È noto come alcuni tipi di pompe volumetriche abbiano difficoltà di innesco all’avviamento, se posizionate sopra il livello del pelo libero del fluido nel serbatoio. In particolare ciò accade più frequentemente per le pompe a pistoni assiali, anche se tolleranze costruttive progressivamente più precise hanno ridotto di molto la probabilità che ciò avvenga.
In questo articolo vengono illustrate le cause del mancato innesco di pompe sopraelevate rispetto al serbatoio unitamente a un caso meno frequente, e abbastanza sorprendente, relativo a problemi di innesco di pompe immerse nel fluido del serbatoio.
Mancato innesco di una pompa sopra battente
Al primo avviamento di un impianto in circuito aperto tutte le tubazioni sono normalmente vuote di fluido, sia quelle a monte che quelle a valle della pompa. Inizialmente esse devono generare sulla linea di aspirazione una depressione tale da richiamare il liquido a sostituire l’aria presente e dare inizio così al riempimento, prima del corpo della pompa e poi dell’intero circuito. Se, come in Figura 1, la pompa è posizionata sopra il pelo libero nel serbatoio la sequenza di avviamento può essere brevemente riassunta nelle seguenti fasi: generare a monte della pompa una depressione tale da sollevare la colonna di fluido fino al suo interno, contemporaneamente sulla mandata della pompa generare una pressione tale da ridurre il volume dell’aria di quanto necessario per vincere le contropressioni eventualmente presenti. Queste ultime potrebbero essere ad esempio la molla di una valvola di non ritorno, normalmente posizionata sulla mandata di ogni pompa, o della cartuccia di una valvola di massima pressione pilotata in venting, con precarica normalmente 2-3 bar equivalenti.
Con riferimento alla Figura 1, se la distanza h fra il corpo della pompa e il pelo libero dell’olio minerale di massa volumica ρ = 860 kg/m3 fosse di 0,5 m, per sollevare la colonna fluida sarebbe necessaria una depressione P = – h ρ g = – 0,5 x 860 x 9,81 = – 4218 Pa = – 0,042 bar.
Se piena di olio idraulico una pompa può generare facilmente depressioni in aspirazione di -0,3/-0,4 bar (cavitazione permettendo), mentre in aria, fluido decisamente meno denso e viscoso, una depressione di 0,042 bar può essere più difficile da raggiungere. Inoltre se la pompa in oggetto è inizialmente piena d’aria, per avere nella tubazione di mandata una pressione effettiva ad esempio di un bar sarà necessario immettere nella stessa una quantità di aria ≥ di quella già presente.
Si può dare il caso che la depressione generata in aspirazione non sia sufficiente a portare il liquido alla pompa e nello stesso tempo che l’aria estratta dalla tubazione di aspirazione non sia in quantità sufficiente a generare la sovrapressione necessaria in mandata. Si ha così il mancato innesco della pompa. Normalmente è possibile ovviare al problema anche solo allentando un raccordo sulla mandata, o meglio predisponendo fin dall’inizio un bypass per l’aria, escludibile dopo l’innesco della pompa.
