In base ai requisiti, in qualsiasi applicazione si deve scegliere tra una pompa idraulica a cilindrata fissa o variabile. In questo articolo, esaminiamo le principali differenze tra pompe idrauliche a cilindrata fissa e variabile:
La differenza tra una pompa idraulica a cilindrata fissa e una a cilindrata variabile è semplicemente come la definiresti tu, in quanto utente finale. Ciascuna di queste tipologie di pompe ha alcuni vantaggi e caratteristiche molto buoni, ma c'è chi preferisce una rispetto all'altra. Sapere cosa offre ciascuna e come ciò influisce sul tuo progetto ti assicurerà di aver scelto la pompa giusta.
Cilindrata
Una pompa idraulica a cilindrata fissa è progettata per fornire un flusso costante in ogni momento.
Ciò avviene tramite pistoni nel cilindro che lavorano su una lunghezza di corsa fissa; quindi il flusso del fluido sarà sempre a velocità costante. Ad esempio, la corsa del pistone determina la quantità di fluido che verrà erogata e quindi la velocità con cui può essere eseguita.
Le pompe a cilindrata fissa vengono utilizzate in numerose applicazioni, ad esempio per l'estrazione di acqua dai pozzi o la rimozione di liquami dalle fosse settiche; vengono inoltre utilizzate per iniettare aria o altri fluidi all'interno o all'esterno dei macchinari di un impianto industriale.
Le richieste di pressione determinano la portata di una pompa idraulica a cilindrata variabile
In questo tipo di pompa, ci sono fondamentalmente due o più rotori, con ogni rotore che ha un numero diverso di palette. La quantità di palette su un rotore è ciò che può determinare in un momento particolare la quantità di fluido da pompare fuori dal sistema. Ad esempio, se ci sono cinque rotori, ciascuno con fori da un pollice, allora in circostanze normali ci aspetteremmo di ottenere una portata massima di 5 galloni al minuto.
Tutto ciò che devi fare per aumentare la portata della tua pompa è acquistare un altro set di rotori e sostituire quelli già installati. Ciò aumenta la portata totale disponibile del 25% e ti consente di pompare fino a 6 galloni al minuto anziché 5 galloni al minuto.
Portata
Una certa pompa idraulica può spostare molto fluido a bassa pressione
Lo spostamento del fluido in un sistema che utilizza una pompa a cilindrata fissa avviene tramite l'uso di un pistone che si muove avanti e indietro all'interno di una camera chiusa, il fluido scorre quindi in un'altra camera dove passa attraverso un altro pistone che si muove su e giù. Questo continua finché tutto il liquido non è passato attraverso ognuno di questi pistoni.
Il vantaggio qui è che, a differenza di altri tipi, non si usurano o si rompono perché non hanno parti mobili. Aiuta anche perché potrebbe esserci uno spazio minimo di ingresso dell'aria tra ogni pistone. In qualsiasi momento, questo richiede poca resistenza quando si spingono grandi volumi di fluidi attraverso distanze molto piccole come tubi o serbatoi.
Questo tipo di pompa può essere utilizzato anche per erogare piccole quantità ma con alta pressione.
La pompa, insieme alle valvole e agli attuatori, è importante in qualsiasi sistema idraulico che controlla le portate e le pressioni nei macchinari industriali.
Modifica la velocità con cui il fluido scorre attraverso un orifizio su una pompa idraulica a cilindrata variabile. Pertanto, consentirà alle pompe di modificare la loro velocità se necessario. In diversi scenari, ciò facilita il funzionamento delle macchine a basse velocità durante l'esecuzione di alcune attività come il sollevamento e il riabbassamento dei componenti.
Il principio di funzionamento di una pompa idraulica a cilindrata variabile è lo stesso di quelle non variabili; due pistoni si muovono avanti e indietro all'interno di una camera fissa all'interno dell'involucro della pompa stessa. Quando è loro consentito il libero movimento, creano un vuoto; quando invece sono tenuti statici, spingono l'olio attraverso il sistema.
EFFICIENZA
L'efficienza è solitamente espressa in percentuale, ovvero 0% indica una perdita totale di energia, mentre 100% implica che non è stata persa alcuna energia nel processo.
Una pompa a volume fisso ha una cilindrata costante, il che significa che l'uscita è proporzionale sia alla corsa che alla pressione applicata. Questo tipo di pompa produce lavoro solo a velocità costanti, quindi ha un'efficienza molto bassa (circa il 10%).
Al contrario, le pompe a cilindrata variabile possono fornire quantità variabili di lavoro con diverse corse e pressioni utilizzate. Se vuoi che il tuo sistema sia più efficace, allora usa una pompa a cilindrata variabile efficace, non una inefficace a cilindrata fissa.
Viscosità
Le pompe idrauliche a cilindrata fissa sono progettate per funzionare a una certa velocità e pressione; non hanno alcuna regolazione per questi parametri. Ad esempio, se il motore accelera o rallenta, può modificare il flusso di olio attraverso una pompa idraulica a cilindrata variabile.
È anche vero che una pompa a cilindrata fissa ha una viscosità maggiore rispetto a una variabile a causa della sua incapacità di modificare la sua velocità o pressione. Ciò significa che il fluido scorre più lentamente attraverso questo fluido più viscoso e quindi velocità di pompaggio più elevate per le pompe a cilindrata fissa.
D'altro canto, le pompe a cilindrata variabile hanno una viscosità ridotta rispetto a quelle fisse, poiché possono variare la loro velocità e/o pressione. C'è un altro motivo per cui l'acqua che esce da un tubo da giardino scorre più velocemente dell'acqua in un tubo con flusso limitato: l'olio si muove velocemente su materiali meno viscosi rispetto a fluidi altamente viscosi, riducendo così le velocità di pompaggio per le pompe a cilindrata variabile.
Potenza
La variazione di potenza tra una pompa idraulica a cilindrata fissa e una a cilindrata variabile è il numero di cavalli necessari per azionare la stessa quantità di acqua da entrambi i tipi di pompe.
La portata non dovrebbe cambiare o controllare la velocità in caso di una pompa idraulica a cilindrata fissa. Le portate sono misurate in termini di "prevalenza", che indica quante libbre al minuto (lpm) per pollice quadrato di pressione possono essere erogate.
Una pompa idraulica a cilindrata variabile ha un controller incorporato che le consente di variare la sua portata in base a diverse condizioni o esigenze specifiche. Nel caso in cui, ad esempio, la prevalenza superi un livello specificato, la sua portata viene aumentata automaticamente in modo da consentire un maggiore flusso d'acqua attraverso di essa.
Sapere cosa rende diverse le pompe idrauliche a cilindrata fissa e a cilindrata variabile ti consentirà, si spera, di scegliere quella giusta per un uso particolare. Ad esempio, quando si utilizzano sistemi idraulici ad alta pressione, sarebbe più opportuno impiegare una pompa idraulica a cilindrata variabile piuttosto che utilizzare pompe a cilindrata fissa.
Riepilogo del confronto
Efficienza: per compiti vari e complessi, le pompe a cilindrata variabile sono più efficienti.
Costo: le pompe a cilindrata fissa sono meno costose e richiedono una minore manutenzione.
Complessità: sebbene le pompe a cilindrata variabile siano più complesse per natura, garantiscono un controllo migliore e la capacità di adattarsi a nuove situazioni che possono presentarsi.
Entrambe le tipologie di pompe presentano vantaggi in varie applicazioni industriali; mentre le pompe a cilindrata fissa vengono utilizzate quando prevalgono considerazioni di semplicità, affidabilità e costi, quelle a cilindrata variabile sono preferite per i sistemi che richiedono flessibilità ed elevata efficienza.
Quando si tratta di confronti dettagliati o casi di studio specifici, puoi consultare risorse tecniche o i produttori di prodotti particolari per maggiori informazioni. Esiste anche un sito web Hydraulics & Pneumatics con articoli più approfonditi su questo argomento e possibili idee tecnologiche.
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