Che cos'è una pompa a spostamento digitale e perché è più efficiente?

Il termine «pompa a spostamento digitale» tende a suscitare due reazioni in egual misura: interesse, perché suona avanzato, e scetticismo, poiché molti prodotti definiti «digitali» non presentano differenze fondamentali rispetto ai loro predecessori. In questo caso, l’interesse è giustificato. La pompa a spostamento digitale è meccanicamente distinta da ogni progetto convenzionale di pompa e la differenza di efficienza non è marginale.

Il problema intrinseco delle pompe convenzionali

Ogni pompa convenzionale a spostamento positivo — a ingranaggi, a palette o a pistoni assiali — fa compiere a tutti i suoi elementi di pompaggio attivi un intero ciclo di pressione ad ogni giro dell’albero. Quando il sistema non richiede la portata massima, la pompa continua comunque a compiere il lavoro di pressurizzazione del fluido; l’eccesso viene semplicemente scaricato nel serbatoio attraverso la valvola di sicurezza o tramite un by-pass. A carico pari al 50%, una pompa a cilindrata fissa assorbe circa l’80–90% della potenza assorbita a pieno carico, erogando tuttavia solo la metà del lavoro utile. Questo divario rappresenta uno spreco totale.

Le soluzioni a cilindrata variabile riducono tale divario diminuendo la corsa. Tuttavia, i meccanismi con piastra inclinata presentano un limite minimo di cilindrata stabile — tipicamente pari al 5–10% della cilindrata massima — al di sotto del quale la stabilità del controllo si deteriora. Inoltre, il sistema servo della piastra inclinata consuma energia in modo continuo per mantenere la propria posizione.

Come la tecnologia Digital Displacement risolve il problema

Una pompa a spostamento digitale equipaggia ogni pistone con una valvola elettronicamente controllata ad azionamento rapido. In ogni singola corsa, il pistone può essere comandato per pressurizzare il fluido e inviarlo all’uscita, oppure può essere comandato per funzionare a vuoto, aspirando il fluido e reimmettendolo all’ingresso senza compiere alcun lavoro di pressione. Tale decisione viene presa nuovamente per ciascun pistone in ogni corsa, con tempi di risposta inferiori a cinque millisecondi.

Al 50% dello spostamento volumetrico, circa la metà dei pistoni è attiva in ogni singola rotazione. I pistoni disattivati consumano quasi nessuna potenza: sono effettivamente scaricati, non semplicemente bypassati. L’efficienza al 50% del carico è quindi prossima a quella al carico pieno, anziché subire il brusco calo di efficienza tipico dei design convenzionali.

Perché questo è rilevante per le applicazioni reali

I sistemi idraulici reali raramente funzionano a pieno carico per più di una frazione del loro tempo operativo. Una macchina da costruzione esegue un ciclo composto da scavo a pieno carico, trasferimento a carico parziale e posizionamento quasi a regime di minimo. Una pressa industriale opera a elevata pressione solo durante la fase effettiva di formatura. Una pompa a spostamento digitale dimensionata per la richiesta massima funziona in modo efficiente su tutto il ciclo — non soltanto al punto di progetto.

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Fonte: www.hovooseal.com