Uso:
USO DELLE POMPE
di Segna Simone
“CORSO per
Volontari Operativi Rischio idrogeologico” CCV-MI _2012_
Uso:
Corso di
formazione
“USO DELLE
POMPE”
Relatore: Simone Segna
Uso:
“USO DELLE POMPE”
OBIETTIVI
1. Fornire agli operatori indicazioni
teoriche sul funzionamento dei vari
tipi di pompe;
2. Valutare le applicazioni pratiche e
conseguente scelta corretta della
pompa in funzione dell’utilizzo;
3. Modalità di utilizzo delle
motopompe in protezione civile;
4. Modalità di individuazione dei
problemi e loro risoluzione;
Uso:
USO DELLE POMPE
Cosa sono?
Le pompe sono macchine idrauliche
operatrici che, ricevendo energia
meccanica da un qualsiasi motore, la
trasmettono, nella misura consentita dal
rendimento, al liquido che le attraversa.
Sono impiegate per sollevare
quantitativi d'acqua o di altri liquidi da
un livello inferiore ad uno superiore,
facendogli vincere un certo dislivello e
conferendo all'acqua una spinta.
Uso:
USO DELLE POMPE
Che tipi di pompe esistono?
Le pompe possono essere a moto rotatorio o a moto alternativo
Distinguiamo allora le macro famiglie:
-POMPE CINETICHE O DINAMICHE
-POMPE VOLUMETRICHE
-POMPE SPECIALI
CHE
DIFFERENZA
C’ E’ TRA
QUESTE
FAMIGLIE?
Uso:
USO DELLE POMPE
CLASSIFICAZIONE
POMPE CINETICHE , in cui, grazie all'azione di forze centrifughe, il
liquido incrementa dapprima la sua energia cinetica che viene
immediatamente trasformata in energia di pressione. La portata
erogata dipende dalla prevalenza. A questa categoria appartengono le
pompe di impiego più comune, ovvero le pompe centrifughe.
POMPE VOLUMETRICHE, che spostano quantità di liquido costanti
per ogni ciclo di funzionamento. Possono essere alternative o rotative.
Caratteristica fondamentale è che la portata erogata non dipende dalla
prevalenza, ma solo dal numero di cicli effettuati nell'unità di tempo.
POMPE SPECIALI, tutte le pompe che non rientrano nelle categorie
precedenti, ce funzionano secondo principi di funzionamento particolari
o che rispondono ad esigenze specifiche.
Uso:
USO DELLE POMPE
Le Pompe Cinetiche o dinamiche
Le Pompe Cinetiche piu’ comuni
sono sono le pompe centrifughe
che peraltro sono anche quelle piu’
diffuse per utilizzi civili ed industriali
Nella pratica, il fluido è contenuto all'interno di un
corpo ed è messo in rotazione da una girante. La
pala curva ruota attorno all'asse con velocità
periferica e spinge ed il fluido esce nella direzione
dell'estremità della pala.
Il corpo della pompa è poi costruito a sezione
crescente in modo che, per la costanza dell'energia
totale, la componente cinetica si trasforma in
statica, incrementando così la prevalenza.
Uso:
USO DELLE POMPE
Le Pompe Centrifughe
Una pompa centrifuga è composta essenzialmente da una parte rotante detta girante
e da una parte fissa, o corpo di pompa, entro cui si muove l'acqua convogliata dalla
forza centrifuga impressale dalla girante. L'acqua entra nel corpo di pompa attraverso
il tubo di aspirazione e viene inviata, attraverso il movimento della girante, nel tubo di
mandata.
Il tubo di aspirazione è assiale rispetto alla girante, il tubo di mandata è radiale.
Il movimento della girante determina una depressione
nel tubo di aspirazione e l'acqua, spinta dalla pressione
atmosferica, risale lungo il tubo e viene proiettata dalla
girante sul corpo della pompa dal quale esce
attraverso il tubo di mandata.
Le pompe centrifughe, a seconda della disposizione
dell'albero di trasmissione che muove la girante, si
distinguono in orizzontali e verticali.
Mandata
Aspirazione
Uso:
USO DELLE POMPE
Particolare della Girante
Ora Vediamo meglio il
funzionamento
Uso:
USO DELLE POMPE
TENUTE ASSIALI
GIRANTE
Ancora qualche
Vista in
Sezione
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USO DELLE POMPE
Le pompe centrifughe si dividono in:
-Pompe Orizzontali
-Pompe verticali
Uso:
USO DELLE POMPE
Le pompe centrifughe orizzontali sono accoppiate direttamente al
gruppo motore, e a seconda che questo sia ad alimentazione elettrica
o a benzina, si distinguono in elettropompe o motopompe.
Sono pompe molto versatili, di dimensioni e peso contenuti,
facilmente spostabili e trasportabili sia su automezzi sia a mano
(pompe carrellate o barellate). Si prestano quindi sia per il
prosciugamento di locali allagati che per l'uso antincendio.
Motopompa da
svuotamento
Motopompa
antincendio
Uso:
USO DELLE POMPE
Le Pompe per uso Antincendio devono fornire alte
pressioni all'acqua pompata, questo si può ottenere
con pompe a giranti multiple o pluristadio.
L'acqua, all'uscita della prima girante, entra in una
seconda e così via fino ad imboccare il tubo di
mandata. La prevalenza della pompa è data dalla
somma delle prevalenze delle singole giranti.
Il numero di giranti è in funzione della pressione che
si vuole avere alla mandata.
Uso:
USO DELLE POMPE
Il limite delle pompe centrifughe orizzontali è la profondità
massima d'aspirazione.
Poiché è la pressione atmosferica che spinge l'acqua nel tubo
d'aspirazione, la profondità massima da cui è possibile aspirare
l'acqua è quella corrispondente alla pressione atmosferica, cioè a
10,33 m.
In realtà, a causa delle perdite di carico, non è possibile sollevare
l'acqua da una profondità superiore a 6-7
della pompa.
m dall'asse
Uso:
USO DELLE POMPE
Le pompe centrifughe verticali ovviano alla limitazione in
aspirazione delle pompe orizzontali in quanto tutto il gruppo
pompa può essere calato nella vasca o pozzo da cui estrarre
l'acqua, riducendo a zero l'altezza d'aspirazione
Gruppo motore
Il gruppo motore rimane
in superficie, accoppiato
attraverso un albero di
trasmissione
Uso:
USO DELLE POMPE
oppure, come avviene più
comunemente oggi con le pompe
sommergibili o sommerse, realizzando
in un unico corpo gruppo pompa e
gruppo motore, necessariamente di
tipo elettrico e perfettamente
impermeabile all'acqua
Pompa
sommersa
Pompa
immersa
multistadio
per pozzi
Uso:
USO DELLE POMPE
Le Pompe Volumetriche
Si dicono pompe volumetriche quelle
pompe che sfruttano la variazione di
volume in una camera per provocare
un'aspirazione o una spinta su un fluido.
Pompa a Vite
Le pompe Volumetriche mantengono costante la
loro portata e ne esistono di vari tipi in funzione del
tipo di movimento impresso dal motore primo
Vediamole
insieme
Uso:
USO DELLE POMPE
POMPE VOLUMETRICHE ROTATIVE
Vite di Archimede
Questo tipo di pompa sposta quantità costanti
di liquido ad ogni rotazione. Per limitare i
trafilamenti tra vite e statore si usa per basse
prevalenze ed alte portate. È oggi utilizzata
come idrovora e come mezzo di sollevamento
negli impianti di depurazione acque.
Uso:
USO DELLE POMPE
POMPE VOLUMETRICHE A STANTUFFO O PISTONE
La variazione di volume è ottenuta con lo scorrimento
alternato di un pistone in un cilindro, e opportune valvole di
ritegno forzano il fluido a scorrere in una sola direzione e ne
impediscono il reflusso durante la corsa di ritorno del pistone.
Questo tipo di pompe può essere diviso in:
a semplice effetto, se il pistone compie lavoro
solamente durante la corsa in un senso;
a doppio effetto, se il pistone compie lavoro sia
all'andata che al ritorno.
Uso:
USO DELLE POMPE
L'azione della pompa premente non ha alcuna limitazione
teorica. I limiti sono dovuti ai problemi di contenimento della
pressione elevata da parte della camera della pompa, delle
guarnizioni e delle valvole.
Le pompe a stantuffo sono
utilizzate per portate
piccole e medie e per alte
e altissime prevalenze.
Uso:
USO DELLE POMPE
Pompe a Mano
Di fatto si tratta di una pompa a pistone
semplice, di larghissimo impiego nelle campagne
e, in tempi passati, nelle fontane pubbliche delle
città. Si presta bene all'estrazione di acque da
pozzi di piccola profondità (fino a 10 - 15 m,
anche se esistono modelli capaci di pompare da
100 m: in tal caso, però, possiedono sistemi
piuttosto complessi di demoltiplicazione per
ridurre lo sforzo).
Uso:
USO DELLE POMPE
Pompe a Membrana
Una variazione sullo stesso
principio della pompa a stantuffo è
la pompa a diaframma, in cui la
variazione di volume è data
dall'oscillazione di una membrana
che chiude un lato di una camera.
Il vantaggio di questa soluzione è
l'assoluta impermeabilità ottenuta
con l'eliminazione dello scorrimento
tra parti.
Uso:
USO DELLE POMPE
Pompe a Ingranaggi
In queste pompe si sfrutta la
variazione di volume causata
dall'ingranamento dei denti di due
ingranaggi. Sono ampiamente usate
per pompare l'olio lubrificante nei
motori degli autoveicoli
Un caso particolare della
pompa ad ingranaggi è la
pompa a vite (da non
confondere con quella a vite
eccentrica), che si può
considerare come pompa
ad ingranaggi ad un solo
dente.
Uso:
USO DELLE POMPE
Pompe a Camera variabile
Ve ne sono vari tipi: a lobi, e a palette
Le pompe a lobi sono costituite da una camera sagomata,
al cui interno ruotano su assi paralleli ed in modo sincrono
due lobi. Nella rotazione i lobi muovono il fluido dalla
bocca di aspirazione a quella di mandata, creando così un
flusso ragionevolmente continuo.
Uso:
USO DELLE POMPE
Pompe a Camera variabile
Le pompe a palette presentano invece un rotore, all'interno del
quale scorrono in senso radiale delle palette, caricate da molle
che fanno così scorrere le palette contro lo statore; le superfici
sono lavorate in modo da avere una certa tenuta. Con la
rotazione del rotore si ha una serie di camere, a volume
costante o decrescente. Il fluido viene così trasportato dalla
bocca di aspirazione a quella di mandata. Non sono necessarie
le valvole e la pompa è facilmente reversibile
Uso:
USO DELLE POMPE
Pompe Peristaltiche
Si basano sull'effetto della peristalsi, ovvero lo scorrimento di una
strozzatura su un tubo che ha l'effetto di spremere attraverso di
esso il fluido contenuto. Sono costituite da un rotore che porta
diversi rulli. Ruotando i rulli schiacciano un tubo di gomma contro
una parete cilindrica
Il principale vantaggio di questa pompa
è che il fluido contenuto non entra in
contatto con altra parte se non il tubo,
ed è isolato dall'atmosfera. Per questo
motivo è particolarmente utilizzata in
medicina per pompare il sangue nella
circolazione extracorporea e nella
emodialisi
Uso:
USO DELLE POMPE
E adesso
Facciamo un
po di teoria!!!!
Stringete i denti
Uso:
USO DELLE POMPE
LA PREVALENZA
Si definisce:
altezza geodetica d'aspirazione Ha la differenza di livello
tra il punto A e la pompa,
altezza geodetica di mandata Hm la differenza di livello
tra il punto B e la pompa,
prevalenza geodetica H la differenza tra i livelli del
liquido alla mandata e all'aspirazione
Uso:
USO DELLE POMPE
La prevalenza geodetica H, comunemente definita prevalenza,
corrisponde quindi alla somma delle altezze geodetiche
d'aspirazione Ha e di mandata Hm.
Con riferimento alla figura precedente, se misuriamo i livelli dei
punti A e B rispetto ad un unico piano di riferimento la prevalenza
H è data dalla differenza:
PREVALENZA
Uso:
USO DELLE POMPE
Nel passare attraverso le tubazioni e la pompa stessa
l'acqua subisce dei rallentamenti e quindi delle perdite
d'energia, definite perdite di carico, che si traducono
in una minor prevalenza. Quando chiudiamo
parzialmente il rubinetto della gomma con cui laviamo
l'auto, l'acqua esce più lentamente e non arriva più
dove arrivava prima: la chiusura del rubinetto ha
aumentato le perdite di carico, cioè si è verificata una
perdita d'energia a discapito della prevalenza totale.
Uso:
USO DELLE POMPE
LA PORTATA
La portata della pompa è il volume d'acqua,
misurato in litri o metri cubi, che viene mosso
dalla pompa nell'unità di tempo (generalmente
secondi o minuti). La portata si misura pertanto
in litri al secondo (l/s), litri al minuto (l/m), metri
cubi all'ora (mc/h), ecc.
La portata e la prevalenza sono i due elementi
fondamentali che contraddistinguono le pompe.
Uso:
USO DELLE POMPE
LA POTENZA
La pompa, per sollevare una portata d'acqua Q
fornendole una prevalenza totale Ht compie un lavoro
di sollevamento che richiede una potenza P (misurata
in kilowatt/ora), cioè un'energia, fornitale attraverso
un motore, definita dalla seguente espressione:
P = 9,8 * Q * Ht
La potenza così espressa è la potenza utile, cioè quella
strettamente necessaria per sollevare la portata d'acqua Q
all'altezza H.
A causa delle inevitabili perdite d'energia la potenza utilizzata, cioè
quella realmente necessaria per far funzionare la pompa, è
maggiore e viene definita potenza assorbita.
Il rapporto fra la potenza utile e quella assorbita è definito
rendimento.
Uso:
USO DELLE POMPE
PRESTAZIONI
Prevalenza e portata seguono leggi di
variazione diverse, essendo la prima
proporzionale al quadrato della velocità e
la seconda direttamente proporzionale
alla velocità.
All'aumentare della portata corrisponde
una diminuzione della prevalenza, e la
reciproca variazione di queste grandezze
viene rappresentata in una curva
chiamata curva caratteristica.
Uso:
USO DELLE POMPE
CURVA
CARATTERISTICA
POMPA
CARRELLATA GOR
Uso:
Come si vede le pompe
Centrifughe si utilizzano
per alte Portate e basse
prevalenze
Viceversa le pompe
volumetriche si usano per
altissime prevalenze e
basse portate
Uso:
USO DELLE POMPE
PRESTAZIONI
La curva caratteristica varia poi
in funzione del numero di giri
del motore, per cui in realtà
ogni pompa è caratterizzata da
una
famiglia
di
curve
caratteristiche,
cioè
da
andamenti portate-prevalenze
che variano in funzione del
numero di giri.
Uso:
USO DELLE POMPE
IL FENOMENO DELLA CAVITAZIONE
La cavitazione è un fenomeno
consistente nella formazione di zone di
vapore all'interno di un liquido, che poi
implodono producendo un rumore
caratteristico.
Ciò avviene a causa dell'abbassamento
locale di pressione ad un valore
inferiore alla tensione di vapore del
liquido stesso, che subisce così un
cambiamento di fase a gas, formando
cavità contenenti vapore.
Uso:
USO DELLE POMPE
IL FENOMENO DELLA CAVITAZIONE
la "bolla" da cavitazione resiste solo
finché non esce dalla zona di bassa
pressione idrostatica, appena ritorna in
una zona del fluido in quiete, la
pressione di vapore non è sufficiente a
contrastare la pressione idrostatica e la
bolla
da
cavitazione
implode
immediatamente.
In genere la cavitazione è un
fenomeno indesiderato e fonte di
problemi. In dispositivi come
pompe ed eliche, la cavitazione
provoca una notevole perdita di
efficienza, emissione di rumore e
danneggiamento dei componenti.
Uso:
USO DELLE POMPE
LE MOTOPOMPE USATE IN PROTEZIONE CIVILE
Le pompe sono di tipo centrifugo
autoadescante a girante aperta e piatto
d’usura riportato.
L’autoadescamento avviene per
borbottamento dell’aria all’interno del liquido
imprigionato nel corpo della pompa, che
quindi deve essere di disegno e forma tali da
permettere un rapido e sicuro
autoadescamento fino a 8 m di profondità.
Uso:
USO DELLE POMPE
LE MOTOPOMPE USATE IN PROTEZIONE CIVILE
Le pompe sono di tipo centrifugo
autoadescante a girante aperta e piatto
d’usura riportato.
L’autoadescamento avviene per
borbottamento dell’aria all’interno del
liquido imprigionato nel corpo della pompa,
che quindi deve essere di disegno e forma
tali da permettere un rapido e sicuro
autoadescamento fino a 8 m di profondità.
Una valvola di non ritorno incorporata nel corpo evita lo
svuotamento di quest’ultimo alla fermata della pompa,
permettendo un rapido innescamento alla ripartenza
della pompa.
Uso:
USO DELLE POMPE
LE MOTOPOMPE USATE IN PROTEZIONE CIVILE
AUTOADESCAMENTO
L’autoadescamento è la capacità di aspirare l’aria
nella condotta di aspirazione durante la fase di
avviamento della pompa. Ciò avviene mettendo
in forte turbolenza il liquido all’interno del corpo
pompa.
E’ quindi necessario riempire preventivamente,
tramite l’apposita TAPPO superiore, il corpo
pompa di liquido da pompare.
Uso:
USO DELLE POMPE
LE MOTOPOMPE USATE IN PROTEZIONE CIVILE
All’avviamento della girante si instaura un circuito turbolento tra la
zona di aspirazione e di mandata della girante che provoca un
trasporto di aria dalla condotta di aspirazione alla mandata. Qui l’aria si
separa grazie alla forte diminuzione della velocità.
Tutte le pompe autoadescanti sono
in grado di creare una depressione.
Questa depressione è ampiamente
sufficiente per garantire, durante la
fase di pompaggio,un corretto
funzionamento della pompa.
Uso:
USO DELLE POMPE
LE MOTOPOMPE USATE IN PROTEZIONE CIVILE
Vantaggi
La capacità di autoadescamento
permette l’uso di tali pompe senza
riempire la condotta di aspirazione
ed evita la valvola di fondo. Possono
quindi essere agevolmente usate in
versione trasportabile con motori
elettrici o endotermici, oppure
nell’aspirazione da vasche o canali
profondi o lontani.
Uso:
USO DELLE POMPE
LE MOTOPOMPE USATE IN PROTEZIONE CIVILE
Motopompe da svuotamento
Le motopompe da svuotamento
sono state progettate per impieghi
gravosi continuativi di Vigili del
Fuoco e Protezione Civile. Il rapido
adescamento, anche con elevata
prevalenza di aspirazione, l’elevata
portata e prevalenza e l’altissima
qualità dei materiali impiegati per la
costruzione sono le caratteristiche
principali .
La robustissima costruzione del
corpo pompa unita alla
particolare conformazione della
girante permette il trattamento ed
il trasferimento acque luride, con
sassi e corpi solidi in
sospensione rendendo così
possibile anche l’utilizzo senza
impiegare il filtro di aspirazione.
Uso:
USO DELLE POMPE
ACCESSORI POMPE AUTOADESCANTI
Uso:
USO DELLE POMPE
OPERAZIONI NECESSARIE PER METTERE IN
FUNZIONE UNA POMPA DA SVUOTAMENTO
1. RIMUOVERE IL TUBO DI ASPIRAZIONE
2. APRIRE GLI SPORTELLI AGGANCIARE IL TUBO DI ASPIRAZIONE
Uso:
USO DELLE POMPE
OPERAZIONI NECESSARIE PER METTERE IN
FUNZIONE UNA POMPA DA SVUOTAMENTO
3. AVVITARE IL TUBO DI MANDATA
4. CONTROLLARE IL LIVELLO DEL GASOLIO
Uso:
USO DELLE POMPE
OPERAZIONI NECESSARIE PER METTERE IN
FUNZIONE UNA POMPA DA SVUOTAMENTO
5. SVITARE IL TAPPO DI RIEMPIMENTO
DEL CORPO POMPA
6. RIEMPIRE IL CORPO POMPA
Uso:
USO DELLE POMPE
OPERAZIONI NECESSARIE PER METTERE IN
FUNZIONE UNA POMPA DA SVUOTAMENTO
9. COLLEGARE LA BATTERIA (PRIMA IL
POSITIVO)
10. TIRARE LA LEVA A FARFALLA E
GIRARE LA CHIAVE PER AVVIARE
Uso:
USO DELLE POMPE
OPERAZIONI NECESSARIE PER METTERE IN
FUNZIONE UNA POMPA DA SVUOTAMENTO
11. ATTENDERE L’ADESCAMENTO DELLA
POMPA CONTROLLANDO IL MANOMETRO
DI ASPIRAZIONE
12. DURANTE LE OPERAZIONI DI POMPAGGIO
MONITORARE IL MANOMETRO DI MANDATA
Uso:
USO DELLE POMPE
OPERAZIONI NECESSARIE PER METTERE IN
FUNZIONE UNA POMPA DA SVUOTAMENTO
13. PER LO SPEGNIMENTO DELLA
MOTOPOMPA GIRARE LA VALVOLA A
FARFALLA
14. EVENTUALE PROCEDURA PER
AVVIAMENTO A STRAPPO
Uso:
USO DELLE POMPE
 Elmetto
 Divisa Completa
 Guanti da lavoro
 Calzature da lavoro
 Cuffia Antirumore
 Imbragatura
Uso:
USO DELLE POMPE
R
E
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