Tra le macchine operatrici destinate al sollevamento di liquidi, le pompe centrifughe sono quelle più comunemente utilizzate nella pratica. Uno dei vantaggi più importanti di queste macchine è la possibilità di accoppiamento diretto, cioè senza complicati dispositivi di trasmissione, con motori veloci di corrente utilizzo, sia termici che elettrici.
Il gruppo motopompa così costituito presenta dimensioni abbastanza contenute. Per la sua progettazione, una pompa centrifuga non ha organi delicati, e questo dà maggiori garanzie di funzionamento, ed è anche leggera. Le pompe centrifughe di nuova costruzione non si autoadescano ma devono essere riempite d’acqua all’inizio del servizio. I costruttori di pompe hanno risolto il problema in diversi modi, con dispositivi di adescamento automatico che agiscono nel senso di trattenere nel corpo pompa, durante i periodi di fermo, il volume d’acqua necessario all’adescamento.
Le pompe centrifughe attualmente in uso vengono costruite secondo diverse configurazioni che possono essere classificate in relazione al luogo riservato alla macchina per la sua installazione. La grande varietà di macchine non consente una descrizione completa di tutte le tipologie, per le quali bisogna necessariamente fare riferimento ai cataloghi delle case produttrici. In generale, le pompe centrifughe più comuni appartengono ad una delle seguenti tre categorie:
- pompe di superficie
- pompe sommerse
- pompe sommergibili.
Pompe di superficie
Le pompe di superficie sono ovviamente progettate per essere installate fuori dall’acqua da pompare.
Installazione di una pompa di superficie
Una pompa di superficie può essere installata sia sotto carico che in aspirazione. L’installazione sotto carico presenta l’importantissimo vantaggio di evitare qualsiasi rischio di disimpegno tra due servizi consecutivi. È sufficiente aprire completamente la valvola in aspirazione affinché la pompa sia pronta al funzionamento.
L’installazione in aspirazione implica che la pompa si trovi ad un’altezza sopra il livello del liquido praticamente non superiore a 7 m (capacità di aspirazione massima della macchina). Ricordiamo che quando nel tratto immediatamente a monte della pompa in teoria si raggiungono pressioni relative negative prossime a 10 m di colonna d’acqua, a circa 7 – 8 m in pratica, i gas disciolti nell’acqua iniziano a fuoriuscire, quindi inizio la cavitazione e la pompa viene disinnestata.
Sull’aspirazione
- La valvola di ritegno C, generalmente comprendente un filtro per impedire l’ingresso di elementi estranei nel caso di acque non chiare. In alcuni casi vengono installati filtri antisabbia, eventualmente sostituiti da filtri a sabbia montati sul condotto di aspirazione.
- La linea di aspirazione ca.
- Uno o più gomiti a seconda dei casi.
- L’ultimo tratto del tubo di aspirazione deve avere una pendenza costante almeno del 2% nel senso di marcia e non deve essere molto lungo (non più di 10 m).
- Un convergente DC la cui generatrice superiore deve essere orizzontale, per evitare punti salienti che si avrebbero con un convergente normale, in cui si può verificare un accumulo di aria e quindi pericolo di disinnesto della pompa. Occorre inoltre evitare disposizioni come quella indicata a margine della fig. 6, in cui a causa della forza centrifuga si ha una distribuzione non uniforme dei filetti di liquido all’ingresso della pompa che ne provoca il funzionamento irregolare.
- La pompa è generalmente dotata negli impianti importanti di un vacuometro in entrata V e di un manometro M in mandata. Negli impianti con funzionamento automatico il vacuometro, se non è inserita una valvola di ritegno in mandata, rischia di essere soggetto all’arresto del pompa, ad una pressione che può danneggiarla. Quindi, come regola generale, è bene isolare il vacuometro e anche il manometro mediante rubinetti a tre vie che permettono l’inserimento di questi dispositivi solo quando si vogliono effettuare le misurazioni.
Alla consegna
- Un CD divergente.
- Una valvola di ritegno unidirezionale CR. Questo elemento non è necessario se il tubo di mandata è corto o se il dislivello tra i due serbatoi è di entità limitata. Altrimenti la valvola è indispensabile e poi c’è bisogno di un piccolo condotto di by-pass per adescare la pompa.
- Una valvola di controllo per camper. Questo elemento, sempre opportuno, diventa obbligatorio quando la portata della pompa supera i 10 m 3 /h. La funzione di questa valvola è quella di poter regolare la portata creando un’ulteriore perdita di carico che consente in certi casi di riportare il punto di funzionamento della macchina ai suoi normali limiti di utilizzo. Vedremo infatti che se per qualsiasi motivo la prevalenza diminuisce (ad esempio per un innalzamento del livello a monte), la portata sollevata aumenta ed il motore è costretto a sviluppare una potenza per la quale non è stato dimensionato. La valvola permette di ridurre la portata al valore normale, evitando così l’inconveniente.
- La linea di consegna CR.
Pompe sommerse
Le pompe sommergibili sono progettate per essere installate con un breve tratto di aspirazione nelle immediate vicinanze del pelo libero del liquido da pompare. Di tipo ad asse verticale, per l’installazione la pompa, dotata di un brevissimo tratto di aspirazione, viene fissata all’estremità inferiore del tubo di mandata e viene abbassata al livello del liquido del pozzo. Il motore è appoggiato al suolo e trasmette il moto alla girante della pompa tramite un albero posto all’interno del tubo di mandata. Può anche mancare il tratto di aspirazione ed in questo caso la pompa lavora immersa nel liquido.
Pompe sommergibili
Le pompe sommergibili vengono generalmente utilizzate per il sollevamento da pozzi più o meno profondi. Un’unità sommergibile è costituita essenzialmente da una pompa centrifuga ad asse verticale, monogirante o anche multipla, le cui giranti sono calettate sullo stesso albero del motore elettrico che le aziona. Quest’ultimo è posto nella parte inferiore del gruppo ed è di particolare costruzione. L’alimentazione del motore è assicurata da uno speciale cavo con rivestimento impermeabile. Sopra il motore, tra questo e la pompa, si trova la sezione di aspirazione forata. Dopo questo tratto c’è la pompa vera e propria. Al termine di esso, immediatamente prima del condotto di mandata, è generalmente montata una valvola di ritegno. La pompa sommersa viene semplicemente sospesa alla colonna di mandata e non c’è pericolo che la pompa si disinnesti.
