In agricoltura, le pompe a membrana sono particolarmente utili perché impiegate all’interno di ogni impianto a barre irroratrici o di un atomizzatore.
Fin da subito, possiamo elencare i principali vantaggi del loro utilizzo in campo agricolo:
- L’eccellente capacità di adescamento ed auto-adescamento;
- La buona capacità di funzionamento a secco;
- La resistenza meccanico-chimica e alle sostanze chimiche.
Grazie a queste prerogative, le p. a m. sono ideali per i trattamenti di irrorazione e diserbo di colture agricole come cereali, ortaggi, frutteti, vigneti e uliveti.
Ma è, ancor prima, molto utile capire come funziona nel dettaglio una pompa a membrana.
ELEMENTI DI FUNZIONAMENTO:
Le pompe a membrana appartengono al gruppo delle pompe a dislocamento positivo, le quali sfruttano le variazioni alternate del volume di una camera (espansione e contrazione) per generare disequilibri di pressione tra la camera e gli spazi contigui.
Per aiutare meglio la comprensione, possiamo citare un esempio di uso quotidiano di una pompa a membrana: la normale siringa per iniezioni.
Esattamente come nella siringa, il liquido viene prima aspirato grazie alla depressione creata all’interno della camera di pompaggio. Cercando di compensare il disequilibrio di pressione (principio dei vasi comunicanti), il fluido viene risucchiato naturalmente verso lo spazio a pressione minore (all’interno della siringa, per intenderci), dando luogo alla cosiddetta fase di aspirazione.
Nella fase successiva, viene invece aumentata la pressione all’interno della camera di pompaggio (nella siringa, ciò avviene grazie alla spinta del dito sul cilindro). In questa fase si ha un aumento di pressione all’interno della camera, che spinge il fluido verso l’esterno per il solito principio dei vasi comunicanti: questa viene chiamata fase di mandata o invio.
Nelle pompe a membrana, esattamente come nella siringa, la espansione e la contrazione sono generate per mezzo delle oscillazioni alternate di un elemento elastico, chiamato appunto membrana.
La somma delle due fasi di aspirazione e mandata crea un ciclo (o periodo) completo di pompaggio.
Dato che la camera ha un volume massimo definito e invariabile, il volume pompato in ogni ciclo è costante, indipendentemente dalla pressione.
Per questo, le pompe di dislocamento positivo si definiscono pompe volumetriche o di flusso costante.
Quindi, per variare la portata di una p. a m. (normalmente espressa il l/1’ o in GPM) è necessario aumentare o ridurre il numero dei cicli al minuto.
Al contrario, la pressione raggiungibile con una pompa di dislocamento positivo non ha limiti teorici, dato che è limitata solamente dalla resistenza strutturale dei suoi componenti e dalla sua ingegneria costruttiva.
Le pompe a membrana, come anche le pompe a pistoni, appartengono al gruppo delle pompe volumetriche alternative, dato che la membrana compie un movimento oscillatorio alternato, in parole semplici si muove su e giù, esattamente come avviene nella siringa.
AZIONAMENTO:
La pompa alternativa deve essere azionata da una fonte di energia esterna – che può essere la presa di forza di un trattore (PTO), oppure un motore elettrico, idraulico o a scoppio.
La pompa è collegata al motore attraverso un sistema di trasmissione meccanica a biella – manovella, che trasforma il movimento rotativo dell’albero motore nel movimento alternativo della membrana.
Questo determina che ad ogni rivoluzione dell’albero motore corrisponda un ciclo completo di pompaggio (aspirazione e invio).
IN SINTESI:
- Concetto di pompa volumetrica: il volume pompato è costante in ogni ciclo (la dimensione della siringa è tot ml, e non può variare).
- Concetto di pompa alternativa: in ogni ciclo, la membrana compie un movimento oscillatorio spostandosi alternatamente tra due punti, generando una fase di aspirazione ed una fase di mandata. La distanza tra questi due punti, che vedremo meglio più avanti, è detta detto corsa.
CILINDRATA:
Il volume dislocato da una camera di pompaggio in un ciclo completo si definisce cilindrata (esattamente come nei motori a scoppio), e si ottiene moltiplicando la corsa della membrana per la sua area.
La corsa è la distanza tra i punti morti della membrana:
Il punto morto inferiore, che si raggiunge nella fase di aspirazione;
- Il punto morto superiore, che si raggiunge nella fase di invio.
Secondo una formula algebrica, il volume si ottiene dalla seguente moltiplicazione:
V = π ∙ (D/2)² ∙ C
Dove C è la corsa e D è il diametro (o alesaggio) della membrana.
Normalmente, le pompe sono equipaggiate con più membrane, quindi per ottenere la cilindrata di una pompa è sufficiente moltiplicare la singola cilindrata per il numero delle membrane. Così si ottiene il volume totale.
V tot = V ∙ i
Dove per i si intende il numero membrane/cilindri
Infine, per ottenere la portata di una pompa in litri al minuto, o GPM, basta moltiplicare il valore ottenuto per il numero di rivoluzioni al minuto dell’albero (RPM).
V/min = V tot ∙ RPM
Ora che hai scoperto i dettagli più specifici del funzionamento di una pompa a membrana, può esserti utile sapere come effettuare una corretta manutenzione.
Altrettanto utile ti sarà sapere che per il corretto funzionamento, ogni pompa a membrana ha bisogno del suo olio.
