As bombas de lóbulos rotativos estão a tornar-se mais populares no manuseamento de fluidos devido à sua eficiência e versatilidade. Têm uma construção robusta e podem processar diferentes viscosidades, razão pela qual são utilizadas em vários sectores, como o processamento de alimentos, petróleo e gás, produtos farmacêuticos ou estações de tratamento de águas residuais. Estes dispositivos são capazes de transferir líquidos de forma eficiente, lidando mesmo com substâncias altamente viscosas, como cremes ou molhos, sem alterar a textura ou danificar produtos alimentares delicados que são bombeados através deles, tornando-os únicos entre outros tipos de bombas disponíveis no mercado atualmente. O seu excelente desempenho, aliado a caraterísticas únicas, oferece muitas vantagens aos utilizadores, posicionando assim as bombas de lóbulos rotativos como tecnologias avançadas de deslocamento positivo.
O que são bombas de lóbulos rotativos?
Definição e princípios básicos
A bomba de lóbulo rotativo é um tipo de bomba de deslocamento positivo que utiliza lóbulos rotativos para mover o fluido dentro de um invólucro. Os dois lóbulos rodam em eixos paralelos e criam cavidades seladas que retêm e transportam os fluidos.
Mecanismo de Deslocamento Positivo
Este tipo de bomba baseia-se no seu mecanismo de deslocamento positivo para obter caudais consistentes em todos os momentos. Quando está a funcionar, as cavidades são formadas pelo espaço entre os lóbulos rotativos. O fluido é aspirado para estes espaços durante a rotação do lado da entrada para o lado da saída, mantendo assim um movimento contínuo até ser descarregado do sistema. Consequentemente, esta caraterística torna-os adequados para o manuseamento de líquidos com diferentes viscosidades, mantendo um caudal constante.
Caraterísticas principais
Algumas caraterísticas importantes das bombas de lóbulos rotativos incluem:
- Versatilidade: Pode ser utilizado numa vasta gama de aplicações, como a indústria alimentar ou as estações de tratamento de águas residuais municipais.
- Manuseamento suave: Manuseia materiais delicados sem os danificar.
- Eficiência: Movimentação rápida de líquidos com elevado nível de eficácia.
- Capacidade de autoaspiração: Capaz de criar vácuo na extremidade de sucção, de modo a preparar-se automaticamente sem assistência externa, como válvulas de pé, etc.
Antecedentes históricos
Evolução das bombas de lóbulos rotativos
A história do desenvolvimento começou quando as pessoas necessitavam de formas eficientes de lidar com fluidos. Durante os primeiros tempos, o foco principal era a melhor forma de melhorar o mecanismo de deslocação positiva. Isto levou a várias alterações que foram feitas ao longo do tempo com o objetivo de melhorar o desempenho e a fiabilidade, entre outros aspectos.
Inovações notáveis ao longo da história
Estas são algumas das inovações notáveis que ocorreram neste domínio:
- Diferentes materiais utilizados: Os lóbulos (peças da bomba responsáveis pela criação de compartimentos) e os invólucros são atualmente fabricados a partir de diversos materiais, de modo a resistir aos diferentes produtos químicos manuseados ou às condições de trabalho encontradas.
- Desenhos Ideais Adoptados: As configurações de lóbulos simples, duplos e triplos foram introduzidas em função do tipo de líquido a transferir, permitindo assim otimizar a dinâmica dos fluidos nestes dispositivos.
- Tecnologia Avançada Incorporada: As transmissões de engrenagens foram melhoradas para garantir que os rotores se movem em conjunto sem ficarem presos nos eixos, etc.
Quais são os componentes das bombas de lóbulos rotativos?
Partes principais
Lóbulos
Os lóbulos rotativos são o principal componente móvel de uma bomba de lóbulos rotativos. Estas peças giram em torno de eixos paralelos, gerando assim espaços selados que retêm e transportam o fluido. São concebidas para facilitar um padrão de fluxo suave através delas, criando compartimentos que optimizam a eficiência para diferentes aplicações, utilizando conjuntos de lóbulos simples, duplos ou triplos.
Corpo da bomba
É a parte onde estão alojados os lóbulos rotativos e assegura a vedação adequada do meio de processo no interior, ao mesmo tempo que o bombeia para o exterior. Os fabricantes utilizam normalmente o material de aço inoxidável AISI 316L devido às suas propriedades de resistência à corrosão, uma vez que muitos líquidos podem ser agressivos para os metais expostos neste tipo de dispositivos. A construção robusta garante que podem sobreviver em ambientes desfavoráveis, onde alguns podem deixar de funcionar corretamente porque as suas estruturas se tornam fracas, facilmente afectadas por factores externos como variações de temperatura, presença de humidade, etc.
Eixo e rolamentos
- Ferro-carbono: Adequado para aplicações com alta pressão.
- Bronze: Utilizado em determinadas aplicações em que é necessária uma boa resistência ao desgaste.
- Liga de alumínio: Leve e resistente à corrosão.
- Revestimento de flúor: Oferece resistência química quando se lida com fluidos agressivos.
Seleção de materiais de acordo com a utilização
O material adequado é selecionado em função das propriedades do fluido. Alguns factores incluem:
- Composição química - deve ser compatível com o fluido para não o corroer.
- Temperatura - determina se pode ou não suportar condições de funcionamento.
- Viscosidade - afecta a eficiência da bomba e desgasta os materiais utilizados no seu fabrico, de forma mais rápida ou mais lenta, consoante a sua espessura.
- Gravidade específica - diretamente proporcional à capacidade da bomba, mas inversamente relacionada com os materiais escolhidos para a construção.
Os fabricantes têm de considerar estes aspectos cuidadosamente para que as bombas de lóbulos rotativos funcionem de forma eficiente e fiável para o fim a que se destinam.
Princípios de funcionamento das bombas de lóbulos rotativos
Como funcionam
Processo de movimentação de fluidos
O processo de movimento do fluido nas bombas de lóbulos rotativos é único. Envolve a rotação dos lóbulos em torno de eixos paralelos no interior de uma caixa. À medida que os lóbulos rodam, são criadas cavidades seladas que retêm os líquidos e os movem da entrada para a saída. Esta disposição assegura um caudal uniforme ao longo de todo o processo. A deslocação positiva permite que estas máquinas tenham um bom desempenho mesmo quando se trata de fluidos com viscosidades diferentes.
Papéis desempenhados pelos lóbulos durante a ação de bombeamento
A ação de bombagem de uma bomba de lóbulos rotativos depende em grande medida da forma e do posicionamento dos respectivos lóbulos envolvidos nesse momento durante o funcionamento. A conceção tem por objetivo promover uma passagem suave dos meios líquidos através das diferentes partes, reduzindo simultaneamente as ineficiências causadas por forças de fricção ou outras formas de resistência mecânica, como o refluxo, etc. As configurações simples, duplas ou triplas podem ser adoptadas em função dos requisitos específicos das aplicações servidas por cada tipo. As simples são mais gerais do que as duplas, que podem manusear líquidos delicados e de elevada viscosidade sem causar danos, enquanto as triplas manuseiam bem fluidos muito espessos, mas podem não tolerar a entrada de sólidos.
Tipos de bombas de lóbulos rotativos
Lóbulo único
Estes têm um lóbulo por rotor. São utilizados para tarefas gerais de transferência de fluidos. A simplicidade da sua conceção assegura um funcionamento fiável e uma manutenção fácil. As unidades de lóbulo único lidam com vários tipos de líquidos, incluindo os que têm níveis de viscosidade baixos a médios. Encontram aplicações em indústrias como o processamento químico ou as estações de tratamento de águas residuais, entre outras.
Lóbulo duplo
Cada rotor tem dois lóbulos. Este arranjo permite taxas de fluxo mais suaves, aumentando a eficiência, especialmente quando se lida com materiais mais viscosos. Estes tipos também reduzem as hipóteses de estragar produtos frágeis durante as operações de bombagem, tornando-os adequados para utilização em produtos farmacêuticos, onde é necessário um manuseamento suave.
Lóbulo triplo
Uma configuração tripla tem três lóbulos por rotor. Esta configuração oferece a máxima suavidade a níveis mais elevados do que qualquer outro tipo disponível nesta categoria Os triplos são capazes de processar substâncias mais espessas, uma vez que minimizam o efeito de cisalhamento, preservando assim a integridade de componentes sensíveis A indústria de fabrico biofarmacêutico emprega frequentemente trios devido à natureza de precisão envolvida nestas bombas, garantindo o controlo de qualidade dos meios bombeados ao longo das fases de produção.
Prós e contras associados às bombas de lóbulo rotativo
Méritos
Alta eficiência
As bombas de lóbulos rotativos proporcionam um meio altamente eficiente de transferir fluidos de um ponto para outro O deslocamento positivo assegura um caudal contínuo que permanece constante, independentemente das alterações encontradas ao longo do percurso, pelo que pode ser aplicado em vários sectores sem comprometer a velocidade ou a eficácia, independentemente das diferentes viscosidades
Manuseamento suave de líquidos
As bombas de lóbulos rotativos são boas no manuseamento de produtos delicados. Para minimizar o cisalhamento, que poderia danificar produtos sensíveis, o design é feito de forma a criar pouco ou nenhum cisalhamento. Entre outras indústrias, este tratamento suave é particularmente útil no processamento de alimentos e bebidas, onde molhos e cremes podem ser movidos sem alterar a sua textura por este tipo de bombas.
Flexibilidade das aplicações
As bombas de lóbulos rotativos têm muitas utilizações em diferentes indústrias porque são suficientemente versáteis para lidar com vários tipos de fluidos com ou sem partículas sólidas suspensas, como lamas; além disso, a sua capacidade de auto-ferragem torna-as ideais para utilização em diferentes condições ambientais. São amplamente utilizados em sectores como as fábricas de produtos farmacêuticos, as instalações de tratamento de águas residuais, entre outros, como as unidades de processamento químico.
Desvantagens
Custo inicial
Ao comprar uma bomba de lóbulo rotativo, a pessoa deve estar preparada para gastar mais dinheiro em comparação com outras bombas disponíveis no mercado. Isto deve-se ao seu design avançado e aos materiais utilizados durante o processo de fabrico, o que resulta em preços elevados cobrados por estes dispositivos inicialmente, mas com o tempo as pessoas apercebem-se dos benefícios associados a tais investimentos, justificando assim os seus custos, uma vez que acabam por poupar muito dinheiro a longo prazo, especialmente quando se trata de grandes quantidades frequentemente bombeadas através de sistemas em que a velocidade é mais importante - daí a importância de tomar uma decisão baseada na análise do custo total de propriedade antes de comprar qualquer máquina como esta aqui.
Requisitos de manutenção:
Para garantir que a bomba funcione em níveis ótimos, deve ser feita uma manutenção regular, caso contrário, se não for cuidada, sua eficiência pode diminuir muito, levando a um desempenho ruim, mesmo que algumas peças precisem ser substituídas durante esse processo, embora ainda sejam necessárias para prolongar a vida útil deste equipamento, mas, infelizmente, todas essas atividades atrairão despesas operacionais adicionais, portanto, os compradores em potencial devem tomar nota da manutenção de frequência necessária antes de se estabelecerem para a bomba de lóbulo rotativo, pois, dependendo das taxas de uso e do tipo de fluidos manipulados por variações específicas do sistema, podem ocorrer significativamente de caso para caso.
Áreas de aplicação para bombas de lóbulo rotativo
Utilizações industriais
Indústria de alimentos e bebidas:
Para o manuseamento adequado de fluidos na indústria alimentar e de fabrico de bebidas, as bombas de lóbulo rotativo são normalmente utilizadas. Estes tipos de bombas têm a capacidade de transferir líquidos espessos, como molhos ou xaropes, sem alterar a sua textura. Além disso, este tipo de bomba garante um tratamento delicado, necessário se quiser que os géneros alimentícios delicados permaneçam intactos durante o processo de bombagem. Além disso, cumprem as normas de higiene exigidas, pelo que são aplicáveis quando há necessidade de saneamento durante a realização de diferentes tarefas relacionadas com estes sectores, uma vez que também podem lidar com várias viscosidades.
Indústria farmacêutica:
É necessário manter a integridade quando se lida com medicamentos, o que faz do sector farmacêutico uma das áreas mais sensíveis em termos de manuseamento cuidadoso; por isso, são necessários dispositivos como a bomba de lóbulo rotativo, que podem fornecer os cuidados delicados necessários para esses produtos. Com materiais sensíveis ao cisalhamento sendo transferidos por essas máquinas sem causar qualquer degradação, até mesmo fluidos de alta viscosidade também podem ser movidos do local A para o B usando-os, porque o nível de precisão exibido por cada um torna a ferramenta ideal durante essa atividade, especialmente ao transferir APIs entre outros componentes críticos usados para a fabricação de medicamentos, de modo a obter resultados confiáveis sempre, mesmo sob condições operacionais severas, além de manter a taxa de fluxo uniforme, dosagem e mistura precisas essenciais, que envolvem várias etapas dentro das linhas de produção usadas amplamente em vários setores devido à sua confiabilidade.
Outras aplicações
Tratamento de águas residuais:
Nas estações de tratamento de águas residuais, onde as lamas têm de ser manuseadas frequentemente, as bombas de lóbulo rotativo entram em grande medida em jogo, uma vez que foram concebidas especificamente para uma gestão eficiente desses ambientes, em que diferentes tipos de materiais viscosos, incluindo lamas, podem ter de ser bombeados através de tubos; além disso, a natureza do deslocamento positivo garante um caudal constante e um controlo eficaz necessário sobre estes líquidos, tornando-as assim mais adequadas para utilização em circunstâncias específicas encontradas durante a gestão de sistemas de esgotos ou pontos de descarga de efluentes industriais, mas não só, mesmo os ambientes domésticos gerais poderiam ainda beneficiar muito com a instalação de um dispositivo deste tipo em casa, porque por vezes as práticas de eliminação inadequadas acabam por causar bloqueios nas redes de drenagem, conduzindo a potenciais riscos ambientais.
Processamento químico:
A eficiência é fundamental quando se lida com produtos químicos, razão pela qual a maioria das indústrias químicas confia nas bombas de lóbulo rotativo, que podem lidar com uma vasta gama de produtos, incluindo os corrosivos por natureza; além disso, a seleção também deve ter em conta o tipo utilizado, uma vez que os diferentes tipos têm requisitos de compatibilidade únicos em relação a várias propriedades exibidas pelos materiais transportados, evitando assim a corrosão devido a substâncias reactivas envolvidas ou o desgaste causado por compostos abrasivos presentes na solução transportada; além disso, a manutenção de um caudal constante ajuda a dosear com precisão e a misturar os processos, uma vez que algumas reacções só podem ocorrer em concentrações específicas, pelo que, sem estas caraterísticas, se torna impossível alcançar o resultado desejado em tais situações; a capacidade de lidar com diferentes viscosidades torna a ferramenta indispensável durante várias fases do sistema de processamento químico
O manuseamento de fluidos pode beneficiar muito com as bombas de lóbulo rotativo. São boas a lidar com líquidos de baixa viscosidade, bem como com aqueles que têm uma viscosidade elevada, porque isto permite-lhes manter taxas de fluxo constantes. Esta simplicidade no design torna muito fácil utilizá-las em diferentes aplicações sem se preocupar com problemas de fiabilidade ou manutenção; pode simplesmente confiar no facto de que funcionarão bem. Estas bombas são também conhecidas pela sua eficiência e versatilidade, razão pela qual muitas indústrias as adoptaram, como as fábricas de processamento de alimentos, as fábricas de produtos químicos, etc., onde também são úteis durante os processos de tratamento de águas residuais. Para qualquer necessidade de transferência de líquidos, estas máquinas oferecem capacidades únicas e durabilidade inigualável por outros tipos - não é, portanto, surpreendente que a maioria das pessoas considere os sistemas de bombagem de lóbulo rotativo como soluções inestimáveis quando se trata de gestão de fluidos.
