L'efficienza delle pompe è importante nelle applicazioni industriali. Questi tipi di pompe sono progettati per convertire la maggior parte dell'energia in ingresso in capacità di erogazione, riducendo i costi e migliorando le prestazioni in cambio. Pertanto, il confronto tra pompa a ingranaggi e pompa a lobi diventa necessario per qualsiasi industria alla ricerca delle soluzioni più adatte. La scelta giusta garantisce un controllo accurato della pressione e un trattamento delicato dei fluidi durante il loro passaggio. I professionisti devono sapere come ognuna di esse funziona in modo diverso, quali sono i requisiti di manutenzione e dove possono essere applicate in modo appropriato.
Informazioni sulle pompe a ingranaggi
Definizione e caratteristiche di base
Queste pompe sono note anche come Gerotor che utilizzano un ingranaggio interno con ingranaggi esterni con una geometria speciale in modo che due componenti vengano a stretto contatto ma non si tocchino in tutti i punti simultaneamente, ottenendo così una maggiore compattezza insieme a prestazioni migliori rispetto a qualsiasi altro tipo che possa offrire da solo o in combinazione. Sono in grado di dosare con precisione liquidi o materiali viscosi grazie al perfetto ingranamento tra gli ingranaggi che determina un volume definito per ogni giro effettuato.
Come funzionano le pompe a ingranaggi
I fluidi vengono trasferiti dalle pompe a ingranaggi utilizzando ruote dentate o ingranaggi rotanti; questo crea una tenuta liquida intorno all'elemento rotante contro l'involucro della pompa, causando così l'aspirazione nel punto di ingresso. Non appena il fluido entra all'interno, si avvolge nelle cavità formate dai denti sui lati opposti e viene trasportato meccanicamente verso il lato di scarico attraverso queste stesse regioni di denti che producono una portata uniforme e regolare direttamente proporzionale al numero di giri effettuati per unità di tempo.
Tipi di pompe a ingranaggi (esterne o interne)
Esistono due categorie principali: quella esterna e quella interna.
- Pompe a ingranaggi esterni: Questo tipo è costituito principalmente da due ingranaggi identici che si bloccano l'uno con l'altro, supportati da alberi separati. È in grado di sopportare pressioni relativamente più elevate, fino a 7500 psi, perché il supporto dell'albero è più rigido grazie alle tolleranze più strette mantenute durante il processo di produzione.
- Pompe a ingranaggi interni: Un ingranaggio ruota all'interno di un altro, entrambi di dimensioni diverse, ma con ingranaggi diversi. Queste pompe sono ottime per aspirare i fluidi, poiché la loro capacità di aspirazione è elevata; in particolare quelli ad alta viscosità che possono facilmente rompersi se sottoposti a forze di taglio come quelle che generano queste pompe.
Vantaggi delle pompe a ingranaggi
Manipolazione ad alta pressione
Le pompe a ingranaggi sono in grado di creare pressioni molto elevate e sono quindi adatte ad applicazioni che richiedono un controllo accurato della pressione. Se necessario, possono essere utilizzate fino a 7500 psi.
Design compatto
Le dimensioni di questi tipi di pompe sono relativamente ridotte, poiché le parti mobili coinvolte sono poche; ciò le rende più affidabili e facili da inserire in diversi sistemi senza alcun problema. La loro compattezza consente inoltre l'installazione in luoghi dove lo spazio è limitato o non è disponibile.
Svantaggi delle pompe a ingranaggi
Livelli di rumore
Rispetto ad altre tecnologie di pompaggio, le pompe a ingranaggi tendono a produrre livelli di rumore più elevati. Gli ingranaggi che si intersecano durante la rotazione provocano un suono meccanico che può diventare fastidioso soprattutto se utilizzato in prossimità di aree tranquille come le zone residenziali durante le ore notturne.
Usura e usura
Con l'uso prolungato, gli ingranaggi delle pompe a ingranaggi si usurano, causando difficoltà di manutenzione. A volte diventa difficile eseguire la manutenzione di queste macchine, poiché è necessario smontare tutto, il che richiede molto tempo e molta energia; inoltre, è necessario eseguire controlli frequenti per mantenere il massimo livello di prestazioni possibile di questi meccanismi.
Informazioni sulle pompe a lobi
Definizione e caratteristiche di base
Le pompe a lobi rotanti o semplicemente a lobi utilizzano due o più lobi che ruotano all'interno di un involucro creando camere sigillate attraverso le quali il fluido viene spostato da una parte all'altra. Sono progettate per la movimentazione di liquidi altamente viscosi, come paste, fanghi ecc. e possono quindi essere utilizzate in molti settori industriali che trattano materiali di diverso spessore. La struttura robusta garantisce una lunga affidabilità anche in condizioni di lavoro estreme e non si rompe facilmente durante i processi più gravosi.
Come funziona una pompa a lobi
All'interno dell'involucro di pompe a lobi, ci sono dei lobi rotanti. Quando questi lobi ruotano, si forma una sequenza di camere chiuse che spingono il fluido dall'ingresso all'uscita. Inoltre, questo tipo di pompa garantisce un trattamento delicato per i fluidi sensibili al taglio, poiché i lobi non si toccano durante il movimento, riducendo così i danni al prodotto, il che le rende applicabili in situazioni in cui è richiesto un trasferimento delicato del liquido.
Tipi di pompe a lobi
Le pompe a lobi sono disponibili in diverse versioni per soddisfare le diverse esigenze industriali. Le principali categorie comprendono:
- Pompe a lobo singolo: Queste pompe utilizzano un solo lobo per spostare i liquidi. Funzionano meglio con fluidi a bassa viscosità.
- Pompe a più lobi: Questo tipo ha più di due lobi, aumentando così l'efficienza e la capacità di gestire diversi tipi di liquidi, compresi quelli con particelle più grandi o viscosità più elevate.
Vantaggi delle pompe a lobi
Manipolazione sicura dei fluidi
La delicatezza con cui trattano i fluidi li rende perfetti per le applicazioni che coinvolgono materiali sensibili alle forze di taglio. Inoltre, l'assenza di contatto tra i lobi riduce al minimo le possibilità di danneggiare oggetti fragili durante il processo di pompaggio, come alimenti, farmaci e altri prodotti utilizzati nell'industria cosmetica.
Versatilità nelle applicazioni
Le pompe a lobi possono essere impiegate in diversi settori grazie alla loro capacità di gestire un'ampia gamma di proprietà dei fluidi. Queste pompe sono in grado di gestire fluidi ad alta viscosità, fanghi e particelle solide in sospensione senza causare alcun danno, rendendole così adatte a molti settori industriali.
Svantaggi delle pompe a lobi
Campo di pressione limitato
In termini comparativi, le pompe a ingranaggi possono funzionare a pressioni molto più elevate rispetto a quelle a lobi, poiché il design di quest'ultima pompa privilegia, rispetto alla prima, il trattamento delicato del fluido, a scapito del controllo preciso della pressione richiesto da alcune applicazioni.
Requisiti di dimensioni maggiori
Poiché la robustezza è parte integrante della costruzione di una pompa uplobepump, questo tipo occupa generalmente più spazio rispetto ad altri. La necessità di spazio aggiuntivo potrebbe essere un problema durante l'installazione in presenza di restrizioni dimensionali, ma di solito le dimensioni maggiori si giustificano con i vantaggi in termini di efficienza e longevità.
Pompa a ingranaggi contro pompa a lobi: Uno studio comparativo
Efficienza in diverse applicazioni
Fluidi viscosi
I materiali ad alta viscosità, come vernici, oli, resine, ecc. possono essere gestiti al meglio da pompe ad ingranaggi che hanno la capacità di dosare con precisione queste sostanze, mantenendo così una portata costante; inoltre, queste pompe rimangono efficienti anche quando trattano fluidi altamente viscosi e sono quindi in grado di soddisfare le richieste del settore per un controllo della pressione sempre rigoroso.
Un altro aspetto positivo delle pompe a lobi è che funzionano efficacemente anche con questi tipi di liquidi, perché il loro design consente di operare ad alta velocità e di invertire le direzioni durante il processo di trasporto, il che le rende perfette per le industrie alimentari e farmaceutiche, dove la delicatezza della movimentazione dei fluidi è fondamentale.
Fluidi sensibili al taglio
Nei casi in cui la sensibilità al taglio diventa un problema, le pompe ad ingranaggi non sono sempre la scelta giusta, poiché gli ingranaggi intermittenti creano sollecitazioni meccaniche che possono degradare i materiali delicati, causando alterazioni indesiderate del prodotto nelle applicazioni che trattano sostanze sensibili.
Per questo motivo molte persone preferiscono l'utilizzo di pompe a lobi rispetto ad altri tipi di pompe, soprattutto per il trasporto di prodotti cosmetici o biotecnologici che richiedono attenzione nel trasferire i fluidi senza danneggiarli a causa della loro fragilità.
Consumo di energia
Requisiti di alimentazione
Le pompe a lobi, pur essendo efficaci, sono potenti grazie alla loro struttura per impieghi gravosi e alla maggiore portata. La potenza aggiuntiva garantisce che il sistema possa lavorare con fluidi viscosi e contenenti particelle senza compromettere la sua efficienza. La varietà di fluidi che possono essere gestiti con le pompe a lobi giustifica l'efficacia della loro potenza.
Costi operativi
Le pompe a ingranaggi hanno bassi costi di esercizio perché hanno una struttura semplice e richiedono una manutenzione ridotta. Ciò significa che le pompe a ingranaggi sono facili da manutenere, il che consente di risparmiare molto denaro nel lungo periodo perché non necessitano di riparazioni o sostituzioni frequenti. Per questo motivo, le pompe a ingranaggi sono consigliate alle industrie che cercano soluzioni economicamente vantaggiose.
Nonostante i maggiori requisiti di potenza iniziale, le pompe a lobi hanno costi operativi competitivi. Ciò è dovuto alla facilità di manutenzione e alla durata, che riduce i tempi di inattività, consentendo di risparmiare sui costi a lungo termine. Inoltre, questi tipi di pompe possono funzionare per periodi più lunghi senza bisogno di manutenzione, grazie alla loro capacità di gestire fluidi diversi senza intasarsi, e sono quindi considerati investimenti di valore.
Manutenzione e durata
Frequenza di manutenzione
Le pompe a ingranaggi devono essere sottoposte a una manutenzione regolare, poiché gli ingranaggi si usurano a causa del contatto tra loro durante il funzionamento. È quindi necessario effettuare controlli periodici per sostituire le parti usurate, aumentando così la frequenza di manutenzione della pompa a ingranaggi, ma è semplice perché solo poche parti necessitano di attenzione.
I lobi senza contatto rendono la pompa a lobi più facile da manutenere rispetto alle pompe a ingranaggi in cui c'è un contatto tra due ingranaggi che si intersecano, con conseguente usura dopo un certo periodo di utilizzo. Questo design riduce anche la frequenza con cui è necessaria la lubrificazione, riducendo così il numero di volte in cui l'ingrassaggio o l'oliatura richiesti da tali macchine come questo tipo possono essere effettuati in un certo periodo invece che continuamente ogni giorno, come sarebbe stato il caso se si fosse utilizzato un altro tipo di pompa, rendendole quindi più affidabili di altre in termini di mantenimento sempre pronte per il lavoro anche se utilizzate continuamente in condizioni difficili, dove altri tipi falliscono a causa del frequente servizio richiesto causato dal funzionamento continuo a secco, risultando così preferite da molte industrie.
Durata e affidabilità
Le pompe a ingranaggi sono affidabili, ma possono avere una durata inferiore perché gli ingranaggi si usurano a causa dell'attrito meccanico. Se vengono sottoposte a regolare manutenzione, la loro aspettativa di vita può essere prolungata, anche se non può andare oltre un certo limite fissato dalla natura stessa della progettazione, che influisce sulla durata della pompa a ingranaggi prima di rompersi completamente; tuttavia, rimane il dispositivo migliore per le applicazioni che richiedono un controllo preciso della pressione, se utilizzato in modo appropriato entro i suoi limiti.
Le pompe a lobi durano più a lungo di quelle a ingranaggi, poiché non c'è contatto fisico tra le parti se non durante l'installazione o lo smontaggio, il che significa che l'usura è minore e quindi aumentano gli anni di servizio della pompa a lobi senza sviluppare alcun problema, a condizione che sia utilizzata correttamente per non danneggiare le superfici in cui i lobi entrano in contatto tra loro in caso di inversione della direzione del flusso. Questa robustezza assicura che, anche se le sostanze abrasive passano frequentemente attraverso di esse per periodi prolungati, nessuna usura potrebbe compromettere i livelli di prestazione in ambienti difficili come quelli che si trovano in ambienti industriali che trattano materiali corrosivi, dove la durata deve essere maggiormente enfatizzata insieme ai termini di affidabilità che funzionano continuamente durante l'intero processo senza fermarsi perché si sono rotti da qualche parte lungo la linea a causa dell'incapacità di resistere agli effetti causati da tali sostanze chimiche sui materiali utilizzati per la loro costruzione, rendendoli così i candidati ideali per la gestione di diversi tipi di fluidi in vari settori.
Considerazioni pratiche
Applicazioni specifiche per il settore
Industria alimentare e delle bevande
Le pompe utilizzate nell'industria alimentare devono essere in grado di mantenere la qualità del prodotto e di garantire il rispetto degli standard igienici. Le pompe a lobi sono le più adatte a questo scopo, poiché non sottopongono i fluidi sensibili al taglio a forti forze meccaniche durante il pompaggio. L'azione delicata dei lobi senza contatto aiuta anche a preservare prodotti caseari delicati, salse, bevande ecc. la cui integrità potrebbe essere compromessa da alti livelli di agitazione causati da altri tipi di macchine progettate in questo modo, in particolare bevande contenenti solidi come succhi di frutta, pezzi di polpa mista o particelle sospese all'interno del liquido stesso, oltre a soddisfare i requisiti igienico-sanitari necessari per la pulibilità (CIP) dopo il completamento dell'uso rispetto a un altro tipo.
Le pompe a ingranaggi possono trovare applicazione anche nel settore alimentare, dove è necessaria una misurazione accurata oltre alla capacità di gestire le alte pressioni coinvolte nel processo di produzione. Le pompe a ingranaggi esterni, ad esempio, si sono dimostrate efficaci nella gestione di oli e sciroppi con viscosità diverse, tra gli altri ingredienti utilizzati nei processi di produzione alimentare. Tuttavia, alcuni prodotti alimentari possono non essere compatibili con l'azione meccanica impartita dalle pompe a ingranaggi a causa della loro sensibilità alle forze di taglio indotte dal passaggio attraverso gli stretti spazi tra gli elementi rotanti di tali dispositivi, causando così effetti indesiderati su attributi qualitativi come consistenza, sapore, aspetto, ecc.
Trattamento chimico
Il trattamento chimico richiede pompe in grado di gestire un'ampia gamma di fluidi, compresi quelli corrosivi o altamente viscosi. Le pompe a ingranaggi sono utili in questo caso perché consentono di pompare solventi a pressioni molto elevate mantenendo le portate precise richieste per le resine e i vari tipi di prodotti chimici che vengono lavorati all'interno delle industrie che si occupano di questo tipo di attività, tra le altre cose. Va inoltre notato che la compattezza del design rende l'integrazione in sistemi complessi più facile rispetto a qualsiasi altro tipo di pompa, quindi anche se lo spazio è limitato è ancora possibile installarle dove è più necessario senza dover fare grandi sforzi per le modifiche rese necessarie dalle applicazioni di pompe a lobi di dimensioni maggiori in tutto il mondo, ma non tutti i luoghi si adattano a tutte le dimensioni, motivo per cui si preferisce la scelta delle pompe a ingranaggi.
Le pompe a lobi sono note per la loro capacità di lavorare con fluidi contenenti particelle e con viscosità diverse negli impianti di lavorazione chimica, dove è necessario gestire materiali abrasivi o avere a che fare con sostanze aggressive che potrebbero facilmente corrodere le parti ordinarie utilizzate in tali ambienti, oltre a possedere capacità di flusso reversibili che le rendono abbastanza versatili da adattarsi a diversi processi che coinvolgono tali sostanze chimiche nell'industria.
Analisi dei costi e dei benefici
Costo iniziale
La semplicità del design e il basso numero di parti delle pompe a ingranaggi comportano un investimento iniziale inferiore. Questa economicità le rende adatte alle imprese con budget limitati. Inoltre, le pompe a ingranaggi sono caratterizzate da caratteristiche di risparmio di spazio che riducono al minimo i costi di installazione.
D'altra parte, le pompe a lobi possono sembrare più costose a prima vista, ma offrono vantaggi a lungo termine che superano gli elevati costi iniziali. Queste pompe hanno una struttura robusta in grado di gestire vari fluidi senza usurarsi facilmente. Tali qualità aumentano i livelli di affidabilità, per cui la maggior parte delle industrie ritiene che valga la pena di fare un investimento iniziale su di esse.
Risparmio nel tempo
Le pompe a ingranaggi consentono di risparmiare a lungo termine grazie a costi di esercizio inferiori e a minori esigenze di manutenzione, grazie alle loro dimensioni compatte e all'elevata efficienza energetica. Oltre a consumare meno energia grazie alla buona trasferibilità della potenza che deriva dalle loro dimensioni ridotte, è possibile ottenere bassi tassi di pulsazione durante il processo di dosaggio utilizzando la minima quantità di energia possibile, riducendo così i costi nel corso degli anni. Inoltre, è utile che queste macchine ricevano una manutenzione regolare, in quanto ne prolungano la durata di vita mantenendo sempre prestazioni ottimali.
Le pompe a lobi riescono comunque a garantire un notevole risparmio anche se la richiesta di energia elettrica durante le fasi di avvio potrebbe essere maggiore rispetto ad altri tipi di pompe, come quelle a vite o centrifughe. La ragione di ciò è che la facilità di manutenzione consente di ridurre i tempi di inattività e di effettuare riparazioni a costi contenuti, vista la natura robusta della pompa, oltre a essere in grado di gestire liquidi diversi senza dover sostituire frequentemente le parti, con conseguente allungamento della vita utile e quindi maggiori risparmi, soprattutto per chi è alla ricerca di soluzioni di pompaggio industriale affidabili.
Ogni categoria ha i suoi punti di forza, che diventano evidenti dopo aver confrontato le pompe a ingranaggi con quelle a lobi. Ad esempio, le unità a ingranaggi funzionano meglio in condizioni di pressione più elevata e sono in grado di offrire servizi efficienti dal punto di vista energetico durante i processi di dosaggio a bassa pulsazione. Tuttavia, i dispositivi a lobi eccellono nel trattamento delicato di fluidi sensibili al taglio e nella gestione di variazioni di viscosità ad ampio raggio, oltre a numerosi altri aspetti che non è possibile menzionare in questa sede, ma che mirano a garantire che i clienti ottengano un valore per il loro denaro quando acquistano queste macchine. Pertanto, è importante determinare le esigenze e le applicazioni specifiche prima di effettuare una scelta tra le diverse pompe. I modelli a ingranaggi sono consigliati quando è richiesto un controllo accurato della pressione a costi minimi, mentre le unità a lobi funzionano meglio in situazioni che prevedono il trasferimento di fluidi delicati con un'elevata efficienza. Possono anche essere utilizzate in luoghi in cui potrebbe essere necessario impiegare entrambi i metodi, in modo da raggiungere gli obiettivi desiderati più rapidamente rispetto all'utilizzo di un solo metodo.
Al momento di decidere quale sia il sistema più adatto, occorre considerare l'efficienza, la manutenzione e l'idoneità per trovare la soluzione più appropriata per una determinata applicazione o settore.
