I processi chimici delle pompe centrifughe

Tra gli strumenti indispensabili nell’industria chimica ed elettrolitica troviamo senza dubbio le pompe centrifughe. La loro resistenza e la loro composizione polimerica fanno sì che esse possano essere impiegate con una grande varietà di materiali, dagli abrasivi ai reagenti. Il meccanismo di funzionamento di una pompa centrifuga in polimeri plastici prevede che le cosiddette giranti, cioè organi meccanici rotanti, impartisca un momento che induce il movimento del fluido. La girante è la parte mobile che assicura il trasferimento di energia e viene fissata sull’albero, che in genere è collegato con il motore; quest’ultimo può essere a combustione o elettrico. Infine c’è il corpo pompa, che corrisponde alla voluta che indirizza il flusso. Nel caso delle pompe centrifughe magnetiche, invece, non è l’albero rotante ma la forza magnetica che trasferisce il movimento alla girante. 

Come funziona una pompa centrifuga a trascinamento magnetico

Una pompa centrifuga a trascinamento magnetico è un particolare tipo di pompa priva di tenute meccaniche: è un giunto magnetico, senza contatto, a trasmettere la potenza del motore alla girante della pompa. Un corpo posteriore realizzato in materiale termoplastico separa in maniera ermetica le due parti del giunto magnetico, e in questo modo si può prevenire la dispersione di potenza che è causata dalle correnti parassite. In ambito industriale, una pompa di questo tipo previene la contaminazione di ambienti e permette di trasferire soluzioni saline, alcali e acidi senza problemi. La presenza del giunto magnetico fa sì che non vi sia bisogno di alcuna particolare manutenzione neppure in presenza di liquidi che con pompe differenti favorirebbero la comparsa di fenomeni di cristallizzazione. 

Perché scegliere le pompe a trascinamento magnetico

Nel novero delle pompe centrifughe, quelle a trascinamento magnetico realizzate in resina (pp o pvdf) sono consigliate per il trasferimento di fluidi particolarmente aggressivi e corrosivi, in quanto sono prive di parti in metallo interne e di tenute meccaniche. In più, è possibile movimentare liquidi dannosi a livello ambientale, sostanze maleodoranti e sostanze tossiche senza rischi di danni per il personale addetto o di contaminazione per l’ambiente. Il disegno della pompa centrifuga a trascinamento magnetico non consente la fuoriuscita di liquido; essa non adopera nessuna tenuta sull’albero ed è completamente incapsulata.

Le pompe centrifughe orizzontali e quelle verticali

Le pompe centrifughe possono essere distinte in orizzontali e verticali in base alla posizione dell’albero: le pompe verticali sono in parte immerse all’interno del liquido, mentre quelle orizzontali in genere sono esterne rispetto alle cisterne. Le pompe orizzontali, a loro volta, possono essere sotto battente o sopra battente. Nel primo caso sono poco frequenti i fenomeni di cavitazione, e si ha una distanza negativa tra la pompa e la superficie libera del fluido in aspirazione. Nel secondo caso, invece, ci sono rischi di cavitazione, e si ha una distanza positiva tra la pompa e il pelo libero del fluido.

La prevalenza

Un aspetto molto importante dal punto di vista delle prestazioni di una pompa centrifuga per i processi chimici va individuato nella prevalenza: si tratta di capire, cioè, quale prevalenza deve essere vinta e quale portata massica o volumetrica (chili all’ora nel primo caso, metri cubi all’ora nel secondo caso) è necessario raggiungere. Sono parecchi i fattori a cui si deve prestare attenzione quando si calcola la prevalenza di una pompa, a cominciare dal dislivello che deve essere superato per il trasferimento di un fluido da un punto a un altro (la cosiddetta altezza geodetica). Inoltre, è bene tenere conto delle perdite concentrate, cioè quelle causate da elementi impiantistici della linea, quali giunzioni o valvole, ma anche curve a gomito. 

Le caratteristiche del fluido

La presenza di particelle all’interno del fluido, la sua natura e la sua viscosità sono ulteriori elementi decisivi per la scelta della pompa centrifuga più adatta alle lavorazioni che devono essere effettuate. Per esempio, per capire quali sono i materiali più adatti per la composizione della pompa ci si deve basare sulla natura e sulla temperatura del fluido. La viscosità, invece, è un criterio fondamentale per scegliere la dimensione della girante (il suo diametro esterno) e la sua tipologia (aperta o chiusa), mentre la densità influisce sulla potenza del motore. Per capire se conviene optare per una pompa centrifuga a trascinamento magnetico o per una pompa a tenuta meccanica occorre quindi considerare la presenza o meno di particelle.

Strumenti efficienti ma non universali

Le pompe centrifughe si possono impiegare principalmente in qualità di pompe sotto battente. Per quanto i loro livelli di efficienza siano molto elevati, questo non vuol dire che siano universali e adatte a qualsiasi tipo di applicazione. A seconda dei requisiti di funzionamento, dunque, in diverse circostanze sono da preferire alternative come le pompe volumetriche.