La tenuta meccanica per pompe

La tenuta meccanica delle pompe è un sistema che permette di contenere i fluidi in due diversi ambienti senza che vi sia una comunicazione tra essi. 

Nelle elettropompe, la tenuta meccanica consente di far accedere l’albero rotante all’ambiente dove passano i fluidi, ma senza causare la loro fuoriuscita. 

Per questo motivo, i sistemi di tenuta per pompe sono posizionati tra l’albero e l’alloggiamento della pompa stessa e devono garantire anche una buona resistenza all’attrito e il controllo della pressione. 

La tenuta meccanica delle elettropompe

I sistemi di tenuta meccanica per pompe sono un’evoluzione di altre metodologie che ormai vengono impiegate solo raramente e sono progettati proprio per superare i punti di debolezza dei sistemi utilizzati in precedenza. 

La tenuta meccanica è un interfaccia che collega la parte statica, ovvero l’alloggiamento, con quella dinamica della pompa, cioè l’albero. 

La sezione rotante, che va poi a costituire un tutt’uno con l’albero, viene fissata da un O-ring. Si tratta di una guarnizione ad anello, di varie dimensioni, realizzata con materiali elastici che è in grado di rispondere bene alla deformazione e assicurare una buona tenuta. 

I sistemi di tenuta meccanica per pompe sono solitamente costituiti da 3 punti: due di questi sono collegati alle componenti statiche, mentre uno deve essere posizionato nella parte dinamica, vicino l’albero rotante, ed è proprio quest’ultimo a richiedere maggiore attenzione. 

Questa tenuta, infatti, è l’elemento principale che garantisce l’efficacia dell’intero sistema.

Si tratta di un elemento composto da una superficie dotata di due cuscinetti, uno fisso e uno rotante, solitamente piatti e lavorati appositamente per ridurre l’attrito, che vengono tenuti in pressione e stabilizzati tramite una molla. 

Questo sistema di tenuta meccanica evita le fuoriuscite di liquidi.

Tuttavia, per garantire il corretto funzionamento della tenuta meccanica e prevenire l’usura a cui andrebbero necessariamente incontro, è necessario che i due cuscinetti vengano costantemente lubrificati con un apposito film fluido durante l’utilizzo. 

Si tratta di un dettaglio molto importante che richiede anche un buon impegno progettuale perché lo spazio tra i cuscinetti, quello dove inserire il film lubrificante, deve avere una distanza precisa.

Le facce sono disposte a circa 1 micron, una misura inferiore allo spessore di un capello, che consente di far scorrere gli elementi senza attrito, evitando contemporaneamente la fuoriuscita dei liquidi. 

Il sistema dei cuscinetti è presente nelle pompe a soffietto, una tipologia indicata per le pompe centrifughe utilizzate per fluidi con particelle solide in sospensione. 

In queste soluzioni, il soffietto, la molla e l’o-ring sono un unico insieme che ruota insieme all’albero della pompa. La molla, solitamente realizzata in acciaio, assicura che il soffietto possa estendersi e controlla quindi la tenuta dei due anelli. 

Nel sistema di tenuta per pompe centrifughe a labbro è sufficiente il raffreddamento che viene offerto dal liquido pompato, senza dover ricorrere a una lubrificazione.

I sistemi di tenuta a labbro sono solitamente realizzati con materiali come il Viton, un elastomero che offre un’elevata resistenza ed eccellenti prestazioni, oppure in gomme EPDM, un materiale sintetico difficile da deformare, ma sono possibili ulteriori opzioni.

La differenza tra tenuta meccanica e tenuta baderna

In realtà, esistono diversi i sistemi di tenuta per pompe oltre a quello di tipo meccanico.

In molti modelli, infatti, viene ancora impiegata la tenuta baderna, conosciuta anche come tenuta premistoppa. 

Si tratta di un cordoncino con fili intrecciati molto resistenti che vanno posizionati tra l’albero e l’alloggio della pompa in un’apposita scanalatura. 

La tenuta baderna svolge una funzione d’isolamento, ma i cordoni impiegati tendono spesso a consumarsi con il tempo e funzionano in modo ottimale solo se viene impressa un’elevata pressione con un conseguente aumento dei consumi. 

Infatti, l’adozione di sistemi di tenuta meccanica rispetto a quelli di tenuta baderna permettono un risparmio di acqua e, in generale, dei costi operativi, oltre che essere più sostenibili anche da un punto di vista ambientale.

Le tenute meccaniche, poi, a differenza di quelle baderna offrono una maggiore efficienza nel contenere le perdite. Infatti, anche in presenza di piccole fuoriuscite di fluidi, il volume di queste è davvero irrisorio, e non visibile a occhio nudo sulle pompe con sistemi di tenuta meccanica. 

Si tratterebbe solo di vapore acqueo generato dal lubrificante e non di vere e proprie perdite di liquidi e, in ogni caso, se queste fossero in stato fluido, non sarebbero in quantità maggiori di quella che può essere contenuta in un cucchiaino.

I motivi per cui preferire le pompe con sistemi di tenuta meccanica sono diversi e, oltre alla maggior capacità d’isolamento che limita anche la corrosione, le tenute meccaniche permettono anche di preservare l’albero della pompa da attriti e malfunzionamenti. 

Inoltre, la presenza delle molle nei sistemi di tenuta meccanica rende la loro regolazione molto efficiente. Questa viene svolta in modo del tutto automatico e consente di limitare l’usura.  

I sistemi meccanici vengono preferiti anche perché in grado di tenere il vuoto e perché sono più semplici da pulire. 

La tenuta meccanica è sicuramente la migliore opzione per chi cerca performance elevate, ma anche per la sicurezza, l’affidabilità e le minori perdite di liquido che potrebbero causare un danno ambientale. 

Sostituire la tenuta baderna con una meccanica, però, non sempre potrebbe essere così immediato e questo richiede alcune valutazioni. 

Sicuramente scegliere la tenuta meccanica comporta un investimento iniziale più elevato, ma questo sarà poi ammortizzato negli anni. Inoltre, avvalersi di consulenti esperti permette di trovare la migliore configurazione per affrontare le specifiche esigenze operative con la massima performance.

I sistemi di tenuta a baderna, anche in condizioni ottimali, sono caratterizzate da piccole perdite che, nel tempo, finiscono comunque per richiedere manutenzione o la sostituzione della tenuta. 

Se a prima vista può sembrare un problema da poco, bisogna pensare che queste continue manutenzioni o sostituzioni, soprattutto se si è in presenza di un parco macchine vasto, potrebbe essere molto dispendioso.

La tenuta a baderna, comunque, risulta essere una scelta possibile per le applicazioni rotanti, soprattutto se si ha a disposizione uno staff preparato che può intervenire celermente per manutenzione o per risolvere malfunzionamenti.