pómpa (tecnologia e impiantistica)

Lessico

sf. [sec. XIX; dal francese pompe].

1) Macchina operatrice utilizzata per imprimere a sostanze liquide, gassose, o anche solide allo stato granulare o a miscugli di queste, un incremento di pressione o velocità.

2) Nell'uso corrente, distributore di benzina (di cui tale congegno è un elemento essenziale).

3) In marina, barca pompa, natante utilizzato nei porti per il servizio antincendio; è dotato di pompa di grandi portata e prevalenza per poter inviare in alto e lontano potenti getti d'acqua.

4) In biologia, pompa ionica, proteine strutturali poste sulla membrana cellulare, che provvedono al passaggio attraverso la membrana di composti dotati di carica ionica. Dato che la concentrazione di ioni nella cellula è diversa da quella dello spazio intercellulare, per esempio il potassio è più abbondante all'interno e il sodio all'esterno della cellula, per conservare questo gradiente di concentrazione nonostante la tendenza degli ioni a diffondere, la pompa del sodio scambia costantemente il sodio che entra con il potassio che esce.

5) In etnologia, pompa da (o per) fuoco, strumento ideato per la produzione del fuoco, probabilmente già noto in epoca preistorica, diffuso soprattutto tra vari gruppi etnici dell'Asia sudorientale. È costituito da un cilindro cavo in legno duro, e anche in osso o in metallo, nel quale scorre a tenuta uno stantuffo e sul cui fondo viene messa polvere di legna o di erbe secche: comprimendo lo stantuffo, l'aria contenuta nel cilindro si surriscalda (come nei motori Diesel) e provoca l'incendio della polvere; la brace viene poi alimentata con esca secca, permettendo così l'accensione del fuoco anche in ambienti umidi o sotto la pioggia.

6) In elettronica, circuito di pompa a diodi, raddrizzatore per alte tensioni a stadi in cascata (vedi moltiplicatore).

Tecnica: generalità

Nella stragrande maggioranza dei casi le pompe sono azionate da motori ad aria compressa, elettrici, termici, e quindi esse convertono lavoro meccanico in energia cinetica o potenziale, ma esistono anche pompe a energia potenziale, cinetica ed elettromagnetica. Data la grande varietà di tipi e di impieghi le pompe possono essere classificate in vario modo, per esempio possono essere distinte: secondo il principio di funzionamento, che può essere meccanico, fisico-chimico o elettromagnetico; in base allo stato fisico del materiale elaborato: liquido, gas, polvere, emulsione (nelle pompe per gas si possono far rientrare i compressori e i ventilatori); in base al moto impresso al mezzo elaborato che può essere continuo, alternativo, intermittente. Inoltre le pompe possono essere aspiranti, quando è nulla la distanza tra pompa e condotto di uscita (cioè la mandata); prementi, quando è nulla la distanza tra pompa e condotto di ingresso (cioè l'aspirazione); la maggior parte delle pompe è del tipo aspirante-premente. Nella pratica si suddividono le pompe, in base a criteri del tutto convenzionali, in turbopompe e in pompe volumetriche considerando a parte le pompe per usi particolari quali le pompe per ottenere il vuoto o le pompe elettromagnetiche.

Tecnica: turbopompe

Sono pompe di tipo meccanico a flusso continuo di norma usate per liquidi; esse fanno parte della grande categoria delle turbomacchine e presentano con queste analogie costruttive e di progetto. Constano di un involucro (corpo della pompa) opportunamente sagomato, che contiene l'elemento fondamentale, la girante, costituita da una ruota con una serie di palette, ciascuna delle quali comunica alla massa liquida, che ne viene a contatto, l'energia necessaria, parte in forma di energia di pressione e parte di energia cinetica. Il liquido perviene alla girante tramite una (due in alcune pompe centrifughe per grandi portate) bocca aspirante e l'abbandona attraverso un diffusore spesso palettato, le cui palette fisse hanno la funzione di recuperare l'energia cinetica del liquido e convertirla in energia di pressione. Di qui il liquido passa a un collettore di varia forma e che può sostituire il diffusore in applicazioni in cui ci si accontenta di un basso rendimento. La direzione del liquido quando abbandona le palette della girante può essere radiale o assiale oppure intermedia tra le due: si hanno di conseguenza diversi tipi di pompe: centrifughe, assiali e a deflusso misto. La scelta del tipo di pompa dipende solo dalle caratteristiche richieste dall'impianto utilizzatore che può essere di sollevamento (o estrazione), di alimentazione o di circolazione forzata del liquido. Ciascuna pompa semplice può essere posta in serie a un'altra qualunque, ma quando sono necessarie prevalenze elevate si preferisce costruire pompe a più stadi, cioè con più giranti (da 4 a 10 per pompe di alimentazione di caldaie e da 20 a 30 per pompe di estrazione di liquidi da pozzi con diametri di perforazione piccoli come quelli petroliferi). L'energia acquisita dall'unità di massa al passaggio tra bocca di ingresso e bocca di uscita si chiama prevalenza manometrica e coincide con quella ceduta dalla pompa a meno del rendimento idraulico (π_i) che misura le perdite di carico interne alla macchina. La prevalenza H ha espressione

essendo 1 e 2 le sezioni di ingresso e uscita della pompa, z e z le quote di tali sezioni rispetto a un piano orizzontale arbitrario fisso, P e P le pressioni in tali sezioni, v e v le velocità del fluido in corrispondenza di tali sezioni, g l'accelerazione di gravità, ρ la densità del liquido. Se indichiamo con Q la portata volumetrica di una pompa la potenza che viene assorbita dalla stessa diviene

dove η_v equivale al rendimento volumetrico che misura le perdite di portata per trafilamento nelle tenute e η_o è il rendimento organico, che misura le perdite in attrito dei cuscinetti (rendimento meccanico) e di trascinamento degli organi ausiliari. Il rendimento globale della pompa, η_p=η_vηoηi, è generalmente attorno a 0,9. Gli andamenti della prevalenza manometrica, del rendimento della pompa, della potenza assorbita in funzione della portata volumetrica a ciascun regime sono forniti dalle ditte costruttrici in grafici chiamati curve caratteristiche: è possibile pertanto, conoscendo la curva caratteristica dell'impianto esterno, conoscere in modo univoco la condizione di funzionamento della pompa. Inoltre, conoscendo tale condizione per un certo regime e per un certo carico è possibile, attraverso i criteri di similitudine, conoscere tutto il campo di funzionamento della pompa. Ciascuna pompa è caratterizzata, infine, da un numero di giri n_c uguale per pompe geometricamente simili; questo, calcolato in sede di progetto della pompa in condizioni di massimo rendimento, consente la scelta “a tavolino” di una pompa per qualunque tipo di impianto. Se Q viene misurata in m³/h, n in giri al minuto, H in m si ha

Il numero di giri caratteristico, n_c, passa da 70 a 350 nelle pompe centrifughe, aumenta nelle pompe miste e ancor più in quelle assiali dove supera i 1200 al minuto. Le pompe assiali a elevato n_c consentono di smaltire portate molto grandi senza ricorrere a bassi regimi di rotazione: in tali pompe la girante è un'elica con profili delle pale analoghi ai profili alari. Tipico delle pompe assiali è, inoltre, l'andamento del rendimento al variare delle portate: la curva di rendimento è molto ripida e decade molto ripidamente; ciò è dovuto essenzialmente agli urti che il fluido produce sulle pareti, per cui, al fine di ridurre le perdite, si è ricorso a eliche a calettamento variabile (pompa Kaplan). Nelle turbopompe bocca di mandata e di aspirazione sono in contatto, per cui, fermandosi la girante, il fluido ritorna dalla mandata all'aspirazione; pertanto, tranne che per pompe autoadescanti molto particolari, ne consegue la necessità di adescamento per l'avviamento; per questo, spesso, le pompe per il sollevamento di acqua sono immerse. La regolazione di una pompa, al fine di adeguarla all'andamento del motore nelle condizioni di servizio o per conciliare velocità del motore, spesso elettrico trifase, e velocità della pompa, è ottenuta mediante strozzamento alla mandata con apposita valvola. Quando in un punto qualunque della girante la pressione del liquido raggiunge o scende sotto il valore di tensione di vapore, questo si sviluppa e produce rapida usura e corrosione delle palette in seguito a cavitazione. L'entità del fenomeno viene misurata dal valore NPSH (dall'inglese Net Positive Suction Head), che è la differenza tra la pressione totale della corrente fluida all'ingresso della mandata e la tensione di vapore. Rapportando l'NPSH con l'energia assorbita dall'unità di peso del liquido, si ottiene il parametro di Thoma, essenziale per la progettazione e l'impiego di turbopompe in circuiti che richiedono elevata affidabilità.

Tecnica: pompe volumetriche

In queste pompe la cessione di energia di pressione e di energia cinetica al mezzo avviene sfruttando la variazione di volume di una camera chiusa con pareti mobili (almeno una). Tali pompe possono essere suddivise in due gruppi: quelle alternative e quelle rotative; una terza categoria, le pompe stative, non sempre è riconosciuta come tale e spesso, nella letteratura tecnica, si parla di queste pompe semplicemente come di quelle che non rientrano nelle categorie precedenti . Le pompe alternative sono costituite da una cassa (spesso solidale con il motore) che racchiude la (o le) camera di compressione, i condotti d'ingresso (aspirazione) e di uscita (mandata) e il corpo pompa il cui elemento fondamentale è la coppia cilindro-stantuffo (pompante). L'azione dello stantuffo immette ed espelle alternativamente il fluido nella/dalla camera di compressione attraverso valvole di aspirazione e di mandata comandate da appositi organi di distribuzione, o attraverso luci che lo stantuffo copre e scopre durante la sua corsa, o attraverso valvole automatiche, queste ultime azionate direttamente dalla pressione del fluido. Costruttivamente una valvola può essere realizzata da un piattello con stelo e molla di ritegno, con tenute coniche, o da lamelle e membrane, o da pistoncini distributori. Le pompe alternative possono essere a uno o più cilindri e a semplice o doppio effetto, secondo che il fluido venga elaborato in una o due camere di compressione dalle facce dello stantuffo alternativamente. Lo stantuffo, sempre cilindrico, può essere di forma allungata, e in questo caso la tenuta è assicurata dalla precisione dell'accoppiamento con il cilindro (stantuffo tuffante), o a forma di disco con anelli di tenuta. Quando si hanno pompe a più cilindri questi possono essere disposti in linea, in fascio o radialmente: nel primo caso il moto ai pompanti è dato da un albero a camme o da alberi a gomiti con bielle, nel secondo da un disco rotante con asse non parallelo alla cassa, nel terzo, oltre che da un sistema biella-manovella del tutto analogo a quello dei motori stellari, dall'eccentricità della cassa rispetto all'albero motore. In questo ultimo caso i pompanti vengono azionati da un eccentrico centrale che trasmette il moto alternativo. Le camere di compressione possono essere pertanto interne o esterne secondo che sia mobile la cassa o la manovella. Nel caso in cui cassa e manovella siano ferme mentre ruota il corpo, e con esso i pompanti, si deve parlare di pompe rotative. Il moto al pompante può essere dato dallo stelo dello stantuffo di una macchina a vapore collegato direttamente (pompe a vapore simplex, se a un cilindro, duplex se a due) o dall'albero di un motore a scoppio o di un motore elettrico; nel caso di più pompanti il moto è fornito agli organi di distribuzione su citati. Per piccole portate e prevalenze in luogo dei pompanti si può ricorrere a pompe a membrana: questa, fissata ai bordi del corpo pompa, è costretta, da un puntalino centrale scorrevole assialmente, ad assumere alternativamente due posizioni di convessità e concavità, producendo così la variazione di volume necessaria. Il ciclo ideale di lavoro di una pompa alternativa si svolge tra i livelli energetici del fluido in ingresso e in uscita valutati, a differenza che nelle turbopompe, in sezioni del circuito in cui il fluido è in quiete. Chiamando le sezioni in ingresso e in uscita rispettivamente 1 e 2, z e z la loro quota, P e P la pressione del fluido in tali sezioni, ρ₁ e ρ₂ le densità relative, V la cilindrata totale della pompa e g l'accelerazione di gravità, si ha che il lavoro assorbito dalla pompa per ogni ciclo vale L=(P+ρ₂gz-P₁-ρ₁gz)V. Il ciclo reale si differenzia da quello ideale, in quanto la pressione in 1 risulta aumentata dall'effetto di inerzia del liquido e diminuita dalle perdite di carico del circuito e delle valvole; la pressione in 2 risulta aumentata da tutti e tre gli effetti. Il rapporto tra le aree dei due cicli costituisce il rendimento idraulico η_i della pompa; il rendimento volumetrico η_v misura la riduzione del volume utile, causa perdite di riflusso per fughe interne e drenaggio per fughe esterne. La presenza di aria, che riduce anch'essa il volume utile, è valutata dal coefficiente di riempimento λ_v. Caratteristica delle pompe alternative è la non costanza della portata e la trasmissione in seno al liquido di vibrazioni, nel caso di pompe alternative idrauliche. Per avere il più possibile una portata uniforme, si ricorre a pompe pluristadio oppure si inseriscono a monte e a valle della pompa monostadio due accumulatori pneumatici; questi sono camere stagne, ricavate in parallelo al circuito, in cui il liquido è presente fino a una certa quota; la restante parte è occupata da aria in pressione (o da vesciche piene di azoto). In questo modo le punte massime di pressione e depressione vengono assorbite dall'aria che si comprime e si espande in conseguenza, compensando le variazioni istantanee di portata. Le pompe alternative sono utilizzate per sollevamento e spostamento di liquidi, solidi pulverulenti, gas; in quest'ultimo caso, quando si hanno portata e prevalenza elevate, le pompe diventano veri e propri ventilatori o compressori; pompe alternative possono essere considerati i dispositivi idraulici per la trasmissione della pressione a cilindri operatori (per esempio le pompe dei circuiti frenanti). Le pompe rotative si differenziano da quelle alternative in quanto presentano un moto continuo della parte mobile rispetto alla fissa nonché assenze di una camera di compressione; esse, pertanto, sono caratterizzate da portata costante (e non pulsante come nelle pompe alternative). Affinché non si abbassi troppo il rendimento volumetrico di tali pompe, causa fuga di liquido dalle concamerazioni mobili che si creano durante il funzionamento, esse devono presentare giochi molto ridotti e, durante la vita della pompa, usure basse delle parti striscianti; queste pompe generalmente sono autodistributrici e quindi non hanno valvole. Si possono avere diversi tipi di pompe rotative: di quelle a pistoni assiali o radiali, a cui si è già accennato a proposito delle pompe alternative, cui assomigliano e da cui possono immaginarsi derivare tutte le volte che il momento motore venga trasmesso al corpo pompa. Un gruppo di pompe rotative assai diffuso è quello delle pompe a palette che hanno, al posto dei pompanti, una serie di palette mobili radialmente a contatto con la cassa della pompa e scorrevoli nell'albero rotante eccentrico. Tipo particolare sono le pompe a rotore deformabile in cui le palette si avvicinano o si allontanano dal mozzo eccentrico flettendosi elasticamente e producendo la necessaria variazione di volume della camera mobile; mozzo e palette sono ricavati in un unico pezzo in plastica deformabile. Altro gruppo molto diffuso soprattutto per liquidi densi è quello delle pompe a ingranaggi, nelle quali la variazione di volume delle concamerazioni è prodotta dall'ingranamento di due ruote dentate rotanti in una cassa sulle cui pareti i denti fanno tenuta; in queste una ruota trascina tra dente e dente il liquido che non può sfuggire grazie alla tenuta sulla cassa: all'atto dell'ingranamento con un dente della seconda ruota, il liquido stesso viene messo in pressione e quindi, poiché in corrispondenza è posizionato sulla cassa il foro di mandata, viene inviato nella linea. L'aspirazione del liquido avviene, in modo analogo, nel punto opposto al precedente in cui un dente abbandona gli altri due dell'altra ruota. Le due ruote dentate possono essere esterne o interne fra loro, oppure essere sostituite da lobi o capsulismi (pompe a lobi e pompe a capsulismi). Concettualmente analoghe sono le pompe a vite, costituite da due viti senza fine trascinate da una terza centrale in un corpo pompa sulle cui pareti fanno tenuta grazie al filetto quadro o trapezio. Alle pompe rotative appartengono anche quelle impiegate nelle apparecchiature per la depurazione del sangue, per esempio nel rene artificiale: il liquido percorre il tratto che attraversa la pompa in un tubo di plastica elastico; il tubo, avvolto a elica o a omega, si appoggia a una parete rigida cilindrica contro cui viene premuto fino a completa ostruzione da rulli folli montati su una ruota in moto. La pompa è costruita in modo che vi siano per ragioni di sicurezza sempre almeno due rulli in presa. Sono dette pompe semirotative quelle che compiono il loro ciclo con oscillazioni rotatorie minori di un giro: in queste il pompante è costituito da una piastra oscillante a tenuta in un corpo pompa cilindrico. La variazione di volume è ottenuta rispetto a una parete radiale fissa mentre apposite valvole a lamelle regolano aspirazione e mandata. § Le pompe stative si differenziano dalle altre in quanto non vi sono parti mobili collegate a motori, dato che esse si basano su principi fisici particolari. Le pompe a pulsometro sfruttano l'espansione del vapore in una campana a sezione variabile riempita precedentemente di liquido (quasi sempre acqua) che vi affluisce per caduta. Tale espansione consente di sollevare l'acqua a una quota superiore all'iniziale e prosegue fino a che una brusca e forte variazione di sezione non provoca una rapida condensazione del vapore e quindi una rapida caduta di pressione nella campana. Una serie di valvole, sensibili a questa variazione di pressione, fa da quel momento affluire il vapore in una campana analoga alla prima piena di liquido e, contemporaneamente, alla prima il liquido di immissione. Completato lo svuotamento della seconda campana, il ciclo si ripete. Le pompe a emulsione d'aria vengono impiegate per sollevamento di fanghi e liquidi corrosivi. Se in un condotto pescante in un bacino si inietta, nella parte immersa, aria compressa, si produce un miscuglio più leggero rispetto a quello del bacino e che quindi risale in una vasca superiore di raccolta. Le pompe a iniettore idraulico consentono di portare l'acqua di due serbatoi a diverse quote a un terzo serbatoio posto a una quota intermedia tra i primi due. Il condotto che proviene dal serbatoio più alto è introdotto coassialmente in quello del serbatoio più basso e presenta all'uscita un restringimento di sezione: l'iniettore. La vena liquida che esce da questo iniettore è molto più veloce del resto della corrente proveniente dal serbatoio più basso. Tra i filetti fluidi si ha allora una cessione per attrito di energia cinetica che, convertita in pressione, consente il sollevamento del liquido. La pompa a colpo d'ariete sfrutta l'acqua proveniente da un serbatoio e che fuoriesce libera attraverso una valvola a quota più bassa. Al condotto è collegata una derivazione che porta l'acqua a un accumulatore pneumatico il quale, a sua volta, alimenta un secondo serbatoio. Chiudendo la prima valvola si arresta bruscamente la corrente e si verifica, con il brusco aumento di pressione conseguente, il fenomeno del colpo d'ariete. Si apre a questo punto la valvola conica automatica dell'accumulatore e l'acqua vi penetra. Cessato l'effetto, quest'ultima valvola si chiude e l'acqua passa dall'accumulatore al serbatoio per l'espansione dell'aria. Riaprendo la prima valvola e facendo assumere alla corrente la velocità necessaria si ripete il ciclo.

Tecnica: pompe a vuoto

Sono pompe destinate a vuotare recipienti chiusi aspirando l'aeriforme in essi contenuto alla pressione p₁ minore dell'atmosferica ed espellendolo alla pressione p₂ maggiore di p₁. Il parametro caratteristico di tali pompe è la pressione limite (o residua o vuoto finale) che viene generalmente misurata in torr (=1/760 atm). Le pompe con pressioni limite fino a 10^-3 torr sono dette per basso e medio vuoto; oltre 10^-3 torr per alto e ultra vuoto (fino a 10^-10 torr). Possono aversi pompe meccaniche, a condensazione, a getto, ad assorbimento, a ionizzazione. § Tra le pompe meccaniche, le pompe alternative e rotative per basso vuoto, che raggiungono pressioni limite di 10^-4 torr, sono in tutto analoghe a quelle descritte nelle pompe volumetriche. Altri tipi di pompe meccaniche sono: le pompe ad anello liquido, nelle quali si introduce un liquido che viene trascinato dalle palette di un rotore eccentrico insieme con il gas contenuto nel recipiente; per azione centrifuga il liquido si dispone sulle pareti dello statore mentre il gas viene aspirato, ricompresso ed espulso. Il liquido, generalmente acqua, ha il compito di raffreddare la pompa e assicurare le tenute. Limite di questa pompa è la tensione di vapore del liquido stesso sotto la quale non si può scendere. Le pompe rotative a bagno d'olio sono strutturalmente analoghe alle precedenti ma il corpo pompa è immerso in olio (esternamente) che provvede allo smaltimento del calore e alla lubrificazione. Può essere impiegata anche per l'aspirazione di vapori facilmente condensabili; in tal caso è necessario introdurre un gas, detto di zavorra, nella camera di compressione per aprire la valvola di scarico prima che il vapore raggiunga una pressione parziale pari alla tensione di vapore a quella temperatura, e condensi. Possono essere a uno o più stadi e consentono di arrivare a pressioni limite di 10^-4÷10^-5 torr. Le pompe molecolari di Gaede sono pompe a secco con rotore privo di palette. Le molecole di fluido vengono condotte alla bocca di uscita per gli urti contro il rotore. Ivi giunte sono aspirate da una pompa di prevuoto di tipo diverso; si ottengono così pressioni limite di 10^-6 torr. Le turbopompe molecolari, analoghe come principi costruttivi e tipi (centrifughe e assiali) a quelle già descritte, consentono di raggiungere valori di 10^-10 torr, quando sono costruite con precisione e materiali particolari. § Le pompe a condensazione si basano sul fatto che in un ambiente chiuso in cui si trova del vapore si instaura la pressione corrispondente alla sua tensione di vapore, facendo condensare il vapore stesso a bassa temperatura. Se insieme ai vapori condensabili ve ne sono anche di incondensabili, questi devono essere espulsi da altre pompe. Le criopompe, che rientrano in questa classe, portano la temperatura a 4÷20 K e consentono di espellere dall'ambiente anche molti aeriformi incondensabili, in quanto rimangono intrappolati nei condensati. § Le pompe a getto, il cui tipo più semplice è quello a getto d'acqua di Bunsen, si basano sulla riduzione di pressione che si realizza alla strozzatura di un condotto nel quale fluisce un liquido. Se si mette in comunicazione alla strozzatura un condotto collegato a un ambiente con pressione superiore a quella che si ottiene alla strozzatura, si riesce ad aspirarne il contenuto (le pompette a mano di profumo sia pure con diverso fluido sono basate su questo principio). Si può arrivare alla pressione limite corrispondente alla tensione di vapore del liquido (20 torr per l'acqua). Su un principio analogo si basa anche l'eiettore di vapore: il vapore viene portato all'ugello cui si affaccia la bocca di aspirazione, con un'espansione isoentropica; gas e vapore passano poi nel diffusore dove vengono compressi alla pressione di scarico. Le pompe a diffusione sfruttano il fenomeno omonimo di un gas in un vapore: scaldando in un'opportuna camera, dove si sia già creata una bassa pressione, un liquido fino alla vaporizzazione, è possibile creare un'intensa corrente di vapore che affluisce a ugelli diffusori da cui esce a velocità supersonica. In tale corrente “diffondono” le molecole di gas che quindi viene estratto. Il vapore è indirizzato dagli ugelli su pareti refrigeranti e torna in fase liquida; il liquido, che nelle prime pompe era mercurio scelto per la sua stabilità e la tensione di vapore non elevata, è ora sostituito da siliconi o da liquidi organici. Le pompe booster a vapore utilizzano contemporaneamente i principi dell'eiettore a vapore e della diffusione: constano in pratica di un eiettore a vapore e di due stadi di diffusione. Il liquido (cloruri difenilici) è meno costoso di quello delle pompe a diffusione. § Le pompe ad assorbimento (o adsorbimento) sfruttano il fatto che alcune sostanze (zeoliti e carboni attivi) alla temperatura dell'azoto liquido assorbono volumi di gas molte volte superiori al loro stesso volume. Analoghe sono le pompe getter che sfruttano la proprietà di alcune sostanze, dette getter (per esempio fosforo, carbonio, calcio, magnesio, titanio, ecc.), di fissare, evaporando, gas affini e di depositarli con processi fisico-chimici. Il recipiente in cui si intende sfruttare il fenomeno deve essere precedentemente vuotato. § Le pompe a ionizzazione sfruttano l'abbassamento di pressione in un gas quando viene ionizzato: ciò è dovuto a più fenomeni complessi il più tipico dei quali è legato all'emissione di atomi metallici su una superficie sottoposta a bombardamento ionico (sputtering). Una volta ionizzato, il gas contenuto nel recipiente può essere condensato e quindi estratto; spesso l'operazione avviene in presenza di sostanze getter (pompe ione-getter) con le quali si ottengono pressioni limite di 10^-10 torr. La più usata è la pompa Penning, detta anche a catodo freddo.

Tecnica: altri tipi di pompe

Le pompeelettromagnetiche si differenziano dalle altre pompe in quanto prive di parti in movimento e sono utilizzabili solo per fluidi elettroconduttori (per esempio metalli liquidi usati quali trasmettitori di calore nei reattori nucleari): il fluido scorre, per effetto della corrente elettrica, entro un tubo a sezione rettangolare posto tra i poli magnetici di un nucleo il cui avvolgimento trifase è simile a quello dei motori trifase a induzione ma con configurazione appiattita del campo magnetico, quella appunto che provoca lo scorrimento quando passa la corrente fra gli elettrodi connessi al tubo. Queste pompe sono alimentate a corrente alternata a 60 Hz, ma ne esistono anche a corrente continua che, però, richiedono bassa tensione e intensità di corrente di alcune migliaia di ampere. § La pompadi calore è un impianto simile a quello del ciclo frigorifero, di cui si utilizza la parte che cede calore ad alta temperatura. Comprende un evaporatore, collegato a un compressore e a un condensatore il quale cede il calore al mezzo da riscaldare. Il fluido gassoso contenuto nell'evaporatore viene aspirato e compresso dal compressore con conseguente innalzamento della temperatura; passa quindi nel condensatore dove cede calore e si liquefa per tornare poi nell'evaporatore dove si espande tornando allo stato gassoso. Tali impianti permettono di sfruttare sorgenti di calore naturali, scarichi industriali ad alta temperatura, prodotti di combustione di inceneritori, energia solare per ottenere aria e acqua calda da utilizzare in impianti di riscaldamento e condizionamento.