What are piston pumps and what are they for?

Piston pumps are considered the “heart” of many industrial systems, fundamental elements for various high pressure technologies.

In this article we will discover how piston pumps are made, how they work and for which professional applications they are used.

A piston pump is an instrument capable of pumping large quantities of liquids and fluids within circuits and pipes. Its action, therefore, allows the operation of various professional tools: for example, by producing a high-power jet of water it can power a high-pressure washer and thus be used in the cleaning sector.

This principle, by varying the fluid, flow rate and pressure to be pumped, allows its use in various industrial sectors. Before seeing which ones, let’s find out how a piston pump is made and how it works.

DISCOVER THE RANGE OF HPP HIGH PRESSURE PUMPS

Le pompe a pistoni fanno parte delle pompe volumetriche alternative, composte da una camera a tenuta ad alta pressione fissa e da uno stantuffo cilindrico liscio che scorre attraverso la tenuta azionato da un motore endotermico, idraulico o elettrico.

Lo spostamento del pistone crea un movimento alternativo lungo un asse, che quindi crea la pressione nel cilindro necessaria per spingere il fluido attraverso tutto il circuito. La pressione viene generata nella camera, azionando delle valvole, sia nel punto di aspirazione che in quello di mandata, e raggiunge valori che variano da 10 a 2800 bar.

La camera di tenuta presenta un ingresso, tramite il quale viene aspirato il materiale nella pompa, e un’uscita attraverso la quale il materiale viene spinto nel sistema di erogazione: ingresso e uscita sono dotati di valvole che assicurano il movimento del materiale in una sola direzione.

Quando il pistone si allontana dall’ingresso, crea un vuoto, quindi un’aspirazione: la valvola si apre automaticamente e il materiale viene aspirato nella camera del cilindro. Quando il pistone viene spinto nella direzione opposta, cioè verso l’uscita, la pressione solleva l’elemento di chiusura della valvola di uscita e il materiale alimentato viene pressurizzato per l’erogazione.

The choice of materials that make up the pumps is dictated by wear and contact with the type of fluid transferred: designed to withstand high stress and frequency of use, they are generally made of bronze, brass, steel, iron, nickel alloy, etc.

The type of fluid that the pump must transfer, therefore, has a decisive impact on the materials, and there is no shortage of special cases. In high-power applications that require continuous duty piston pumps, however, it is possible to use solid ceramic pistons when in contact with water and oil; the same material, however, may not be compatible for use with highly acidic fluids.

Piston pumps have some similarities to diaphragm pumps. They are both reciprocating pumps, although they differ because the latter are equipped with a flexible diaphragm, located at the end of the plunger, which flexes back and forth creating a temporary chamber that attracts and expels fluid through the pump.

These flexible components can be the main disadvantage of the diaphragm pump, especially for applications requiring high pressures. The flexible diaphragm, in fact, can break over time if subjected to very high pressure.

Unlike a diaphragm pump, a piston pump is designed to withstand repeated use and high pressure, lasting with scheduled maintenance.

As mentioned at the beginning of this article, piston pumps are used in various industrial sectors. Let’s see in detail which sectors, in which processes and with which elements they are used.

• CONSTRUCTION AND RESTORATION: asphalt distributors, mixers, tar distillers and pavers; removal of asphalt, garbage, concrete, lime, tar, grease, mastic and clay from vehicles, mixer trucks and machinery; canals, lifts, dams and slipways; cleaning stone walls, removal of stuck materials, coats, damaged or corroded coverings from walls and floors, roughening of stone and concrete surfaces.
• NAVAL SECTOR: removal of marine vegetation, barnacles, peeling paint and rust on ship hulls, docks, platforms, storage tanks and boilers; underwater cleaning of drilling pipes and platforms, barnacles and ‘white metal’ marine vegetation; removal of coatings before repainting; suction of mud and sediment from loading points, ballast tanks and double bottoms; surface preparation.
• AUTOMOTIVE: paint for cabins, machinery, grates, conveyors, trolleys and skids.
• CEMENT WORKS: removal of dirt, grease and product residues on grates, floors, external pipes, bins, walls, freight wagons and equipment; cooling centers and preheating columns, bins, machines, floors, rotary kilns and walls.

• AVIAZIONE: giunture di espansione, grasso, gomma e fluidi idraulici sulle piste aeroportuali.
• SETTORE PETROLIFERO: paraffina e residui di greggio dalle piattaforme e dai serbatoi di stoccaggio; rimozione del fango di perforazione e del cemento dalle aste di perforazione; taglio “a freddo”.
• FONDERIE: rimozione di depositi, ossidi di metallo, ceramica e materiali sabbiosi da colate, forni e pale.
• INDUSTRIA MILITARE: pulizia aeroporti, decontaminazioni nucleari, interventi in marina militare, pulizia veicoli e mezzi cingolati, rinnovamento e/o smantellamento di installazioni in cemento, taglio freddo di munizioni e armamenti in impianti smilitarizzati.

• PROCESSI CHIMICI: residui chimici da tubi di caldaia, serbatoi, valvole, evaporatori, scambiatori di calore, gruppi di tubature, tubi, recipienti, reattori ed installazioni.
• CENTRALI ENERGETICHE: decontaminazione nucleare di capsule di carburante, scambiatori di calore ad ‘U’, valvole dei boiler, utensili e attrezzature.
• ALLUMINIO E ACCIAIERIE: polvere di bauxite indurita su fucine, filtri, pavimenti, serbatoi, pozzi di scarico e scarichi; incrostazioni calcaree, carbone, minerale e calce in scambiatori di calore, caldaie, canne fumarie, camini, forni aperti, scivoli e tramogge, barre di decalcificazione e impianti idraulici; scaglie di laminazione, ruggine dura e scorie di saldatura da recipienti, serbatoi e tubi.
• BIRRIFICI E DISTILLERIE: lieviti, sedimenti e residui di fermentazione su tini, tubi ed installazioni; pulizia di vasche, tubi di caldaia e tubature.
• PRODUZIONE DI CIBI E BEVANDE: grassi, olii, sporcizia, impasti e residui di cibo da vasche, forni, mescolatori, trasportatori e macchinari; pulizia di celle frigorifere, mattatoi, pescherie e macellerie, zuccherifici, impianti di imbottigliamento, impianti di taglio cibi, evaporatori, serbatoi del latte, impianti centralizzati in latterie e caseifici, ultrafiltrazione con osmosi inversa; taglio ad acqua.

• IDRODEMOLIZIONE: taglio del cemento, risanamento e sabbiatura di gallerie anche con l’utilizzo di robo; idroscarificazione superficiale del calcestruzzo di grandi infrastrutture, dighe, viadotti, abitazioni ed uffici; preparazione di superfici.
• SETTORE MINERARIO: pulizia di pre-manutenzione di camion con cassone ribaltabile, escavatori, linee sotterranee di trasporto e pozzi, macchinari per il ricupero di minerale metallico; sbloccaggio di impianti meccanici a causa di depositi di carbone, polvere di roccia, fango o olio.
• SETTORE FARMACEUTICO: pulizia dei prodotti chimici (liquidi e solidi) da tubi, caldaie, miscelatori, valvole, scambiatori di calore, reattori, filtri ed evaporatori.
• TUBAZIONI INDUSTRIALI: rimozione di ruggine e vernici di prima ricopertura, grassi speciali sigillanti e olio da filettatura per l’ispezione, fanghi di perforazione e detriti in vari tipi di tubi (interni); unità di test manuali o completamente automatiche equipaggiate con pompe a pistoni per riempimenti e processi di collaudo.
• TEST DI PRESSIONE: unità di test manuali o completamente automatiche per test di pressione di valvole, tubature, tubi di gomma, apparecchiature e sistemi completi.
• CARTA E PRODOTTI DELLA CARTA: pulizia di grasso, olio, pece, sporcizia e polpa di legno da scambiatori di calore, tubi, profilati, fonderie, macchine per stampa della carta, rotoli di aspirazione, casse di archivi fotografici e sagome; taglio ad acqua.

• RAILWAYS: gypsum, potash, cement and lime in freight cars, removal of grease, dirt and deposits in trucks, trolleys and tank cars; removal of soil and dry leaves from railway lines.
• RUBBER PRODUCTION: latex, calcareous water and rubber encrustations in reactors, storage tanks
• TRANSPORT AND ROADS: removal of road signs, cleaning of railway carriages and buses, renovation of concrete surfaces; cleaning grease, vegetation, mud, concrete or asphalt on vehicles and machinery; graffiti, stains, tar and mastic on bridges and overpasses, removal of expansion joints and paint streaks; unblocking culverts on bridges and cleaning up spills.
• PETROCHEMICAL PROCESSES AND REFINERIES: algae, coal, foam, soft polymers and asbestos, wax, paraffin, grease and crude oil residues, limescale, calcium sulphate, chlorides, hard polymers, iron oxide, coal, hard coal, PVC and PVA on heat exchangers, boilers, tanks, reactors, pipes, cooling towers and structures; “cold” cutting.
• MUNICIPALITY: tanks and containers, sewers and waste pipes, sanitary equipment and waste vehicles; insulating coils, boiler tubes, vehicles and machinery; surface preparation.

DISCOVER ALL THE APPLICATIONS OF HPP PUMPS