La termoformatrice per imballaggi impiega improvvisamente più tempo perché il film aderisca bene. Il piano di bloccaggio a vuoto della fresatrice CNC non trattiene più i pannelli sottili. L’essiccatore non raggiunge la pressione abituale. Dietro tutti e tre i casi c’è lo stesso componente: una pompa per vuoto che non fornisce più ciò che il processo richiede – o che in realtà non è mai stata adatta al processo.
Le pompe per vuoto esistono in molti tipi costruttivi. Ognuno ha un campo di pressione in cui lavora bene e fluidi che sopporta bene o male. Chi deve sostituire o scegliere una nuova pompa dovrebbe conoscere queste differenze.
Questa guida spiega le principali pompe per vuoto per l’industria, le classifica per campo di pressione e applicazione e mostra quali dati servono per la scelta e il ricambio.
Capire il vuoto: campi di pressione e velocità di pompaggio
Vuoto significa una pressione inferiore alla pressione atmosferica, che al livello del mare è di circa 1013 mbar. Nella pratica il vuoto viene indicato per lo più come pressione assoluta. Più piccolo è il numero, migliore è il vuoto. La suddivisione usuale:
| Campo | Pressione assoluta | Applicazioni tipiche |
|---|---|---|
| Basso vuoto | da atmosfera a 1 mbar | confezionamento, presa e bloccaggio, trasporto, degasaggio |
| Medio vuoto | da 1 a 0,001 mbar | essiccazione sottovuoto, distillazione, liofilizzazione |
| Alto vuoto | da 0,001 a 0,0000001 mbar | rivestimento, trattamento termico, analitica |
| Ultra alto vuoto | al di sotto | ricerca, tecnologia dei semiconduttori |
La maggior parte delle applicazioni industriali si colloca nel basso e medio vuoto. Oltre alla pressione finale raggiungibile conta la velocità di pompaggio, indicata in m³/h. Descrive quale volume di gas la pompa aspira nell’unità di tempo e determina la rapidità con cui si evacua un recipiente. Importante: la velocità di pompaggio dipende dalla pressione e diminuisce in prossimità della pressione finale. Guardi quindi la curva della velocità di pompaggio nella scheda tecnica, non solo il valore nominale.
I tipi costruttivi principali
Pompa rotativa a palette lubrificata a olio
La pompa rotativa a palette è il classico del basso e medio vuoto. Un rotore montato eccentricamente con palette mobili forma camere che aspirano, comprimono ed espellono il gas. L’olio sigilla i giochi, lubrifica e asporta il calore. Le pompe monostadio raggiungono tipicamente pressioni finali nell’ordine di 0,1 mbar, quelle bistadio scendono più in profondità nel medio vuoto.
Punti di forza: buon vuoto finale, ingombro compatto, ampia offerta. Punti deboli: l’olio può essere contaminato da vapori e particelle, il cambio dell’olio fa parte della manutenzione regolare e allo scarico serve un separatore di nebbie d’olio. Impieghi tipici: confezionamento, piani di bloccaggio, refrigerazione e climatizzazione, impianti di laboratorio.
Pompa rotativa a palette a secco
Le palette sono in materiale autolubrificante, per lo più a base di grafite. La pompa lavora senza olio nella camera di pompaggio e raggiunge solo il basso vuoto. È adatta ad aria pulita e asciutta, ad esempio nell’industria grafica o nella movimentazione. Le palette sono parti soggette a usura.
Pompa per vuoto a becchi
Due rotori a forma di becco ruotano senza contatto l’uno contro l’altro. Senza attrito nella camera di pompaggio la pompa ha usura ridotta e comprime senza olio. Lavora nel basso vuoto e si usa per impianti centralizzati del vuoto, nell’industria dell’imballaggio e del legno e nei sistemi di trasporto.
Pompa per vuoto a vite
Due rotori a vite controrotanti convogliano il gas senza contatto e a secco. Le pompe a vite raggiungono il medio vuoto, sopportano vapori e in una certa misura anche la condensa. Per questo sono diffuse nella chimica e nella farmaceutica, nell’essiccazione, nella distillazione e nel recupero dei solventi. Per fluidi aggressivi o potenzialmente esplosivi esistono esecuzioni speciali.
Pompa ad anello liquido
Una girante ruota eccentricamente in un corpo parzialmente riempito di liquido di servizio, per lo più acqua. L’anello di liquido in rotazione forma le camere di pompaggio. La pompa è robusta e sopporta vapori, trascinamento di liquido e gas sporchi. La sua pressione finale è limitata dalla tensione di vapore del liquido di servizio e aumenta con la sua temperatura. Impiego: chimica, industria cartaria, alimentare, degasaggio.
Pompa a membrana
Una membrana oscillante convoglia il gas completamente senza olio. Le pompe a membrana sono piccole, hanno una velocità di pompaggio limitata e lavorano nel basso vuoto. Si trovano in laboratorio, nell’analitica e come pompe primarie per piccoli sistemi.
Pompa Roots e pompa turbomolecolare
Entrambe non lavorano da sole, ma insieme a una pompa primaria. La pompa Roots si trova come booster a monte di una pompa a palette, a vite o ad anello liquido e aumenta notevolmente la velocità di pompaggio nel medio vuoto. La pompa turbomolecolare genera l’alto vuoto e anch’essa ha bisogno di una pompa primaria.
Soffiante a canale laterale
Genera solo un vuoto modesto, ma in compenso convoglia grandi portate volumetriche. Tipici sono i sistemi di trasporto pneumatico, le aspirazioni e i sollevatori a ventosa con grandi perdite.
Quale tipo è adatto a quale processo?
| Processo | Tipi usati di frequente | Cosa conta |
|---|---|---|
| Confezionamento sottovuoto | palette, becchi | evacuazione rapida, umidità del prodotto |
| Piani di bloccaggio, movimentazione | palette a secco o lubrificate a olio, becchi, canale laterale | portata volumetrica in presenza di perdite attraverso pezzo e guarnizioni |
| Essiccazione, distillazione | vite, anello liquido, palette con gas ballast | vapori, condensa, solventi |
| Degasaggio di materie plastiche fuse | anello liquido, vite, palette con separatore | depositi, monomeri, particelle |
| Impianto centralizzato del vuoto | becchi, vite, palette | regolazione in base al fabbisogno, ridondanza |
| Rivestimento, trattamento termico | pompa primaria più pompa Roots o turbomolecolare | alto vuoto, gruppo di pompaggio |
I criteri di scelta in sintesi
- Pressione di lavoro: quale pressione assoluta serve davvero nel processo? Una pompa che raggiunge appena la pressione finale lavora in una zona sfavorevole della curva caratteristica.
- Velocità di pompaggio: quale volume va evacuato in quanto tempo, e quanto sono grandi le perdite del sistema?
- Fluido: aria secca, vapore acqueo, solventi, gas aggressivi, particelle o polveri? Da questo dipende se è meglio una pompa lubrificata a olio, a secco o a tenuta di liquido.
- Assenza di olio: nelle applicazioni alimentari, farmaceutiche o in camera bianca un processo senza olio può essere obbligatorio.
- Protezione dalle esplosioni: se si convogliano miscele potenzialmente esplosive o la pompa si trova in una zona a rischio di esplosione, deve essere adatta alla zona corrispondente. Base giuridica per gli apparecchi nell’UE è la direttiva 2014/34/UE.
- Modalità di esercizio: servizio continuo, frequenti cicli start-stop o funzionamento vicino alla pressione atmosferica influiscono su usura e riscaldamento.
- Manutenzione e ambiente: cambio olio, cambio palette, liquido di servizio, calore disperso nel locale e livello di rumorosità.
Guasti tipici e loro cause
- La pressione finale non viene raggiunta: perdite in tubazioni e guarnizioni, olio sporco o emulsionato, filtro di aspirazione intasato, palette usurate.
- Olio nei gas di scarico o perdita d’olio: separatore di nebbie d’olio saturo, pressione di aspirazione troppo alta per lungo tempo, olio sbagliato.
- Olio lattiginoso: il vapore acqueo condensa nella pompa. Un rimedio può essere il funzionamento con gas ballast o una trappola per condensa a monte.
- Surriscaldamento: ventilazione insufficiente, temperatura ambiente troppo alta, servizio continuo ad alta pressione di aspirazione.
- Rumori insoliti: cuscinetto danneggiato, usura del giunto, palette rotte.
Prima di sospettare della pompa, verifichi il sistema. Un vacuometro direttamente sulla bocca di aspirazione mostra se la pompa da sola raggiunge la sua pressione finale. Se è così, il problema sta di solito in tubazioni, valvole o guarnizioni dell’impianto.
Esercizio e manutenzione: così la pompa dura di più
Molti guasti delle pompe per vuoto si possono evitare con poche misure. Quali siano importanti dipende dal tipo costruttivo:
- Controllare regolarmente l’olio: nelle pompe lubrificate a olio livello e colore nella spia dicono molto. Olio scuro, torbido o lattiginoso è il segnale per un cambio dell’olio e per la presenza di vapori o particelle nel processo. Usi l’olio per pompe per vuoto approvato dal produttore.
- Usare correttamente il gas ballast: la valvola del gas ballast lascia entrare una piccola quantità d’aria nella fase di compressione. Così il vapore acqueo non condensa nell’olio, ma viene espulso. La pressione finale raggiungibile è un po’ peggiore. Nei processi umidi è di solito il compromesso migliore.
- Lasciare riscaldare: una pompa fredda assorbe più facilmente i vapori nell’olio. La faccia girare alcuni minuti con valvola di aspirazione chiusa prima del processo, se il produttore lo raccomanda.
- Tenere d’occhio filtri e separatori: un filtro di aspirazione intasato riduce la velocità di pompaggio, un separatore di nebbie d’olio saturo aumenta la contropressione e la perdita d’olio.
- Tenere a scorta le parti soggette a usura: palette, kit guarnizioni, elementi filtranti e parti del giunto sono, per le pompe critiche, buoni candidati per il proprio magazzino ricambi.
Nelle pompe a vite e a becchi funzionanti a secco non c’è il cambio olio nella camera di pompaggio, ma olio del riduttore e cuscinetti richiedono comunque attenzione. Le pompe ad anello liquido dipendono da un liquido di servizio sufficientemente fresco e pulito.
Cosa indicare per il ricambio o una nuova scelta
- produttore, tipo e numero di serie dalla targhetta identificativa
- tipo costruttivo e, se noti, pressione finale e velocità di pompaggio
- tensione e frequenza: a 60 Hz la velocità di pompaggio è più alta che a 50 Hz, perché la pompa gira più velocemente
- dimensione e tipo degli attacchi lato aspirazione e lato mandata
- fluido e processo, in particolare vapori, solventi e particelle
- olio o liquido di servizio utilizzato
- requisiti di protezione dalle esplosioni o di assenza di olio
- foto di targhetta, attacchi e situazione di montaggio
Quando mancano la pompa per vuoto o le sue parti soggette a usura
Palette, kit guarnizioni, filtri e separatori di nebbie d’olio sono ricambi tipici che mancano proprio durante il fermo. Per le pompe più datate a volte non è più disponibile l’intero modello. KTB Europe è un’azienda familiare di Amburgo e dal 1976 si procura ricambi industriali di tutte le marche in tutto il mondo. Ci invii il codice del pezzo, una foto della targhetta o una descrizione. Se un tipo è fuori produzione, cerchiamo alternative adatte.
Maggiori dettagli sulle pagine dedicate agli acquisti MRO e alla gestione dei ricambi. Può inviare la Sua richiesta dalla pagina dei contatti. Per approfondire: pompe industriali dalla specifica alla consegna e la nostra checklist per l’ acquisto del manometro, che tratta anche i vacuometri.
Conclusione
La pompa per vuoto giusta deriva da pressione di lavoro, velocità di pompaggio e fluido. Per confezionamento e piani di bloccaggio le pompe a palette e a becchi sono la scelta usuale, per vapori e solventi le pompe a vite e ad anello liquido, per l’alto vuoto un gruppo di pompaggio con pompa primaria. Chi nel ricambio indica i dati di targa, il fluido e la frequenza di rete trova più in fretta una pompa adatta al processo.
Domande frequenti
Qual è la pompa per vuoto giusta per il mio processo?
Decisivi sono la pressione di lavoro richiesta, la velocità di pompaggio e il fluido convogliato. Per confezionamento e piani di bloccaggio si usano spesso pompe a palette o a becchi, per vapori e solventi pompe a vite o ad anello liquido. Per l’alto vuoto serve un gruppo di pompaggio con pompa primaria.
Come funziona una pompa rotativa a palette?
Un rotore montato eccentricamente con palette mobili forma nel corpo camere che aspirano, comprimono ed espellono il gas. Nelle pompe lubrificate a olio l’olio sigilla i giochi e asporta il calore. Le esecuzioni monostadio raggiungono il basso vuoto fino all’ordine di 0,1 mbar, quelle bistadio scendono più in profondità nel medio vuoto.
Perché la mia pompa per vuoto non raggiunge più la pressione finale?
Cause frequenti sono perdite nell’impianto, olio sporco o emulsionato dal vapore acqueo, un filtro di aspirazione intasato o palette usurate. Verifichi con un vacuometro direttamente sulla bocca di aspirazione se la pompa da sola raggiunge la sua pressione finale. Se è così, il problema sta di solito nell’impianto.
Cosa significa velocità di pompaggio nelle pompe per vuoto?
La velocità di pompaggio indica quale volume di gas una pompa convoglia nell’unità di tempo, di solito in metri cubi all’ora. Determina la rapidità con cui si evacua un recipiente. Poiché diminuisce al calare della pressione, conviene guardare la curva della velocità di pompaggio nella scheda tecnica.
Quando serve una pompa per vuoto senza olio?
Le pompe senza olio sono indicate quando l’olio potrebbe contaminare il processo o il prodotto, ad esempio nelle applicazioni alimentari, farmaceutiche o in camera bianca. Anche quando i vapori sporcherebbero rapidamente l’olio, le pompe a vite o a becchi a secco sono spesso la scelta migliore.