A eficiência das bombas é importante em aplicações industriais. Esses tipos de bombas são projetados para converter a maior parte da energia de entrada em capacidade de entrega, reduzindo assim os custos e melhorando o desempenho em troca. Portanto, a comparação entre bomba de engrenagem e bomba de lóbulo torna-se necessária para qualquer setor que esteja buscando as soluções mais adequadas. A seleção correta garante o controle preciso da pressão, bem como o tratamento suave dos fluidos ao passar por elas. Os profissionais devem saber como cada uma funciona de forma diferente, os níveis de eficiência, os requisitos de manutenção e onde elas podem ser aplicadas adequadamente.
Entendendo as bombas de engrenagem
Definição e características básicas
Essas bombas também são conhecidas como bombas de gerotor, que usam uma engrenagem interna com engrenagens externas com geometria especial, de modo que os dois componentes entrem em contato próximo, mas não se toquem em todos os pontos ao mesmo tempo, obtendo assim maior compactação e melhor desempenho do que qualquer outro tipo pode oferecer sozinho ou em combinação. Eles podem medir com precisão líquidos ou materiais viscosos devido a uma malha perfeita entre suas engrenagens, resultando em um volume definido para cada volta realizada por eles.
Como funcionam as bombas de engrenagem
Os fluidos são transferidos por bombas de engrenagem usando engrenagens rotativas; isso cria uma vedação líquida em torno do elemento rotativo contra a carcaça da bomba, causando sucção em seu ponto de entrada. Assim que o fluido entra, ele se envolve em cavidades formadas por dentes em lados opostos e é transportado mecanicamente para o lado da descarga por meio dessas mesmas regiões de dentes, o que produz uma taxa de fluxo uniforme e suave, diretamente proporcional ao número de voltas feitas por unidade de tempo.
Tipos de bombas de engrenagem (externa vs. interna)
Existem duas categorias principais: externa e interna.
- Bombas de engrenagem externa: Esse tipo consiste principalmente em duas engrenagens idênticas que se intertravam apoiadas por eixos separados. Ela tem a capacidade de suportar pressões relativamente mais altas, de até 7500 psi, porque o suporte do eixo é mais rígido devido às tolerâncias mais estreitas mantidas durante o processo de fabricação.
- Bombas de engrenagem interna: Têm uma engrenagem girando dentro de outra, sendo que ambas têm tamanhos diferentes, mas ainda assim se encaixam. Essas bombas são boas na sucção de fluidos, pois sua capacidade de sucção é alta, especialmente os de alta viscosidade, que podem se romper facilmente quando submetidos a forças de cisalhamento como as que essas bombas geram.
Vantagens das bombas de engrenagem
Manuseio de alta pressão
As bombas de engrenagem têm a capacidade de criar pressões muito altas, o que as torna adequadas para aplicações que exigem controle preciso da pressão. Elas podem ser usadas até 7500psi quando necessário.
Design compacto
Esses tipos de bombas são relativamente pequenos em tamanho porque há poucas partes móveis envolvidas, o que as torna mais confiáveis e fáceis de encaixar em diferentes sistemas sem nenhum problema. Sua compactação também permite a instalação em locais onde o espaço é limitado ou não está disponível.
Desvantagens das bombas de engrenagem
Níveis de ruído
Em comparação com outras tecnologias de bomba, as bombas de engrenagem tendem a produzir níveis mais altos de ruído. As engrenagens que se entrelaçam durante a rotação causam um som mecânico que pode se tornar incômodo, especialmente se forem usadas perto de áreas silenciosas, como zonas residenciais, durante a noite.
Desgaste
Com o uso prolongado, as engrenagens da bomba de engrenagem geralmente se desgastam, o que leva a dificuldades de manutenção. Às vezes, é difícil fazer a manutenção dessas máquinas, pois é preciso desmontar tudo, o que consome muito tempo e energia; além disso, é necessário fazer verificações frequentes para manter o mais alto nível de desempenho possível desses mecanismos.
Entendendo as bombas de lóbulos
Definição e características básicas
As bombas de lóbulo rotativo, ou simplesmente bombas de lóbulo, empregam dois ou mais lóbulos que giram dentro de uma carcaça, criando câmaras seladas pelas quais o fluido é movido de um lado para outro. Elas são projetadas para lidar com líquidos altamente viscosos, como pastas, lodo etc., portanto, podem ser usadas amplamente em muitos setores que lidam com diferentes tipos de materiais espessos. A construção robusta garante a confiabilidade da longevidade, mesmo sob condições extremas de trabalho, de modo que não quebram facilmente durante processos pesados.
Como funciona uma bomba de lóbulos
Dentro do invólucro do bombas de lóbulosO sistema de controle de temperatura é composto por lóbulos rotativos. Quando esses lóbulos giram, formam uma sequência de câmaras fechadas que empurram o fluido da entrada para a saída. Além disso, esse tipo de bomba garante um tratamento suave para fluidos sensíveis ao cisalhamento porque seus lóbulos não se tocam durante o movimento, reduzindo assim qualquer dano ao produto, o que as torna aplicáveis em situações em que é necessária uma transferência delicada de líquidos.
Tipos de bombas de lóbulos
Há vários projetos disponíveis de bombas de lóbulos para atender a diferentes necessidades industriais. As principais categorias incluem:
- Bombas de lóbulo único: Essas bombas usam apenas um lóbulo para movimentar os líquidos. Elas funcionam melhor com fluidos de baixa viscosidade.
- Bombas de múltiplos lóbulos: Esse tipo tem mais de dois lóbulos, aumentando assim a eficiência e a capacidade de lidar com diferentes tipos de líquidos, inclusive aqueles com partículas maiores ou viscosidades mais altas.
Vantagens das bombas de lóbulos
Manuseio seguro de fluidos
O fato de manusearem fluidos suavemente os torna perfeitos para aplicações que envolvem materiais sensíveis a forças de cisalhamento. Além disso, a natureza sem contato entre seus lóbulos minimiza as chances de danificar itens frágeis durante o processo de bombeamento, como alimentos, medicamentos e outros usados na indústria de cosméticos.
Versatilidade nas aplicações
As lobepumps podem ser empregadas em vários setores devido à sua capacidade de lidar com uma ampla gama de propriedades de fluidos. Essas bombas têm a capacidade de gerenciar fluidos de alta viscosidade, pastas e também aqueles com partículas sólidas suspensas sem causar nenhum dano, o que as torna adequadas para muitos setores.
Desvantagens das bombas de lóbulos
Faixa de pressão limitada
Em termos comparativos, as bombas de engrenagem podem operar com pressões muito mais altas do que as de lóbulo, pois o projeto da última bomba prioriza o tratamento suave do fluido em detrimento do controle preciso da pressão necessário em algumas aplicações.
Requisitos de tamanho maior
Como a robustez faz parte da construção da uplobepump, esse tipo geralmente ocupa mais espaço em comparação com outros. A necessidade de espaço extra pode ser um problema durante a instalação, quando há restrições de tamanho, mas geralmente os tamanhos maiores se justificam pelos benefícios de eficiência e longevidade.
Bomba de engrenagem versus bomba de lóbulo: Um estudo comparativo
Eficiência em diferentes aplicações
Fluidos viscosos
Materiais de alta viscosidade, como tintas, óleos, resinas etc., podem ser mais bem manuseados por bombas de engrenagem que têm a capacidade de medir essas substâncias com precisão, mantendo, assim, taxas de fluxo constantes; além disso, essas bombas permanecem eficientes mesmo quando lidam com fluidos altamente viscosos, sendo, portanto, capazes de atender às demandas do setor por controle rigoroso de pressão em todos os momentos.
Outro aspecto positivo das bombas de lóbulos é que elas também funcionam de forma eficaz com esses tipos de líquidos, pois seu projeto permite que operem em altas velocidades enquanto invertem as direções durante o processo de transporte, o que as torna perfeitas para os setores envolvidos no processamento de alimentos e produtos farmacêuticos, nos quais o manuseio suave de fluidos é mais importante.
Fluidos sensíveis ao cisalhamento
Nos casos em que a sensibilidade ao cisalhamento se torna uma preocupação, a bomba de engrenagens nem sempre é a escolha certa, pois as engrenagens entrelaçadas criam tensões mecânicas que podem degradar materiais delicados, causando alterações indesejadas no produto em aplicações que lidam com substâncias sensíveis.
É por isso que muitas pessoas preferem usar lobepumps em vez de outros tipos de bombas, especialmente no transporte de cosméticos ou produtos biotecnológicos que requerem cuidado na transferência de fluidos sem que haja danos a eles devido à sua fragilidade.
Consumo de energia
Requisitos de energia
As bombas de lóbulos, embora eficazes, são potentes devido à sua construção para serviços pesados e ao aumento das taxas de fluxo. A potência adicional garante que o sistema possa trabalhar com fluidos viscosos e com aqueles que contêm partículas sem comprometer sua eficiência. A variedade de fluidos que podem ser manuseados com o uso de bombas de lóbulo justifica sua eficiência no uso de energia.
Custos operacionais
As bombas de engrenagem têm baixo custo operacional porque são simples em seu projeto e exigem menos manutenção. Isso significa que as bombas de engrenagem são fáceis de manter, o que economiza muito dinheiro no longo prazo, pois não precisam de reparos ou substituições frequentes. Por esse motivo, as bombas de engrenagem são recomendadas para setores que buscam soluções econômicas.
Apesar dos requisitos iniciais de energia mais altos, as bombas de lóbulo têm custos operacionais competitivos. Isso é atribuído à facilidade de manutenção e à durabilidade, o que reduz o tempo de inatividade, economizando custos a longo prazo. Além disso, esses tipos de bombas podem operar por períodos mais longos sem manutenção devido à sua capacidade de lidar com diferentes fluidos sem entupimento, sendo, portanto, consideradas investimentos valiosos.
Manutenção e durabilidade
Frequência de manutenção
As bombas de engrenagem devem passar por manutenção regular, pois as engrenagens se desgastam pelo contato umas com as outras durante a operação. Portanto, há necessidade de verificações periódicas para que as peças desgastadas possam ser substituídas, aumentando assim a frequência com que a bomba de engrenagens deve passar por manutenção, mas isso é simples porque apenas algumas peças precisam de atenção.
Os lóbulos sem contato tornam a manutenção da bomba de lóbulos mais fácil do que a da bomba de engrenagens, em que há contato entre duas engrenagens que se entrelaçam, resultando em desgaste após algum tempo de uso. Esse projeto também reduz a frequência com que a lubrificação é necessária, reduzindo assim o número de vezes em que a graxa ou o óleo exigidos por essas máquinas desse tipo podem ser feitos durante um determinado período, em vez de continuamente todos os dias, como seria o caso se estivesse usando outro tipo, tornando-as mais confiáveis do que outras em termos de mantê-las sempre prontas para o trabalho, mesmo quando usadas continuamente em condições adversas, onde outros tipos falham devido à necessidade de manutenção frequente causada pelo funcionamento contínuo a seco, sendo preferidas por muitos setores.
Vida útil e confiabilidade
As bombas de engrenagem são confiáveis, mas podem ter uma vida útil mais curta porque as engrenagens se desgastam devido ao atrito mecânico. Se a manutenção for feita regularmente, a expectativa de vida útil pode ser prolongada, embora isso não possa ir além de um determinado limite definido pela natureza do próprio projeto, que afeta o tempo que a bomba de engrenagem dura antes de quebrar completamente.
As bombas de lóbulos duram mais do que as bombas de engrenagens, pois não há contato físico entre as peças, exceto durante a instalação ou a desmontagem, o que significa que há menos desgaste, aumentando assim os anos em que a bomba de lóbulos funcionará sem desenvolver nenhum problema, desde que usada corretamente para não danificar as superfícies em que os lóbulos entram em contato uns com os outros em caso de inversão da direção do fluxo. Essa robustez garante que, mesmo que substâncias abrasivas passem por elas com frequência e por períodos prolongados, nenhuma delas se desgaste, o que poderia comprometer os níveis de desempenho em ambientes adversos, como os encontrados em ambientes industriais que lidam com materiais corrosivos, nos quais a durabilidade deve receber mais ênfase, juntamente com os termos de confiabilidade, funcionando continuamente durante todo o processo sem parar porque quebrou em algum ponto ao longo da linha devido à incapacidade de resistir aos efeitos causados por esses produtos químicos nos materiais usados em sua construção, tornando-as candidatas ideais para o manuseio de diferentes tipos de fluidos em vários setores.
Considerações práticas
Aplicativos específicos do setor
Indústria de alimentos e bebidas
As bombas usadas na indústria alimentícia devem ser capazes de manter a qualidade do produto e, ao mesmo tempo, garantir o cumprimento dos padrões de higiene. As bombas de lóbulos são mais adequadas para esses fins, pois não submetem os fluidos sensíveis ao cisalhamento a fortes forças mecânicas durante o bombeamento. A ação suave dos lóbulos sem contato também ajuda a preservar produtos lácteos delicados, molhos, bebidas etc., cuja integridade pode ter sido comprometida por altos níveis de agitação causados por outros tipos de máquinas projetadas dessa forma, especialmente bebidas que contêm sólidos, como sucos, pedaços de polpa misturados ou partículas suspensas no próprio líquido, além de atender aos requisitos de saneamento necessários para a limpeza (CIP) após o término do uso, em oposição a outro tipo.
As bombas de engrenagem também podem ser aplicadas no setor alimentício, onde é necessária uma medição precisa, além da capacidade de lidar com as altas pressões envolvidas durante o processo de produção. As bombas de engrenagens externas, por exemplo, têm se mostrado eficazes no manuseio de óleos e xaropes com diferentes viscosidades, entre outros ingredientes usados nos processos de fabricação de alimentos. No entanto, alguns produtos alimentícios podem não ser compatíveis com a ação mecânica transmitida pela bomba de engrenagem devido à sua sensibilidade às forças de cisalhamento induzidas ao passar por espaços estreitos entre os elementos rotativos de tais dispositivos, causando, assim, efeitos indesejáveis nos atributos de qualidade, como textura, sabor, aparência etc.
Processamento químico
O processamento de produtos químicos requer bombas que possam lidar com uma ampla variedade de fluidos, inclusive aqueles que são corrosivos ou altamente viscosos. As bombas de engrenagem são úteis nesse caso porque permitem que os solventes sejam bombeados a pressões muito altas, ao mesmo tempo em que mantêm as taxas de fluxo precisas necessárias para resinas e vários tipos de produtos químicos processados em indústrias que lidam com esse tipo de atividade, entre outras. Além disso, deve-se observar que o design compacto facilita a integração em sistemas complexos, o que não seria possível com qualquer outro tipo de bomba, mesmo que o espaço seja limitado, é possível instalá-las onde for mais necessário, sem muito esforço para fazer as modificações necessárias em aplicações de bombas de lóbulo associadas a tamanhos maiores em todo o mundo, mas nem todos os lugares são adequados a todos os tamanhos, por isso a preferência pela bomba de engrenagem.
As bombas de lóbulos são conhecidas por sua capacidade de trabalhar com fluidos que contêm partículas, bem como com aqueles que têm viscosidades diferentes em plantas de processamento de produtos químicos, onde é necessário lidar com materiais abrasivos ou com substâncias agressivas que poderiam facilmente corroer as peças comuns usadas nesses ambientes, além de terem recursos de fluxo reversível, o que as torna versáteis o suficiente para se adaptarem a diversos processos que envolvem esses produtos químicos em todo o setor.
Análise de custos e benefícios
Custo inicial
A simplicidade do projeto e o baixo número de peças nas bombas de engrenagem levam a um investimento inicial menor. Essa acessibilidade as torna adequadas para empresas com orçamentos limitados. Além disso, as bombas de engrenagem são caracterizadas por recursos de economia de espaço que minimizam os custos de instalação.
Por outro lado, as bombas de lóbulo podem parecer mais caras à primeira vista, mas oferecem benefícios de longo prazo que superam seus altos custos iniciais. Essas bombas têm construções robustas capazes de lidar com vários fluidos sem se desgastar facilmente. Essas qualidades aumentam os níveis de confiabilidade e, portanto, a maioria dos setores acha que vale a pena fazer um investimento inicial nelas.
Economizando ao longo do tempo
As bombas de engrenagem economizam dinheiro a longo prazo por meio de taxas de operação mais baixas e menos requisitos de manutenção; isso ocorre porque elas têm tamanho compacto e alta eficiência energética. Além de consumir menos energia devido à boa capacidade de transferência de energia resultante de seus tamanhos pequenos, ou seja, baixas taxas de pulsação durante o processo de dosagem podem ser obtidas com o uso da menor quantidade possível de energia, reduzindo assim os custos ao longo dos anos. Também é útil que essas máquinas recebam manutenção regular, pois isso prolonga sua vida útil e mantém sempre o desempenho ideal.
As bombas de lóbulos ainda conseguem proporcionar economias consideráveis, mesmo que haja maior demanda de energia elétrica durante as fases de partida, em comparação com outros tipos, como as de parafuso ou centrífugas. A razão por trás disso é que a facilidade de manutenção dá lugar a tempos de inatividade reduzidos, juntamente com reparos acessíveis, considerando a natureza robusta, além de ser capaz de lidar com diferentes líquidos sem substituições frequentes de peças, o que leva a uma vida útil mais longa e, portanto, mais economia, especialmente para aqueles que buscam soluções confiáveis de bombeamento industrial.
Cada categoria tem seus próprios pontos fortes, que ficam claros após a comparação entre os sistemas de bombas de engrenagens e de lóbulos. Por exemplo, as unidades de engrenagem funcionam melhor em condições em que os níveis de pressão são mais altos e, ao mesmo tempo, são capazes de oferecer serviços com eficiência energética durante processos de medição de baixa pulsação. No entanto, os dispositivos do tipo lóbulo são excelentes no tratamento suave de fluidos sensíveis ao cisalhamento, bem como no gerenciamento de variações de viscosidade de ampla faixa, entre outras coisas que são numerosas demais para serem mencionadas aqui, mas que visam garantir que os clientes obtenham valor pelo seu dinheiro ao comprar essas máquinas. Portanto, é importante determinar as necessidades e aplicações específicas antes de fazer uma escolha entre diferentes bombas. Os modelos de engrenagem são recomendados quando é necessário um controle preciso da pressão a um custo mínimo, enquanto as unidades de lóbulo têm melhor desempenho em situações que envolvem fluidos de transferência delicados com alta eficiência. Elas também podem ser usadas em locais onde talvez seja necessário empregar os dois métodos para atingir os objetivos desejados mais rapidamente do que com o uso de apenas um método.
Ao decidir qual sistema funcionaria melhor, a eficiência, a manutenção e a adequação devem ser consideradas para se chegar à solução mais adequada para uma determinada aplicação ou setor.
