Pompe a pistoni - Trasporto preciso ad alta pressione per processi, dosaggio e trasferimento
Le pompe a pistone vengono impiegate ovunque sia necessario garantire in modo affidabile portate volumetriche definite in presenza di una contropressione elevata o variabile. In quanto pompe volumetriche a pistone alternativo, funzionano con un pistone oscillante e una portata controllata tramite valvole di aspirazione e di mandata. Ciò le rende adatte ad applicazioni in cui sono richieste una portata pressoché costante, un'elevata stabilità della pressione e un dosaggio preciso.
Noi di Harton Anlagentechnik GmbH progettiamo le pompe a pistone in base al fluido, al livello di pressione, alla viscosità, alle condizioni di aspirazione e ai requisiti di pulsazione. In questo modo realizziamo soluzioni affidabili per il trasferimento ad alta pressione, l’alimentazione di processo, l’iniezione, il dosaggio e processi esigenti di pulizia o di getto d’acqua.
Noi di Harton Anlagentechnik GmbH progettiamo le pompe a pistone in base al fluido, al livello di pressione, alla viscosità, alle condizioni di aspirazione e ai requisiti di pulsazione. In questo modo realizziamo soluzioni affidabili per il trasferimento ad alta pressione, l’alimentazione di processo, l’iniezione, il dosaggio e processi esigenti di pulizia o di getto d’acqua.
Perché scegliere le pompe a pistoni di Harton Anlagentechnik GmbH?
Le pompe a pistoni funzionano secondo il principio volumetrico e garantiscono quindi la stabilità del processo anche in presenza di variazioni del livello di pressione. A differenza delle pompe centrifughe, l'attenzione non è rivolta principalmente alla prevalenza, bensì allo spostamento controllato per ogni corsa.
Il nostro progetto tiene conto non solo della portata volumetrica e della pressione finale, ma anche della dinamica delle valvole, del dimensionamento del lato di aspirazione, del comportamento alle pulsazioni e delle sollecitazioni meccaniche su tubazioni, fondazioni e apparecchiature ausiliarie.
A seconda del caso di carico, le pompe a pistoni vengono classificate come:
. Le versioni a pistoni multipli riducono la pulsazione di base e migliorano la regolarità della portata.
- pompe a pistone singolo
- Pompa a pistoni duplex o triplex
- Pompa a pistoni ad alta pressione
- Pompa a pistoni dosatrice
- Pompa di processo con smorzamento delle pulsazioni
- Sistema skid con periferiche
. Le versioni a pistoni multipli riducono la pulsazione di base e migliorano la regolarità della portata.
Le pompe a pistoni vengono impiegate in processi che richiedono pressioni elevate, portate precise e condizioni operative ben definite.
Campi di applicazione tipici:
- Trasferimento ad alta pressione
- Alimentazione del processo
- Iniezione e dosaggio
- Processi a getto d'acqua e di pulizia
- Skid OEM e unità di alimentazione personalizzate
Settori tipici:
- Chimica
- Petrolio e gas
- Tecnologia energetica
- Tecnologia ad alta pressione dell'acqua
- Impianti di processo industriali
I nostri team valutano sin dalle prime fasi se il fluido sia a base acquosa, oleoso, contenente solventi, viscoso o sotto pressione. Soprattutto nel caso delle pompe a pistoni, questi fattori determinano il tipo di tenuta, il modello della valvola, lo smorzamento delle pulsazioni e la strategia di manutenzione.
Le pompe a pistoni vengono progettate in base al punto di funzionamento effettivo e alla riserva di pressione richiesta. I seguenti valori fungono da riferimento tecnico:
Portata volumetrica Q:
0,05 - 200 m³/h
Pressione finale / Pressione differenziale Δp:
da 5 a 15 bar
Temperatura del fluido:
da -20 °C a +250 °C
Temperatura ambiente:
da -20 °C a +60 °C
Viscosità:
0,5 - 180.000 mPa·s
Intervallo di regime:
50 - 600 1/min
Percentuale di gas nel fluido:
0 - 5 Vol.-%
Contenuto di solidi:
0 - 0,05% in peso
Dimensione delle particelle:
fino a 95 mm
NPSH / Riserva di pressione di aspirazione:
0,5 - 5 m
Livello sonoro:
in genere 70 - 100 dB(A)
È fondamentale tenere presente che le pompe a pistoni possono essere sensibili alla cavitazione sul lato di aspirazione. Per questo motivo, le condizioni di alimentazione, l’NPSHa, la pressione di aspirazione e il tracciato delle tubazioni vengono verificati con particolare attenzione. Inoltre, occorre tenere sistematicamente conto delle pulsazioni e dei colpi d’ariete presenti nella tubazione.
L'idoneità delle pompe a pistoni dipende in larga misura dal fluido, dal comportamento di lubrificazione, dalla percentuale di gas e dal carico di solidi.
Classi di fluidi valutate:
I fluidi a base acquosa vengono valutati in termini di corrosione, lubrificabilità e tendenza alla cavitazione. I fluidi contenenti olio vengono selezionati in base alla viscosità, alla composizione degli additivi e alla compatibilità con le guarnizioni. I fluidi chimicamente aggressivi o contenenti solventi richiedono una verifica specifica dei materiali e delle guarnizioni, nonché, se necessario, un piano definito per la gestione delle perdite e la conformità ATEX.
I fluidi carichi di solidi e abrasivi sono adatti solo in misura limitata, poiché le sedi delle valvole, le guarnizioni e le superfici dello stantuffo sono soggette a usura. La presenza di gas influisce inoltre sul funzionamento della valvola, sulla regolarità del flusso e sull’efficienza volumetrica.
Classi di fluidi valutate:
- fluidi a base acquosa
- fluidi oleosi
- fluidi chimicamente aggressivi
- fluidi contenenti solventi e COV
- fluidi sensibili al taglio
- fluidi a basso contenuto di solidi
- fluidi contenenti gas con limiti definiti
I fluidi a base acquosa vengono valutati in termini di corrosione, lubrificabilità e tendenza alla cavitazione. I fluidi contenenti olio vengono selezionati in base alla viscosità, alla composizione degli additivi e alla compatibilità con le guarnizioni. I fluidi chimicamente aggressivi o contenenti solventi richiedono una verifica specifica dei materiali e delle guarnizioni, nonché, se necessario, un piano definito per la gestione delle perdite e la conformità ATEX.
I fluidi carichi di solidi e abrasivi sono adatti solo in misura limitata, poiché le sedi delle valvole, le guarnizioni e le superfici dello stantuffo sono soggette a usura. La presenza di gas influisce inoltre sul funzionamento della valvola, sulla regolarità del flusso e sull’efficienza volumetrica.
La scelta dei materiali viene effettuata in base al livello di pressione, al rischio di corrosione, alla temperatura e alle sollecitazioni meccaniche.
Materiali tipici per i componenti sottoposti a pressione:
Componenti soggetti a usura:
Per i processi abrasivi o critici definiamo un piano di gestione dell’usura con parti di ricambio ben definite, intervalli di manutenzione coordinati e una strategia di ricambi specifica per ogni progetto. Nelle applicazioni igieniche, la riduzione degli spazi morti e la rugosità delle superfici vengono valutate separatamente.
Materiali tipici per i componenti sottoposti a pressione:
- 1.4404
- 1.4571
- Duplex 1.4462
- Materiali speciali a seconda del fluido e degli standard operativi
Componenti soggetti a usura:
- Superfici dello stantuffo o del pistone, temprate o rivestite
- Sedi e corpi delle valvole in acciaio inossidabile, metallo duro o ceramica
- Materiali di tenuta e guarnizioni in PTFE, composti di PTFE, FKM, EPDM o FFKM
Per i processi abrasivi o critici definiamo un piano di gestione dell’usura con parti di ricambio ben definite, intervalli di manutenzione coordinati e una strategia di ricambi specifica per ogni progetto. Nelle applicazioni igieniche, la riduzione degli spazi morti e la rugosità delle superfici vengono valutate separatamente.
Guarnizioni, interfacce e sicurezza
Il sistema di tenuta viene definito in base al fluido, alla pressione e al valore di perdita ammissibile. A seconda del tipo di costruzione, vengono utilizzati:
I sistemi a pacco di tenuta sono robusti, ma richiedono una manutenzione e una regolazione periodiche. In presenza di fluidi tossici, cristallizzanti o polimerizzanti possono rendersi necessari sistemi di isolamento o di lavaggio.
Poiché le pompe a pistoni, in quanto pompe volumetriche, possono generare pressioni non consentite quando il lato di mandata è chiuso, è assolutamente necessario prevedere una protezione contro la sovrapressione a livello dell’impianto. Inoltre, vengono definiti i seguenti punti:
- guarnizioni a premistoppa
- Guarnizione meccanica
- soluzione speciale incapsulata
I sistemi a pacco di tenuta sono robusti, ma richiedono una manutenzione e una regolazione periodiche. In presenza di fluidi tossici, cristallizzanti o polimerizzanti possono rendersi necessari sistemi di isolamento o di lavaggio.
Poiché le pompe a pistoni, in quanto pompe volumetriche, possono generare pressioni non consentite quando il lato di mandata è chiuso, è assolutamente necessario prevedere una protezione contro la sovrapressione a livello dell’impianto. Inoltre, vengono definiti i seguenti punti:
- Flangie e stadi di pressione
- Possibilità di sfiato e scarico
- Attacchi di misurazione e lavaggio
- Protezione contro il contatto
- Spegnimento di sicurezza
- Raccoglimento delle perdite in caso di fluidi critici
- Requisiti ATEX nelle zone a rischio di esplosione
Azionamento, regolazione ed energia
Le pompe a pistoni sono generalmente azionate da un motore elettrico con meccanismo a manovella/riduttore o da un azionamento idraulico. La progettazione prevede una riserva di coppia sufficiente per l’alta pressione, le variazioni di viscosità e le condizioni di avviamento a freddo.
Possibili schemi di regolazione:
In questo contesto vengono valutati congiuntamente l'apporto energetico, il comportamento delle pulsazioni e il carico meccanico. Opzioni di sensori quali pressione, temperatura, conteggio delle corse o monitoraggio delle vibrazioni aumentano ulteriormente la sicurezza del processo. Interfacce quali 0-10 V, 4-20 mA o bus di campo vengono integrate in base alle specifiche del progetto.
Possibili schemi di regolazione:
- Regolazione della velocità
- Regolazione della corsa, se possibile in base al tipo di costruzione
- Regolazione del bypass
In questo contesto vengono valutati congiuntamente l'apporto energetico, il comportamento delle pulsazioni e il carico meccanico. Opzioni di sensori quali pressione, temperatura, conteggio delle corse o monitoraggio delle vibrazioni aumentano ulteriormente la sicurezza del processo. Interfacce quali 0-10 V, 4-20 mA o bus di campo vengono integrate in base alle specifiche del progetto.
Connessioni, installazione e periferiche
Le parti periferiche di una pompa a pistoni sono fondamentali per garantirne la durata e il funzionamento stabile. Sono particolarmente importanti:
La nostra progettazione tiene conto anche dell’accessibilità per la manutenzione, dello spazio disponibile e della trasmissione delle vibrazioni alla struttura di installazione.
- standard di flangia e livelli di pressione adeguati
- diametri nominali di aspirazione e mandata correttamente dimensionati
- un tracciato delle tubazioni adeguato alle pulsazioni e ai colpi d’ariete
- supporti per tubazioni ed elementi di smorzamento
- Smorzatori di pulsazioni per processi sensibili
- Valvola di sicurezza o bypass come periferica obbligatoria
- Fondazione o skid sufficientemente rigido
- Sistema di riscaldamento o di regolazione della temperatura opzionale per fluidi la cui portata dipende dalla viscosità
La nostra progettazione tiene conto anche dell’accessibilità per la manutenzione, dello spazio disponibile e della trasmissione delle vibrazioni alla struttura di installazione.
Monitoraggio, funzioni di protezione e sicurezza operativa
Per aumentare la disponibilità, le pompe a pistoni vengono dotate di adeguate funzioni di monitoraggio e protezione.
Parametri tipici di monitoraggio:
In questo modo è possibile rilevare tempestivamente blocchi, picchi di pressione non consentiti, usura delle valvole, sollecitazioni sulle guarnizioni o fenomeni di cavitazione. Le logiche di allarme e di spegnimento vengono adattate agli standard specifici dell’impianto. Il funzionamento a secco e la cavitazione devono essere assolutamente evitati e vengono limitati tramite il dimensionamento del lato di aspirazione, i sensori e la logica di processo.
Parametri tipici di monitoraggio:
- Pressione
- Temperatura
- Vibrazioni
- Perdite
- Conteggio delle corse
- Dati relativi al motore e al carico
In questo modo è possibile rilevare tempestivamente blocchi, picchi di pressione non consentiti, usura delle valvole, sollecitazioni sulle guarnizioni o fenomeni di cavitazione. Le logiche di allarme e di spegnimento vengono adattate agli standard specifici dell’impianto. Il funzionamento a secco e la cavitazione devono essere assolutamente evitati e vengono limitati tramite il dimensionamento del lato di aspirazione, i sensori e la logica di processo.
Qualità, controllo e documentazione
Il livello di approfondimento della verifica viene stabilito in base alla criticità del progetto e alle esigenze del gestore. Tra i contenuti tipici figurano:
Per le applicazioni Ex, i certificati di conformità e le marcature diventano parte integrante della documentazione di progetto.
- Test di funzionamento
- Test delle prestazioni per Q/Δp
- Prova di pressione
- Prova di tenuta
- FAT o SAT
- Certificati dei materiali secondo la norma EN 10204 2.2 o 3.1
- Tracciabilità dei numeri di serie e dei lotti
- Scheda tecnica
- Disegno GA
- Elenco dei ricambi
- Manuale d'uso
- Documentazione di conformità
- Protocolli di collaudo
Per le applicazioni Ex, i certificati di conformità e le marcature diventano parte integrante della documentazione di progetto.
Assistenza, manutenzione e costi operativi (TCO)
I costi di esercizio di una pompa a pistoni sono determinati essenzialmente dal consumo energetico, dai componenti soggetti a usura, dai tempi di fermo e dall'accessibilità per la manutenzione.
Parti soggette a usura tipiche:
Un intervallo operativo ben definito per pressione, velocità, temperatura, viscosità e condizioni di aspirazione riduce notevolmente i guasti imprevisti. In caso di processi critici, possono risultare utili soluzioni di ridondanza quali modalità standby, configurazioni 1+1 o soluzioni Quick-Change. È possibile integrare corsi di formazione specifici per il progetto relativi al funzionamento, alla sostituzione delle guarnizioni, alla manutenzione delle valvole e alla ricerca dei guasti.
Parti soggette a usura tipiche:
- Guarnizioni
- Valvole e sedi
- Componenti dello stantuffo o del pistone
- Cuscinetti
Un intervallo operativo ben definito per pressione, velocità, temperatura, viscosità e condizioni di aspirazione riduce notevolmente i guasti imprevisti. In caso di processi critici, possono risultare utili soluzioni di ridondanza quali modalità standby, configurazioni 1+1 o soluzioni Quick-Change. È possibile integrare corsi di formazione specifici per il progetto relativi al funzionamento, alla sostituzione delle guarnizioni, alla manutenzione delle valvole e alla ricerca dei guasti.
Vantaggi delle pompe a pistoni Harton
- portata volumetrica definita in presenza di elevata contropressione
- adatto per il trasferimento ad alta pressione e le operazioni di dosaggio
- versione personalizzata in base all'applicazione come sistema singolo, duplex o triplex
- soluzione personalizzabile per guarnizioni e materiali
- smorzamento delle pulsazioni e configurazione delle periferiche adeguati al processo
- Valori di collaudo e protocolli di prova documentabili
- progettazione tecnica a cura di personale specializzato e di comprovata esperienza della nostra azienda
Tipi e varianti delle nostre pompe a pistoni
La nostra gamma comprende pompe a pistoni per le più svariate operazioni di trasporto e dosaggio: dalle applicazioni standard di precisione fino a processi complessi con pressioni elevate, fluidi abrasivi o altamente viscosi. A seconda del campo di applicazione, sono disponibili diversi modelli, quali pompe a pistoni monocilindriche e multicilindriche, a doppia azione o idrauliche, nonché versioni specializzate per fluidi particolari e portate regolabili. In questo modo potrete trovare la pompa a pistoni più adatta a quasi ogni applicazione industriale, con prestazioni, precisione e sicurezza di funzionamento ottimali.
Le pompe a pistoni a doppia azione convogliano il fluido ad ogni corsa del pistone sia in avanti che all’indietro, consentendo una portata maggiore a parità di velocità. Queste pompe sono particolarmente adatte per applicazioni in cui sono richieste portate elevate a pressioni medio-alte. Le pompe a pistoni a doppia azione sono spesso impiegate nell’industria petrolifera e del gas, nonché nell’industria chimica e petrolchimica.
| Temperatura | da -20 a +200 °C |
| Materiali | Acciaio inossidabile, FKM |
| ATEX | facoltativo |
| Capacità di dosaggio | 0,1 - 5.000 l/h |
| Pressione | fino a 250 bar |
| Precisione | ±0,5 - 2 % |
| Media | Viscose, oli, sostanze chimiche |
| Viscosità | 20 - 200.000 mPa·s |
Le pompe a pistone monocilindriche funzionano con un unico pistone che si muove avanti e indietro all’interno di un cilindro per convogliare il fluido. Queste pompe garantiscono un dosaggio preciso e sono particolarmente adatte ad applicazioni che richiedono una portata costante e un'elevata precisione. Sono di semplice struttura e adatte a un'ampia gamma di liquidi.
| Capacità di dosaggio | 0,1 - 1.500 l/h |
| Pressione | fino a 100 bar |
| Precisione | ±0,2 - 1 % |
| Media | Viscose, sospensioni, sostanze chimiche |
| Viscosità | 10 - 100.000 mPa·s |
| Temperatura | da -20 a +200 °C |
| Materiali | Acciaio inossidabile, PTFE |
| ATEX | facoltativo |
Le pompe idrauliche a pistoni utilizzano il fluido idraulico per azionare il meccanismo a pistoni e convogliare il fluido. Queste pompe garantiscono pressioni particolarmente elevate e sono adatte ad applicazioni che richiedono un'elevata portata e un controllo preciso. Sono ampiamente utilizzate soprattutto nell'industria meccanica, delle materie plastiche e alimentare.
| Temperatura | da -20 a +150 °C |
| Materiali | Acciaio inossidabile, PTFE, alluminio |
| ATEX | facoltativo |
| Capacità di dosaggio | 0,1 - 5.000 l/h |
| Pressione | fino a 700 bar |
| Precisione | ±0,1 - 2 % |
| Media | Oli idraulici, fluidi chimici |
| Viscosità | 10 - 500.000 mPa·s |
Le pompe a pistoni per fluidi abrasivi sono dotate di componenti rinforzati per ridurre al minimo l'abrasione causata dai solidi presenti nel fluido. Queste pompe sono ideali per il trasporto di fanghi, cemento o altri liquidi abrasivi, poiché sono particolarmente resistenti alle sollecitazioni meccaniche. Harton Anlagentechnik GmbH offre queste pompe con un sistema idraulico speciale e guarnizioni rinforzate per fluidi particolarmente difficili.
| Media | liquidi abrasivi, fanghi |
| Viscosità | 20 - 500.000 mPa·s |
| Temperatura | -20 bis +150 °C |
| Materiali | Acciaio duplex, Hardox |
| ATEX | facoltativo |
| Capacità di dosaggio | 0,1 - 1.000 l/h |
| Pressione | fino a 150 bar |
| Precisione | ±1 - 3 % |
Le pompe a pistoni per fluidi ad alta viscosità sono state sviluppate appositamente per il trasporto di fluidi molto viscosi, quali lubrificanti, resine o bitume. Queste pompe offrono un’elevata capacità di pressione e un dosaggio preciso, anche in presenza di viscosità molto elevate. Le applicazioni tipiche si riscontrano nell’industria chimica, nonché nella produzione alimentare e cosmetica.
| Capacità di dosaggio | 0,1 - 100 l/h |
| Pressione | fino a 400 bar |
| Precisione | ±0,5 - 2 % |
| Media | Lubrificanti, resine, asfalto |
| Viscosità | 10.000 - 1.000.000 mPa·s |
| Temperatura | da -10 a +80 °C |
| Materiali | Acciaio inossidabile, PTFE, FKM |
| ATEX | facoltativo |
Le pompe a pistoni a velocità variabile (controllate da inverter) offrono il vantaggio di poter regolare con precisione la portata e la pressione in base alle esigenze. Questo tipo di pompa è particolarmente indicato per applicazioni in cui le condizioni di esercizio cambiano frequentemente, come ad esempio nell'industria chimica o farmaceutica.
| Capacità di dosaggio | 0,1 - 1.500 l/h |
| Pressione | fino a 200 bar |
| Precisione | ±0,1 - 1 % |
| Media | Sostanze chimiche, liquidi farmaceutici |
| Viscosità | 10 - 100.000 mPa·s |
| Temperatura | da -20 a +150 °C |
| Materiali | Acciaio inossidabile, FKM |
| ATEX | facoltativo |
Le pompe a pistoni multicilindriche sono costituite da più pistoni che funzionano in modo sincrono o alternato. Queste pompe offrono un’elevata portata e sono in grado di garantire un dosaggio preciso anche in presenza di pressioni elevate e portate volumetriche elevate. Le pompe a pistoni multicilindriche trovano spesso impiego nell’industria petrolifera e del gas, nonché nell’industria chimica.
| Media | Liquidi viscosi e abrasivi |
| Viscosità | 20 - 300.000 mPa·s |
| Temperatura | da -40 a +250 °C |
| Materiali | Acciaio inossidabile, Hastelloy, PTFE |
| ATEX | facoltativo |
| Capacità di dosaggio | 0,1 - 10.000 l/h |
| Pressione | fino a 400 bar |
| Precisione | ±0,2 - 1 % |
Rilevanza per ingegneri e responsabili degli acquisti nel settore tecnico
Il dimensionamento viene effettuato in base alla portata volumetrica, alla pressione di esercizio e di picco, ai rapporti NPSH, al comportamento alle pulsazioni, alle proprietà del fluido, nonché ai requisiti relativi al sistema di tenuta, ai materiali e alla durata dei componenti soggetti a usura.
Ai fini dell'approvvigionamento tecnico, occorre definire in modo specifico per ogni progetto, in particolare, la portata, la pressione massima di esercizio, i materiali di costruzione, il sistema di tenuta, la potenza motrice, le norme di collegamento, le caratteristiche ammissibili dei fluidi, nonché i requisiti relativi alla documentazione, ai pezzi di ricambio e alla manutenzione.
A seconda del campo di applicazione, occorre tenere conto, tra l’altro, della direttiva sulle attrezzature a pressione (PED), della normativa ATEX, della direttiva sulle macchine o del regolamento sulle macchine, delle norme operative, nonché delle prove relative ai materiali, alla pressione e al funzionamento, comprese le prove di pressione, di tenuta e di collaudo.
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