Pompa volumetrica

Sviluppo pompa bivite

CLIENTE

Multinazionale che produce pompe a cavità progressiva

RICHIESTA

Progettazione di un prodotto di punta per il settore alimentare da introdurre all’interno del proprio catalogo

SUCCESSO

Avviato il processo di industrializzazione per la messa in vendita

Nablawave pompa volumetrica bivite macro
pROBLEMA:

Un’azienda multinazionale specializzata nella produzione di pompe a cavità progressiva aveva intenzione di introdurre all’interno del proprio catalogo un prodotto di punta per il settore alimentare. La scelta era ricaduta su una particolare tipologia di pompa volumetrica, la pompa bivite, che consente il pompaggio di fluidi alimentari anche ad elevate viscosità (ad es. cioccolato, miele, yogurt) minimizzando le alterazioni delle proprietà organolettiche e rispettando i più elevati standard igienici.

L’azienda aveva già realizzato un prototipo di pompa bivite, ma il prodotto testato non aveva soddisfatto i requisiti relativi a efficienza, funzionalità e costi di produzione. Visto l’elevato numero di parametri progettuali in gioco, e il loro elevato grado di interazione, era necessario un approccio sistematico in grado di stimare a priori costi e caratteristiche prestazionali della pompa.

Un singolo parametro può avere, infatti, un impatto rilevante sulla progettazione: una modifica nella parte idraulica può influire sulla parte meccanica e viceversa. Da non trascurare poi l’esistenza di vincoli progettuali esterni, quali la scelta obbligata di componenti industriali standard.

Particolare importanza riveste la stima della deflessione dell’albero motore, che dipende sia da fattori prettamente idraulici (pressione operativa, regime di rotazione), sia strutturali (sezione e lunghezza dell’albero, posizionamento dei cuscinetti, ecc.) e può influire direttamente sul rendimento e sui costi. Minori deflessioni, infatti, permettono di ridurre la distanza tra rotore e statore e di conseguenza anche le perdite idrauliche di ricircolo; tuttavia, esse sono ottenibili mediante un incremento dei supporti o del diametro dell’albero, scelte che di norma comportano un incremento dei costi.

Soluzione:

Nablawave, avendo già sviluppato in precedenza software per la progettazione automatica di varie tipologie di pompe, ha potuto rapidamente implementare un modulo specifico per le pompe bivite, in grado di eseguire:

• la progettazione dell’idraulica della pompa con la stima della curva caratteristica portata-prevalenza, la stima del rendimento in funzione delle dimensioni, del passo delle viti e delle tolleranze di lavorazione tra rotore e statore

• la progettazione della trasmissione, compreso il dimensionamento degli ingranaggi, la scelta dei cuscinetti e del relativo sistema di lubrificazione

• la stima delle perdite per attrito relative alla tenuta meccanica

Avere a disposizione un metodo per stimare rapidamente pro e contro di diverse configurazioni ha permesso di selezionare il design ottimale per la clientela target di riferimento.

Una volta scelta la configurazione di base, Nablawave ha curato la progettazione di dettaglio della pompa, mirata a:

• semplificare il più possibile le operazioni di montaggio, smontaggio e calettatura degli ingranaggi

• predisporre l’alloggiamento della tenuta meccanica per l’utilizzo flessibile sia di tenuta singola che di tenuta doppia

Progettare i condotti interni e tutte le sedi di tenute statiche rispettando le indicazioni della normativa sull’igiene sia europea (EHEDG), sia americana (3-A).

Pompa volumetrica portata pressione
Nablawave pompa volumetrica bivite
risultati:

Al termine della progettazione di dettaglio è stato realizzato il prototipo della pompa bivite. Nablawave ha definito la campagna di test sperimentali: le prove a banco hanno permesso di tracciare le curve caratteristiche portata-prevalenza e di rilevare i consumi energetici dei vari sottocomponenti (idraulica, tenuta meccanica, trasmissione). Sono stati impiegati fluidi a differenti livelli di viscosità (miscele diverse di acqua e gel alimentare).

A valle dei test si è verificato che la pompa bivite rispettasse i requisiti di progetto con margine ampio. Sono state apportate delle modifiche minime al sistema di lubrificazione per aumentare la circolazione dell’olio nei cuscinetti.

Attualmente è stato avviato il processo di industrializzazione per la messa in vendita. A breve sono in programma ulteriori attività:

• lo sviluppo di pompe bivite di taglia superiore, facilitato da un flusso di progettazione rapido, già collaudato

• la ricerca di soluzioni progettuali che impiegano materiali innovativi per conseguire una riduzione di pesi e costi di produzione

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