NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH integra la propria gamma di pompe a cavità progressiva e di pompe a lobi rotativi con tre serie di modelli di pompe a viti compatte: le pompe NOTOS a due, tre e quattro viti. A seconda del tipo, queste pompe sono indicate per sostanze non lubrificanti ad alte pressioni, fino a 80 bar, e a temperature fino a 300 °C. Pertanto coprono un ampio ventaglio di aree applicative – dai lubrificanti ai sigillanti fino a bitumi o resine. Grazie ai materiali speciali, alla compensazione idraulica e alla geometria – ottimizzati attraverso simulazioni FEM – tutte le pompe NOTOS sono progettate per la massima efficienza e per una lunga vita operativa.
Pompe realizzate con materiali molto duri che assicurano una deflessione inferiore delle viti
Caratteristica essenziale delle pompe a viti NETZSCH è il modello che segue una progettazione unica ad alta efficienza (High Efficiency Unique Design - HEUD) e garantisce un comprovato miglioramento nel rapporto forza-prestazione. Ciò è dovuto, da una parte, ai materiali molto duri utilizzati – la scelta spazia dalla semplice ghisa grigia all’acciaio al nichel-cromo fino alle leghe Duplex o Hastelloy – a seconda della richiesta. La stabilità di questi materiali assicura una deflessione molto inferiore delle viti, persino sotto i carichi elevati tipici delle pompe a viti; ciò permette di lavorare con tolleranze molto strette tra le parti dinamiche e quelle statiche presenti all’interno del processo produttivo. Si riducono in tal modo eventuali riflussi dalla zona con la pressione più alta verso la zona con la pressione più bassa e, al contempo, aumenta l’efficienza di mandata.
Pompe con viti compatte che minimizzano le interferenze e le resistenze nel flusso dei materiali
D’altro canto, è stata anche riadattata la forma delle viti per minimizzare interferenze e resistenze nel flusso dei materiali. In questo processo, l’esperto di pompe ha utilizzato metodi di calcolo allo stato dell’arte, come il Metodo degli elementi finiti (Finite Element Method – FEM), permettendo una simulazione realistica della pompa e del processo di pompaggio con parametri configurabili liberamente. In tal modo, è stato possibile determinare la geometria della vite in funzione delle caratteristiche di mandata desiderate raggiungendo un trasporto dei mezzi ampliamente libero da turbolenze e pulsazioni. Questa speciale progettazione impedisce anche lo sviluppo della schiuma e difficilmente genera fastidiosi rumori di funzionamento.
Pompe a viti compatte a elevata affidabilità di funzionamento attraverso un preciso adattamento
L’elevata robustezza e la lunga durata delle pompe a viti sono garantite dalla scelta dei materiali e dalla progettazione, che assicurano affidabilità e riducono sia i tempi di inattività sia gli interventi manutentivi. Inoltre, ogni pompa NETZSCH è progettata specificamente per la rispettiva area di applicazione, specialmente in termini di dimensioni, coinvolgendo così la velocità rotazionale e la velocità di scorrimento delle parti con movimento sincrono. Questo preciso abbinamento di tecnologia e attrezzatura all’applicazione permette di adattare anticipatamente la pompa alle proprietà specifiche del mezzo e anche dei carichi – a seconda del tipo di implementazione – e di compensare ampliamente i fattori di influenza che potrebbero condurre a un aumento dell’usura o a eventuali danneggiamenti.
Pompe a viti compatte compensate idraulicamente
In questo, gioca un ruolo decisivo la compensazione idraulica, raggiunta in tutte le pompe NOTOS grazie alle speciali caratteristiche di progettazione: le viti ausiliarie sono normalmente spinte dalle forze assiali generate dalla pressione di mandata verso il lato dell’aspirazione. Ciò comporta un aumento della frizione e una richiesta energetica più alta. Nei modelli NETZSCH, comunque, un condotto collega il lato dell’alta pressione allo spazio del lato dell’aspirazione. Grazie a questa impostazione, le forze prevalenti si annullano reciprocamente e la forza assiale netta risulta quasi pari a zero. Tutti e tre i modelli della serie di pompe NOTOS sono compensati idraulicamente sfruttando questo metodo.
Pompe a due viti per massime prestazioni in spazi molto ristretti
In generale, la serie NOTOS comprende pompe a viti con due (2 NS), tre (3 NS) o quattro (4 NS) viti. Una caratteristica che le accomuna è la capacità di fornire pressioni elevate in uno spazio molto compatto. Con la serie 2 NS, una vite di comando trasferisce la coppia attraverso una pellicola idrodinamica alla seconda vite, azionata passivamente. Entrambe formano camere di mandata insieme al corpo, dove la velocità rotazionale, il diametro della vite e il passo della filettatura determinano il tasso del flusso. In questo modello è il mezzo stesso a fornire lubrificazione; è quindi richiesta una leggera capacità di lubrificazione da parte del prodotto trasportato. La viscosità e la temperatura, per contrasto, possono estendersi da intervalli medi a elevati; la pompa gestisce mezzi con valori fino a 10,000 cS e 300 °C. La pressione massima che può essere raggiunta con questo modello è 16 bar con livelli di portata fino a 320 m3/h.
Pompe a due viti ideali per supportare carichi radiali che si generano durante la rotazione
In aggiunta, la pompa a due viti risulta particolarmente indicata, all’interno di boccole, a supportare anche carichi radiali, composti dalle forze meccaniche e idrauliche, che si generano durante la rotazione e che spingono la vite contro il corpo. Le boccole presenti a entrambe le estremità della vite impediscono, infatti, a questi due componenti di entrare a contatto l’uno con l’altro. Si evitano così usura o danneggiamenti e si riduce anche il consumo energetico. A seconda della necessità, le pompe possono essere dotate – oltre al resto – di una valvola limitatrice di pressione integrata, di un sistema di riscaldamento o di guarnizioni meccaniche certificate in conformità con la norma API 682. Viene fornita anche un’opzione di collegamento separato per un manometro destinato alla misurazione del vuoto o della sovrappressione.
Pressioni massime con la pompa a tre viti
Con una vite di comando e due secondarie, la serie 3 NS movimenta prodotti privi di particelle solide fino a 12,000 cS e 300 °C con una portata massima di 100 m³/h. Tra tutte le pompe NOTOS, questo modello movimenta le pressioni più elevate, fino a massimo 80 bar, pur mantenendo caratteristiche di relativa compattezza – una pompa a cavità progressiva in grado di garantire 6 bar per stadio richiederebbe uno spazio e dei costi di gran lunga superiori a pari rendimento di pressione. Inoltre, la pompa è autoadescante, con possibilità di installazione sia verticale sia orizzontale, fino a un’altezza di 8 mWC. Per ridurre il consumo energetico e i costi di manutenzione e per allungare la vita utile della pompa, sulle viti secondarie sono montate boccole aggiuntive in grado di scaricare le forze assiali.
Mandata della pompa a tre viti ottimizzata e brevettata
La mandata della pompa, ottimizzata e brevettata, rappresenta un’ulteriore peculiarità di questo modello: sul modello ordinario, prove e simulazioni avevano rilevato fenomeni di turbolenza all’estremità della mandata; ciò causava un aumento della resistenza in senso contrario alla direzione del flusso e, di conseguenza, un consumo energetico più elevato. Per migliorare l’efficienza e ridurre perdite di velocità e di pressione in questo punto, l’area di mandata è stata dotata di una duplice uscita, che agevola una migliore distribuzione e il flusso libero dei prodotti. Al tempo stesso, la geometria dell’estremità della vite di comando è stata modificata con un allargamento a forma conica. Si crea così uno smusso che permette al prodotto trasportato di fuoriuscire delicatamente e senza turbolenze. Inoltre, l’uscita ha una posizione lievemente inclinata per adattarsi alla direzione del flusso generato dalle viti e limitare cali di pressione dovuti alla frizione.
Pompe a quattro viti per massimi volumi di portata anche senza lubrificazione
Le pompe a viti del tipo 4 NS raggiungono una portata di 620 m³/h e sono indicate per prodotti ad alta viscosità fino a 50,000 cS. In più, questo modello è in grado di movimentare in particolar modo prodotti non lubrificanti, come l’acqua, dato che le viti montate sui due alberi non sono a contatto né tra loro né con il corpo. Le viti formano la camera della pompa insieme alla cartuccia circostante in cui il prodotto è trasportato dall’esterno verso il centro. Un paio di ingranaggi di controllo, composti da ingranaggi elicoidali, sincronizzano i due alberi e trasferiscono la coppia uniformemente senza elevate vibrazioni. L’ingranaggio di sincronizzazione è, quindi, separato dalla cavità di mandata in termini di spazio riducendo il rischio di danneggiamento. Come per il modello 2 NS, anche per questo modello di pompa sono disponibili accessori optional, tra cui la valvola limitatrice di pressione, il riscaldatore o guarnizioni alternative. A questo modello possono essere collegati anche manometri di sovrappressione o del vuoto.
Pompe a quattro viti disponibili in due modelli
La pompa a quattro viti è finora disponibile nei modelli LAKE e LAE. Quest’ultimo è più lungo e produce, quindi, una distanza maggiore tra la guarnizione e il prodotto movimentato, permettendo in tal modo al mezzo di raggiungere temperature più elevate, fino a 300 °C. Inoltre, l’ampio spazio d’installazione permette l’utilizzo di guarnizioni meccaniche doppie. Ad ogni modo, per via della maggiore deflessione della vite, la pressione che il modello LAE può raggiungere è limitata a 16 bar, mentre il modello più corto LAKE può produrre pressioni che arrivano a 25 bar. In più, è in fase di progettazione un nuovo modello uniforme, che – grazie alla forma rivisitata – sarà in grado di coprire tre stadi di pressione, rispettivamente di 16, 40 e 80 bar, lavorando a livelli di efficienza ancora più elevati.
Pompe a quattro viti: collegamento variabile e opzioni di montaggio
A seconda delle condizioni applicative, il modello 4 NS può essere installato in verticale, orizzontale, direttamente in linea o con porta di pressione verticale. Per i modelli 2 NS e 3 NS le possibili opzioni di montaggio consistono nell’installazione su una base, su un piedistallo o su una flangia; sono anche disponibili versioni speciali con immersione parziale. Tutte le pompe NOTOS sono disponibili con porte DIN, ANSI o SEA e, su richiesta, con flange verticali e certificazioni in conformità con la norma API 676, terza edizione. Occorre notare, ad ogni modo, che per ottenere il rendimento desiderato delle pompe è necessario adattare la velocità rotazionale alla rispettiva viscosità del prodotto dato che entrambe le variabili influenzano in modo decisivo il valore NPSH (Net Positive Suction Head) – a grandi linee pari alla prevalenza netta di aspirazione positiva. Con viscosità fino a 750 cS è possibile raggiungere velocità fino 3.600 g./min, mentre la velocità raccomandata per viscosità oltre i 8,000 cS si riduce a 500 g./min. Le pompe a quattro viti non dovrebbero lavorare con velocità superiori a 1.800 g./min.
