Quali pompe dell'acqua non necessitano di adescamento? Guida autoadescante e sommergibile

Nel momento in cui viene accesa una nuova pompa, ogni difetto di installazione nascosto diventa visibile. L'aria intrappolata nella linea di aspirazione, un corpo della pompa vuoto o una valvola di fondo che perde impediranno a una normale pompa centrifuga di spostare l'acqua. Ecco perché gli operatori degli impianti, i progettisti dell’irrigazione e i manutentori continuano a porsi la stessa domanda pratica: quale tipo di pompa dell’acqua non necessita di adescamento?

La risposta diretta è che tre famiglie di pompe sono in grado di produrre flusso senza preriempimento manuale della linea di aspirazione: pompe centrifughe autoadescanti, pompe volumetriche e pompe sommergibili. Anche una quarta categoria, la pompa verticale ad albero lungo, evita l'adescamento perché la sua girante è installata al di sotto del livello del liquido. Questi progetti differiscono fondamentalmente nel modo in cui rimuovono l'aria dal percorso di aspirazione e ciascuno presenta punti di forza e limiti specifici che influenzano la selezione nel mondo reale.

Risposta rapida: pompe che non richiedono adescamento

Cosa significa adescamento e perché è necessario per la maggior parte delle pompe

L'adescamento è il processo di riempimento del corpo della pompa e del tubo di aspirazione con il liquido pompato prima dell'avvio della pompa. Una pompa centrifuga standard fa ruotare una girante e la pressione che produce è proporzionale alla densità del fluido all'interno dell'involucro. L'aria ha una densità di circa 1,2 kg per metro cubo, mentre l'acqua è di circa 1.000 kg per metro cubo. Quando una pompa standard si avvia con aria nell'involucro, la girante gira semplicemente in un gas a bassa densità e non genera quasi alcuna aspirazione. La pressione atmosferica non può spingere l'acqua nel tubo di aspirazione e la pompa fornisce un flusso pari a zero.

Questo è il motivo per cui le installazioni convenzionali di pompe centrifughe necessitano di una valvola di fondo all'estremità del tubo di aspirazione, di un vaso di adescamento o di una procedura di riempimento manuale. Ogni volta che la pompa si ferma e la linea di aspirazione si scarica, l'operatore deve effettuare un nuovo adescamento prima del successivo avviamento. Nelle applicazioni in cui è previsto l'avvio e l'arresto automatico della pompa, come stazioni di drenaggio e sistemi di irrigazione, tale passaggio manuale vanifica l'intero scopo dell'automazione. Le pompe discusse in questo articolo eliminano questo passaggio in diversi modi e comprendere questi meccanismi è la chiave per scegliere quella giusta.

Pompe centrifughe autoadescanti: la risposta più utilizzata

Una pompa centrifuga autoadescante appare simile a una pompa centrifuga standard all'esterno, ma il suo involucro è progettato per contenere un serbatoio permanente di liquido. Quando la pompa si avvia, la girante fa ricircolare il liquido trattenuto. L'aria proveniente dal tubo di aspirazione si mescola con il liquido di ricircolo, sale in una camera di separazione e viene scaricata fuori dalla pompa. Dopo un breve periodo, solitamente meno di due minuti con un'altezza moderata, l'aria viene completamente rimossa e la pompa funziona come una normale pompa centrifuga.

Poiché l'involucro trattiene il liquido dopo lo spegnimento, queste pompe possono gestire un tubo di aspirazione vuoto o pieno d'aria al successivo avvio. Questo comportamento li rende adatti a applicazioni di drenaggio centrifugo autoadescante , dove la fonte d'acqua potrebbe scomparire e riapparire durante il funzionamento. Il limite principale è l'altezza di aspirazione pratica: la pressione atmosferica limita il massimo teorico a circa 10 metrietri e un funzionamento continuo affidabile viene normalmente raggiunto tra 6 e 8 metri.

Per le utenze industriali, la pompa autoadescante sealfree della serie WFB merita particolare attenzione perché elimina non solo il problema dell'adescamento ma anche la tenuta meccanica. Il design senza guarnizioni non utilizza guarnizioni dinamiche tra l'albero e il corpo, il che previene i guasti alle guarnizioni che sono una comune fonte di perdite nelle pompe ordinarie. Le acque reflue contenenti solidi, sostanze chimiche e altri fluidi difficili possono essere gestite senza il rischio costante di usura delle guarnizioni.

Pompa autoadescante senza guarnizioni per liquidi e solidi difficili Questa pompa rimuove la tenuta meccanica dinamica tra albero e corpo, eliminando una fonte comune di perdite. Il suo design autoadescante e resistente all'usura gestisce le acque reflue contenenti solidi e sostanze chimiche, rendendolo un'opzione affidabile per le industrie che devono affrontare guasti alle guarnizioni e fluidi difficili. Visualizza il prodotto →

Le serie GJB e GZB aggiungono miglioramenti orientati all'efficienza come un design idraulico ottimizzato e un ingombro compatto, che riducono il consumo energetico durante il normale funzionamento. Queste pompe sono spesso utilizzate per l'irrigazione, la circolazione dell'acqua industriale e il drenaggio di emergenza.

Pompe volumetriche: senza adescamento per principio

Le pompe volumetriche non utilizzano affatto la forza centrifuga. Creano il flusso espandendo una camera per aspirare il liquido, chiudendo la camera e quindi comprimendola per spingere fuori il liquido. L'espansione della camera abbassa direttamente la pressione all'interno, il che significa che queste pompe possono evacuare l'aria da una linea di aspirazione e aspirare il liquido verso l'alto senza alcun adescamento esterno.

I tipi di spostamento positivo senza priming più comuni sono:

• Pompe a membrana, che utilizzano una membrana flessibile azionata da aria o elettricità e possono raggiungere altezze di aspirazione da 8 a 9 metri.
• Pompe a ingranaggi e a lobi, che muovono liquidi viscosi come oli, sciroppi e polimeri e in genere raggiungono da 6 a 7,5 metri di altezza di aspirazione.
• Pompe peristaltiche, che comprimono un tubo flessibile o un tubo e sono autoadescanti anche con un elevato contenuto di solidi.

Le pompe volumetriche hanno due precauzioni pratiche. Innanzitutto, la maggior parte non può rimanere a secco per periodi prolungati; il liquido che pompano fornisce lubrificazione e raffreddamento alle parti interne. In secondo luogo, a causa del meccanismo meccanico del vuoto, se il filtro di aspirazione è bloccato, possono verificarsi blocchi di solidi o vapori. Per i fluidi puliti, viscosi o sensibili al taglio, tuttavia, offrono un funzionamento realmente privo di adescamento che le pompe centrifughe non possono eguagliare.

Pompe sommerse: senza linea di aspirazione, senza adescamento

Le pompe sommergibili risolvono il problema dell'adescamento venendo calate direttamente nel liquido. Il motore e la pompa sono costruiti come un'unità sigillata e il liquido entra attraverso uno schermo di ingresso sul fondo o lateralmente. Poiché la pompa si trova già sotto la superficie del liquido, non è necessario il vuoto per sollevare l'acqua. La girante spinge semplicemente il liquido lungo il tubo di scarico.

Questo design è particolarmente pratico per il controllo delle acque reflue e delle inondazioni. Le pompe sommergibili per acque luride della serie WQ utilizzate nei sistemi di drenaggio municipale e di effluenti industriali possono far passare i solidi senza intasarsi e vengono avviate e arrestate automaticamente da interruttori a galleggiante. Finché il livello dell'acqua rimane al di sopra della profondità minima di immersione, ogni partenza è effettivamente una partenza innescata.

Pompa sommergibile per acque luride WQ per drenaggio municipale e industriale Questa pompa sommergibile integra motore e pompa in un'unica unità, facendo passare solidi e fibre lunghe senza intasamenti. Gli interruttori a galleggiante consentono l'avvio e l'arresto automatici, rendendolo pratico per le acque reflue, l'acqua piovana e gli effluenti industriali dove l'immersione garantisce un adescamento immediato. Visualizza il prodotto →

Le pompe sommergibili presentano vincoli operativi. Sono difficili da ispezionare senza sollevarli dalla fossa, quindi la sigillatura dei cavi e il monitoraggio dell'umidità sono importanti. Hanno anche un livello operativo minimo; in acque molto basse, una pompa verticale ad albero lungo o autoadescante può essere una scelta migliore.

Pompe verticali ad albero lungo: senza adescamento per pozzi profondi

Le pompe verticali ad albero lungo sono comuni nei pozzi profondi, nelle stazioni di presa dell'acqua e negli impianti di controllo delle inondazioni. L'estremità idraulica, inclusa la girante, è installata sul fondo del pozzo, sotto il livello del liquido. Un lungo albero trasmette la potenza da un motore montato su una piastra di supporto a livello del suolo. Poiché la girante è già immersa, queste pompe si avviano senza adescamento.

La pompa sommersa verticale SCY e la pompa verticale ad albero lungo SLC di Double-wheel riflettono due disposizioni: la SCY ha una disposizione del motore sommerso corto adatta ai serbatoi, mentre la SLC utilizza un albero lungo per colmare distanze profonde. Entrambi i modelli sono utilizzati nelle stazioni di drenaggio dell'acqua piovana costiera, nei sistemi di circolazione dell'acqua e nei pozzetti industriali. Il loro principale vantaggio rispetto alle pompe sommergibili è che il motore rimane accessibile dalla parte superiore, facilitando l'ispezione e la manutenzione dei cuscinetti.

Le pompe verticali ad albero lungo richiedono un attento allineamento durante l'installazione e i cuscinetti dell'albero necessitano di lubrificazione. Una volta installati, sono altamente affidabili per il servizio continuo in pozzi profondi dove una pompa autoadescante non può raggiungere l'altezza di aspirazione richiesta.

Confronto in breve

La tabella seguente riassume il comportamento di adescamento e il campo di funzionamento tipico di ciascun tipo di pompa senza adescamento, insieme alle situazioni in cui ciascun modello è più adatto.

Come selezionare la giusta pompa senza adescamento

La scelta tra i quattro tipi dipende meno dall'adescamento e più dal fluido, dalla geometria di installazione e dallo schema operativo. Le seguenti linee guida coprono le situazioni comuni in cui è essenziale il funzionamento senza adescamento.

Pompa autoadescante automatica ad alta efficienza con design verticale compatto Questa pompa è caratterizzata da una struttura fissa verticale di tipo derrick con un ingombro ridotto e una semplice manutenzione. Un dispositivo di controllo automatico intelligente ne migliora l'efficienza, mentre la porta di aspirazione può essere posizionata in modo flessibile. Ideale per installazioni in cui lo spazio è limitato o non sono disponibili attrezzature di sollevamento. Visualizza il prodotto →

Installazione e avviamento: cosa cambia senza priming

La rimozione della fase di adescamento non elimina la necessità di adottare una buona pratica di installazione. Per una pompa centrifuga autoadescante, il corpo deve essere riempito di liquido una volta prima del primo avviamento. Il tubo di aspirazione deve essere il più corto e diritto possibile, con una leggera pendenza verso l'alto per evitare sacche d'aria, e tutti i giunti filettati devono essere sigillati con nastro in PTFE o sigillante liquido per filettature. Se la linea di aspirazione perde, l'aria entrerà continuamente e la pompa perderà l'adescamento.

Il dimensionamento dei tubi è importante tanto quanto la tenuta. Per una pompa da 50 m3/h, utilizzare un tubo di aspirazione di almeno DN100 e mantenere la velocità inferiore a 2 m/s. Ogni curva aggiunge una lunghezza equivalente del tubo e aumenta il rischio di accumulo di aria nei punti più alti. Un errore comune è quello di utilizzare un tubo di aspirazione flessibile dello stesso diametro dell'aspirazione della pompa; il tubo flessibile spesso collassa sotto vuoto e prolunga il tempo di adescamento.

Per le pompe sommergibili, i controlli di installazione si concentrano sull'ingresso del cavo, sulla profondità minima di immersione e sulla portata dell'interruttore a galleggiante. La pompa non deve poggiare direttamente sul fondo di un pozzetto di raccolta dei fanghi, poiché i solidi potrebbero ostruire la rete di aspirazione. Un piccolo montante o una catena sospesa di solito risolvono questo problema.

Le pompe volumetriche necessitano di una valvola di sicurezza sul lato di scarico, poiché il vuoto meccanico può generare una pressione molto elevata se la linea di scarico è bloccata. Un vacuometro sul lato aspirazione è utile per monitorare l'effettiva altezza di aspirazione.

Il tempo necessario per stabilire il flusso dipende dall'altezza di aspirazione, dal diametro e dalla lunghezza del tubo di aspirazione e dalla tenuta dell'impianto. I fattori che controllano il tempo di adescamento dell'acqua sono discussi più dettagliatamente nel nostro articolo tecnico sui fattori del tempo di priming .

Considerazioni sull'efficienza e sui costi energetici

Gli operatori spesso temono che le pompe autoadescanti siano meno efficienti delle pompe centrifughe standard. La preoccupazione vale per la fase di adescamento: durante i pochi secondi o minuti in cui la pompa evacua l'aria, una parte del liquido ricircolante rappresenta uno spreco di energia. Una volta completato l'adescamento, il divario di efficienza è ridotto, solitamente entro pochi punti percentuali rispetto a quello di una pompa centrifuga standard con lo stesso diametro della girante.

Il confronto cambia quando si considera l'installazione completa. Una pompa centrifuga standard con valvola di fondo presenta una caduta di pressione continua attraverso la valvola di fondo e un'ulteriore perdita se il tubo di aspirazione è lungo. Consideriamo una pompa da 7,5 kW che funziona 4.000 ore all'anno. Una valvola di fondo può consumare dall'1,5% al ​​3% della prevalenza totale, il che si traduce in circa 110-220 kWh persi all'anno per questa dimensione del motore. Ai prezzi tipici dell’elettricità industriale, si tratta di un costo annuale misurabile. Una pompa autoadescante con linea di aspirazione aperta evita completamente questa perdita, compensando la piccola perdita di efficienza della camera di ricircolo.

Le pompe sommergibili e verticali ad albero lungo non hanno perdite di aspirazione perché la girante è immersa. La loro efficienza del motore è paragonabile ad altri modelli. Per lunghe ore di funzionamento a flusso costante, la pompa verticale ad albero lungo spesso si rivela il modo più efficiente dal punto di vista energetico per spostare l'acqua da un pozzo profondo.

Differenze di manutenzione tra i tipi di pompe senza adescamento

Ogni progetto senza adescamento ha un profilo di manutenzione diverso e ciò dovrebbe influenzare la decisione di acquisto quando l'accesso al servizio è difficile.

Le pompe centrifughe autoadescanti sono le più facili da manutenere per la maggior parte degli utenti industriali. Non è presente alcuna valvola di fondo da ispezionare, il che elimina una delle cause più frequenti di flusso lento e di mancato adescamento nelle installazioni convenzionali. Nel design senza guarnizioni WFB, non è presente alcuna tenuta meccanica da sostituire, quindi l'elemento soggetto a usura più comune è semplicemente la girante e il rivestimento dell'involucro in condizioni di utilizzo abrasivo.

Le pompe sommergibili richiedono una manutenzione meno frequente perché il motore è raffreddato dal liquido circostante, ma quando è necessaria la manutenzione, la pompa deve essere sollevata dal pozzo. I rilevatori di umidità all'interno dell'alloggiamento del motore segnalano eventuali guasti all'isolamento e il controllo del cavo e dell'interruttore a galleggiante dovrebbe far parte dell'ispezione programmata.

Le pompe volumetriche necessitano di ispezioni di routine di diaframmi, valvole di ritegno e guarnizioni. Una membrana che si rompe inonderà il lato aria di una pompa pneumatica e causerà una perdita di prestazioni. Le pompe peristaltiche richiedono la sostituzione periodica del tubo, un'operazione breve ed economica.

Errori comuni relativi al priming evitati da questi progetti

Il vantaggio specifico di una pompa senza adescamento può essere misurato in base ai guasti che previene in un'installazione di pompe convenzionale.

Il primo è il legame aereo. Una pompa centrifuga standard la cui linea di aspirazione contiene aria intrappolata ruoterà senza spostare il liquido e la girante può surriscaldare il piccolo volume di liquido nell'involucro finché non si trasforma in vapore. Se la pompa è costretta a continuare a funzionare in questa condizione, la tenuta meccanica si guasta in breve tempo. Le pompe autoadescanti e volumetriche evacuano l'aria automaticamente, evitando così che si verifichino legami d'aria.

Il secondo guasto comune è la perdita di adescamento a causa di una valvola di fondo che perde. Ogni volta che una pompa standard si ferma, la valvola di fondo deve trattenere la colonna di liquido nel tubo di aspirazione. Sabbia, incrostazioni e detriti impediscono il posizionamento della valvola; il liquido viene drenato e l'avvio successivo richiede un nuovo adescamento. Le pompe autoadescanti si riadescano semplicemente e continuano a funzionare.

Il terzo è il danneggiamento della tenuta meccanica dovuto al funzionamento a secco. In una pompa standard, un avviamento a secco surriscalda rapidamente le superfici della tenuta, producendo distorsioni e perdite. Poiché la pompa senza tenuta WFB non dispone di tenuta meccanica, elimina completamente questa modalità di guasto.

Domande frequenti

Prendere la decisione finale

La scelta di una pompa che non necessita di adescamento inizia con la definizione della condizione di aspirazione. Se il livello dell'acqua è al di sotto della pompa ed è compreso tra 6 e 8 metri, una pompa centrifuga autoadescante è la soluzione più semplice, soprattutto quando il fluido contiene solidi e l'installazione è fuori terra. Se il fluido è viscoso o necessita di un dosaggio accurato, scegliere una pompa volumetrica. Se la pompa può essere immersa, una pompa sommergibile elimina completamente il problema dell'adescamento. Per pozzi profondi in cui il motore deve rimanere accessibile, la soluzione collaudata è una pompa verticale ad albero lungo.

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