Nuove giranti in tecnopolimeri per pompe acqua arial - GRAF

Nuove giranti in tecnopolimeri per pompe acqua: qualità e tecnologia al
servizio dell'affidabilità
Le giranti delle pompe acqua
Le giranti pompa acqua sono da sempre il componente chiave affinché le pompe acqua
svolgano il compito per cui sono nate: far circolare l’acqua nell’intero circuito di raffreddamento
del motore.
Di fatto il compito dell’intera pompa acqua è quello di far ruotare la girante che a sua volta
fornisce al liquido refrigerante la pressione sufficiente a farlo circolare, con una portata
adeguata, in tutto il circuito di raffreddamento, vincendo le resistenze interne del circuito
stesso.
La girante deve fare quindi dell’affidabilità la sua caratteristica principale, ma ciò non è
sufficiente; deve infatti anche essere progettata e realizzata in modo da garantire la portata e
la pressione necessarie al corretto raffreddamento del motore cui la pompa acqua è destinata.
La Metelli da sempre progetta internamente le proprie giranti, non soltanto ottimizzando il
comportamento fluidodinamico, ma anche scegliendo di volta in volta il materiale ed il
processo produttivo che meglio si adattano alle specifiche esigenze di ciascun componente.
Sempre attenta alle innovazioni concernenti i materiali ed alle innovazioni nel campo delle
tecnologie produttive, ma al contempo estremamente accorta nel validare adeguatamente le
nuove soluzioni prima di immetterle sul mercato, la Metelli ha introdotto nei possibili materiali
per realizzare le giranti anche i tecnopolimeri, ormai giunti ad un ottimo livello di maturità
tecnica.
I materiali scelti
I materiali polimerici, ormai presenti praticamente in ogni oggetto quotidiano, non sono tutti
uguali!
Oggi si annoverano forse centinaia di polimeri diversi, ciascuno con le proprie caratteristiche
peculiari; questi polimeri possono a loro volta essere irrobustiti mescolandoli con diversi tipi di
materiali di rinforzo che, in termine tecnico sono detti cariche; questa combinazione polimero
più materiale di carica costituisce quei materiali che vengono definiti compositi.
Metelli Co. C.F. - VAT - R.I. IT01517740989 Telephone: +39 030705711 Fax sales exp/ita: +39 0307057236/7
Via Bonotto, 3/5 R.E.A. 316597 - mecc. BS023017 e-mail: metellispa@metellispa.it Fax purchasing: +39 0307057238
25033 Cologne (BS) - Italy Capitale sociale € 15.000.000,00 web: www.metellispa.it Fax accounting: +39 0307057253

La combinazione di un numero enorme di diversi polimeri con svariati materiali per la carica,
genera una combinazione pressoché illimitata di materiali compositi tra cui un progettista può
scegliere; ciascuno con le proprie oprie caratteristiche.
I progettisti Metelli hanno effettuato la scelta dei polimeri con un obbiettivo primario in mente:
fornire una soluzione affidabile affidabile; ; tra i criteri di scelta dei polimeri sono stati tenuti in
considerazione oltre ai fattori prettamente industriali, come ad esempio la sistematicità nel
poter eseguire un corretto stampaggio, ma soprattutto le proprietà di resistenza dei materiali
una volta sottoposti alle condizioni di esercizio.
La Metelli ha voluto fornire ai propri clienti uun
n componente che non presentasse gli stessi
inconvenienti riscontrati in alcuni riferimenti OE.
I polimeri identificati, ritenuti idonei, provati e validati dalla Metelli sono tutti materiali prodotti
negli impianti dei grandi produttori mondiali di polime polimeri.
Tutti i nostri fornitori di questi materiali hanno grande capacità produttiva, approfondita
conoscenza del processo e della chimica del materiale stesso, tutto questo a garanzia di
avere forniture sempre ineccepibili che ci permettono di realizzare gir giranti anti costantemente ai
massimi livelli qualitativi.
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I “colori delle giranti”
Nell’affrontare la possibilità di impiego dei polimeri nelle giranti per pompa acqua, le attività di
studio sono state affidate ai tecnici; gli aspetti legati alle caratterist caratteristiche iche prettamente tecniche
dei materiali hanno pertanto avuto grande peso nei vari aspetti che hanno concorso ad
effettuare la scelta.
Il risultato di questo approccio è stato l’identificazione di una serie di polimeri risultati idonei
per le loro performance, ce, non per il loro aspetto.
Tutti i materiali selezionati sono materiali di colore “neutro” che significa che hanno il colore
che gli viene naturalmente conferito dal processo produttivo; i pigmenti impiegati per far
assumere ai polimeri fantasiosi colori colori, , non concorrono minimamente alla struttura del polimero
stesso, ma le loro particelle costituiscono di fatto dei veri e propri corpi estranei all’interno del
materiale.
Questo cosa significa? Semplice: i polimeri di colore “naturale” sono quelli che possi possiedono le
proprietà meccaniche migliori ad ulteriore garanzia che ogni scelta è stata fatta per la
massima garanzia di affidabilità.
L’inserto metallico
L’inserto metallico, nonostante l’apparente banalità, rappresenta la vera “chiave di volta” per
ottenere e un corretto trascinamento dell’intera girante.
Questo inserto è montato sull’alberino del cuscinetto con un’interferenza tale da garantire il
mantenimento della corretta posizione della girante anche nelle più severe condizioni di
esercizio.
Questo montaggio ggio causa nell’inserto stesso notevoli sollecitazioni meccaniche, ma le
caratteristiche dell’acciaio utilizzato e le dimensioni stesse dell’inserto, garantiscono che
queste sollecitazioni non vengono trasmesse, se non in una percentuale quasi trascurabile
trascurabile, al
polimero che lo circonda.
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A differenza della quasi totalità di inserti, dotati di semplice zigrinatura verticale che si vedono
presenti sul mercato, la Metelli ha condotto studi specifici che ci hanno alla fine portato a
definire geometrie inedite.
Non ci siamo limitati ad adottare la stessa soluzione, ben sapendo che questa geometria non
è esente da problemi che noi stessi abbiamo potuto verificare.
La geometria della superficie a contatto con il polimero è un aspetto chiave per il corretto
funzionamento complessivo, e non è stata frutto di semplici prove, ma è stata oggetto di
approfondite analisi e numerosi studi.
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Prima ancora di realizzare i primi prototipi, i tecnici della Ricerca e Sviluppo Metelli hanno
effettuato parecchie e simulazioni FEM al computer; l’aspetto e le caratteristiche della superficie
che è stata messa a punto sono stati attentamente valutati sotto tutti i punti di vista.
Nessun aspetto è stato trascurato e per effettuare questi studi sono stati utilizzati i migliori
software di simulazione presenti oggi sul mercato.
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La geometria dell’inserto è stata validata al calcolatore anche considerando come la superficie
dell’inserto, che deve essere a contatto con il polimero, possa venire correttamente inglobata
durante lo stampaggio della girante.
E’ infatti fondamentale che l’inserto venga inglobato senza bolle d’aria residue all’interno della
girante, solo così tutte le ipotesi effettuate in sede di progettazione trovano effettivo e costante
riscontro nel componente reale.
Il risultato di tutti questi studi è un inserto unico nel suo genere, che risulta un’ottima sintesi tra
elevata trasmissione della coppia al polimero e grande capacità di resistenza alle sollecitazioni
di montaggio senza mettere sotto sforzo la girante stessa.
Le prestazioni delle giranti in tecnopolimero
Le prestazioni delle pompe acqua sono una argomento tenuto sempre ben presente dai
progettisti Metelli.
Le nostre giranti devono soddisfare dei requisiti prestazionali sempre più elevati, per questo
motivo già da diversi anni i tecnici hanno preso in considerazione tecnologie consolidate come
lo stampaggio ad iniezione, e materiali innovativi come le ultime generazioni di tecnopolimeri
capaci di restare in esercizio senza cedere anche alle elevate temperature del circuito di
raffreddamento.
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E’ proprio perseguendo la filosofa aziendale, volta ad ottenere sempre le prestazioni adeguate
per le nostre pompe acqua senza rinunciare a fornire ai nostri clienti una soluzione affidabile,
che abbiamo messo a punto questa soluzione.
Senza penalizzare l’affidabilità dei prodotti, abbiamo messo a punto una soluzione che ci
permette di migliorare ulteriormente le prestazioni delle nostre pompe acqua, realizzando
geometrie e finiture superficiali impossibili per altri processi produttivi.
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ar
Liters per Minute
3
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0
Pressure Head Comparison
Rpm
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5000
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rpm
Flowrate Comparison
Rpm 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500
rpm
Pressure OE
Pressure Metelli
Flowrate Metelli
Flowrate OE
Seguendo questo approccio, le nostre giranti hanno prestazioni che prima sono state simulate
impiegando i migliori software CFD sul mercato oggi, e poi vengono misurate e verificate a
banco; queste prestazioni risultano pertanto assolutamente in linea con i componenti che
vanno a sostituire, garantendo sempre il miglior comportamento nelle condizioni d’esercizio.
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L’affidabilità della soluzione
La Metelli ha sempre dato ai sui clienti prodotti che garantiscono grande affidabilità; anche nel
realizzare giranti in tecnopolimero l’affidabilità della soluzione è stato un obbiettivo il cui
raggiungimento è sempre stato condizione indispensabile per poter immettere i prodotti sul
mercato.
Sono stati fatti test per migliaia di ore nei nostri banchi prova; ogni aspetto è stato preso in
considerazione; prima a livello progettuale, poi con specifici test sui componenti reali.
Oggi possiamo vantare una presenza sul mercato di decine di migliaia di giranti in
tecnopolimero senza aver alcun problema di resi imputabili ad esse.
I severi test intrapresi
Le soluzioni sono state pensate, progettate e simulate a calcolatore, e intensamente testate
con i tecnici che seguono le attività di testing.
Trovandosi a dovere verificare aspetti tecnici differenti da quelli che riguardano le giranti
realizzate impiegando i materiali “classici” (ghisa, ottone, acciaio, ecc.), la Metelli ha
progettato, e fatto costruire su proprie specifiche, un banco prova ad hoc con il solo scopo di
testare l’affidabilità delle giranti in tecnopolimero.
L’impiego di questo banco, in aggiunta agli altri già esistenti, ha permesso di mettere a punto
cicli di test estremamente gravosi, che mettono l’intera girante in condizioni di grande stress
meccanico e termico.
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La soluzione finale adottata è stata in grado di passare tutti i test che sono stati messi a punto
per questi componenti; i prototipi che hanno fallito anche una sola prova sono stati ritenuti non
idonei ad essere immessi sul mercato.
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