Le pompe a tenuta stagna sono macchine ad alta forza centrifuga in grado operare in dure condizioni di esercizio continuo. A seconda del tipo del comando e della guarnizione dell’albero, che riduce l’effetto atmosferico, questi impianti di pompaggio si possono suddividere in due gruppi principali:
L’uso di un tipo concreto della pompa a tenuta stagna è determinato dalle esigenze e requisiti nei confronti dell’utilizzo della macchina che dipendono dalle condizioni di esercizio. In tal modo, occorre considerare i seguenti fattori:
L’industria moderna presenta rigide esigenze nei confronti della sicurezza ecologica e tecnologica, il che implica l’introduzione e l’adozione di tecnologie a tenuta stagna all’atto della realizzazione di sistemi di pompaggio. Attualmente, le macchine con perfetta chiusura ermetica vengono utilizzate per il trasporto di sostanze radioattive, fluidi tossici e facilmente infiammabili senza rischio di perdite. Negli ultimi trent’anni si è ampliato sostanzialmente il campo di applicazione e il livello di sicurezza e di affidabilità, nonchè si è ridotto il costo di produzione delle pompe a tenuta stagna, il che fa sì che questi impianti vengano usati nei più svariati settori.
Oggigiorno le pompe con il motore integrato nel corpo hanno trovato una diffusione pratica molto più vasta rispetto a quelle equipaggiate con giunto magnetico. Tuttavia, la capacità di quelle ultime di operare con alte temperature e pressioni, nonchè con fluidi critici e pericolosi le rende molto richieste quasi in tutti i settori industriali. Ciò è dovuto al fatto che nella realizzazione delle pompe con giunto magnetico sono state adoperate particolari soluzioni ingegneristiche che hanno permesso di superare una serie di difetti più comuni delle pompe equipaggiate con il motore incorporato.
La presenza nella pompa del giunto magnetico ha eliminato il problema di ordine strettamente meccanico, e cioè quello relativo alle perdite dell’albero per mezzo di montaggio di guarnizione statica all’interno della camera a tenuta stagna, al posto della guarnizione dinamica.
I sistemi con giunto magnetico sono dotati di motore elettrico standard che fa azionare l’albero con il giunto magnetico integrato. Il rotore interno si mette in moto sotto l’effetto del campo magnetico. Tra il polo nord e il polo sud si crea il campo magnetico che elimina il fenomeno di slittamento del giunto.
Nella maggioranza dei casi il magnete, che si trova all'interno della camera di lavoro, viene collegato all'albero, mentre l'altro magnete viene montato esternamente. Quest'ultimo è collegato al comando in modo tale da garantire durante il processo di rotazione la penetrazione – attraverso l’involucro della camera – delle forze magnetiche, facendo attivare il magnete interno. Il flusso magnetico si infiltra attraverso l’intercapedine e l’involucro a chiusura ermetica senza il contatto fisico con il rotore interno, mentre il rivestimento realizzato in materiale resistente alla corrosione garantisce l’assenza di fuoriuscite nel sistema di pompaggio.
Uno dei componenti principali di questo tipo di pompa è il bicchiere di contenimento (solido e resistente al calore) che possiede, altresì, un alto grado di resistenza al liquido idraulico e determina il livello massimo della temperatura dell’ambiente e della pressione interna. Il materiale, onde viene realizzato il bicchiere, dipende molto dal campo di applicazione della pompa (materiali polimeri, ceramica o metallo).
Affinchè una pompa a tenuta stagna possa operare regolarmente e senza interruzioni, bisogna garantire l’efficace funzionamento del sistema di raffreddamento e lubrificazione, particolarmente nelle macchine dotate di bicchiere di contenimento prodotto in metallo. Gli impianti di pompaggio equipaggiati con giunto meccanico rappresentano strutture, l’uso delle quali presuppone il rigido rispetto delle norme e condizioni di esercizio, di montaggio, della cultura di produzione, nonchè, in alcuni casi, l’utilizzo di sistemi complessi di protezione e blocco.
L’alto costo delle pompe – a condizione che vengano usate correttamente – si giustifica da solo, e il capitale investito nell’acquisto delle macchine ritorna in cinque anni.
Tra i maggiori vantaggi delle pompe a tenuta stagna si annovera la capacità di trattare sostanze pericolose e radioattive, gas, prodotti con alto livello di pressione dei vapori, nonchè fluidi con basso grado di viscosità.
Inoltre, i sistemi di pompaggio di questo tipo resistono alle condizioni di esercizio molto critiche (operano alle temperature da 160 fino a 600 °C e con l’indice di pressione fino a 150 MPa).
Queste macchine presentano una buona sottrazione di calore, l’assenza di carichi assiali e una facile movimentazione. Le pompe a tenuta stagna non causano fughe o perdite, non hanno componenti di rapida usura e si distinguono per il funzionamento regolare ed affidabile. Non solo, ma questo tipo di pompe resiste alla corsa a secco e mostra basse perdite di calore.
Grazie alla loro capacità di trattare fluidi critici e pericolosi le pompe a tenuta stagna trovano ampio impiego nell’industria della trasformazione e, più precisamente, nel settore dell’energia solare, nella fotoindustria, nella produzione chimica, nel trattamento di superfici di vari tipi, nella produzione di circuiti stampati, nonchè nella filtrazione di acque di scarico.
Le pompe a tenuta stagna dotate di comando magnetico trovano vasto impiego nella produzione petrolchimica dove hanno dimostrato la loro eccezionale affidabilità ed insostituibilità. Attualmente, gli esperti ritengono che nel futuro le pompe equipaggiate con giunto magnetico saranno usate, ancora più ampiamente, in tutte le attività legate all’estrazione e lavorazione di idrocarburi ad alta temperatura e pressione.
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