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LA TEORIA DEL VUOTO

 

Il vuoto può essere definito come una pressione inferiore a quella atmosferica.

Al livello del mare, la pressione atmosferica è solitamente di 1013 mbar.

Ogni pressione inferiore a questo valore rappresenta un vuoto.

Ciò che accade in effetti all’interno di un sistema nel quale si vuole creare il vuoto consiste nella evacuazione delle molecole d’aria all’interno del circuito.

Le due tipologie di applicazione esistenti sono: circuito a tenuta (ermetico) e circuito con perdite (poroso). In un circuito a tenuta, la riduzione della densità delle molecole in esso contenute causa una diminuzione della pressione assoluta del gas residuo, originando il vuoto.

Per ottenere il vuoto in un circuito con perdite occorre rimuovere un numero di molecole d’aria superiore a quelle che sono in grado di rientrare nel sistema.

 

TERMINOLOGIA

 

La terminologia utilizzata nel campo del vuoto deve essere corrente sia nel caso  dei sistemi elettromeccanici che ad aria compressa. Solo parlando la stessa lingua si possono fare paragoni reali.

I più importanti termini da comprendere e da utilizzare nello sviluppo di un  circuito di vuoto sono:

 

Vuoto

La pressione od ogni pressione inferiore a quella atmosferica.

Come detto precedentemente, al livello del mare la pressione atmosferica è solitamente di 1013 mbar (millibar); ogni pressione inferiore a questo valore viene definita vuoto.

 

Portata

La velocità di evacuazione della pressione atmosferica all’interno di un sistema, oppure la quantità d’aria che fluisce attraverso una pompa.

Di solito viene misurata in un min. (lt. al minuto).

La portata determina anche la capacità di compensare eventuali perdite. La velocità di evacuazione è inversamente proporzionale al grado di vuoto.

 

Portata Aria Libera                                                                                                                                                                        

Determina la quantità  di  aria  evacuata  ad una pressione pari a quella atmosferica.

Il termine viene spesso utilizzato dai costruttori di pompe a vuoto per indicarne le caratteristiche.

Questo dato spesso può confondere poiché non indica le prestazioni ai diversi gradi di vuoto.

La portata d’aria libera può essere paragonata alla cilindrata di un motore che dice poco a riguardo delle sue caratteristiche di efficienza e prestazioni.

 

Grado di Vuoto

Il termine definisce il livello di pressione all’interno di un circuito, che viene solitamente misurato in kPa (kilo Pascal).

Il gradi di vuoto determina la forza di sollevamento di una ventosa, o la quantità di atmosfera residua.

L’aumento del grado di vuoto corrisponde ad una diminuzione della velocità di evacuazione.

 

Aria Compressa

 

La fonte di energia che alimenta una pompa a vuoto del tipo ad eiettori. L’aria compressa è paragonabile all’elettricità che alimenta una pompa a vuoto elettromeccanica.

Questa viene prodotta da un compressore, e distribuita mediante delle tubazioni.

 

Pressione dell’Aria Compressa

La pressione dell’aria compressa viene misurata in bar.

Le prestazioni ottimali di una pompa ad aria compressa si ottengono mediante il bilanciamento tra la pressione erogata dal compressore e la pressione di funzionamento richiesta.

 

Tempo di Evacuazione

 

Il tempo che intercorre per evacuare un dato volume d’aria ad un grado di vuoto prestabilito.

 

Consumo di Energia

 

La quantità di energia espressa in hp, kW, 1/min che una pompa a vuoto necessita per generare il grado di vuoto desiderato.

 

Forza di Sollevamento

 

La capacità di sollevamento di una ventosa determinata mediante il rapporto tra la pressione e l’area della superficie di contatto.

 

Volume

 

L’area totale di un circuito comprendente tutti gli spazi nocivi inclusa l’area di applicazione.  

Questi rappresentano i termini più importanti utilizzati nel caso di applicazioni di vuoto.

 

GRADI DI VUOTO

 

Il vuoto viene solitamente suddiviso in tre aree applicative, che dipendono dal grado di vuoto richiesto.

 

Basso Vuoto

 

Solitamente impiegato in tutte quelle applicazioni dove è necessario un elevato flusso d’aria.

In questo segmento solitamente vengono utilizzate delle pompe elettromeccaniche del tipo a girante. La serigrafia sui tessuti rientra tra le applicazioni tipiche che necessitano di un basso grado di vuoto.

 

Vuoto Industriale

Con il termine vuoto industriale si intende un vuoto compreso tra 20 e 99 kPa. Questo range comprende la maggior parte delle applicazioni. Il vuoto industriale viene utilizzato dalla manipolazione alla termoformatura.

 

Vuoto di Processo

Trattasi di un grado di vuoto superiore a 99 kPa. Solitamente l’unità di misura utilizzata è il Torr. Il flusso di aspirazione è minimo e le applicazioni di tipo scientifico comprendono simulazioni spaziali.

 

Il più alto livello di vuoto raggiunto sulla terra si discosta notevolmente dal valore di vuoto assoluto che rimane un valore puramente teorico. Anche nello spazio e quindi in assenza di atmosfera vi è una minima presenza di atomi.

 

 

 

 

Prodotti del vuoto

 

POMPE

 

Sebbene esistano diversi modi per creare il vuoto, in questa sede tratteremo esclusivamente le “pompe” ad aria compressa ed elettromeccaniche.

 

Pompe ad Aria Compressa

Le pompe a vuoto definite solitamente come generatori di vuoto, utilizzano il principio di Bernulli basato sull’esistenza di una relazione tra pressione e velocità: l’alta velocità di un fluido (come aria o acqua) corrisponde ad una bassa pressione e viceversa.

 

Venturi a Singolo Stadio

I generatori di vuoto ad aria utilizzano questo principio che consiste nell’iniezione di aria compressa all’interno di un ugello conico chiamato eiettore. L’aria compressa, attraverso l’ugello conico raggiunge una velocità supersonica ( a ) che attira delle molecole a bassa pressione.

La pressione atmosferica esterna (b) fluirà, cercando di riportare il sistema in equilibrio. Il mix di aria compressa passante l’eiettore e l’aria a pressione atmosferica esterna fluiscono attraverso lo scarico (a + b).

Il grado di vuoto che un eiettore può raggiungere dipende dalla configurazione dell’eiettore. La maggiore riduzione della sezione dell’ugello porta ad un aumento della velocità che corrisponde ad una riduzione di pressione,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Venturi Multi Stadi

 

Il generatore di vuoto definito come multi stadi o multi caratteristica utilizza dei multipli di eiettore.

L’aria compressa immessa nella pompa (1), attraversa il primo eiettore (ugello di Laval). Le migliori prestazioni dovute al maggior numero di stadi con relativo eiettore (3) consentono di ottimizzare i rendimenti della pompa. Ogni stadio (A,B,C,D) è in grado di raggiungere un diverso livello di vuoto.

Quando la pressione presente nello stadio comune (4) a causa dell’azione combinata dei vari eiettori (5) raggiunge un valore superiore all’eiettore di riferimento causa la chiusura in sequenza delle singole membrane in gomma (7) lasciando aperto solo lo stadio dell’alto vuoto (8).

L’atmosfera esterna (6) fluisce attraverso lo stadio comune nel tentativo di riequilibrare la pressione nel sistema. L’aria compressa (1) e l’atmosfera esterna (6) si miscelano fluendo attraverso lo scarico (1+6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Unità Multi Stadio

Il processo precedentemente descritto viene eseguito in millesimi di secondo, e si ripete di continuo con l’aumentare od il diminuire del grado di vuoto, a seconda delle perdite del circuito.

 

Confronto tra Singolo Stadio e Multi Stadio

Da valutare in questo tipo di confronto il consumo di aria compressa. Per le pompe a singolo stadio, il rapporto tra consumo e portata d’aria aspirata non è mai superiore a 1:1 e non è raro incontrare eiettori con rendimenti pari a 2 0 3:1. Storicamente questo ha portato ad una considerazione di inefficienza del sistema.

La pompa multi stadi sfrutta invece l’energia cinetica dell’aria compressa abbinata ad ugelli di Laval che attraversando una serie di eiettori opportunamente dimensionati permette una espansione graduale dell’aria.

In questo caso il rapporto tra consumo e portata d’aria aspirata risulta mediamente tre volte più efficiente con un rendimento pari a 3:1.

Grandi variazioni anche per il livello di rumorosità di 90 decibel per il singolo stadio che nel caso del multi stadio viene ridotto a valori compresi tra 55 e 75 dBA ( confrontare nella sezione tabelle quella relativa ai livelli di rumorosità).

 

Pompa Elettromeccanica

 

Questo tipo di pompa dispone solitamente di un motore elettrico ma può anche essere dotato di un motore a combustione interna.

La pompa elettromeccanica sfrutta il principio di funzionamento del compressore in senso inverso prelevando l’aria da un volume chiuso, immettendola in ambiente.

Esistono tre versioni di pompe elettromeccaniche disponibili sia nella versione a secco che lubrificata.

 

Pompa a Canale Laterale

 

Trattasi di una pompa che sfrutta il principio di funzionamento inverso del ventilatore,

La pompa a canale laterale consente di raggiungere elevate portate d’aria con un basso livello di vuoto.

Tra le applicazioni comuni possiamo rilevare l’evacuazione di fumi (ventilazione) e la manipolazione dei tessuti.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pompa a Palette

 

La pompa a palette viene largamente utilizzata nel settore industriale. Le lamelle fissate all’albero motore ruotano ad elevata velocità. Durante la rotazione attraverso una feritoia viene intrappolata e trascinata dall'’aria, creando il vuoto alle sue spalle.

Le feritoie generalmente in carbonio richiedono tolleranze estremamente limitate.

La versione monostadio raggiunge un grado di vuoto di 90 kPa mentre quella a due stadi di 99 kPa.

 

 

 

 

Prodotti del vuoto

 

Pompa a Pistone

 

L’oscillazione generata dal pistone consente lo spostamento interno dell’aria. Rispetto alle altre pompe elettro-meccaniche risulta essere più silenziosa, compatta e leggera.

Utilizzata solitamente in applicazioni dove non è richiesta una grande portata d’aria.

La versione monostadio raggiunge un grado di vuoto di 85 kPa mentre quella a due stadi di 95 kPa.

La scelta tra una pompa a secco o lubrificata dipende dal tipo di applicazione.

 

 

 

La pompa a secco si utilizza in applicazioni dove la presenza di nebbie e vapori d’olio non è tollerata. Richiede una minore manutenzione e non necessita di continui rabbocchi di olio.

 

La pompa lubrificata richiede una maggiore manutenzione ma offre come vantaggio un maggior grado di vuoto dovuto alla tenuta creata dal lubrificante. Può operare a basse temperature e le parti soggette a minore usura e corrosione hanno una durata superiore del 50%.

 

 

VENTOSE

 

La ventosa aderisce alla superficie di un oggetto nel momento in cui la pressione esterna circostante (pressione atmosferica) è maggiore della pressione esistente tra la ventosa e la superficie dell’oggetto.

Al fine di creare una bassa pressione all’interno della ventosa, quest’ultima può essere collegata ad una pompa di vuoto. La forza di sollevamento della ventosa dipenderà dal grado di vuoto raggiunto dalla pompa e dalla sua capacità di compensare le perdite.

 

La ventosa rappresenta un sistema efficace, semplice ed economico per la movimentazione di oggetti con forma e superficie estremamente variabile.

La ventosa può  essere piana, ovale, conica, a soffietto con la possibilità di aggiunger accessori tra cui valvole e filtri.

Ogni ventosa nasce con l’obiettivo di soddisfare una particolare applicazione di vuoto.

 

Ventosa Piana

 

Ventosa utilizzata per la movimentazione di lastre ed in quelle applicazioni dove la forza di sollevamento è parallela al piano di presa.

I rinforzi interni favoriscono la stabilità e rendendola idonea per la manipolazione di oggetti pesanti.

 

 

 

Ventosa Piana con Tastatore

 

La ventosa piana può essere dotata di una valvola conica ideata per ridurre le perdite.

La valvola si apre solo quando viene premuta dall’oggetto che si vuole sollevare. I vantaggi che ne derivano sono maggiore sicurezza, minore consumo d’aria e rapidità di intervento poiché il circuito della ventosa viene evacuato prima di essere aperto.

 

Ventosa a Soffietto

 

Questa versione consente la manipolazione di particolari leggeri in applicazioni dove la forza di sollevamento è parallela al piano di presa. Il movimento del soffietto permette di compensare le regolarità della superficie e l’altezza dell’oggetto.

 

 

Ventosa a Soffietto Lungo

Stesse caratteristiche della versione precedente ma con una maggiore compensazione in altezza.

Questa ventosa non può essere sottoposta ad elevati gradi di vuoto.

 

Ventosa Ovale

 

La ventosa viene utilizzata per il sollevamento di oggetti aventi forma allungata o in applicazioni dove la limitazione di spazio preclude l’utilizzo di una ventosa circolare.

 

Ventosa a Cono Profondo

Questa ventosa consente il sollevamento di oggetti con superficie curva od irregolare.

La presa che può anche avvenire sull’angolo la rende molto versatile. La ventosa non può essere utilizzata su superfici piane e tende a deformarsi se sottoposta ad alti gradi di vuoto.

 

 

ACCESSORI

 

 

La miglior garanzia di funzionamento, per un sistema di sollevamento con ventose, è rappresentata dalla scelta dell’accessorio idoneo alla applicazione.

Di seguito vengono presentati alcuni accessori per far fronte alla maggior parte delle esigenze.

 

Compensatore di Livello

 

 

Questo accessorio consente di ovviare a differenze di altezza, ad esempio in sistemi di sollevamento dove le ventose sono fissate su una struttura rigida.

Quando una ventosa deve essere utilizzata sul braccio di un robot o in un sistema similare, l’impiego del compensatore di livello permette di posizionare i particolari esattamente l’altezza richiesta. Il dispositivo garantisce inoltre, entro un certo limite, l’assorbimento di eventuali contraccolpi.

 

 

Giunto Sferico

 

nel caso di movimentazione di oggetti pesanti, la ventosa può trovarsi sottoposta a sollecitazioni di flessione. La ventosa dotata di giunto sferico consente al sistema di adeguarsi alle flessioni provocate dal peso.

 

 

Adattatore Angolare

 

Da utilizzarsi per le connessioni del vuoto quando si è in presenza di spazi ristretti. L’adattatore multi porte permette il montaggio verticale della ventosa e semplifica le operazioni di cablaggio di una serie di ventose.

 

 

 

 

Filtri

 

La filtrazione è un elemento che determina la frequenza di manutenzione della pompa a vuoto. Ad esempio la polvere della carta può causare una eccessiva usura alle palette o al motore della pompa elettro-meccanica, come può ostruire gli eiettori di una pompa pneumatica.

Attualmente sono disponibili diverse versioni di filtro. Il filtro del vuoto in plastica con il suo contenitore trasparente, consente di visualizzare lo stato di usura dell’elemento filtrante. Il filtro del vuoto in acciaio oltre ad essere più resistente risulta avere una maggiore superficie filtrante.

 

In spazi veramente ridotti il filtro in linea è in grado di garantire un eccellente risultato. Ovviamente i filtri differiscono come porosità. Assicurarsi di utilizzare un filtro con una porosità adeguata a proteggere la pompa.

 

Tubi

 

L’uso corretto di manicotti e tubazioni migliora le prestazioni dell’applicazione.

Spesso si sceglie un tubo con diametro interno troppo piccolo nel tentativo di ridurre il volume che deve essere evacuato. Un restrizione limita estremamente in flusso danneggiando la nostra applicazione.

Sostituire un manicotto da ½” con  ¼” pur riducendo in volume, a volte rende il tempo di evacuazione superiore. Altro fattore da considerare è quello di utilizzare tubazioni testate per il vuoto. Il tubo in poliuretano quando è troppo sottile per effetto combinato del vuoto e della temperatura, può collassare occludendo il passaggio dell’aria.

E’ importante consentire alla pompa di sfruttare le sue caratteristiche. Le incaute restrizioni limitano le naturali caratteristiche della pompa.

 

Controlli

 

Alcune applicazioni necessitano di un segnale che comunichi il raggiungimento del grado di vuoto richiesto oppure, rilevi la presenza del pezzo.

Il dispositivo può essere tarato come un interruttore che chiude il circuito ed invia un segnale. Questa funzione utilizzata come sicurezza, impone al sistema di raggiungere un certo grado di vuoto prima di dare il consenso al sollevamento.

Ovviamente il livello di vuoto sarà tale da garantire un fattore di sicurezza di almeno 2:1.

Dispositivi analoghi vengono utilizzati per controllare il funzionamento della pompa, trattenere il vuoto e gestire il ciclo di una macchina.

 

 

CONSUMO ENERGETICO AI DIVERSI GRADI DI VUOTO

 

 

 

Qualunque pompa a vuoto si utilizzi il consumo di energia aumenta con l’aumentare del grado di vuoto.

Questo aumento non lineare viene definito asintotico. Di conseguenza, è consigliabile operare al più basso grado di vuoto possibile per evitare sprechi energetici.

Un modo eccellente per illustrare la crescita asintotica del consumo di energia è quella di usare un cilindro con un pistone.

A 101,3 kPa, il pistone nel cilindro è posto a 0,1 m dal fine corsa.

Per ottenere 40,52 kPa, il pistone deve essere tirato di 0,25 m, che equivale a 2,5 volte l’energia richiesta o consumata.

Se il livello deve essere portato da 40,52 a 10,13 kPa, il pistone deve essere tirato da 0,25 a 1 m.

Il movimento è 4 volte maggiore, e si traduce nel 400% di energia richiesta o consumata.

Da 10,13 a 0,1013 kPa, il consumo di energia aumenta di 100 volte.

Tutto ciò viene definito con la legge di Boyle/Mariotte che dimostra come la riduzione di pressione implichi un aumento del volume da evacuare.

 

 

Le ventose non devono essere sottoposte senza necessità ad un alto livello di vuoto. Un elevato grado di vuoto oltre a causare una eccessiva usura, richiede come abbiamo già visto, un notevole dispendio energetico.

Con un aumento del livello del vuoto da 60 a 90 kPa, la forza aumenta del 20-30%, mentre la richiesta energetica incrementa con un fattore pari a 10.

Poiché la forza di sollevamento disponibile è direttamente proporzionale all’aria della ventosa, si consiglia di mantenere un livello di vuoto basso ed aumentare l’aria di quest’ultima, quando è necessaria una maggiore forza di sollevamento.

 

Capacità di sollevamento in relazione all’area

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Circuiti in depressione

 

 

TIPI DI APPLICAZIONE

 

 

Come accennato precedentemente, è importante utilizzare la stessa terminologia quando si studia un circuito.

I tipi di circuito esistenti possono essere definiti a tenuta (non poroso) e aperto (poroso). Già in fase di progetto occorre assegnare al circuito uno specifico grado di vuoto poiché questo influirà notevolmente sulla riuscita dell’applicazione.

 

Applicazione a tenuta (non porosa)

Per realizzare questo circuito occorre considerare il volume, il grado di vuoto ed il tempo di evacuazione.

Funzioni come controllo del vuoto raggiunto, dispositivo di risparmio energetico e filtro vengono considerati opzioni. L’esempio consiste nello svuotamento di un serbatoio.

 

 

 

Per iniziare occorre conoscere il volume totale da evacuare. Questo comprende il serbatoio, la tubazione ed il filtro. Di seguito occorre stabilire il grado di vuoto necessario ed eseguire l’applicazione e la velocità di evacuazione determinata dal tempo ciclo macchina.

La scelta della pompa dipende esclusivamente da questi parametri (la quantità d’aria aspirata determina la velocità della pompa;  maggiore è la portata minore è il tempo di evacuazione).

La tubazione riveste una certa importanza poiché se di sezione troppo piccola limita il flusso di aspirazione. La soluzione migliore consiste nell’utilizzare tubi di sezione pari  all’attacco di vuoto in uscita dalla pompa. Una volta evacuato il volume nei termini stabiliti si potrà cercare di affinare il circuito con un interruttore di vuoto (vacuostato) che ci segnali il raggiungimento del grado di vuoto finale.

Utilizzando una pompa elettro-meccanica, una valvola posizionata tra serbatoio e pompa interviene quando si raggiunge il grado di vuoto stabilito. La pompa resta in funzione mentre, la valvola consente di prelevare aria a pressione atmosferica necessaria al suo raffreddamento.

Nel circuito pneumatico la valvola viene posizionata sull’alimentazione dell’aria compressa della pompa. Raggiunto il vuoto la valvola interviene disattivandola. In questo caso viene posta una valvola di non ritorno tra serbatoio e pompa per prevenire eventuali perdite.

La maggiore causa dei guasti è dovuta alla mancanza o inefficienza del filtro. Un adeguato sistema filtrante previene onerosi interventi di manutenzione. Elenco dei parametri necessari allo sviluppo di un circuito a tenuta:

 

  1. volume totale sistema?

  2. grado di vuoto?

  3. tempo ciclo?

  4. dimensione tubi?

  5. controlli e sicurezze?

 

Applicazione aperta (porosa)

Il sollevamento o la manipolazione di un oggetto richiede l’uso di una ventosa. La gamma disponibile consente di far fronte alle differenti superfici dei materiali.

Prima di addentrarci sulle caratteristiche di configurazione della ventosa, occorre capirne il suo funzionamento. La ventosa aderisce alla superficie di un oggetto nel momento in cui la pressione esterna circostante è maggiore della pressione esistente tra la ventosa e la superficie dell’oggetto. Per ridurre la pressione all’interno della ventosa occorre collegarla ad una pompa a vuoto.

Per progettare il circuito occorre partire dal punto di contatto tra ventosa e oggetto per poi risalire verso la pompa a vuoto. Il metodo consente il corretto dimensionamento dei componenti e le migliori prestazioni.

Prima di selezionare una ventosa occorre considerare la superficie, la conformazione, la direzione di sollevamento, il peso e la porosità dell’oggetto.

 

 

 

 

 

 

VENTOSE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sollevamento parallelo e perpendicolare

 

 

 

 

 

 

 

 

Superficie e Conformazione

 

Una valutazione visiva oltre a evidenziarne le dimensioni identifica se l’oggetto è curvo o piano.

Utilizzare la ventosa che meglio si adatta alla superficie è essenziale. Un ulteriore contributo potrebbe venire dall’analisi della conformazione dell’oggetto.

Un esame più accurato potrebbe evidenziare una certa rugosità che oltre a limitare l’impiego delle ventose rappresenta una potenziale perdita.

 

Porosità

 

Quale è la porosità del materiale? Questa domanda risulta essere molto importante per la definizione del formato delle ventosa e per il dimensionamento della pompa. La porosità viene definita come quantità di aria a pressione atmosferica che passa attraverso un materiale sottoposto ad una depressione. Il vetro non consente il passaggio d’aria mentre, la carta è piena di minuscoli pori.

 

Materiale

 

Spesso occorre verificare la temperatura di lavoro necessaria ad eseguire quella particolare applicazione.

Temperature troppo elevate come nella termoformatura, o troppo basse impongono l’uso di ventose con mescole speciali. Il silicone rappresenta la soluzione migliore anche se esiste il rischio del rilascio di piccole particelle (alone) che rende difficile un eventuale successiva verniciatura.

 

Peso e Dimensione

 

Per sollevare un’oggetto è indispensabile conoscerne il peso e le dimensioni. Questi due parametri determinano il numero ed il diametro delle ventose. Il progettista dovrebbe prevedere sempre un fattore sicurezza di almeno 2:1.

 

Vedi schema  

 

La dimensione della ventosa ne determina la sua collocazione. Per bilanciare il dispositivo di sollevamento è necessario posizionare le ventose in corrispondenza del centro di gravità dell’oggetto.

 

Scelta della Ventosa

 

Una volta determinati peso e dimensione dell’oggetto, si devono logicamente stabilire tipo e diametro della ventosa. Come visto in precedenza, esistono più configurazioni di ventosa per consentire di adattarsi alla superficie da manipolare.

Utilizzare sempre la ventosa più grande possibile ci permette di diminuire il grado di vuoto.

Questa soluzione offre una serie di vantaggi tra cui minore tempo di evacuazione, ridotti consumi e maggiore durata meccanica della ventosa.

 

Elenco Parametri da Verificare

 

  • Utilizzare la ventosa idonea all’applicazione

  • Fare attenzione al tipo di materiale ed alla conformazione della superficie

  • Determinare il tipo di materiale della ventosa idoneo all’applicazione

  • Progettare il sistema con un fattore di sicurezza di almeno 2

  • Conoscere le eventuali forze dinamiche che potrebbero influenzare l’applicazione

  • Distribuire le ventose in relazione al centro di gravità

  • Differenti modelli di ventosa richiedono una collocazione diversa

  • Utilizzare gli accessori idonei all’applicazione

  • Considerare il tipo di finitura della superficie (il silicone non è adatto su superfici che devono poi essere verniciate)

 

Scelta della Pompa

 

Selezionati i componenti che la precedono occorre dimensionare la pompa considerando quanto segue:

 

·        Il circuito è centralizzato o decentralizzato?

·        Quale è la velocità dell’applicazione?

·        Qual’è il volume da evacuare?

·        Porosità del materiale?

·        Quale è il grado di vuoto richiesto?

 

Con il termine centralizzato o decentralizzato occorre definire se ci riferiamo ad un impianto o ad una singola applicazione della macchina. Il motivo su cui far ricadere la scelta può dipendere da diversi fattori.

Per esempio, se una grande pompa a vuoto centralizzata è in grado di soddisfare il bisogno di una macchina o addirittura dell’intero stabilimento, un eventuale guasto può compromettere l’intera produzione. Inoltre, eventuali particolari situazioni possono influenzare negativamente il rendimento del sistema come nel caso in cui le ventose non a contatto riducono le prestazioni della macchina.

Ovviamente la manutenzione in questi casi è molto più semplice poiché si tratta di controllare una sola pompa.

 

Confronto tra Sistema Centralizzato e Decentralizzato

 

 

Il circuito decentralizzato comprende più pompe che agiscono singolarmente sulle applicazioni. Il sistema necessita di un certo sincronismo e di maggiori costi di manutenzione. Un circuito decentralizzato resta comunque indipendente e non influenza il rendimento della macchina.

 

La velocità dell’applicazione determina la portata che per definizione è la quantità d’aria a pressione atmosferica che passa attraverso una pompa. Uno svuotamento rapido può dipendere dal dimensionamento della pompa e dal controllo delle perdite.

 

 

 

 

 

 

Il volume totale è la somma geometrica delle parti interposte tra pompa e applicazione ed include la ventosa, il tubo ed il filtro. Maggiore è il volume, maggiore sarà il tempo necessario a raggiungere il grado di vuoto stabilito.

 

La porosità o perdita è determinante per la riuscita dell’applicazione. Materiale come il cartone ondulato che non ha una struttura compatta, consente il passaggio della pressione atmosferica attraverso i suoi pori.

Maggiore è la porosità, maggiore sarà la portata necessaria a raggiungere e mantenere il grado di vuoto richiesto.

La porosità può essere compensata con una pompa di portata superiore e da un attento controllo delle perdite.

 

Come già citato in precedenza, si consiglia di lavorare ad un basso grado di vuoto poiché il consumo energetico aumenta in modo asintottico.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VUOTO E ALTITUDINE

 

 

 

Le applicazioni di vuoto utilizzano la forze esercitata dalla pressione atmosferica.

Il variare della pressione atmosferica corrisponde ad una variazione di vuoto.

Ciò significa che in ogni applicazione la pressione barometrica e l’altitudine riferita al livello del mare devono essere tenute in considerazione.

Un aumento di altitudine corrisponde ad una diminuzione della pressione atmosferica e quindi della forza disponibile per l’applicazione del vuoto.

Per esempio a Genova la pressione è di 1013 mbar (livello del mare) mentre a L’Aquila a causa dell’altitudine la pressione scende a 790 mbar.

Un’applicazione progettata per manipolare 50 Kg al livello del mare potrebbe sollevare solo 39 Kg ad una altitudine di 2000 metri.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RIF: ESTRATTO DAL "MANUALE DEL VUOTO" EDITO DALLA "PIAB ITALIA Srl- TORINO" - www.piab.it