non rischia di vaporizzare in quanto la pressione nella camera non sarà mai inferiore alla tensione di vapore del fluido.
  • È autoadescante: Grazie a questa caratteristica la pompa a membrana può aspirare fluido anche se posizionata al di sopra del pelo libero, anche con funzionamento a secco cioè senza liquido iniziale, fino a 4 metri d’altezza. Non rischia innalzamenti di temperatura e/o sfregamenti che danneggiano la pompa e le membrane.
  • Facilmente regolabile: È possibile variare la portata facilmente diminuendo il carico pneumatico di aria compressa in ingresso, oppure chiudendo il collettore d’aspirazione.
  • Versatilità: È in grado di elaborare quasi tutti i tipi di fluidi esistenti: siccome la pompa a membrana è movimentata dall’aria compressa, con campi e pressioni di utilizzo più ampi e vari, le camere di pompaggio si riempiono e svuotano a prescindere dal liquido lavorato, movimentando anche sostanze molto dense o viscose.

Con le pompe a doppia membrana è possibile elaborare liquidi altamente acidi, corrosivi o alcalini, vernici, colle, liquidi ad alta viscosità fino a 50 CPS, prodotti alimentari, o liquidi con particelle solide fino a 2 mm di diametro nelle configurazioni più piccole e fino a 12 mm in quelle più grandi.

Materiali Costruttivi

La scelta del materiale della pompa a membrana è fondamentale per assicurare performance adeguate all’impianto, garantire la sicurezza degli operatori e dell’ambiente, la salvaguardia della pompa stessa e la compatibilità chimica e di temperatura del liquido con i materiali costruttivi. I materiali si differenziano in base ai corpi pompa con collettori, alle membrane, alle valvole di non ritorno con la loro sfera e alle guarnizioni.

Esempi di materiali e loro applicazioni:

  • Pompa a doppia membrana con componenti in PVDF dove richiesta un’alta resistenza chimica agli acidi e alle alte temperature.
  • Membrane, sfere e guarnizioni:
    • NBR: idoneo per fluidi a base d’oli, petrolio, acqua, idrocarburi e tutte le sostanze chimiche blande.
    • EPDM: per soluzioni alcaline, acidi diluiti, chetoni e alcoli, oltre ad applicazioni con liquidi abrasivi.
    • PTFE: ha un una vasta compatibilità chimica oltre che ad un’elevata resistenza alla corrosione e proprietà antiadesive.
    • HYTREL: hanno una buona resistenza invece a basse temperature e all’abrasione.
    • SANTOPRENE: sono ideali per soluzioni ed acidi diluiti.
    • AISI: se serve un’ottima resistenza all’abrasione e alla corrosione oppure liquidi molto viscosi.
    • VITON: resistono bene al calore e agli agenti chimici aggressivi e agli idrocarburi.

Applicazioni delle Pompe a Membrana

Le pompe a doppia membrana sono perfette per la movimentazione e il dosaggio in tutta sicurezza di prodotti liquidi densi, chimici, corrosivi e viscosi. Sono quindi adatte per la movimentazione di solventi, inchiostri, vernici, carburanti, prodotti chimici ed abrasivi.

Fluimac attua una rigorosa scelta dei componenti impiegati nelle parti costruttive delle pompe pneumatiche, prediligendo partner e materiali certificati.

Tipologie Speciali di Pompe a Membrana

  • Pompe a membrana Phoenix ATEX: Progettate per operare in ambienti con atmosfere potenzialmente esplosive.
  • Pompe a membrana Phoenix FOOD: Specificamente progettate e costruite per soddisfare gli standard richiesti per l'utilizzo in applicazioni che riguardano l'industria alimentare.

Pompe Pneumoidrauliche: Funzionamento e Applicazioni

Le pompe pneumoidrauliche rappresentano un'altra categoria di pompe ad aria compressa, in cui l'aria compressa viene utilizzata per azionare un sistema idraulico. Questo tipo di pompa è particolarmente utile quando è necessario generare alte pressioni idrauliche con una fonte di energia compatta e portatile.

Il funzionamento di queste pompe e’ un moto alternato a semplice o doppio effetto, comandato da un distributore pneumatico che al raggiungimento della massima pressione idraulica si arresta, mantenendo in carico il circuito senza ulteriore consumo d’aria.

Esempi di Pompe Pneumoidrauliche e Loro Applicazioni

  • Pompa pneumoidraulica per il comando di cilindri a semplice effetto: Questo modello, provvisto di circuito interno, trova vaste applicazioni nell’alimentazione d’impianti automatici per la produzione, fabbricazione e collaudo.
  • Pompa pneumoidraulica ad elevate prestazioni con motore pneumatico a doppio effetto: Azionata dall’aria compressa con pressioni da 1 a 8 bar, consente di realizzare circuiti dove necessitano elevati flussi d’olio a pressioni medio basse.
  • Pompa pneumoidraulica con pistone a doppio effetto: Impiegata in circuiti ad alta pressione per prove di pressurizzazione, resistenza e deformazione materiali, test di laboratorio in genere.
  • Pompa pneumoidraulica a doppio motore pneumatico bassa-alta pressione P2870: Fornisce un’alta portata di avanzamento sul primo stadio BP (15 bar) per un rapido avanzamento del cilindro ed una elevata HP (regolabile fino a 700 bar).
  • Pompa idropneumatica portatile: Un’economico strumento portatile di ridotte dimensioni realizzato in tre rapporti di moltiplicazione, con pressioni massime rispettivamente di 250 - 500 - 700 bar.

Vantaggi delle Pompe Pneumoidrauliche

  • Compattezza e portabilità: Ideali per applicazioni in cui lo spazio è limitato o è necessaria una fonte di energia mobile.
  • Alte pressioni: Permettono di generare forze elevate con utensili idraulici compatti.
  • Efficienza: Sfruttano l'aria compressa per azionare un sistema idraulico, offrendo un buon rapporto tra energia in ingresso e forza generata.
  • Sicurezza: Il funzionamento ad aria compressa riduce il rischio di scintille o surriscaldamento, rendendole adatte per ambienti potenzialmente pericolosi.

Applicazioni Specifiche delle Pompe Idropneumatiche

  • Pressatura
  • Estrazione
  • Sollevamento di oggetti pesanti
  • Azionamento di tensionatori idraulici o dadi idraulici

Pompe a Membrana WAGNER: Funzionamento, Vantaggi e Applicazioni

Le pompe a membrana di WAGNER sono utilizzate nei dispositivi e sistemi di verniciatura a spruzzo. La pompa a membrana di un dispositivo a spruzzo è preposta all’alimentazione del materiale alla pistola e alla sua pressurizzazione per consentirne la scomposizione e la nebulizzazione attraverso l’ugello.

La pompa idraulica viene azionata dal motore elettrico tramite un riduttore epicicloidale. La corsa del pistone alimenta olio idraulico sotto la membrana che a sua volta si muove. La spinta verso l’altro della membrana dà luogo alla chiusura automatica della valvola di aspirazione a disco e il materiale viene alimentato a pressione al tubo dalla valvola di uscita a sfera. Con il suo abbassamento si forma un vuoto generato dalla chiusura della valvola a sfera. Si apre quindi la valvola di aspirazione a disco e il vuoto formatosi dà luogo all’aspirazione di altro materiale - per cui svolge anche la funzione di una pompa a vuoto.

Vantaggi delle Pompe a Membrana WAGNER

  • Pressione costante: L’operatore potrà pertanto contare su una pressione costante senza oscillazioni dovute alle pause, quindi su un ventaglio di spruzzatura uniforme e sul comfort assicurato dall’assenza di pulsazioni.
  • Manutenzione ridotta: La ridotta frequenza della corsa e la generazione della pressione meccanica senza scheda o unità di controllo significano inoltre manutenzione ridotta. La sostituzione delle parti comporta operazioni rapide e semplici.
  • Funzionamento con quantitativi minimi di materiale: Alcuni dispositivi a spruzzo SuperFinish possono essere dotati di serbatoio superiore. In tal caso non sarà necessario riempire di colore o materiale il tubo di aspirazione. Le pompe a membrana possono essere inoltre dotate di tubi di diametro molto ridotto a riempimento rapido.

Tecnologia Quality-Long-Stroke (QLS) di WAGNER

WAGNER ha inventato la Tecnologia Quality-Long-Stroke. La tecnologia a corsa lunga QLS, si contraddistingue grazie all’idraulica ottimizzata e alla frequenza ridotta della corsa della membrana. Tale sistema riduce a sua volta sia l’usura dei componenti che le vibrazioni, prolungando quindi il ciclo di vita del dispositivo a spruzzo.

Materiali Lavorabili con Pompe a Membrana WAGNER

  • Fondi
  • Agenti di distacco
  • Primer
  • Smalti
  • Vernici a dispersione
  • Colori ai silicati
  • Adesivi per tessuti
  • Trattamenti anticorrosione
  • Colori per facciate
  • Rivestimenti per tetti ed altro

Applicazioni delle Pompe a Membrana WAGNER

La pompa a membrana è una soluzione dal carattere molto versatile. Dalle applicazioni che richiedono quantitativi di materiali minimi fino ai lavori medio-grandi, ad esempio di difficile esecuzione tramite dispositivi manuali, la pompa a membrana assicura verniciature perfette.

Altre Tipologie di Pompe Utilizzate nei Sistemi di Verniciatura a Spruzzo

  • Pompa a doppia membrana: Il suo funzionamento è ad aria compressa. A ogni corsa del pistone, il materiale viene contemporaneamente aspirato e alimentato attraverso le membrane assicurando inoltre un pompaggio a pulsazioni ridotte.
  • Pompa a vite: La pompa alimenta ed eroga a spruzzo anche materiali ad alta densità e viscosità.
  • Pompa a pistone: Al contrario di quella a membrana, si arresta al raggiungimento della pressione impostata. La pompa a pistone è concepita anche per l’applicazione a spruzzo di materiali ad alta viscosità, quali ad esempio gli stucchi.
  • Turbina: Il materiale viene in tal caso nebulizzato attraverso un metodo a bassa pressione basato su turbine. Il sistema consente l’applicazione a spruzzo di materiali a bassa viscosità.

Pompe per Travaso di Liquidi Infiammabili e Sostanze Pericolose

Per le operazioni di travaso con liquidi infiammabili quali benzine, alcooli o solventi è requisito necessario dotarsi di un sistema di pompaggio in esecuzione antideflagrante. Le pompe antideflagranti elettriche sono fornibili sia solo come pompa (con tubo pescante e raccordo per tubi flessibili) sia come set pronto all'uso comprensivo di pompa, tubo pescante, tubo flessibile di 2 metri di lunghezza resistente chimicamente, pistola e adattatore per fusti.

Le pompe ad aria compressa sono realizzate ad hoc per contesti in cui si ha a che fare con acidi e soluzioni alcaline e rappresentano quindi la soluzione ideale per operazioni di laboratorio. Le differenti profondità d'immersione delle pompe ad aria compressa ne consentono l'impiego con contenitori di varie dimensioni. E' inoltre possibile utilizzarle immediatamente, dal momento che vengono vendute già pronte per l'uso.

Le pompe a membrana sono più efficaci rispetto a quelle ad aria compressa per il pompaggio di liquidi o gas. Esse trovano soprattutto impiego in caso di operazioni con sostanze pericolose come agenti chimici o liquidi abrasivi. Le pompe a membrana sono piuttosto resistenti e vengono utilizzate già da molto tempo nell'industria chimica e tecnologica. Il loro vantaggio è dato dal fatto che le sostanze pompate non vengono a contatto con fonti di calore, dal momento che le pompe a membrana non sono riscaldate durante il travaso o riempimento.

Considerazioni Importanti nella Scelta della Pompa

DENIOS presenta un panorama di pompe per fusti, manuali ed elettriche, molto ampio e rispondente ad ogni necessità applicativa. Molto importanti, per la selezione del prodotto corretto, sono la versione (manuale o elettrica), la dimensione del contenitore, la velocità di erogazione desiderata e non ultima l'idoneità della pompa per il fluido da riempire.

TAG: #Idraulica #Pompa

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