Una pompa centrifuga verticale può far circolare l'acqua refrigerata in un edificio, aumentare la pressione dell'acqua in un impianto di trattamento o sollevare l'acqua da un pozzo profondo. Questi compiti possono utilizzare modelli di pompe molto diversi, anche se tutti e tre sono descritti come "verticali".
Il termine si riferisce all'orientamento dell'albero della pompa. Di per sé non dice quante giranti ha la pompa, dove si trova il motore o se la pompa è in grado di gestire solidi.
Comprendere queste differenze rende più semplice scegliere una pompa adatta all'installazione ed evitare problemi che un motore più grande non risolverà.
Cos'è una pompa centrifuga verticale?
A pompa centrifuga verticaleutilizza una o più giranti rotanti su un albero verticale per trasferire energia a un liquido. Il motore aziona l'albero e i componenti idraulici guidano il liquido dall'ingresso allo scarico.
La disposizione verticale può ridurre lo spazio necessario per l'installazione. In alcuni progetti, consente inoltre all'elemento pompante di posizionarsi al di sotto del livello del liquido mentre il motore rimane accessibile al di sopra di esso.
Tuttavia, un ingombro ridotto non significa necessariamente uno spazio ridotto per la manutenzione. La rimozione del motore, l'estrazione dell'albero e l'accesso ai componenti interni possono richiedere uno spazio considerevole sopra la pompa.
Tipi comuni di pompe centrifughe verticali
Quando si confrontatipi di pompe centrifughe verticali, ricorda che i nomi descrivono caratteristiche diverse. "In linea" descrive la disposizione degli ugelli, "multistadio" descrive il numero di stadi idraulici e "coppa" descrive una disposizione di installazione. Una singola pompa può contenere più di una descrizione.
1. Pompe in linea verticali
Una pompa in linea verticale ha collegamenti di aspirazione e scarico disposti lungo la stessa linea centrale del tubo, con il motore solitamente montato sopra l'involucro. Questo layout è comunemente utilizzato nei sistemi di riscaldamento, condizionamento dell'aria e di circolazione dell'acqua. Riferimento: KSB, Pompa in linea
Molte pompe in linea verticali utilizzano una singola girante. Il loro fascino pratico è semplice: si inseriscono perfettamente in una tubazione e occupano uno spazio relativamente ridotto.
Le applicazioni tipiche includono:
- Circolazione dell'acqua refrigerata e dell'acqua di riscaldamento
- Circuiti dell'acqua di raffreddamento
- Realizzazione servizi idrici
- Trasferimento generale di acqua pulita
Per l'installazione, verificare i requisiti di supporto del produttore. Una disposizione in linea non significa automaticamente che le tubazioni possano sostenere l'intero peso della pompa e del motore. La tensione del tubo può anche distorcere l'involucro o influenzare l'allineamento.
2. Pompe multistadio verticali
Una pompa multistadio verticale ha diverse giranti collegate in serie su un unico albero. Il liquido passa attraverso ciascuna fase a turno, guadagnando ulteriore prevalenza mentre si muove verso lo scarico.
La distinzione importante è che le fasi aggiungono testa. L'aggiunta di stadi non moltiplica la portata allo stesso modo. Riferimento: KSB, Pompa multistadio
Queste pompe sono comunemente considerate per l'aumento della pressione, l'alimentazione ad osmosi inversa e i sistemi idrici industriali che richiedono una pressione di scarico relativamente elevata.
Ad esempio, se uno stadio sviluppa circa 20 metri di prevalenza ad un flusso particolare, cinque stadi comparabili possono fornire circa 100 metri a quel flusso. Questa è un'illustrazione; il carico effettivo deve essere confrontato con la curva della pompa.
Molte pompe multistadio verticali compatte hanno passaggi interni stretti destinati a liquidi puliti. Non devono essere considerati idonei per sabbia, fibre o altri solidi.
3. Pompe a turbina verticale
Una pompa a turbina verticale convenzionale in linea d'albero posiziona il gruppo della tazza sotto il livello del liquido. Un motore sopra l'installazione aziona le giranti attraverso un albero verticale e l'acqua viaggia verso l'alto attraverso la colonna fino alla testa di scarico.
Il gruppo vasca può contenere uno o più stadi, a seconda del servizio richiesto. Riferimento: Goulds, pompe a turbina verticale
Le applicazioni tipiche includono l'assunzione di acqua non depurata, l'irrigazione, la fornitura di acqua di raffreddamento e il prelievo di acqua da pozzi o pozzi umidi.
Il livello dell'acqua operativo più basso è importante quanto il livello normale. Una sommersione insufficiente o condizioni di aspirazione inadeguate possono consentire l'intrappolamento di aria e un funzionamento instabile. Pertanto, durante la selezione è necessario prestare attenzione all'impostazione della tazza, alla geometria dell'aspirazione e alla disposizione dei cuscinetti dell'albero.
4. Pompe di scarico verticali
Una pompa di raccolta verticale sospende il suo elemento pompante in un serbatoio o in una fossa mantenendo il motore di azionamento sopra il liquido.
A seconda del design idraulico e dei materiali, questa disposizione può servire liquidi puliti, liquidi di processo contaminati o liquidi contenenti solidi. La capacità di gestione dei solidi deve essere confermata per il modello specifico. Riferimento: Sulzer, pompe per vasche verticali
Queste pompe vengono utilizzate per drenaggi industriali, fosse di raccolta e pozzetti di processo.
Un punto di selezione chiave è la disposizione del supporto dell'albero. Alcuni modelli utilizzano cuscinetti di guida sommersi; altri utilizzano un albero a sbalzo senza cuscinetti sommersi. Questa differenza influisce sulla profondità di installazione consentita, sui requisiti di manutenzione e sull'idoneità per liquidi abrasivi.
Principio di funzionamento della pompa centrifuga verticale
ILpompa centrifuga verticale funzionanteIl principio segue lo stesso processo di trasferimento di energia delle altre pompe centrifughe. Il montaggio verticale dell'albero modifica la disposizione meccanica, ma la girante fornisce comunque l'energia che muove il liquido.
Passaggio 1: il liquido raggiunge l'ingresso della girante
Il liquido entra nel collegamento di aspirazione o nell'aspirazione sommersa e si muove verso l'occhio della girante.
L'ingresso deve ricevere una fornitura continua di liquido. Per una pompa convenzionale a montaggio superficiale, il corpo e il sistema di aspirazione devono essere riempiti e sfiatati come richiesto prima dell'avvio. Un albero verticale non rende la pompa autoadescante.
Per un elemento pompante sommerso è comunque necessario un livello di liquido sufficiente per mantenere condizioni di aspirazione adeguate.
Passaggio 2: la girante trasferisce energia al liquido
Il motore fa ruotare l'albero e la girante. Quando il liquido passa attraverso i passaggi della girante, le pale rotanti ne aumentano l'energia.
In una tipica girante a flusso radiale, il liquido entra vicino al centro e si muove verso la periferia della girante. Anche la pressione aumenta all'interno della girante; non viene prodotto solo dopo che il liquido ha lasciato le lame.
Passaggio 3: l'involucro o il diffusore recupera la pressione
Il liquido che esce dalla girante entra in un involucro a voluta o diffusore. Questi passaggi stazionari raccolgono e guidano il flusso, convertendo parte della sua energia di velocità in energia di pressione. Riferimento: ASHRAE, Pompe centrifughe
In una pompa multistadio verticale, i passaggi di ritorno guidano il liquido verso la girante successiva, dove riceve più energia.
Passaggio 4: il liquido scorre nel sistema
Il liquido esce attraverso il collegamento di scarico e si muove attraverso le tubazioni collegate.
La portata effettiva dipende dall'interazione tra la curva della pompa e la resistenza del sistema. La modifica della posizione della valvola, della resistenza del tubo o della velocità della pompa può spostare il punto di funzionamento. Una pompa centrifuga quindi non fornisce una portata fissa in ogni condizione operativa.
Come selezionare la pompa centrifuga verticale giusta
Inizia con le condizioni di servizio, quindi scegli la disposizione.
Portata richiesta e prevalenza totale
Specificare la portata richiesta e la prevalenza dinamica totale a quel flusso. Includere le differenze di elevazione, l'attrito dei tubi, le perdite delle apparecchiature e qualsiasi differenza di pressione richiesta tra i confini del sistema.
Per un circuito di circolazione chiuso completamente pieno, l'altezza dell'edificio non viene semplicemente aggiunta alla prevalenza. La pompa supera principalmente la resistenza del circuito, mentre la pressione di riempimento del sistema viene indirizzata separatamente.
Proprietà dei liquidi
Confermare la temperatura del liquido, la densità, la viscosità, la composizione chimica e il contenuto di solidi.
Queste proprietà influenzano le prestazioni idrauliche, la potenza del motore, i materiali, le guarnizioni e la scelta dei cuscinetti. Una pompa che funziona bene con acqua pulita potrebbe non essere adatta per la stessa portata e prevalenza con un liquido abrasivo o viscoso.
Condizioni di aspirazione
Controllare la pressione di ingresso o il livello minimo del liquido, le perdite nella linea di aspirazione e la temperatura del liquido. La prevalenza netta di aspirazione positiva disponibile deve superare i requisiti della pompa con un margine adeguato.
Un motore più grande non può correggere condizioni di aspirazione inadeguate.
Accesso per la manutenzione
Lasciare spazio per il lavoro di cui la pompa avrà eventualmente bisogno. Controllare se il motore, la guarnizione, il gruppo rotante o la colonna completa devono essere sollevati durante la manutenzione.
Ciò è particolarmente importante quando si sceglie un'unità centrifuga verticale per inserirla in un locale tecnico ristretto.
Domande frequenti
Domande frequenti
D: Tutte le pompe centrifughe verticali sono multistadio?
R: No. Le pompe verticali possono essere monostadio o multistadio. L'orientamento dell'albero e il conteggio degli stadi descrivono caratteristiche separate.
D: Una pompa centrifuga verticale può funzionare a secco?
R: La maggior parte dei progetti convenzionali non dovrebbe funzionare a secco. Le tenute meccaniche e i cuscinetti lubrificati a liquido possono danneggiarsi senza la necessaria fornitura di liquido. Seguire le istruzioni per l'uso del modello selezionato.
D: Una pompa verticale è più efficiente di una pompa orizzontale?
R: L'orientamento dell'albero da solo non determina l'efficienza. La progettazione idraulica, le dimensioni della pompa, la velocità e il punto di funzionamento sono tutti fattori importanti. Confrontare le curve prestazionali al servizio richiesto.
Scelta di una pompa per la tua applicazione
Una pompa in linea può adattarsi a un circuito di circolazione, mentre una pompa multistadio verticale può adattarsi meglio a una fornitura idrica a pressione più elevata. L'acqua prelevata da un pozzo profondo e umido può richiedere una disposizione verticale della turbina. Un pozzo di raccolta del processo può richiedere una pompa di raccolta appositamente progettata.
Prima di richiedere un preventivo, preparare la portata richiesta, la prevalenza totale, i dettagli del liquido, la pressione minima di ingresso o il livello del liquido, l'alimentazione e le dimensioni di installazione. Con queste informazioni, un fornitore può valutare la curva e la struttura della pompa rispetto al lavoro effettivo.