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IL NOSTRO GLOSSARIO

La terminologia e le spiegazioni tecniche dei principi usati nel mondo delle pompe di precisione e della gestione dei fluidi – esposte in forma compatta e presentate in modo comprensibile.

Accuratezza

Confronto tra il valore erogato “mediamente” e il valore erogato effettivo

Accuratezza / precisione

Nel mondo delle pompe, l’accuratezza è definita come la capacità di una data pompa di performare rispetto alla popolazione media. Le tolleranze di produzione più severe consentono a Diener Precision Pumps di controllare questo fattore molto bene, permettendo ai clienti di definire limiti di controllo più severi nel loro software di controllo senza timore di incontrare problemi di calibrazione.

La precisione è la capacità di una pompa di ripetersi in un dato punto di prestazione. Questo termine si applica principalmente alle pompe dosatrici, in quanto sono tipicamente usate in applicazioni di erogazione ad alta precisione. I limiti sono illustrati nelle schede tecniche dei prodotti.

Altezza di aspirazione a secco e a umido

I componenti mobili in una pompa volumetrica sono tipicamente lavorati con giochi minimi. Una volta che questi spazi liberi sono stati riempiti di fluidi, lo sforzo di taglio viscoso (vedere la voce Viscosità) agisce per sigillare la superficie e aumentare l’efficienza volumetrica della pompa. Quando la pompa è installata per la prima volta in un sistema (presumibilmente a secco), le superfici non sono sigillate e l’aria nelle linee può attraversare facilmente gli spazi. La capacità della pompa di adescarsi è chiamata “altezza di aspirazione a secco” ed è normalmente espressa in mmHg o in metri colonna d’acqua. Il valore dell’altezza di aspirazione a secco sarà tanto più elevato quanto più piccolo sarà il gioco tra le parti mobili. Una volta che le superfici della pompa sono bagnate, anche con uno strato sottile di fluido, gli spazi liberi si sigillano meglio, dando origine all’“altezza di aspirazione a umido”. Le pompe volumetriche hanno sempre valori di altezza di aspirazione a umido più elevati; pertanto, l’adescamento della pompa prima dell’avviamento è sempre utile: riduce il tempo di risposta dell’avviamento, riduce la frizione a secco e allunga la durata della pompa.

Aperture della pompa

Le pompe a ingranaggi sono normalmente configurate con le aperture di entrata/uscita sullo stesso piano.

Definiamo le posizione come segue: aperture laterali, superiori e frontali.

Le pompe con aperture sagomate e/o raccordi forniti da Diener sono dimensionate per delle prestazioni ottimali della pompa. Raccomandiamo che i raccordi reperiti dal cliente siano dimensionati e applicati accuratamente per evitare i problemi seguenti:

  1. Il diametro interno del raccordo dovrebbe essere abbastanza grande per minimizzare le possibilità di cavitazione
  2. I raccordi filettati con tubo conico dovrebbero essere usati con un sigillante per filetti liquido o del nastro di Teflon.
  3. I raccordi per tubi paralleli dovrebbero includere un o-ring di spallamento o un sigillante per filetti.
  4. I raccordi per tubi di plastica si dilatano alle temperature elevate e devono essere quindi scelti con attenzione se utilizzati in una vasta gamma di temperatura.
Autoadescamento

La capacità della pompa di adescarsi

Cavitazione

La cavitazione è un problema comune nelle pompe ed è causato dalla caduta di pressione dei fluidi al di sotto della pressione di vapore del fluido. In generale, la cavitazione delle pompe si verifica quando le pressioni di entrata sono basse. In presenza di un filtro bloccato in entrata, ad esempio, la pompa tenta di aspirare il fluido, abbassando la pressione per superare l’intasamento. Se la pressione continua a scendere (ovvero forma un vuoto), il fluido va in ebollizione e forma bolle di vapore che implodono, danneggiando le superfici.

I sintomi della cavitazione includono il rumore elevato, le vibrazioni e le velocità del motore instabili. Rumori e vibrazioni sono causati dall’implosione delle bolle, mentre la velocità del motore diventa instabile a causa del carico di coppia disomogeneo. La conferma del problema si ottiene misurando la pressione assoluta all’entrata della pompa.

Fortunatamente, la cavitazione si può prevenire. Il dimensionamento corretto della pompa è fondamentale, così come il design di tubazioni e raccordi di entrata/uscita. In entrata sono accettabili dei filtri grossolani, ma i filtri fini dovrebbero essere evitati, in quanto possono intasarsi rapidamente e formare delle occlusioni. Evitare i raccordi di piccolo diametro e le grandi lunghezze delle tubazioni con diametro interno ridotto. In generale, dimensionare i componenti in modo che la pompa possa “respirare” facilmente e ricordare di aumentare il diametro interno di tubi e raccordi per i fluidi con viscosità più alta.

La corsa di entrata delle pompe dosatrici Diener Precision Pumps avviene solo a 90 gradi di rotazione del pistone, in modo che il momento del fluido acceleri e deceleri rapidamente. È importante dimensionare la tubazione d’entrata con una larghezza sufficiente per permettere il flusso pieno. È buona prassi sovradimensionare l’area della sezione trasversale del tubo per tenere conto di questo fatto.

Ciclo di funzionamento

La quantità di tempo in cui una pompa è “accesa”

Coefficiente di variazione

Il coefficiente di variazione è definito come la deviazione standard divisa per il valore medio (per un gruppo di campioni)

Disaccoppiamento

Condizione nella quale i magneti azionanti e azionati si disinseriscono

Durata prevedibile

La durata prevedibile di una pompa dipende dalle condizioni operative. Queste includono fattori come il tipo di fluido, la temperatura, la pressione differenziale, i contaminanti e la velocità del motore. La scelta accurata dei componenti toccati dai fluidi aiuterà a minimizzare l’usura senza compromettere le prestazioni.

Le serie di pompe dosatrici Diener Precision Pumps sono costruite in ceramica e durano tipicamente quanto l’equipaggiamento, a seconda dell’accuratezza dei requisiti. La durata della pompa dosatrice è generalmente misurata in numero di cicli (corse).

La durata della pompa a ingranaggi è misurata più accuratamente in ore, in quanto è usata tipicamente nel funzionamento continuo. Il segreto della lunga durata è progettare i cuscinetti in modo che rientrino nei limiti di pressione-velocità dei polimeri. La nuova serie Silencer di Diener Precision Pumps ha funzionato per 30.000 ore, pompando acqua distillata senza un solo calo di pressione. Questo equivale a una durata prevedibile continua di 3 anni e 1/2.

Effetti della temperatura

Le gamme di temperatura del fluido e dell’ambiente sono illustrate in ciascuna scheda tecnica dei prodotti. Questi limiti possono essere personalizzati dalla squadra ingegneristica di Diener Precision Pumps per le applicazioni a temperature elevate o criogeniche.

Gli ingranaggi nella maggior parte delle nostre pompe sono di norma costruiti in termoplastiche ingegnerizzate con un rinforzo di fibra per aumentare la forza e controllare l’espansione termica. Gli spazi liberi in queste pompe sono mantenuti relativamente piccoli per migliorare l’efficienza volumetrica – questo significa che il flusso specifico potrebbe aumentare con l’espansione degli ingranaggi. Questo non costituisce un problema, a meno che la temperatura non aumenti al punto da far inceppare gli ingranaggi nella cavità. Il rispetto delle gamme di temperatura specificate garantirà un funzionamento affidabile.

Le ceramiche usate nelle pompe dosatrici sono termicamente stabili, in modo che lo spostamento rimanga costante in tutta la gamma di temperatura indicata nella scheda tecnica.

Fase mista

Il fluido contiene una combinazione di gas e liquido

Filtraggio

Il filtraggio del fluido prima che entri nella pompa è sempre consigliato, per quanto i filtri debbano essere scelti e manutenuti con attenzione per evitare la cavitazione. Diener Precision Pumps raccomanda una misura massima del filtro di 40 micrometri per le pompe a ingranaggi e di 2 micrometri per le pompe dosatrici. Le pompe sono in grado di trasportare particelle più grandi, ma con l’aumento della granulometria aumenta il rischio di danneggiamento della pompa. Non pompare mai fluidi con particelle ferrose (ferro, acciaio) attraverso le pompe accoppiate magneticamente, in quanto le particelle potrebbero attaccarsi al magnete.

Diener ha sviluppato una linea di pompe a ingranaggi progettata specificamente per pompare fluidi con particolati in sospensione, in particolare inchiostri pigmentati e vernici. Gli ingranaggi in queste pompe sono temprati specificamente per questo scopo, ma necessitano di una revisione ingegneristica a seconda del tipo di fluido e del carico di pigmenti. Si prega di rivolgersi alla nostra fabbrica per l’assistenza applicativa.

Funzionamento a secco

Le pompe Diener Precision Pumps sono progettate per funzionare “a secco” per brevi periodi, fino all’autoadescamento. Tuttavia, azionare una pompa dosatrice o a ingranaggi “a secco” per periodi prolungati non è consigliabile, in quanto si genererebbe del calore da attrito che potrebbe danneggiare le pompe. I limiti sono illustrati nelle schede tecniche di ciascun prodotto.

Attenzione: l’avvio di una pompa a ingranaggi completamente a secco causa un rumore molto forte. Consigliamo sempre di versare una piccola quantità di fluido nella pompa prima dell’avviamento (abbastanza per bagnare le superfici interne).

«Grippaggio»

Termine usato per descrivere un pistone che non si muove all’interno del cilindro

Mancanza di alimentazione

L’entrata della pompa è priva di fluido, di norma a causa di un intasamento dell’entrata o della mancanza di flusso di adescamento

Pompe accoppiate magneticamente

Le pompe a ingranaggi Diener Precision Pumps sono accoppiate magneticamente per poter fare a meno dei paraolio. Una coppa metallica separa i magneti interni ed esterni, eliminando la necessità dei paraolio. Gli accoppiamenti magnetici possono essere divisi in due categorie: anelli magnetici interni/esterni e configurazioni rotore/statore.

La configurazione ad anello interno/esterno è il tipo di accoppiamento più comune. Entrambi gli anelli magnetici sono magnetizzati radialmente con un numero di poli uguale. Gli anelli possono essere realizzati in ferriti magnetiche o terre rare. Le ferriti sono generalmente meno care, ma più grandi degli equivalenti in terre rare. Il vantaggio dei magneti in terre rare è la capacità di miniaturizzare le dimensioni dell’accoppiamento senza perdere coppia.

La forza dei magneti in ferrite diminuisce all’aumentare della temperatura a un tasso approssimativo dello 0,2% per grado Celsius. La forza dei magneti in terre rare diminuisce a un tasso di circa la metà. Questo equivale a un punto di disaccoppiamento più basso alle alte temperature e a punti di disaccoppiamento più alti alle temperature molto basse.

La coppia massima che un accoppiamento è in grado di sopportare è una funzione del materiale del magnete, della temperatura e del carico dinamico. Quando il carico della pompa supera la coppia massima, i magneti “si disaccoppiano” – il magnete esterno gira alla velocità massima, mentre il magnete interno si arresta. I magneti non possono “riaccoppiarsi”, a meno che il motore non venga fermato, il carico della pompa non venga ridotto e l’unità non venga riavviata. Il funzionamento della pompa in condizioni disaccoppiate non danneggia i magneti, ma genererà lentamente un riscaldamento da correnti parassite nella coppa dei magneti, riducendo la forza dell’accoppiamento fino alla ripresa del funzionamento normale.

Il secondo tipo di accoppiamento (configurazione a rotore/statore) è l’accoppiamento magnetico più conveniente. Usa una coppa magnetica per isolare il fluido, ma l’anello esterno è sostituito da uno statore motore, mentre l’anello magnetico interno rappresenta il rotore motore. I vantaggi di questo design sono la sua semplicità e la sua compattezza. I limiti di coppia sono controllabili attraverso la limitazione di corrente (elettronicamente), eliminando il disaccoppiamento.

Portata

Il flusso che attraversa la pompa, espresso normalmente il millilitri/minuto

Pressione differenziale

La differenza relativa tra l’uscita e l’entrata della pompa (la “spinta” di pressione fornita dalla pompa)

Pressione statica interna

La pressione all’interno della pompa quando la pompa è spenta

Suggerimenti per il montaggio della pompa

Tutti i prodotti Diener Precision Pumps possono essere azionati in qualsiasi posizione; nonostante ciò, ci sono delle linee guida generali da considerare per minimizzare i potenziali problemi e/o rischi idraulici.

Pompe a ingranaggi:
Le pompe a ingranaggi possono essere montate su qualsiasi piano, per quanto posizionarle in modo che l’uscita sia rivolta verso l’alto ridurrà il tempo di adescamento.

Evitare di montare la pompa con il motore sotto la pompa, in quanto, nonostante la pompa sia accoppiata magneticamente e quindi “a prova di perdite”, i raccordi e/o le tubazioni che entrano nella pompa possono rompersi e causare perdite che confluirebbero nel motore.

Pompe dosatrici:
Per eliminare l’aria intrappolata, l’orientamento preferito è con l’uscita della pompa rivolta verso l’alto. Dato che le pompe dosatrici hanno un paraolio, la pompa dosatrice dovrebbe essere montata in modo che l’asse del motore sia sempre alla pari o al di sopra dell’asse del pistone.

Temperatura dell’aria ambiente

La temperatura dell’ambiente esterno alla pompa

Valvola di sfiato della pressione interna

Alcune pompe a ingranaggi Diener Precision Pumps sono dotate di valvole di sfiato interne regolabili. Queste hanno due finalità: (1) prevenire la pressurizzazione eccessiva e (2) impedire il disaccoppiamento magnetico. La valvola è regolabile per mezzo di una vite di regolazione esterna. Le pompe sono fornite con la valvola completamente chiusa, per consentire al cliente di regolare con precisione la posizione durante l’installazione finale. Attenzione: non serrare eccessivamente la vite di regolazione per evitare danni ai componenti interni.

Viscosità

La viscosità è la resistenza di un fluido allo sforzo di taglio ed è indicata a volte come la “consistenza” di un fluido. La viscosità è misurata tipicamente come dinamica o cinematica. La viscosità dinamica è la resistenza al taglio di un fluido rispetto a sé stesso (espressa normalmente in centipoise, ove 1 cP = 1 mPa-s = 0,001 Pa-s), mentre quella cinematica è il rapporto della viscosità dinamica rispetto alla densità ed è tipicamente espressa in stokes (m2/secondo).

Confrontiamo spesso la viscosità di un fluido rispetto all’acqua. Un fluido più denso dell’acqua è più viscoso, mentre i fluidi meno densi sono meno viscosi.

Il pompaggio di fluidi ad alta viscosità richiede il rallentamento della velocità della pompa e l’aumento della misura delle aperture interne della pompa e dei diametri dei tubi. Vi preghiamo di contattarci per conoscere i limiti di viscosità pratici dei prodotti Diener Precision Pumps.

Volume morto

Il volume di fluido contenuto all’interno della pompa è indicato come “volume morto”. Il volume morto di una pompa dosatrice è normalmente misurato con il pistone completamente ritirato. La minimizzazione di questo volume aiuta a ridurre il tempo di pulizia e il costo dei fluidi. In alcune pompe Diener Precision Pumps, abbiamo incluso una caratteristica di “risciacquo rapido”, che convoglia il fluido attraverso l’area dell’accoppiamento magnetico per ridurre ulteriormente il tempo di pulizia.