A seconda del tipo di funzionamento, le pompe posso essere distinte in due macro gruppi:
- Pompe volumetriche o a dislocamento positivo
- Pompe cinetiche o fluido-dinamiche
SISTEMI POMPANTI
Fanno parte del primo gruppo le pompe: rotative e alternative. Quest’ultime si dividono in alternative a doppio effetto e alternative a effetto singolo che possono, a loro volta, essere a membrana o a pistoni.
Fanno parte del secondo gruppo quelle assiali e centrifughe.
Vediamo ora nel dettaglio le varie caratteristiche di ogni pompa
1. POMPE VOLUMETRICHE O A DISLOCAMENTO POSITIVO
Le pompe volumetriche sfruttano la variazione di volume all'interno di una camera per creare aspirazione e spinta di un fluido. Il fluido viene prima aspirato nella camera, creando una depressione nella medesima, e quindi espulso dalla camera, aumentando la pressione all'interno della medesima.
Per fare un esempio, il cuore dei mammiferi è una pompa volumetrica.
Le pompe volumetriche spostano volumi di liquido costanti per ogni ciclo di funzionamento, dato che la camera ha un volume massimo definito e invariabile.
Un ciclo di funzionamento corrisponde ad una rotazione completa (360°) dell’albero di trasmissione. Il volume pompato per unità di tempo (l/min o gpm) è indipendente dalla pressione del fluido, mentre è direttamente proporzionale alla velocità della pompa (numero di rpm).
Le pompe volumetriche si dividono in due sottogruppi: pompe rotative e pompe alternative.
POMPE ROTATIVE
Le pompe volumetriche rotative si chiamano così perché sono azionate da elementi rotatori. Fanno parte di questo gruppo la vite di Archimede, le pompe a ingranaggi e quelle peristaltiche.
POMPE ALTERNATIVE
Le pompe volumetriche alternative sfruttano il moto rettilineo alternato (scorrimento) di uno stantuffo per creare espansione e compressione di un fluido all'interno della camera.
Le pompe alternative possono essere o a effetto singolo o a doppio effetto.
Pompe alternative a effetto singolo
Le pompe alternative a effetto singolo sono costituite da un cilindro all'interno del quale si muove, con moto alternativo, uno stantuffo. La camera di pompaggio è collegata ai tubi di aspirazione e mandata tramite due valvole di non ritorno che consentono il flusso solo nella direzione voluta.
Il ciclo completo di funzionamento prevede due fasi: quella di aspirazione, che consente l’ingresso del fluido, e quella di mandata, che determina la spinta del fluido verso l’esterno.
In questo tipo di pompe la fase attiva (mandata) è una sola per ogni ciclo di funzionamento.
Le pompe a pistoni e le pompe a membrana Comet appartengono a questo gruppo.
Vediamo insieme le caratteristiche di ognuna.
Pompe alternative a effetto singolo a pistoni
Per pompa a pistoni si intende una pompa volumetrica alternativa, che comprime ed espande il volume della camera di pompaggio, grazie al moto rettilineo di un pistone collocato all’interno di un cilindro.
Esistono due tipi di pompe a pistoni:
- pompa a pistone tuffante: il pistone è totalmente immerso nel liquido e le tenute sono realizzate sulla parte fissa, detta camicia o cilindro
pompa a pistone strisciante: il pistone entra limitatamente a contatto con il liquido e le tenute (in questo caso guarnizioni elastiche) sono applicate sulla superficie del pistone stesso.
Pompe alternative a effetto singolo a membrana
Per pompa a membrana si intende una pompa volumetrica alternativa, che comprime ed espande il volume della camera di pompaggio grazie all'oscillazione di un elemento elastico, detto appunto membrana. In pratica si tratta di una pompa a pistoni sulla cui sommità viene collocata una membrana. La membrana svolge il ruolo di elemento pompante ma anche un ruolo di tenuta, separando pistone e organi meccanici dal liquido pompato.
Pompe alternative a doppio effetto
Si chiamano così le pompe dove aspirazione e mandata avvengono congiuntamente poiché lo stantuffo lavora su due camere di pompaggio, quindi, mentre da un lato aspira, dall'altro manda il fluido verso l’esterno della camera. In questo modo si hanno due fasi attive per ogni ciclo di pompaggio.
2. POMPE CINETICHE O FLUIDODINAMICHE
Le pompe cinetiche, conosciute anche come pompe fluido-dinamiche o turbopompe, sono macchine nelle quali l’energia è trasmessa al fluido in modo continuo attraverso una girante, la quale impartisce al fluido energia cinetica (velocità), che viene poi trasformata in pressione in una fase immediatamente successiva, riducendo la velocità.
Le pompe cinetiche possono distinguersi in: assiali o centrifughe.
POMPE CINETICHE ASSIALI O A TURBINA
Sono quelle pompe nelle quali il movimento del fluido è assicurato da un'elica intubata, che spinge il fluido stesso come un'elica marina. Si definiscono assiali in quanto il movimento del flusso è parallelo all'asse della girante. Queste pompe vengono usate quando si richiede una grande portata a bassa prevalenza.
POMPE CINETICHE CENTRIFUGHE O RADIALI
Appartengono a questo gruppo le pompe composte da una parte rotante detta girante e da una parte fissa, o corpo della pompa.
Il movimento della girante crea una depressione nel tubo di aspirazione (assiale rispetto alla girante), per cui il fluido risale verso il corpo della pompa grazie alla pressione atmosferica e viene successivamente inviato al tubo di
mandata (radiale) attraverso il movimento della girante.
Simboli standard per pompe in un P&ID (Piping and Instrumentation Diagram)
