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Le centrali di pompaggio sono impianti che creano la pressione del liquido per mezzo di viti (rotori) che ruotano all’interno della parte statica della pompa (statore).
Le pompe a vite elicoidale appartengono alla categoria di pompe rotative ad ingranaggi. La presente categoria di impianti puo’ essere facilmente fatta di impianti ad ingranaggi mediante correzioni della struttura (aumento dell’angolo di inclinazione di ingranaggi nonche’ la riduzione del loro numero).
La fabbricazione degli impianti a vite elicoidale e’ un processo tecnologicamente avanzato ed esige la massima precisione durante la produzione dei principali blocchi della pompa (rotore e statore). Nel processo di produzione delle pompe in questione si adopera l’apposito software. Il primo modello di pompa a vite elicoidale e’ stato costruito nel 1920 per il lavoro con le sostanze e soluzioni di alto grado di viscosita’. Praticamente subito si e’ cominciato a usare i presenti impianti nei seguenti settori: industria della cellulose e tessile, chimica e trattamento di rifiuti, lavorazione di metalli, industria chimica e alimentare.
Durante la rotazione del rotore all’interno dello statore si forma la cavita’ per il liquido premuto cioe’ avviene il trasporto del liquido dall’ammissione allo scarico. Il rotore viene messo in moto dal motore elettrico tramite il manicotto. Lo statore delle pompe a vite elicoidale si distingue per un’alta resistenza meccanica e chimica il che permette di pompare diversi tipi di liquido. Per ostacolare la controcorrente durante il calcolo della struttura della pompa a vite elicoidale bisogna prendere in considerazione le dimensioni delle cavita’ interne, sapere caratteristiche tecnologiche del liquido pompato e la velocita’ di rotazione del rotore (velocita’ d’esercizio).
Il principio di funzionamento delle pompe a vite elicoidale consiste nel movimento della sostanza nella direzione dell’asse della vite nello spazio tra la vite e il corpo della pompa. Le sporgenze delle viti entrano nei giochi della vite adiacente formando lo spazio chiuso e non permettendo alla sostanza di muoversi all’inverso. In tal modo la sostanza si muove in seguito al cambiamento del volume della camera che a turni comunica con apertura di entrata e di uscita.
Uno dei maggiori vantaggi di quell tipo di pompe (rispetto a quelle a membrane, a stantuffo immerse e a pistone) e’ pressione stabile. Il volume delle cavita’ tra i blocchi principali della pompa (rotore e statore) e’ costante per tutta la lunghezza dell’impianto in seguito a cio’ la corrente della sostanza scorre ininterrottamente e senza pulsazioni.
Le pompe del presente tipo funzionano come autoaspiranti e spesso sono dotate di valvola di sicurezza e di by-pass.
Nelle pompe a vite elicoidale si usano premistoppe e tenuta di testa.
La parte rotante – rotore di acciaio e’ vite di metallo e statore e’ parte immobile di materiale flessibile (elastomero).
Elementi principali della pompa a vite elicoidale sono coppia rotore-statore, motore-riduttore e corpo della pompa. Il rotore della vite elicoidale e’ l’unico elemento mobile della struttura che ha la forma di spirale esterna dotata di n principi. Lo statore ha la forma di spirale interna dotata di n+1 principi. Tutte le cavita’ dell’impianto sono isolate tramite la guarnizione a nastro situata lungo il confine del contatto fra il rotore e statore e sono importanti per il funzionamento ininterrotto della pompa.
Motore-riduttore svolge la funzione di comando azionando la coppia gerotor per mezzo di cerniera. Il giunto puo’ essere a pettine o cardanico.
Il rotore e’ fatto di acciaio di alta resistenza, lo statore rappresenta l’involucro di metallo e elastomero che fa da collegamento. Man mano che il rotore ruota dentro lo statore la sostanza pompata si muove dall’entrata in direzione dell’uscita.
Per migliorare la guarnizione della pompa e ridurre il livello di fuoruscite la struttura puo’ essere dotata di corpo flessibile fatto nella forma di cono o cilindro. Bisogna tener presente che l’impianto di pompaggio e’ capace di resistere al livello di pressione minore rispetto al corpo di metallo.
A parte gli elementi sopraelencati le strutture delle pompe di quel tipo sono dotate di elementi secondari - guarnizioni, cuscinetti, dadi ecc.
Gli impianti di pompaggio a vite elicoidale possono essere prodotte in tre versioni:
Pompe a una vite sono pompe di tipo volumetrico i cui organi di lavoro sono: cassa flessibile immobile con la superficie elicoidale a due principi e il rotore di acciaio – vite ad un principio rotante nella cassa.
Caratteristiche tecniche di pompe a una vite: Alimentazione – fino a 600 m³/ora, pressione fino a 50 bar, temperatura: da -40 a +350°C
Vantaggi di pompe a una vite: alto coefficiente di rendimento, alta velocita’ di rotazione dell’albero di comando, semplicita’ e compattezza della struttura, capacita’ di aspirazione elevata.
Componenti delle pompe a una vite: gli impianti di pompaggio del genere sono composti di pompa, motore, giunto, si montano sul telaio-base comune.
Gli impianti di pompaggio a una vite appartengono alle pompe orizzontali di tipo volumentrico. Gli elementi di lavoro principali sono: cassa statica di gomma e vite mobile di metallo. Durante la rotazione della vite ad un principio tra di esso e lo statore a due principi si creano le cavita’ nelle quali affluisce la sostanza pompata. Successivamente la sostanza si muove lungo l’asse nella direzione della cavita’ di pressione.
Pompe a tre viti – pompe di tipo volumetrico, organi di lavoro: tre viti, cassa. Filettatura a due principi. Tenuta di testa. Varianti di pompe a tre viti: orizzontali e verticali.
Caratteristiche tecniche delle pompe a doppia elica: Alimentazione – fino a 800 m³/ora, pressione fino a 320 bar
Uso delle pompe a tre viti: per pompare mazut, olio per turbine e olio diesel, fluidi non agressivi senza inclusioni abrasive. Si usa per lubrificare macchinari, sollevatori idraulici. Le pompe a tre viti sono duraturi.
Componenti delle pompe a tre viti: Le pompe del genere sono composte di pompa a tre viti, motore, giunto flessibile, si montano sul telaio-base comune.
Gli impianti a tre viti analogamente a quelli a una vite si riferiscono alle pompe orizzontali. Tre vit e la cassa sono elementi di lavoro principali della struttura. Per proteggere l’impianto dall’aumento della pressione la struttura e’ dotata della valvola di sicurezza. Sul tubo di aspirazione si installa l’apposito filtro. Nella maggior parte dei casi le pompe a tre viti lavorano con fluidi non agressivi per i quali e’ caratteristico un elevato livello di lubrificazione (non oltre 1500 cSt) e assenza di inclusioni. Il corpo di quella pompa e’ fatta di acciaio/aluminio/ghisa, le viti sono fatte di acciaio.
La coppia gerotor e’ coppia rotore-statore (o vite-cassa). Man mano che si ruota il rotore il liquido si muove lungo la spirale dello statore. Lo statore e’ spirale interna di elastomero o gomma collegata con la cassa fatta di metallo. Il rotore e’ spirale esterna di acciaio.
La versione classica della coppia gerotor e’ element static e l’organo di lavoro mobile ad un principio. I centri di rotazione delle spirali di ambedue elementi della coppia gerotor hanno deviazione per il valore di eccentricita’. In tal modo si crea la coppia di frizione in cui man mano che si ruota il rotore all'interno dell'elemento statico si formano cavita' ermetiche chiuse. Il numero di tali cavita’ determina la pressione finale della pompa, il volume di cavita’ incide sulla produttivita’ dell’impianto.
Le coppie gerotor si suddividono in quattro tipi:
Tutti i tipi di coppie gerotor sono strutture compatte. Tipi “D” e “P” possono essere usati a lungo senza assistenza e si distinguono per il dosaggio di alta precisione. L’assenza di pulsazione di corrente e’ caratteristica per i tipi “S”, “D” e “P”. La coppia gerotor di tipo “L” (di tipo non bloccante) gode di ottime caratteristiche volumentriche. La coppia gerotor di tipo “S” (di tipo bloccante) e’ capace di funzionare con particelle pressate e grosse nonche’ evidenzia una bassa velocita’ della corrente e nello stesso tempo un’ottima capacita’ di aspirazione.
Gli impianti di pompaggio a vite si distinguono per un’alimentazione regolare della sostanza (senza pulsazione), semplicita’ di struttura e il peso relativamente piccolo. Accanto ai vantaggi sopraelencati i presenti impianti hanno limiti tecnici che devono essere presi in considerazione nel processo di lavoro:
Elementi di struttura di elastomeri tendono al deterioramento rapido durante il lavoro a vuoto e durante il pompaggio di alcune sostanze.
Potenza della pompa, pressione, alimentazione, rendimento, altezza vuotometrica di aspirazione, viscosita’ cinematica del fluido pompato.
Principali:
L’utilizzazione di questo tipo di pompe si distingue per basse spese d’impianto, semplicita’ di manutenzione, montaggio e d’uso. Inoltre la pompa a vite elicoidale si distingue per un basso consumo energetico, bassa rumorosita’ e compattezza.
Il presente impianto pompa un vasto spettro di sostanze: fluidi contenenti gas, fluidi con alto livello di inclusioni solide nonche’ fluidi di alta viscosita’. La pompa a vite elicoidale e’ capace di pompare le sospensioni senza danneggiare la struttura della sostanza. Alimentazione e’ regolare, senza pulsazione (a differenza dalle pompe a pistone e a stantuffo immerso). Grazie al fatto che nella struttura mancano valvole e elementi di moto alternative si e ‘ riuscito ad escludere i seguenti problemi: inclusioni di gas, occlusioni nonche’ alta usura di giunzioni. L’utilizzo di materiali avanzati nella produzione delle pompe a vite elicoidale amplia notevolmente il loro campo d’applicazione.
A causa del fatto che la pompa a vite elicoidale e’ un impianto volumentrico puo’ lavorare nel regime autoaspirante.
Nel processo di lavoro dell’impianto di pompaggio a vite elicoidale si puo’ creare un alto livello di pressione all’uscita escludendo stadi di pompaggio. Inoltre il presente sistema e’ capace di regolare il livello di pressione richiesto.
Le pompe a vite elicoidale si usano nei seguenti settori dell’industria:
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