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Distributore / rappresentante autorizzato per la fornitura e consegna di pompe dosatrici (a membrana) alle imprese industriali in Russia

È da oltre venti anni che l’azienda nel campo dell’ingegneria OOO «Intech GmbH» (ООО «Интех ГмбХ») svolge con successo la propria attività sul mercato russo collaborando con numerose imprese industriali locali. L’azienda, che vanta un’eccezionale esperienza maturata nel settore dell'ingegneria e gode di una buona fama sul mercato, ha realizzato presso gli stabilimenti russi oltre 100 progetti di notevole importanza. La nostra società è sempre alla ricerca di nuovi partner che siano interessati ad investire nel mercato russo, si prefiggano l'obiettivo di incrementare le vendite in quest'area, di ampliare la propria sfera di attività e di raggiungere un nuovo livello di internazionalizzazione.

Ci interessano produttori di pompe dosatrici (a membrana) che cerchino distributori ufficiali dei propri macchinari per le imprese industriali russe.

I dirigenti e i manager dell'azienda conoscono perfettamente il mercato russo, le disposizioni legislative, la mentalità dominante sul mercato, le caratteristiche particolari dell'attività economico-finanziaria della committenza russa. I nostri specialisti dispongono di un vasto database di clienti e hanno accumulato una grande e fruttuosa esperienza nel campo delle vendite. Inoltre, sono in continua comunicazione con i potenziali acquirenti delle vostre pompe dosatrici, il che ci permette di individuare le più promettenti direzioni per la promozione del business e di garantire in maniera operativa l'ingresso nel mercato russo, che è in via di espansione. Il nostro personale, con ottima padronanza dell'inglese e del tedesco, è orientato al mercato internazionale ed è specializzato nell'importazione delle macchine di produzione estera.

Il nostro team d'ingegneri esperti è in grado di risolvere i problemi tecnici più complessi e incontra regolarmente i clienti russi, svolgendo presentazioni sugli ultimi progressi dei nostri partner. Inoltre i nostri specialisti individuano i problemi tecnici restando costantemente in contatto con i diversi dipartimenti degli stabilimenti russi. Proprio per questo noi conosciamo bene le particolarità dello svolgimento dell'attività nella Federazione Russa, il parco macchine degli stabilimenti industriali e le più vive e prementi necessità nel campo dell’ammodernamento degli stessi.

Se diventeremo il vostro distributore di pompe a membrana in Russia, il nostro ufficio di marketing condurrà un’analisi del mercato russo delle pompe dosatrici al fine di individuare le necessità delle imprese russe, valutare il potenziale e il volume del mercato, mentre il nostro ufficio IT procederà alla creazione del sito web in lingua russa per presentare i vostri prodotti. Gli specialisti della nostra azienda verificheranno conformità delle vostre pompe a membrana ai requisiti degli utenti finali, analizzeranno la reazione del mercato ai prodotti nuovi in generale e realizzeranno uno studio delle diverse categorie di potenziali acquirenti per individuare quelli di maggiore rilevanza strategica.

Nel diventare il vostro distributore ufficiale per il mercato russo, la società OOO «Intech GmbH» (ООО «Интех ГмбХ») potrà provvedere, all'occorrenza, alla certificazione delle singole partite di macchinari e dei diversi tipi di pompe dosatrici secondo gli standard russi, e occuparsi dell’organizzazione delle perizie tecniche necessarie per ottenere i Certificati TR TS 010 e TR TS 012 e garantire l'utilizzo del vostro macchinario presso le imprese industriali di tutti i paesi dell'unione doganale (che comprende Russia, Kazakistan, Bielorussia, Armenia e Kirghizistan), compresi i siti produttivi ad alto rischio di esplosione. La nostra azienda russa potrà prestarvi l'assistenza nella realizzazione della documentazione tecnica delle pompe a membrana, redatta secondo i requisiti previsti dagli standard vigenti in Russia e in altri paesi dell'unione doganale.

L’azienda OOO «Intech GmbH» (ООО «Интех ГмбХ») collabora in Russia con numerosi enti di progettazione operanti in diversi settori industriali, il che ci consente di effettuare la progettazione preliminare e i successivi lavori progettuali in conformità di quanto previsto dagli standard, le regole e le normative edili in vigore in Russia e negli altri paesi della Comunità degli Stati Indipendenti (CSI) e di inserire le vostre pompe dosatrici nei progetti in fase di sviluppo.

La società dispone di un proprio reparto spedizioni che può provvedere all'imballaggio e alla spedizione della vostra merce alle condizioni DAP o DDP-magazzino dell'acquirente, nel pieno rispetto di tutte le disposizioni legislative e normative vigenti sul mercato russo.

La nostra azienda può contare sui propri specialisti qualificati che si prendono carico dei lavori di montaggio e di avviamento dei macchinari consegnati, prestano servizi di manutenzione delle pompe dosatrici sia nel periodo di garanzia sia in quello post-garanzia, provvedendo alla formazione del personale del cliente e offrono i relativi servizi di consulenza.

Pompe dosatrici. Principio di funzionamento e descrizione

Introduzione

A seguito dello sviluppo tecnico dell’industria in tutto il mondo, attualmente si assiste al veloce ammodernamento dei processi tecnologici, alla sintesi di nuovi prodotti industriali che richiedono un nuovo accesso alla produzione, la quale, a sua volta, necessita di regolazione più precisa, di affidabilità, nonchè di semplicità di esercizio delle macchine dosatrici. Di solito, l’utilizzo di nuove tecnologie e la sintesi di nuovi prodotti richiede l’impiego di processi tecnologici più complessi che prevedono alte pressioni e temperature, l’uso di fluidi concentrati e, quindi, ad alto rischio di incendio ed esplosione. Il processo produttivo richiede l’impiego di reagenti con un grado di purezza elevato e accuratamente garantito e un livello di automazione degli impianti adeguato che permettano di proteggere il processo tecnologico da tutti gli aspetti imprevedibili legati al fattore umano. L’insieme di tutti questi quesiti comporta l’intenso sviluppo di nuovi sistemi di dosaggio altamente precisi, affidabili e computerizzati che prevedono l’uso di pompe dosatrici industriali.

Principio di funzionamento

Considerando tutta la varietà di struttura delle pompe, è possibile constatare che solo le pompe volumetriche, dotate di un sistema di gestione speciale, permettono di regolare, precisamente, il volume del fluido alimentato. Nelle pompe che usano il principio di travasamento del fluido sotto l’effetto delle forze centrifughe o di inerzia (pompe centrifughe, a vortice, a vite ed altre) la regolazione del flusso alimentato non risulta sufficientemente preciso, in quanto effettuato con certi ritardi, mentre il processo di misurazione del fluido e del flusso in generale che prevede, altresì, l’analisi della portata, dopo di che il segnale di regolazione arriva all’attuatore (valvola di regolazione, giunto idraulico, variatore o convertitore di frequenza del motore) effettua la regolazione del flusso per metodo di una serie di ripetuti cambiamenti reiterati nel tempo. Le pompe volumetriche spostano - durante ogni ciclo operativo completo – il volume di liquido strettamente specifico determinato dal volume attivo della pompa, e cioè dalla differenza tra il volume dello spazio operativo nel momento in cui termina il processo di aspirazione e il volume residuo dello spazio operativo nel momento in cui finisce il processo di eiezione del fluido. Tale sequenza fa sì che si possa garantire un dosaggio altamente preciso regolando, nello stesso tempo, la frequenza dei cicli operativi della pompa dosatrice e la grandezza del volume attivo efficace. Nelle pompe volumetriche – a differenza da quelle centrifughe o quelle funzionanti per effetto di inerzia – il volume che viene dosato non dipende, in via di principio, dai fattori esterni del processo tecnologico come, ad esempio, il grado di viscosità del fluido trasportato, o il cambiamento della pressione in aspirazione o nella camera di dosaggio, fattori, questi, che si verificano spesso a seguito della variazione della materia prima, del cambiamento del ciclo tecnologico o della temperatura di esercizio e di quella esterna. Inoltre, la possibilità di garantire un calcolo preciso e la stabilità dei parametri (a prescindere dai fattori esterni) permette di integrare le pompe nei sistemi con alto livello di automazione che assicurano un’alta precisione di dosaggio. Sono questi, appunto, i fattori che hanno determinato l’ampio uso di pompe volumetriche nei sistemi di dosaggio. Tra le pompe dosatrici volumetriche che sono in grado di garantire il dosaggio del fluido altamente preciso si annoverano le pompe peristaltiche, le pompe a membrana e quelle a stantuffo tuffante (a pistone). Ogni tipologia avrà i suoi vantaggi e i suoi difetti.

Le pompe peristaltiche dosatrici sono molto efficaci per quanto riguarda l’uso dello spazio operativo del ciclo isolato, in quanto, praticamente, tutto il volume attivo di un ciclo viene iniettato nelle camere di dosaggio e corrisponde al volume attivo efficace. In una pompa di questo tipo i tubi flessibili, che vengono riempiti di fluido di dosaggio, vengono posizionati in canaline speciali, mentre la superficie scoperta dei flessibili viene pressata dai rulli che sono fissati sul rotore del motore e ruotano sul flessibile, schiacciandolo e facendo uscire il liquido nel corso di movimento su tutta la lunghezza del flessibile dall’aspirazione alla camera di iniezione. I rulli, come è già stato detto, si trasfertiscono su tutta la lunghezza del tubo flessibile, mentre il volume del liquido all’interno del flessibile tra i due rulli vicini rappresenta, appunto, il volume attivo efficace. In via di principio, il potenziale di una struttura relativo alla portata del fluido di dosaggio viene determinato dal diametro dei flessibili (grandezza del volume attivo efficace), nonchè dal numero di canaline nella struttura della pompa e dalla velocità periferica di rotazione dei rulli che definiscono la frequenza dei cicli di iniezione del volume efficace. La regolazione di dosaggio di un’unità già operativa si effettua tramite il cambiamento della frequenza di rotazione del rotore con i rulli.

I difetti delle pompe peristaltiche, che incidono, sostanzialmente e negativamente, sul loro uso attivo nell’ambito dei processi industriali, sono:

  • Bassa resa delle pompe (esistono notevoli vincoli che limitano le dimensioni dei tubi flessibili, il numero delle canaline e la velocità di rotazione dei rulli).
  • Bassa affidabilità strutturale (cicli continui di deformazione dei flessibili ne comportano una rapida usura, mentre l’incremento del numero di canaline aumenta ancora di più la probabilità di rottura).
  • Basse pressioni di esercizio (l’aumento della pressione comporta l’ispessimento della parete del tubo flessibile che a quel punto comincia a perdere la sua elasticità, facendo aumentare notevolmente, altresì, il carico sui rulli).
  • Bassa sicurezza d’uso all’atto di dosare fluidi nocivi ed aggressivi (in casi di danneggiamento dei tubi flessibili a seguito di usura il fluido frasportato si sprigiona direttamente nell’ambiente).

Le pompe peristaltiche si usano, con successo, ai fini di laboratorio e nelle piccole produzioni caratterizzate da bassa portata e pressione, nonchè da basso livello di automazione. Risultano, altresì, insostituibili per il trasporto di piccoli volumi di liquidi aggressivi e corrosivi, in quanto l’ambiente operativo è separato ermeticamente dall’attuatore ed è sprovvisto di guarnizioni che sono fonte principale di fuoruscite durante il ciclo operativo. L’affidabilità e la sicurezza di una pompa perilstatica dosatrice sono per molti versi determinate dal materiale onde vengono prodotti i tubi flessibili e dalla loro resistenza al fluido trasportato, nonchè alle molteplici deformazioni.

Le pompe dosatrici a diaframma (a membrana) sono meno efficaci rispetto a quelle peristaltiche ma risultano più flessibili e sicure. Nella pompa a membrana il volume attivo della pompa è posizionato nella camera dotata di membrana ed è limitato dalle valvole di ritorno di aspirazione e di iniezione. Il volume attivo minimo corrisponde al volume della camera nel momento di chiusura della valvola dal lato di aspirazione, mentre il volume attivo massimo corrisponde al volume della camera nel momento di chiusura della valvola di ritorno sul lato di iniezione, quando la membrana della pompa dosatrice schiaccia al massimo il liquido di dosaggio, facendolo uscire, iniziando, successivamente, il movimento di ritorno. A differenza delle pompe peristaltiche quelle a membrana hanno un volume attivo efficace notevolmente inferiore, in quanto il diaframma non schiaccia fuori tutto il volume dallo spazio operativo e all’attuazione delle valvole di ritorno si verificano, altresì, certi flussi parassitari. Le caratteristiche strutturali di una pompa dosatrice a membrana vengono determinate dalla superficie della membrana (diaframma), dall’ampiezza del suo spostamento e dalla frequenza dei cicli di iniezione. La regolazione di dosaggio di una pompa già funzionante si effettua per cambiamento della frequenza dei cicli di iniezione e dell’ampiezza della corsa della membrana.

Tra i difetti delle pompe a membrana (a diaframma) all’atto di loro utilizzo industriale si possono elencare:

  • Resa relativamente bassa delle pompe dosatrici a causa di una serie di vincoli strutturali.
  • Bassa pressione di esercizio rispetto alle pompe dosatrici a stantuffo tuffante a seguito dei vincoli relativi ai materiali del diaframma e al suo spessore.
  • Il punto più debole della struttura della pompa a membrana è rappresentato dall’affidabilità delle valvole posizionate sull’aspirazione e sull’iniezione in caso di loro uso duraturo. Man mano che si assiste all’usura da erosione si verificano flussi parassitari che riducono l’efficacia di funzionamento della pompa dosatrice.

Tra i vantaggi d’uso delle pompe dosatrici a diaframma vale la pena menzionare i seguenti:

  • Queste pompe possono essere usate in diversi settori industriali e possono essere integrate in linee tecnologiche automatizzate.
  • Sono pompe dosatrici affidabili dal punto di vista della sicurezza di esercizio, in quanto sono assenti le guarnizioni di tenuta potenzialmente pericolose per l’eventuale fuoruscita del liquido idraulico nel ambiente.
  • Le pompe dosatrici a membrana (a diaframma) sono insostituibili all’atto di dosaggio di fluidi aggressivi e velenosi, nonchè sono molto affidabili per l’alimentazione di sospensioni contenenti inclusioni solide. (L’usura delle valvole sarebbe più notevole e, quindi, sarebbe desiderabile aumentare il volume attivo efficace del ciclo riducendo al massimo la frequenza dei cicli).

Le pompe dosatrici a stantuffo tuffante (a pistone) sono quelle che si usano di più nella produzione industriale, in quanto la loro struttura permette di raggungere alte pressioni e operare con alte portate. Ciononostante, queste pompe hanno una serie di difetti che si possono manifestare durante il ciclo operativo. Come pure nella pompa dosatrice a diaframma, anche in questo caso il volume attivo efficace è determinato dalla differenza tra il volume massimo della camera di lavoro nel momento di chiusura della valvola di ritorno sul lato di iniezione e il volume minimo nel momento di chiusura della valvola sul lato di aspirazione, ma l’organo di lavoro che forma il volume in questa struttura anzichè la membrana è il pistone della pompa o lo stantuffo tuffante. Infatti, l’impiego del pistone (stantuffo tuffante) permette di sfruttare lo spazio operativo in modo più efficace rispetto all’uso della membrana, ma anche in questo caso all’atto di apertura e chiusura delle valvole di ritorno si verificano flussi parassitari. Il potenziale strutturale di una pompa dosatrice a stantuffo tuffante è determinato dal diametro e dalla corsa del pistone, dal numero di pistoni (pompa a uno, due, tre e cinque stantuffi tuffanti), nonchè dalla frequenza dei cicli operativi. La regolazione di dosaggio di una pompa già operativa avviene per mezzo di cambiamento della frequenza dei cicli della corsa dei pistoni oppure della lunghezza di corsa dello stantuffo tuffante.

Gli svantaggi delle pompe dosatrici a stantuffo tuffante (a pistone) sono:

  • In caso di lungo e continuo utilizzo della pompa avviene l’usura delle superfici di lavoro, che si toccano, dei cilindri e degli stantuffi tuffanti (pistoni), il che in fin dei conti si ricercuote, negativamente, sul cambiamento dei parametri della pompa dosatrice richiedendo la sostituzione della parte idraulica o il recupero delle superfici.
  • Come pure nelle pompe a membrana uno dei punti più problematici sono le valvole posizionate in aspirazione ed iniezione, le quali, in caso di utilizzo ininterrotto chiedono una manutenzione e sostituzione periodica.
  • Il dosaggio delle sospensioni contenenti numerose inclusioni solide risulta problematico per le pompe a pistone a causa di elevata usura dei pistoni e cilindri, il che ne riduce sostanzialmente la durata d’uso e l’affidabilità strutturale.

Tra i vantaggi delle pompe dosatrici a stantuffo tuffante (a pistone) si possono individuare i seguenti:

  • Queste pompe sono facilmente integrabili in processi tecnologici automatizzati che richiedono l’alta precisione di regolazione e la possibilità di programmazione dei parametri necessari.
  • All’atto di dosaggio e su richiesta del committente si possono ottenere alti indici di portata e pressione, il che, in molti casi, è un fattore determinante nell’ambito dei processi tecnologici.
  • Alto rendimento delle pompe a stantuffo tuffante (a pistone) e basso consumo energetico durante il dosaggio
  • Struttura compatta delle pompe dosatrici e dei sistemi ed impianti di dosaggio in generale.

Pompe a membrana. Descrizione generale

La situazione attuale nella scienza e nella tecnica è tale che le scoperte e i ritrovamenti scientifici – trattasi di un nuovo tipo di materiale oppure di una tecnologia – comporta, quasi inevitabilmente, la loro integrazione nei settori industriali facendo aggiornare e ammodernare i macchinari e le tecnologie in considerazione delle nuove conoscenze. Ciò riguarda, sicuramente, anche il settore degli impianti di pompaggio.

Lo sviluppo della chimica organica e della chimica dei polimeri ha determinato lo sviluppo di tutta una serie di materiali nuovi che possiedono numerose proprietà specifiche e, in particolare, di membrane. Relativamente ai sistemi di pompaggio, la tecnologia delle membrane ha permesso di creare una nuova tipologia di pompe, dette pompe a membrana. Per il loro principio di funzionamento le pompe a membrana si riferiscono alla tipologia delle pompe volumetriche, e come risulta dalla loro denominazione il componente principale di tale macchina idraulica è rappresentato dalla membrana, la quale, inoltre, è l’unico elemento mobile nella struttura della pompa. Uno dei motivi di progettazione di un impianto di questo tipo è stata la necessità di avere pompe che fossero in grado di trasportare fluidi viscosi ed abrasivi e garantire, nello stesso tempo, una lunga durata di funzionamento, in quanto le pompe a pistone, che si usano per questo tipo di impiego, sono, di regola, soggette a notevole usura da parte del fluido trasferito.

La membrana può essere azionata da tre tipi di comandi (pneumatico, meccanico, idraulico) e adempiere anche la funzione di espulsore.

Le pompe a membrana hanno la capacità di autoadescamento, per cui vengono posizionate, spesso, direttamente sopra un serbatoio da svuotare. Inoltre, tali sistemi sono in grado di trattare le sostanze contenenti frammenti solidi, nonchè quelle che sono caratterizzate da alti indici di viscosità.

Tali impianti di pompaggio sono in grado di funzionare nelle condizioni di corsa a secco senza danneggiare l’organo di lavoro principale e sono facili per la manutenzione. Le pompe a membrana sono insostituibili per il trasferimento dei fluidi, per i quali non possono essere adoperate le pompe centrifughe, e cioè nelle condizioni in cui è presente una probabilità di danneggiare l’ambiente.

Struttura della pompa a membrana

Come pure qualsiasi pompa volumetrica, quella a membrana ha una camera di lavoro, il cambiamento forzato del volume della quale garantisce, appunto, il processo di pompaggio. Il suo volume si trova tra la membrana mobile e il corpo fisso, mentre i canali d’ingresso e di uscita della camera di lavoro sono chiusi dalle valvore di ritorno che bloccano il travaso inverso del liquido. Il diaframma è collegato rigidamente con il corpo, il che esclude, pienamente, la necessità di superfici di tenuta e previene le fuoruscite, garantendo, in tal modo, la tenuta stagna della pompa. Le fughe del fluido trasportato dalla camera di lavoro possono verificarsi solo in caso di danneggiamento dell’integrità della membrana, del corpo o del giunto interposto tra loro.

A seconda del tipo oscillatorio della membrana, essa può essere dotata di connessione con altri componenti mobili della pompa (in questo caso si tratta di comando meccanico) oppure avere una connessione rigida solo con il corpo (comando pneumatico o idraulico). Indipendentemente dal tipo di comando, il diaframma può fare moti oscillatori flettendo una volta nella direzione della camera di lavoro e un’altra volta nella direzione opposta e facendo cambiare, ciclicamente, il volume attivo.

La stuttura delle valvole di ritorno può essere diversa, e l’esecuzione concreta dei componenti di chiusura si sceglie in base ai materiali del corpo della macchina, delle caratteristiche del fluido trasportato e delle esigenze nei confronti del rendimento della pompa. Esistono pompe a membrana dotate di dosatore. In tali sistemi il processo di pompaggio si effettua per mezzo di moto forzato della membrana, la quale, funge anche da parete della camera. In queste pompe la membrana oscilla sotto l’effetto di tre tipi di comando: pneumatico, elettromagnetico e elettromeccanico.

Un ampio impiego hanno trovato anche le pompe a solenoide, nelle quali la membrana si mette in moto dallo stelo, il quale, a sua volta, si muove all’interno del campo magnetico creato dal solenoide.

Il processo di dosaggio avviene per mezzo di cambiamento della frequenza e dell’ampiezza del movimento dello stelo. In questa struttura nell’ambito di un solo ciclo di lavoro ha luogo sia l’iniezione che l’aspirazione, della durata uguale. Il comando di queste pompe ha una potenza piuttosto bassa, per cui le pompe si usano, maggiormente, nei casi quando non c’è la necessità di alta resa (indice limite pari a 60 litri/ora) e di alta prevalenza (indice limite pari a 30 bar). Il dosatore di questi impianti viene spesso fabbricato in plastica, le valvole vengono costruite in ceramica o in acciaio speciale, il corpo della testa dosatrice – in vetro organico o polipropilene, mentre la membrana viene eseguita in fluoroplastica. Esistono anche membrane in materiali compositi che sono più affidabili e durature. In generale, i materiali per i gruppi principali si scelgono in base alle caratteristiche dei fluidi che la pompa deve trattare.

Le pompe a membrana possono essere gestite e controllate da remoto. In tal caso il segnale di comando può essere ad impulsi o a corrente (con il campo di valori da 0.4 a 20 mA).

Principio di funzionamento della pompa a membrana

La pompa a membrana ha una struttura semplice e può essere facilmente messa in funzione. Le membrane si muovono in orizzontale sull’albero sotto l’effetto dell’aria compressa che arriva alla valvola d’aria. Inoltre, le membrane fungono da guarnizioni tra la camera del liquido dell’impianto e la camera d’aria. Il liquido operativo entra nel sistema di pompaggio per la bocchetta di aspitazione sotto l’effetto del vuoto che si forma nelle camere del liquido, in quanto le membrane aderiscono rigidamente al corpo. Successivamente, per mezzo di un sistema di valvole le membrane trasferiscono il liquido trasportato nella direzione della bocchetta di mandata. Il sistema di valvole a sfera dell’impianto di pompaggio fa passare sostenze contenenti inclusioni solide, le dimensioni massime delle quali raggiungono 30 mm.

Come è già stato detto sopra, le pompe a membrana si riferiscono alla tipologia delle pompe volumetriche. Per quanto riguarda il loro ciclo di funzionamento, potrebbe essere rappresentato da una seguenza di fasi che si susseguono, e cioè la fase di aspirazione e la fase di iniezione.

Nella fase iniziale di aspirazione la valvola d’ingresso della camera di lavoro è chiusa, la valvola d’uscita è aperta, mentre la membrana è piegata in avanti, per cui il volume della camera di lavoro è minimo. A seconda del tipo di comando della pompa la membrana – a seguito di spostamento del liquido idraulico dallo spazio della membrana oppure a seguito del movimento inverso dello stelo – si mette in moto e comincia a spanciare nella direzione opposta rispetto al lato della camera di lavoro. Consecutivamente, all’interno della camera di lavoro si crea una depressione che garantisce l’aspirazione del liquido trasportato dalla bocchetta di aspirazione. Parallelamente, avviene la commutazione delle valvole d’ingresso e d’uscita, il che dà la possibilità che il fluido possa riempire il volume attivo della camera e prevenire il travaso inverso dalla bocchetta di mandata.

La fase di iniezione sussegue quella di aspirazione. Per via di iniezione del liquido operativo o del gas nello spazio della membrana oppure per via di movimento diretto dello stelo la membrana si mette in moto e comincia a spanciare nella direzione della camera di lavoro riducendo il suo volume. Nello stesso tempo, la pressione, che aumenta, spinge il liquido trasportato verso la bocchetta di mandata siccome si ripete la commutazione delle valvole d’ingresso e di uscita. Alla fine della fase di iniezione la membrana torna nella posizione iniziale ed è possibile ripetere la fase di aspirazione.

Classificazione delle pompe a membrana

Come anche qualsiasi altro tipo di pompe, anche le pompe a membrana possono essere classificate in base a certe caratteristiche. Va ribadito che è di particolare attualità la classificazione delle pompe in base alla loro esecuzione materiale, il quanto il principio di funzionamento di questi impianti idraulici permette di usare, in qualità di materiale di costruzione, non solo metalli e leghe ma anche tipi diversi di materie plastiche.

Classificazione per i tipi di comando:

  • meccanico
  • pneumatico
  • idraulico
  • elettrico

Le pompe a membrana con comando pneumatico hanno avuto la maggiore diffusione ed applicazione. Il movimento della membrana e, quindi, il funzionamento della pompa per mezzo di cambiamento consecutivo del volume della camera di lavoro si effettua per via di iniezione ed evacuazione alternata dell’aria compressa nella cavità posizionata dietro la membrana. All’atto di riempimento della cavità la membrana spancia nella direzione della camera di lavoro spingendo fuori, in tal modo, il volume del liquido nella direzione della bocchetta di mandata, mentre all’atto di svuotamento la membrana flette nella direzione opposta, e nella camera di lavoro si crea una depressione che garantisce l’aspirazione della porzione successiva del liquido pompato e il riempimento della camera di lavoro. Il travaso del liquido avviene a seguito della ripetizione reiterata del ciclo descritto. In modo simile funziona anche la pressa idraulica, con la solo differenza che al posto del gas nella cavità della membrana viene alimentato il liquido. Nel caso del comando meccanico al diaframma viene fissato lo stelo azionato meccanicamente. Lo stelo compie il moto alternato e garantisce il movimento della membrana, il che, a sua volta, fa sì che avvenga il cambiamento ciclico del volume della camera di lavoro e, come conseguenza, cominci a funzionare la pompa. Inoltre, è possibile che una pompa a membrana venga equipaggiata con comando elettrico. In questo caso il moto della membrana si effettua per mezzo di elettromagneti.

Le pompe a membrana-pistone vanno esaminate a parte. In questi sistemi di pompaggio la membrana si mette in moto in modo analogo alle pompe pneumatiche ed idrauliche, tuttavia l’alimentazione nella cavità della membrana del liquido idraulico e la sua evacuazione avvengono per mezzo di moto alternato del pistone, mentre la membrana (in queste pompe) partecipa alla trasmissione dell’energia dal pistone al liquido trasportato e previene il loro contatto che può essere indesiderabile.

Per quanto riguarda il modo di installazione delle pompe a membrana si individuano i seguenti tipi di posizionamento:

  • pompe autoaspiranti
  • pompe con adescamento
  • pompe ad immersione

La capacità delle pompe a membrana di autoaspirazione e di funzionare nelle condizioni di corsa a secco permette di collocarle sopra il livello del liquido da pompare. In tal caso, l’altezza di aspirazione può raggiungere 4-6 metri. Risulta possibile ottenere l’effetto di autoaspirazione anche nel caso della pompa con adescamento quando l’impianto viene posizionato sotto il livello del fluido da pompare. Non solo, ma grazie alla possibilità di impiegare un comando pneumatico o idraulico, questa tipologia di pompe può operare in stato sommerso, e cioè quando si trova all’interno del liquido da pompare. Nello stesso tempo, non c’è la necessità di garantire ermeticità aggiuntiva, in quanto sono assenti componenti mobili che lo possano richiedere.

A seconda del materiale, onde vengono costruiti il corpo e la parte idraulica, le pompe a membrana si suddividono in:

  • prodotte in alluminio
  • prodotte in acciaio
  • prodotte in materia plastica

Le pompe in alluminio vanno bene per il trasporto di fluidi neutri o liquidi viscosi, in quanto il fluido che viene trasferito aderisce meno alle pareti della parte idraulica della pompa. Per le pompe costruite in acciaio si scelgono, per lo più, leghe di metalli inossidabili che sono in grado di assicurare una maggiore resistenza alla corrosione da parte del fluido spostato, permettendo, altresì, di raggiungere un livello più alto di igienicità di processo, il che è richiesto, ad esempio, nel settore della lavorazione di derrate alimentari.

Per quanto riguarda invece le pompe prodotte in plastica, hanno trovato ampio impiego e vengono costruite in materiali polimeri: polipropilene, teflon, fluoroplastica, polietilene e così via. Il mancato uso di metalli nella struttura conferisce alle dette pompe una serie di significativi vantaggi in termini di alta resistenza chimica, caratteristica, questa, propria dei polimeri, e del costo inferiore rispetto all’acciaio inossidabile, il che, in una serie di circostanze, permette di rinunciare all’impiego di leghe costose a favore di materie plastiche.

Pregi e vantaggi delle pompe a membrana

Tra i vantaggi delle pompe a membrana si annovera, innanzitutto, la loro struttura semplice, e cioè l’assenza di gruppi rotatori, del riduttore, del motore e di tenute a premistoppa. L’assenza di tenute di testa ha un’importanza particolare per le produzioni alimentari per proteggere i prodotti da oli e lubrificanti. Grazie alle caratteristiche sopramenzionate, questi impianti risultano più resistenti all’usura e garantiscono maggiore sicurezza da eventuali fughe e fuoruscite. Non solo, ma questi sistemi di pompaggio hanno piccolo peso e piccole dimensioni, e sono molto flessibili ed universali essendo in grado di trattare, oltre all’acqua, anche sostanze viscose e fluidi contenenti frammenti solidi fino a 10 mm. Gli impianti sono molto affidabili, non richiedono la lubificazione dei meccanismi, sono semplici per la manutenzione, più sicure in termini di impatto ambientale e più economiche. Infatti, rispetto alle pompe a camme o a vite, quelle a membrana sono meno costose di circa il 30%-40%.


Vantaggi principali delle pompe a membrana

- Autoaspirazione e funzionamento a secco della pompa

L’assenza di attrito tra componenti all'interno della struttura della pompa riduce notevolmente l’effetto negativo a causa di corsa a secco, in quanto non si verificano punti o zone di riscaldamento locale che siano in grado di comportare il danneggiamento o la distruzione di singoli gruppi della pompa. Invece, la capacità di trasportare fluidi gassosi garantisce l’esecuzione del processo di autoaspirazione, l’altezza della quale può raggiungere 6 metri in completa assenza di riempimento preliminare e, addirittura, 9-10 metri in caso di riempimento preliminare.

- Struttura compatta, semplicità strutturale e d’uso

La struttura compatta dei gruppi e componenti condiziona le piccole dimensioni d’ingombro delle pompe a membrana, mentre l’assenza di elementi rotanti e di attrito tra essi (ad eccessione della membrana) rende la struttura della pompa molto più semplice rispetto ad altre tipologie. Tutti questi pregi fanno sì che i macchinari di questo tipo siano di facile manutenzione, in quanto l’unico componente soggetto a forti carichi ed usura è la membrana. Non solo, ma le piccole dimensioni d’ingombro e l’assenza di comandi ingombranti permettono di costruire pompe a membrana mobili che non prevedono, necessariamente, punti di fissaggio. A titolo d’esempio, le pompe a tamburo si mettono direttamente sul serbatoio, dal quale si effettua il pompaggio del liquido e, finito il processo, si smontano facilmente.

- Mancata necessità di lubrificazione

Le pompe a membrana non necessitano di lubrificazione aggiuntiva, il che riduce significativamente il numero di componenti delicati, il difetto dei quali è in grado di comportare la rottura della macchina. La ragione principale di questo fenomeno è, appunto, l’assenza di elementi rotanti soggetti a frizione.

- Possibilità di pompare fluidi fortemente abrasivi

Le pompe a membrana sono capaci di trasportare fluidi con alta percentuale (fino al 90%) di inclusioni solide, le dimensioni delle quali possono raggiungere 50 mm e oltre. Il traferimento avviene senza effetto serio sulla struttura delle inclusioni. Giova notare, però, che l’aumento del detto effetto abrasivo riduce, bruscamente, la durata della membrana che si usura velocemente, fatto, questo, che impone l’uso della massima prudenza e l’utilizzo di materiali adeguati (resistenti all’usura), adatti per la sua produzione.

- Alto livello di ermeticità

Dato che nella struttura della pompa sono assenti componenti rotanti che chiedono una tenuta, e la fuga del fluido trasportato attraverso le pareti del corpo è possibile solo in caso di distruzione della macchina, sono praticamente impossibili le perdite del liquido nel corso di funzionamento della pompa. Ciononostante, occorre notare che le fuoruscite possono accadere in caso di distruzione della membrana, provocando in tal caso l’ingresso del liquido pompato nella zona dietro la membrana.

- Possibilità di pompare fluidi aggressivi

L’alto livello di ermeticità, nonchè l’elevata resistenza all’effetto di sostanze chimiche del corpo e della membrana permettono alle pompe di trasportare, efficacemente, sia fluidi aggressivi che quelli esplosivi e facilmente infiammabili. Il polipropilene, essendo molto meno caro rispetto all’acciaio inossidabile, possiede, nello stesso tempo, una resistenza chimica commisurabile. La resistenza chimica del teflon (PTFE) risulta addirittura maggiore rispetto al polietilene, per cui viene impiegato nei processi che prevedono l’uso di acidi forti, tuttavia, la resistenza di questo materiale all’usura abrasiva è piuttosto moderata. Il polietilene, invece, essendo molto resistente all’usura, risulta meno resistente all’effetto chimico (rispetto al teflon), restando al pari livello con il polipropilene.


Svantaggi delle pompe a membrana

- Elevata usura della membrana

La membrana, che è l’organo di lavoro principale della pompa, rappresenta anche la sua parte più vulnerabile. Ad eccezione delle valvole, la membrana è l’unico componente mobile della pompa che, inoltre, è soggetto a continue deformazioni cicliche, il che condiziona il suo breve periodo di durata. Non solo, ma un danneggiamento oppure una rottura della membrana non solo implicano il guasto della pompa, ma comporterebbero, inevitabilmente, notevoli fuoriuscite del liquido trasportato. Perciò è indispensabile controllare attentamente lo stato della membrana ed effettuare tempestivamente la sua sostituzione al fine di evitare il guasto della pompa.

- Esigenze nei confronti delle valvole

Il funzionamento stabile e ininterrotto delle valvole di ritorno posizionate all’ingresso e all’uscita della camera di lavoro della pompa è molto importante per il suo corretto processo operativo. Perciò le valvole rappresentano il secondo gruppo - in ordine di importanza – della pompa dopo la membrana. Bisogna sempre ricordare che da come funzionano le valvole dipende la capacità della macchina idraulica di espletare le sue funzioni.

Campi di applicazione

Le caratteristiche particolari delle pompe a membrana ne determinano i relativi campi di applicazione. L’importanza principale in tal caso hanno l’alta resistenza chimica e la struttura compatta delle macchine.

- Industria alimentare e farmaceutica

Grazie al alto livello di ermeticità, le pompe a membrana sono capaci di garantire le più rigide esigenze in materia di igiene, all’atto di trasporto dei liquidi. Questa loro proprietà viene ampiamente sfruttata nell’industria farmaceutica che chiede l’alto grado di purezza delle sostanze. Ciò, mentre per l’industria alimentare è importante la capacità delle pompe di spostare liquidi viscosi (creme, marmellate, ecc.), nonchè liquidi contenenti inclusioni solide (paste con nocciole e pezzettini di frutta, ecc.).

- Industria chimica e petrolchimica

La capacità di trasportare sostanze chimiche particolarmente aggressive ha fatto sì che le pompe a membrana abbiano trovato ampia applicazione anche nella produzione chimica dove vengono impiegate per lo spostamento di forti acidi, alcali e vari solventi. In ogni caso singolo l’uso di fluido concreto determina la necessità di impiegare materiali adeguati per il corpo della macchina.

- Industria delle lacche e delle vernici

L’utilizzo delle pompe a membrana per il trasferimento di paste, intonachi e lacche permette di risolvere tutti i relativi compiti. L’alto livello di ermeticità di questi impianti garantisce il rispetto delle norme di sicurezza in materia di antideflagrazione, mentre la capacità di spostare liquidi viscosi contenenti eventuali inclusioni solide interessa tutto lo spettro di sostanze e miscele trattabili dalle pompe.

- Industria ceramica ed estrattiva

La caratteristica principale che questo settore industriale richiede alle pompe a membrana è la loro resistenza all’usura abrasiva. Infatti, questi sistemi si dimostrano insostituibili per il trasporto di vari tipi di fanghi, smalti, melme, nonchè per smaltire acque sporche di miniera.

- Industria del vetro e produzione delle fibre di vetro

Le pompe a membrana hanno trovato vasta applicazione nel traspoto di paste per lucidatira caratterizzate da forte effetto abrasivo, nonchè nell’evacuazione di acque di scolo a seguito dei processi tecnologici di taglio e lucidatura.

Grazie ai loro pregi e vantaggi, le pompe a membrana vengono ampiamente utilizzate nelle produzioni in cui si usano liquidi altamente aggressivi e fortemente viscosi (industria chimica e poligrafica, produzione di carta e di lacche e vernici). Inoltre, questi impianti vengono impiegati, attivamente, nei sistemi di trattamento di acque (nell’ambito dei processi di dosaggio e pompaggio di reagenti) e di approvvigionamento idrico, nell’agricoltura e nella produzione di bevande.

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