Uma bomba de deslocamento positivo é um dispositivo que transfere fluidos capturando uma quantidade fixa e empurrando-a através do sistema. Estas bombas são particularmente boas no manuseamento de materiais viscosos pesados e alimentações difíceis. De facto, muitas indústrias dependem fortemente delas nas suas operações, incluindo o processamento de alimentos, petróleo e tratamento de água, entre outros. As bombas de deslocamento positivo garantem uma dosagem precisa e saídas de alta pressão, tornando-as assim úteis em várias aplicações. As principais categorias são as bombas recíprocas, as bombas rotativas e as bombas peristálticas, todas com os seus pontos fortes para tarefas específicas.
Visão geral das bombas de deslocamento positivo
Definição e princípio de funcionamento
Uma bomba de deslocamento positivo capta um determinado volume de fluido e desloca-o através do sistema. Isto assegura um caudal uniforme, independentemente das alterações de pressão. O movimento recíproco e o movimento rotativo são os dois princípios principais com base nos quais as bombas de deslocamento positivo funcionam.
Mecanismo básico
No seu mecanismo básico, este tipo de bomba retém alguma quantidade de líquido e depois empurra-o para o tubo de descarga. Por exemplo, as bombas de movimento alternativo conseguem-no através de um movimento de vaivém, utilizando pistões, êmbolos ou diafragmas, entre outros componentes, para auxiliar este movimento. Por outro lado, os rotativos utilizam peças rotativas como engrenagens, lóbulos, parafusos, palhetas, etc., para mover o fluido.
Componentes principais
Algumas peças-chave encontradas nas bombas de deslocamento positivo incluem:
- Válvula de entrada: Permite a entrada de fluido na câmara da bomba.
- Câmara da bomba: Onde o fluido permanece durante o processo de bombagem.
- Válvula de descarga: Regula a libertação de líquido da bomba.
- Pistão/Plunger/Diafragma: Estes criam o movimento necessário para os tipos alternativos.
- Rotores/Rodas/Lobos: Ajuda na deslocação do fluido em tipos rotativos.
Prós e contras
Tal como acontece com qualquer outra máquina, existem vantagens e desvantagens associadas às bombas de deslocamento positivo.
Prós
Seguem-se algumas vantagens oferecidas por estes dispositivos:
- Alta pressão: Podem produzir pressões elevadas, pelo que são adequados para aplicações exigentes.
- Caudal consistente: Fornecer um caudal constante, independentemente das alterações de pressão.
- Versatilidade: Pode manusear diferentes fluidos, incluindo substâncias viscosas e abrasivas.
- Dosagem exacta: Assegurar a precisão no fornecimento de fluidos, o que é vital para a indústria farmacêutica, entre outras.
Contras
Por outro lado, as bombas de deslocamento positivo apresentam alguns inconvenientes:
- Complexidade: Conceção mais complexa em comparação com as centrífugas, o que leva a maiores necessidades de manutenção.
- Eficiência: Geralmente menos eficientes do que as bombas centrífugas, especialmente com caudais elevados.
- Pulsação: O caudal do fluido pode sofrer pulsações devido aos tipos de movimento alternativo, exigindo, portanto, equipamento de amortecimento adicional.
Tipos de bombas de deslocamento positivo
Bombas recíprocas de deslocamento positivo
As bombas recíprocas, também conhecidas como bombas de pistão, utilizam o movimento de trás para a frente para transferir líquidos. São constituídas por um cilindro onde se move um pistão ou diafragma. Os tipos de bombas recíprocas podem lidar com pressões elevadas e são capazes de trabalhar com uma vasta gama de viscosidades.
Bombas de pistão
Numa bomba de pistão, existe um pistão que empurra o fluido através de um cilindro. Esta peça cria um vácuo que o faz entrar na câmara da bomba. Em seguida, a válvula de descarga abre-se, permitindo que o líquido saia sob pressão antes de se fechar novamente quando o novo ciclo começa. É excelente em aplicações que requerem pressões elevadas e um controlo preciso dos fluxos.
Bombas de diafragma
Em vez de utilizar um pistão, a membrana flecte para a frente e para trás, produzindo assim a ação necessária numa bomba de membrana. Durante uma fase, aspira o fluido devido à flexão para cima, enquanto durante outra fase, ocorre a compressão, forçando-o novamente para fora até ao início do curso seguinte. Uma vez que isolam as partes móveis umas das outras, estes dispositivos podem lidar com meios corrosivos ou abrasivos sem qualquer problema.
Bombas de êmbolo
O funcionamento das bombas de êmbolo é semelhante ao das bombas de pistão, exceto que utilizam um êmbolo em vez de um pistão. O êmbolo vai para a frente e para trás através de um vedante estático para gerar um caudal de alta pressão. Estes tipos são sobretudo aplicados em áreas onde são necessárias pressões muito elevadas, como os sistemas hidráulicos e o corte por jato de água.
Bombas rotativas de deslocamento positivo
A movimentação de fluidos através de mecanismos rotativos constitui uma atividade de bombagem rotativa. Este tipo de bomba é ideal para líquidos viscosos e proporciona um caudal constante.
Bombas de engrenagem
As bombas de engrenagens utilizam engrenagens interligadas para transferir fluidos de um local para outro. À medida que as engrenagens rodam, elas prendem o líquido entre os seus dentes e o corpo da bomba, empurrando-o assim para a porta de descarga. As bombas de engrenagens podem ser utilizadas com muitos tipos diferentes de fluidos, incluindo óleos e produtos químicos.
Bombas de lóbulos
O movimento dos fluidos tem lugar no interior bombas de lóbulos quando os lóbulos rotativos empurram contra ele. Uma vez que os lóbulos não entram em contacto uns com os outros, o desgaste é significativamente reduzido. Manipulam os fluidos com suavidade, pelo que são amplamente utilizados nas indústrias farmacêutica e alimentar.
Bombas de parafuso
As bombas de deslocamento positivo do tipo parafuso podem utilizar um ou vários parafusos para transportar líquido através do corpo da bomba. O fluxo contínuo com pulsação mínima ocorre devido ao movimento de rotação fornecido pelos próprios parafusos. O melhor equipamento de manuseamento de lamas e fluidos altamente viscosos são as bombas de deslocamento positivo do tipo parafuso.
Bombas de palhetas
Um rotor equipado com várias palhetas serve para mover o fluido nas bombas de palhetas. Estas palhetas deslizam para dentro e para fora durante a rotação, retendo e bombeando o fluido ao longo de todo o sistema. As bombas de palhetas têm uma grande versatilidade, o que lhes permite tratar uma vasta gama de fluidos de viscosidade, incluindo os de viscosidade variável.
Bombas peristálticas de deslocamento positivo
O movimento ondulatório de compressão e libertação comprime os tubos flexíveis, criando um vácuo que os atrai e empurra para a outra extremidade, o chamado peristaltismo. A rotação periclinal comprime as paredes, selando-as umas contra as outras, impedindo assim o refluxo ao mesmo tempo que se espreme para a frente.
Mecanismo de funcionamento
O mecanismo de funcionamento de uma bomba peristáltica envolve rolos ou sapatas que comprimem o tubo flexível. Esta compressão cria uma vedação, impedindo o refluxo e assegurando um caudal consistente. Os rolos ou sapatas movem-se ao longo do tubo, empurrando o fluido para a frente.
Aplicações
As bombas peristálticas são utilizadas em aplicações onde a contaminação deve ser evitada. O fluido só entra em contacto com o interior do tubo, o que torna estas bombas ideais para aplicações médicas, farmacêuticas e de processamento de alimentos. As bombas peristálticas também são utilizadas para dosear produtos químicos e manusear fluidos abrasivos ou viscosos.
Caraterísticas e critérios de seleção
Caraterísticas de desempenho
Caudal
O caudal mede o volume de fluido que uma bomba move durante um período específico. As bombas de deslocamento positivo fornecem um caudal consistente, independentemente das alterações de pressão. Esta caraterística assegura um manuseamento preciso do fluido em aplicações como o doseamento de produtos químicos ou farmacêuticos.
Pressão
A pressão indica a força exercida pela bomba para mover o fluido através do sistema. As bombas de deslocamento positivo apresentam um excelente desempenho quando se trata de criar pressões elevadas. Isto torna-as adequadas para sistemas hidráulicos e limpeza a alta pressão, entre outros.
Eficiência
A eficiência avalia o consumo de energia da bomba em relação ao seu rendimento. As bombas de deslocamento positivo têm geralmente uma eficiência mais baixa do que as centrífugas, mas a sua capacidade de lidar com líquidos viscosos a taxas constantes compensa frequentemente esta desvantagem. Além disso, as bombas de deslocamento positivo podem trabalhar com lamas.
Factores a considerar na escolha de uma bomba de deslocamento positivo
Tipo de fluido
A seleção da bomba é altamente influenciada pelo fluido envolvido. As bombas de deslocamento positivo podem lidar com diferentes tipos de fluidos, tais como substâncias viscosas, abrasivas, corrosivas e outras. Por exemplo, devido ao isolamento do fluido das partes móveis, as bombas de diafragma funcionam melhor com fluidos corrosivos.
Condições de funcionamento
Devem ser tidas em consideração as condições de funcionamento, como a temperatura, a pressão e os factores ambientais, entre outros. As bombas de parafuso podem ter um bom desempenho em condições de alta temperatura. Saber exatamente o que é necessário para uma aplicação garante que uma bomba tem um desempenho ótimo e dura mais tempo.
Requisitos de manutenção
Outro aspeto é o facto de existirem vários tipos de bombas de deslocamento positivo, todas elas com diferentes necessidades de manutenção. As bombas recíprocas tendem a necessitar de mais atenção devido à sua conceção complexa com muitas peças móveis, enquanto as rotativas, como as bombas de engrenagem, requerem uma manutenção menos frequente. A avaliação destes requisitos em relação às capacidades disponíveis permitir-lhe-á escolher uma bomba que se adeqúe às suas capacidades operacionais e também aos limites orçamentais.
Estudos de caso
Os Estudos de Caso de Bombas de Deslocamento Positivo na Indústria têm como objetivo ilustrar como estas máquinas podem ser utilizadas na prática, mostrando os seus benefícios em diferentes aplicações. As caraterísticas de desempenho das bombas e os critérios de seleção também se tornam claros através deles, fornecendo assim informações úteis que informam o processo de tomada de decisão.
Quando as empresas compreendem estas caraterísticas e pontos positivos, podem fazer uma escolha informada sobre a bomba de deslocamento positivo correta para as suas necessidades específicas. Isto poupa tempo e garante eficiência no tratamento de líquidos em diferentes tarefas ou trabalhos efectuados por uma empresa.
Compreender os vários tipos de bombas de deslocamento positivo é fundamental em muitos sectores. Cada tipo, seja ele alternativo, rotativo, peristáltico, etc., tem as suas próprias vantagens em relação a outros, com base em utilizações específicas. Por isso, para além do tipo, outros factores como a natureza do líquido a mover, a velocidade necessária, entre outros, também devem ser tidos em conta ao selecionar uma máquina adequada para uma determinada tarefa ou operação.
Aprofundar os aspectos técnicos destes dispositivos pode resultar em decisões informadas que podem levar a um melhor desempenho. Por conseguinte, seria necessário que os profissionais analisassem a mecânica e as áreas de aplicação das bombas de deslocamento positivo, de modo a explorar todo o seu potencial.
