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Quando si sostituisce il motore di una pompa multistadio ad alta pressione, i tre aspetti più critici sono: i giri del nuovo motore devono essere molto vicini a quelli del vecchio, perché all'aumentare del numero di stadi una piccola differenza di giri produce una differenza di pressione evidente; flangia e albero del motore devono corrispondere esattamente alla lanterna e al giunto della pompa; nelle pompe verticali bisogna sapere se la spinta idraulica lungo l'asse dell'albero grava o meno sul cuscinetto del motore. Se questi tre punti vengono verificati correttamente, nella maggior parte delle pompe multistadio flangiate standard la sostituzione del motore avviene senza problemi.
Cosa rende diversa una pompa multistadio?
Nella pompa centrifuga monostadio è una sola girante a cedere energia all'acqua. Nella pompa multistadio, invece, sullo stesso albero sono disposte in serie più giranti e ognuna aggiunge pressione a quella di uscita della precedente. Questa struttura permette di ottenere pressioni elevate in un corpo compatto; per questo è diffusa nell'alimentazione caldaie, nell'osmosi inversa, nel lavaggio ad alta pressione, nella pressurizzazione di edifici alti e nelle linee di irrigazione.
Per il motore questa struttura ha tre conseguenze. La pompa lavora in genere con un motore a 2 poli, cioè con giri sincroni di circa 3000 giri/min. Poiché la pressione varia con il quadrato dei giri, uno scostamento di giri agisce su tutti gli stadi contemporaneamente. Nei tipi verticali, inoltre, la forza assiale generata dalle giranti può essere trasmessa, a seconda del progetto della pompa, al cuscinetto del motore.
Giri: perché pochi giri di differenza contano sulla pressione?
Nelle pompe centrifughe valgono approssimativamente queste relazioni: la portata è direttamente proporzionale ai giri, la pressione varia con il quadrato dei giri e la potenza all'albero con il cubo. Poiché nella pompa multistadio la pressione è già elevata, anche una piccola differenza percentuale diventa apprezzabile in bar.
Il calcolo seguente è ipotetico e serve a mostrare il metodo. Supponiamo che sulla targa del vecchio motore sia indicato 2850 giri/min e che come nuovo motore si monti un 112M-2 da 4 kW con giri nominali di 2905 giri/min:
| Grandezza | Rapporto | Variazione approssimativa |
|---|---|---|
| Giri | 2905 / 2850 | aumento dell'1,9% |
| Pressione (prevalenza) | (2905 / 2850)² | aumento del 3,9% |
| Potenza all'albero | (2905 / 2850)³ | aumento del 5,9% |
Se la pompa eroga 16 bar, questa differenza vale circa 0,6 bar. Se nel sistema sono presenti una valvola di sicurezza, apparecchiature a membrana o un modulo a osmosi inversa, questo aumento è rilevante. L'aumento di potenza del 5,9%, invece, se il vecchio motore lavorava al limite, può portare al limite anche quello nuovo. Per questo nella sostituzione confronti non solo il numero di poli ma anche i giri di targa, e al primo avvio misuri pressione e corrente.
Vale anche il caso opposto: se i giri del nuovo motore sono inferiori a quelli del vecchio, la pressione cala. Gli utenti spesso se ne accorgono perché "la pompa non spinge più come prima" e cercano il problema nella pompa.
Potenza: guardare la fine della curva della pompa
Nelle pompe multistadio la potenza all'albero aumenta con la portata. Il momento più gravoso per il motore è quindi quando il sistema preleva più acqua: l'ora in cui tutti i rubinetti sono aperti, una perdita che fa calare la pressione in linea o il riempimento di un serbatoio vuoto.
- Se il vecchio motore ha funzionato senza problemi, mantenga la stessa potenza.
- Se il vecchio motore si è bruciato spesso, verifichi prima in quale zona della curva il sistema fa lavorare la pompa. Spesso la pompa lavora contro una pressione più bassa del previsto, cioè con portata elevata.
- Se alla pompa sono stati aggiunti stadi o sono state sostituite le giranti, la targa del vecchio motore potrebbe non essere più valida; faccia riferimento alla potenza indicata sulla targa della pompa e ai dati del costruttore della pompa.
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Flangia, albero e regolazione del giunto
Nella maggior parte delle pompe multistadio il motore è collegato al corpo pompa con flangia tramite una lanterna (adattatore) e l'albero si unisce tramite giunto. Nella sostituzione occorre verificare:
- Tipo e dimensione della flangia: la flangia che si accoppia alla lanterna deve essere dello stesso tipo, B5 (grande) o B14 (piccola), e avere lo stesso diametro di centraggio e lo stesso interasse fori del vecchio motore.
- Diametro, lunghezza dell'albero e chiavetta: il mozzo del giunto deve inserirsi perfettamente sul nuovo albero. Se la lunghezza dell'albero è diversa, cambia anche la posizione del giunto.
- Regolazione del giunto e dell'asse dell'albero: in alcune pompe multistadio verticali l'altezza del pacco giranti si regola durante il collegamento del giunto. Se questa regolazione viene saltata, le giranti possono strisciare contro il corpo o la tenuta meccanica può risultare compressa in modo errato. Va eseguita secondo le istruzioni di montaggio del costruttore della pompa.
- Senso di rotazione: al primo collegamento si verifica con un breve impulso il senso indicato dalla freccia sul corpo pompa. La pompa multistadio può erogare un po' di pressione anche in senso inverso; per questo una pressione bassa può essere il segnale di un senso di rotazione errato.
HEM Motor offre, a seconda della carcassa, le forme costruttive B3, B5, B14, B34, B35 e le verticali V1/V3/V5/V6/V15; la quota della flangia va confermata nell'ordine. Per i dettagli sul montaggio verticale con albero in basso può consultare il nostro articolo sul montaggio verticale, per le quote i disegni tecnici 2D.
