Pompa volumetrica
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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.
Il cuore dell'uomo e degli degli animali è una pompa di questo tipo.
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[modifica] Pompe volumetriche rotative
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.
Malgrado la relativa antichità di questa pompa, la noria resta ad oggi l'unica a utilizzare lo stesso fluido pompato come fluido motore. Di fatto è un'evoluzione della ruota idraulica, combinando una ruota da sotto (motrice) con una, modificata, da sopra (operatrice).
[modifica] 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.
Un'altra suddivisione molto empirica si può avere in:
- aspiranti: il pistone produce una depressione che provoca il sollevamento del liquido lungo un tubo e la sua espulsione dalla pompa a pressione ambiente;
- prementi: il fluido entra nel cilindro a pressione ambiente e viene sollevata per effetto della pressione; in questo caso il cilindro si trova allo stesso livello o al di sotto del liquido da sollevare;
- aspiranti e prementi: integrano entrambe le funzioni.
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.
[modifica] Pompa a mano
Di fatto 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 avendo però sistemi piuttosto complessi di demoltiplicazione per ridurre lo sforzo).
[modifica] A diaframma o 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.
Il movimento può essere impresso alla mambrana per via meccanica, per esempio attraverso un sistema a leva e manovella o una camma, oppure preumaticamente, alternativamente introducendo e rilasciando aria compressa in una camera opposta a quella di pompaggio.
La pressione massima è limitata dalla resistenza del materiale che costituisce la membrana, solitamente gomma e, nel caso di alimentazione pneumatica, è direttamente proporzionale alla pressione fornita dall'aria di alimentazione.
Sono utilizzate per portate piccole e medie, e prevalenze medie e alte.
[modifica] 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 (anche se in tal caso il più delle volte si tratta di una pompa ad ingranaggio trocoidale), per pompare l'olio nel circuito idraulico di macchine per movimento terra, e in genere in tutte quelle applicazioni in cui il fluido è viscoso purché non sia dannoso alla pompa stessa, in funzione dello scorrimento tra le parti componenti. 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.
[modifica] A camera variabile
Ve ne sono vari tipi: a lobi o palette, ed a vite eccentrica, detta anche a cavità progressiva o mono.
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.
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. La prevalenza di questo tipo di pompe è limitato dalla scarsa tenuta delle palette; anche queste pompe si prestano bene al pompaggio di liquidi puliti aventi un certo potere lubrificante.
Le pompe a cavità progressiva sono costituite da uno statore in materiale elastico (solitamente gomma sintetica) all'interno del quale è impressa una spirale, e da un rotore solitamente metallico a forma di spirale, di diametro inferiore a quello dell'impronta dello statore, eccentrico rispetto all'asse di rotazione. Le due spirali sono realizzate in modo che vi siano sempre generatrici a contatto, e si crea così una cavità stagna (grazie al contatto rotore metallico - statore in gomma) che si sposta, grazie al movimento rotatorio eccentrico, verso la bocca di mandata, Queste pompe sono molto versatili, e sopportano liquidi con solidi in sospensione, se non troppo abrasivi; sono adatte per portate da basse a medie e prevalenze medie e medio-alte. grazie al loro sviluppo longitudinale, hanno basso ingombro e sono adatte ad essere introdotte nei barili per effettuarne lo svuotamento.
[modifica] 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 usata in medicina per pompare il sangue nella circolazione extracorporea e nella dialisi.
