A cura del team di ingegneri di Pinmotor | Ultimo aggiornamento: 24 ottobre 2023

Verificato da: Responsabile senior del design, Wei Zhang

Quando si progetta un dispositivo che si basa sul movimento di fluidi o gas, che si tratti di un monitor medico o di una stampante a getto d'inchiostro industriale,pompa a diaframmaè il "cuore" del tuo sistema. Se il cuore si ferma, l'intera macchina smette di funzionare.

Noi di Pinmotor abbiamo trascorso anni in laboratorio a testare migliaia di cicli di funzionamento delle pompe. Abbiamo individuato con precisione i punti deboli e i punti di forza dei diversi progetti. Questa guida analizza i componenti principali della progettazione delle pompe a membrana e condivide i "consigli da professionisti" appresi sul campo.

1. Il diaframma: il punto critico di flessione

Il diaframma è la parte della pompa più sollecitata. Deve essere sufficientemente flessibile da muoversi, ma anche abbastanza resistente da sopportare milioni di cicli.

Ecco cosa abbiamo imparato in laboratorio:

La scelta del materiale non riguarda solo la composizione chimica, ma anche la resistenza alla fatica.

EPDM:Ideale per aria e acqua in generale. È economico e resistente.
PTFE (Teflon):Il "punto di riferimento" per la resistenza chimica. Tuttavia, è più rigido. Se il tuo progetto utilizza il PTFE, il motore necessita di una coppia maggiore per superare tale rigidità.
Viton:Ideale per ambienti ad alta temperatura o oleosi, dove l'EPDM si gonfierebbe e si romperebbe.

Consiglio utile:Per le applicazioni ad alta pressione, raccomandiamo un approccio con diaframma "multistrato" per prevenire lacerazioni premature ai bordi.

2. Il motore e il sistema di trasmissione: il cuore pulsante della città.

Una pompa è valida solo quanto il motore che la aziona. Nelle micropompe a membrana, in genere utilizziamo motori a corrente continua senza spazzole (BLDC) per un motivo:Longevità.

Motori senza spazzole:Indispensabili per applicazioni industriali 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Offrono una migliore dissipazione del calore e un'usura delle spazzole pari a zero.
La ruota eccentrica:Questo converte il movimento rotatorio in un movimento lineare di "trazione e spinta". Un errore comune è quello di utilizzare un eccentrico in plastica in scenari ad alto carico. Noi utilizziamo eccentrici in metallo lavorati con precisione per garantire che la corsa rimanga costante per tutta la durata di vita della pompa.

3. Il sistema di valvole: prevenire il riflusso

Le valvole di non ritorno (o valvole di ritegno) controllano la direzione del flusso. Se non si chiudono ermeticamente, la pompa perde prevalenza (pressione) ed efficienza.

Valvole a ombrello contro valvole a battente:Per il ciclismo ad alta velocità, preferiamovalvole a ombrelloperché offrono una tenuta più simmetrica e reagiscono più rapidamente alle variazioni di pressione.
Il problema dei "detriti":La maggior parte dei guasti alle valvole non è dovuta all'usura, ma all'incastro di minuscole particelle. Consigliamo sempre di aggiungere un filtro da 50 micron all'ingresso per proteggere le sedi delle valvole.

4. Ingegneria per l'efficienza: riduzione del "volume morto"

Il "volume morto" è l'aria che rimane nella camera dopo una corsa completa. Se questo volume è troppo elevato, la pompa farà fatica ad autoadescarsi.

Come ottimizziamo questo processo:

Adattando perfettamente la forma della testa del pistone alla curvatura della camera della pompa, riduciamo al minimo lo spazio inutilizzato. Ciò si traduce in un'aspirazione più rapida e in livelli di vuoto più elevati.

Confronto: come scegliere il materiale del diaframma

Materiale	Ideale per	Vantaggi	Svantaggi
EPDM	Aria/Acqua in generale	Economico e di lunga durata	Scarsa resistenza agli oli
PTFE	Prodotti chimici aggressivi	Altamente inerte	Rigido, richiede più potenza
Viton	Alte temperature/acidi	Resiste al gonfiore	Più costoso

Domande frequenti (FAQ)

Quanto dovrebbe durare una pompa a membrana?

In un ambiente controllato con un motore brushless, una pompa di alta qualità dovrebbe superare10.000 oredi funzionamento continuo. Tuttavia, la durata del diaframma è più breve se si pompano fluidi corrosivi.

Perché la mia pompa sta perdendo pressione?

Effettuate due verifiche: innanzitutto, ispezionate le valvole per individuare eventuali detriti. In secondo luogo, controllate il diaframma per la presenza di "microfratture", segno di affaticamento del materiale.

Queste pompe possono funzionare a secco?

Sì. Uno dei maggiori vantaggi delle pompe a membrana è la loro capacità di funzionare a secco indefinitamente senza subire danni, a differenza delle pompe centrifughe.