Le troncatrici, strumenti indispensabili in molteplici settori, spesso generano un calore considerevole durante il funzionamento. Per prevenire il surriscaldamento e garantire prestazioni ottimali e durature, l'adozione di un sistema di raffreddamento efficiente, basato sull'utilizzo di pompe ad acqua, è fondamentale. Queste pompe idrauliche vengono impiegate per i raffreddamenti quando la sola aria forzata (per esempio da ventole) non è sufficiente ma è necessaria più dissipazione termica.
Un Caso Pratico: La Pompa per Troncatrice Thomas
Il ripristino di una troncatrice ereditata, come il modello Thomas menzionato, può richiedere un'attenzione particolare alla sua pompa di raffreddamento. "Questa troncatrice l'ho ereditata da mio padre e ora vorrei rimetterla in ordine", un intento che spesso si scontra con una pompa "manomessa meccanicamente". La priorità principale è spesso la riparazione della pompa esistente, per principio e orgoglio.
Analisi del Funzionamento e Possibili Malfunzionamenti
La pompa è solitamente imbullonata al corpo motore della troncatrice. Un perno con chiavetta ingrana sull'albero del motore, mentre dal lato pompa lo stesso alberino termina con una profonda scanalatura (circa 10mm in profondità e 4mm in larghezza). In questa scanalatura trovano sede due inserti in ottone di forma quadrata e di spessore simile alla scanalatura (circa 3.5mm), liberi di muoversi.
Questo particolare è basilare perché l'alberino (e quindi i due inserti) si muovono in una cameretta cilindrica dove da una parte c'è il foro di ingresso del liquido e circa 30 gradi più avanti quello di uscita dello stesso. La particolarità è che l'alberino non è centrato rispetto alla camera circolare bensì eccentrico.
In questo modo, girando, gli inserti (per forza centrifuga) si appoggiano alla parete della camera e inducono una depressione in una porzione della cameretta, risucchiando il liquido. Nell'altra sezione, per contro, si genera una compressione dello stesso che ne induce l'espulsione.
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Un problema comune è un gioco tra la superficie interna del coperchio posteriore e l'alberino con gli inserti, anche di un paio di millimetri. Ciò può indicare che, anche se le parti non appaiono usurate, l'effetto di depressione/compressione non avvenga più in quanto le due semicamere sono in pratica in comunicazione. Inoltre, la mancanza di una molla per premere gli inserti contro la parete può impedire il corretto funzionamento, permettendo loro di uscire con la sola forza centrifuga, il che può anche rovinare il coperchio della pompa, lasciando segni sulle palette.
Resta anche il possibile trafilamento tra coperchio e gruppo rotante, un altro fattore che compromette l'efficienza della pompa.
Pompa dell'acqua dolce di raffreddamento centrale Sostituzione del cuscinetto del motore
L'Importanza delle Pompe di Raffreddamento nei Sistemi Industriali
Le pompe idrauliche vengono impiegate per i raffreddamenti quando la sola aria forzata non è sufficiente, ma è necessaria una maggiore dissipazione termica. Per questo motivo le applicazioni sono le più svariate, così come i liquidi utilizzati, le pressioni in gioco e di conseguenza la tipologia di pompa migliore. Il danno che può risultare da un malfunzionamento della pompa può portare a danni economici e di immagine notevoli. Le pompe devono essere in grado di sopportare cicli di lavoro continuativi senza necessità di frequenti interventi di service.
Come Funziona un Sistema di Raffreddamento a Liquido
La pompa viene usata per ricircolare un liquido, che può essere di varia natura, in un circuito che comprende l’elemento da raffreddare e uno scambiatore di calore. Il liquido attraversa dei canali o microcanali a contatto con la parte da raffreddare, preleva il calore che successivamente viene dissipato nello scambiatore.
Tipologie di Pompe per Raffreddamento
Esistono diverse tipologie di pompe progettate per soddisfare le specifiche esigenze dei sistemi di raffreddamento, ognuna con caratteristiche e vantaggi distinti.
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Pompe Centrifughe a Trascinamento Magnetico
Le pompe centrifughe a trascinamento magnetico, come le serie PDH e PD prodotte dall’azienda giapponese Sanso, sono una soluzione eccellente. Sono realizzate in plastica e accoppiate a un motore brushless in corrente continua. Queste pompe centrifughe sono state studiate per performare in maniera assolutamente silenziosa con una costruzione compatta e leggera. La tecnologia del trascinamento magnetico garantisce una totale assenza di perdite di liquido, un aspetto cruciale in molte applicazioni.
Pompe ad Ingranaggi a Trascinamento Magnetico
Le pompe ad ingranaggi a trascinamento magnetico, come le serie GA, GB, GC, GJ e GL di Micropump, forniscono un flusso preciso e senza pulsazioni, ideale per raffreddamenti e micro raffreddamenti. Il corpo è costruito in SS316, mentre gli ingranaggi sono in materiale plastico. Anche qui, la tecnologia del trascinamento magnetico garantisce una totale assenza di perdite di liquido.
Grazie al design "suction shoe" di Micropump, queste pompe compensano automaticamente l’usura, riducendo così i trafilamenti e garantendo una durata della pompa più lunga. Lo stesso vale per gli sbalzi di temperatura, poiché, con la tecnologia del "suction shoe", il coefficiente di dilatazione degli ingranaggi e della "conchiglia" che li contiene è lo stesso, a differenza di altre pompe a ingranaggi esterni dove gli ingranaggi sono in plastica e la parte a contatto con essi è in acciaio. Ciò comporta una stabilità di erogazione del liquido al variare di molte condizioni che nei circuiti di raffreddamento possono capitare.
Inoltre, grazie al potente e compatto motore brushless in corrente continua, le pompe della serie GA e GB si rivelano la soluzione ottimale per applicazioni OEM, capaci di raffreddare micro elementi grazie alla combinazione di portate basse e pressioni differenziali alte.
Pompe Elettriche a Membrana da 3 Camere
Le pompe elettriche a membrana da 3 camere si sono dimostrate la miglior soluzione in quanto a rapporto prezzo/performances, grazie alla loro capacità di lavorare a pressioni differenziali estremamente alte ma con portate relativamente basse. Queste caratteristiche ne premiano l’utilizzo poiché hanno ben pochi concorrenti in questa fascia di funzionamento, soprattutto quando la pressione differenziale supera i 4 bar.
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Di costruzione molto semplice, sono prodotte accoppiando un motore a spazzole con una membrana rotante sulla quale sono presenti 3 camere. Queste si aprono e chiudono una di seguito all’altra, garantendo un flusso costante e privo di pulsazioni proprie delle classiche pompe a membrana. Un altro aspetto molto interessante è il fatto che sono autoadescanti e, in aggiunta, possono funzionare senza liquido senza rovinarsi.
Applicazioni Specifiche delle Pompe di Raffreddamento
Le pompe Sanso serie PDH e PD e le pompe Aquatec serie 5800 vengono utilizzate maggiormente per ricircolare acqua o acqua e glicole a pressioni che non superano i 4 bar.
- Raffreddamento di sorgenti laser: In campo estetico e medicale, dove a portate relativamente basse si affianca una pressione differenziale richiesta che può superare i 3 bar a causa dei micro canali presenti nel circuito idraulico che migliorano lo scambio termico.
- Raffreddamento di data center: Di estrema importanza e in costante crescita è la richiesta di pompe per raffreddamento di data center. A causa del continuo aumento di potenza di questi apparecchi informatici, la quantità di calore da dissipare è sempre più alta.
- Flussaggio delle tenute meccaniche: Un sistema di raffreddamento di taglio più industriale, con portate che si aggirano tra i 10 e i 20 l/min, è il flussaggio delle tenute meccaniche di grosse pompe da processo. Anche in questo caso le pompe Micropump serie GC garantiscono una estrema affidabilità grazie soprattutto alla capacità a resistere ad altissime pressioni di sistema (fino a 103 bar) nonostante le ridotte dimensioni. Questa caratteristica è richiesta poiché in caso di rottura della tenuta meccanica che si sta flussando, la pressione verrebbe convogliata nel circuito dove opera la pompa di flussaggio, che quindi si troverebbe costretta a resistere a pressioni di sistema ben più alte del normale.
Tabella Comparativa delle Pompe di Raffreddamento
| Tipo di Pompa | Caratteristiche Principali | Materiali Comuni | Pressione Differenziale (max) | Applicazioni Tipiche |
|---|---|---|---|---|
| Pompe Centrifughe a Trascinamento Magnetico (es. Sanso PDH, PD) | Silenziosa, compatta, leggera, assenza di perdite, motore brushless CC | Plastica | Fino a 4 bar | Acqua/glicole, laser estetici/medicali, data center |
| Pompe ad Ingranaggi a Trascinamento Magnetico (es. Micropump GA, GB, GC, GJ, GL) | Flusso preciso e senza pulsazioni, compensazione usura (suction shoe), stabilità temperatura, motore brushless CC | Corpo SS316, ingranaggi in plastica | Variabile; GC fino a 103 bar (sistema) | Micro raffreddamenti, applicazioni OEM, flussaggio tenute meccaniche |
| Pompe Elettriche a Membrana da 3 Camere | Alto rapporto prezzo/performance, flusso costante, autoadescante, funzionamento a secco, motore a spazzole | Variabile (spesso con membrana in gomma) | Oltre 4 bar | Applicazioni con alta pressione differenziale, settori speciali |
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