A precisão do fluxo é um aspecto importante a ser lembrado quando se lida com setores como o farmacêutico, o de alimentos e bebidas ou o de petróleo e gás. A qualidade de um produto e sua aderência às normas dependem do controle preciso do seu fluxo. Para simplificar, o termo "contagem de lóbulos da bomba" refere-se a quantos lóbulos existem em cada rotor de uma bomba de lóbulos rotativos. A relação entre o número de lóbulos da bomba e a precisão do fluxo pode ser usada como diretriz para selecionar as bombas de forma ideal, dependendo de seus desempenhos.
Entendendo a contagem de lóbulos
Definição e princípios básicos
O que é um lóbulo de bomba?
O lóbulo da bomba é um dos componentes rotativos encontrados em uma bomba de lóbulo rotativo. Esses lóbulos são montados em eixos sincronizados. Quando esses eixos giram juntos, eles fazem com que o volume da câmara de bombeamento aumente em seu lado de sucção, criando vácuo ou baixa pressão que suga o fluido que está sendo bombeado do mundo externo. À medida que esses lóbulos continuam girando, o fluido fica preso entre eles e a carcaça antes de ser finalmente liberado quando o tamanho diminui novamente devido à rotação contínua.
Como a contagem de lóbulos é determinada
A contagem de lóbulos nas bombas de lóbulos rotativos é determinada pela contagem do número de lóbulos presentes em cada rotor; os fabricantes fazem projetos diferentes com quantidades variadas para atender a diferentes usos. Esse recurso também afeta outros aspectos relacionados ao fluxo suave ou preciso que deve ser obtido com esse equipamento.
Tipos de bombas com base na contagem de lóbulos
Bombas de lóbulo único
Elas têm apenas um único lóbulo por rotor e, portanto, também são simples em termos de projeto e construção; como não é necessária muita precisão nem grandes quantidades de uma só vez, as bombas de lóbulo único podem funcionar muito bem aqui! Essas características geralmente resultam em custos mais baixos durante o processo de produção, mas algumas desvantagens sempre aparecem, como a menor precisão obtida durante operações de alta velocidade devido ao número limitado de pontos de vedação entre as cavernas ocupadas pelo líquido em torno da área da carcaça onde o meio entra.
Bombas de múltiplos lóbulos
As bombas multilobulares têm mais de um lóbulo acoplado em cada rotor; isso aumenta a precisão e a suavidade durante os processos de bombeamento, tornando-as adequadas para áreas que precisam de altos níveis de precisão, como as que lidam com a fabricação de medicamentos ou o setor de processamento de alimentos, entre outras. A razão para isso é simplesmente o fato de haver mais pontos de vedação nas bombas de lóbulos múltiplos do que nas de lóbulo único, portanto, a pulsação é minimizada, levando à manutenção de uma taxa de fluxo estável durante todo o processo.
Vantagens e desvantagens de diferentes contagens de lóbulos
Bombas de lóbulo único
Vantagens:
- Design e construção simples
- Custos de produção mais baixos
- Facilidade de manutenção
Desvantagens:
- Precisão de fluxo reduzida
- Aumento das taxas de pulsação
- Não recomendado para aplicações que exigem altos níveis de precisão de bombas multilobulares
Bombas de múltiplos lóbulos
Vantagens:
Obtenção de maior precisão de fluxo
As taxas de fluxo uniformes são estabelecidas devido à ausência de flutuação na velocidade, que ocorre quando se usam outros tipos de bombas com menos lóbulos por rotor - isso pode afetar a precisão da dosagem durante o estágio de preparação do medicamento, especialmente se for fundamental que quantidades precisas sejam administradas em intervalos regulares dentro de determinados períodos de tempo.
Desvantagens:
Projeto e construção mais complexos envolvidos;
A produção é mais cara do que a de seus equivalentes com apenas alguns lóbulos montados em cada eixo do rotor; às vezes, as peças se desgastam com frequência, exigindo reparos ou substituições frequentes.
Conhecer a diferença entre as bombas de lóbulo único e de lóbulo múltiplo o ajudará a fazer a escolha certa ao selecionar uma bomba para suas necessidades. Tudo depende do que você quer dela - se é necessária precisão de vazão alta ou baixa, facilidade de uso, custo-benefício, etc.
Quantidade de lóbulos da bomba versus precisão do fluxo
Teoria
Dinâmica de fluidos e interação de lóbulos
As bombas de lóbulo rotativo dependem da dinâmica de fluidos para sua operação. A eficiência e a precisão no movimento dos fluidos são determinadas pela forma como os lóbulos interagem. O refluxo e as pulsações são reduzidos por meio da criação de pontos de vedação por cada lóbulo. Quando há mais lóbulos presentes, o fluxo é mais suave porque são feitas mais vedações, o que também aumenta a precisão.
Além disso, o número de zonas mortas nas câmaras da bomba diminui com o aumento do número de lóbulos usados. O fluxo impreciso pode resultar de áreas em que os líquidos não circulam adequadamente devido à estagnação causada por essas regiões denominadas "zonas mortas". É possível obter um fluxo uniforme e contínuo ao garantir que muitos lóbulos estejam envolvidos, tornando esse dispositivo apropriado para aplicações que precisam de sistemas de fornecimento de dosagem precisa e manuseio uniforme de fluidos o tempo todo.
Modelos matemáticos
As teorias que envolvem os modelos matemáticos foram avançadas para explicar a relação entre as quantidades dos lóbulos da bomba e a precisão dos fluxos. Esse tipo de simulação imita o que acontece dentro das câmaras de bombeamento, desde o ponto zero até o momento em que atinge o tubo de saída. Os engenheiros as utilizam para prever o desempenho em diferentes configurações.
Por exemplo, um estudo realizado sobre novos perfis de rotor descobriu que o tipo de perfil ECE de três segmentos registrou resultados 55% melhores em comparação com os projetos convencionais. Isso nos mostra por que devemos otimizar nosso número de lóbulos para melhorar a precisão do fluxo. Há muito conhecimento adquirido por meio de modelos matemáticos sobre como diferentes contagens afetam as propriedades do fluxo.
Implicações práticas
Casos de estudo
Estudo de caso do setor farmacêutico Uma empresa farmacêutica precisava de bombas de dosagem precisas para a administração de medicamentos líquidos. Surgiram inconsistências com seu sistema inicial de bomba de lóbulo único devido a taxas de fluxo instáveis que entravam e saíam dela. No entanto, os sistemas multilobulares foram empregados posteriormente, o que levou não apenas a melhorar esse problema, mas também a obter fluxos de alta precisão durante todo o processo, atendendo, assim, às rigorosas necessidades regulatórias, em que qualquer pequeno desvio poderia levar a uma situação de risco de vida.
Estudo de caso do setor de alimentos e bebidas Outro exemplo envolve fábricas de processamento de alimentos que lidam com substâncias espessas, como xaropes ou molhos, durante o processo de transferência entre tanques; também nesse caso, inicialmente, usavam-se bombas de um único lóbulo, o que causava irregularidades e desperdício, resultando em aumento dos custos incorridos ao longo do tempo, antes de atualizá-las para bombas de vários lóbulos, reduzindo assim as perdas incorridas ao longo das linhas e, ao mesmo tempo, permitindo um melhor controle da qualidade do produto por meio de uma distribuição mais uniforme obtida dentro de cada tanque.
Exemplos do setor
Indústria farmacêutica A indústria farmacêutica depende da precisão quando se trata de medições de vazão. A dosagem incorreta pode levar a resultados catastróficos e, portanto, foram estabelecidas regulamentações muito rigorosas sobre esse assunto em todo o mundo para garantir a segurança do paciente. As bombas de múltiplos lóbulos oferecem as dosagens precisas necessárias para esses tipos de aplicações críticas a partir de diferentes pontos de vedação exigidos, contribuindo para reduzir as pulsações que causam variações e, assim, garantir taxas de fornecimento consistentes.
Indústria de alimentos e bebidas Para vários processos de fabricação de alimentos e bebidas, a consistência é fundamental, especialmente em termos da quantidade de material que deve ser usada em um determinado momento. As bombas de lóbulo único tendem a deixar passar grandes quantidades de substância de uma só vez, causando danos ao produto devido ao transbordamento. As de lóbulo múltiplo, por outro lado, permitem o ajuste fino, o que possibilita proporções sucessivamente menores por ciclo, alcançando, assim, maior precisão em todos os estágios de produção, mesmo quando se lida com misturas mais espessas, como xaropes ou molhos, em que uma distribuição uniforme poderia ser difícil sem esse tipo de equipamento.
Aplicações práticas e recomendações de produtos
Setores que se beneficiam da alta precisão do fluxo
Indústria farmacêutica
Para dosar corretamente e manter uma qualidade consistente, o setor farmacêutico precisa de precisão. As bombas multilóbulos são boas em reduzir a pulsação para obter uma taxa de fluxo estável, o que é ideal para esse campo. É muito importante ter um controle preciso do fluxo para atender a normas rigorosas e garantir a segurança dos pacientes. As bombas de lóbulo rotativo Ace têm desempenho confiável enquanto bombeiam suavemente, o que as torna adequadas para uso com produtos farmacêuticos delicados.
Indústria de alimentos e bebidas
Da mesma forma, o setor de alimentos e bebidas se beneficia muito da alta precisão do fluxo. A uniformidade no fornecimento garante que não haja desperdício e também ajuda a manter a qualidade dos produtos, que não deve mudar com o tempo. Essa consistência só pode ser obtida com o uso de bombas multilóbulos, pois elas são projetadas especificamente para lidar com líquidos espessos, como xaropes ou molhos. Esses tipos de bombas criam uma distribuição uniforme, aumentando assim a eficiência geral durante a produção. A Titan Flow Meters fabrica medidores de vazão de líquidos que são precisos e eficientes para vários processos industriais, inclusive os usados em alimentos e bebidas.
Produtos recomendados
A: Bombas de lóbulo rotativo Ace
Bombas de lóbulo rotativo Ace têm uma construção robusta, sendo o design modular sua característica marcante, entre outras inúmeras características mencionáveis. Elas podem ser configuradas de forma flexível, aumentando assim a flexibilidade do processo e a confiabilidade operacional, além de serem aplicáveis em meios de baixa, média ou alta viscosidade devido à sua ação de bombeamento suave. Em resumo, essas máquinas funcionam bem em diferentes condições, inclusive em áreas como a farmacêutica ou de processamento de alimentos, onde outros modelos podem falhar.
B: Medidores de vazão Titan
Medidores de vazão Titan são construídos principalmente para desempenho, portanto, não pense duas vezes se precisar de medições precisas das taxas de movimento de seus líquidos; engrenagens ovais, medidores de turbina etc. fazem parte de sua linha, atendendo a todos os tipos de necessidades de processamento de metais leves, mas isso não significa que outros produtos químicos não possam ser medidos com precisão, pois até mesmo as indústrias farmacêuticas também exigem padrões semelhantes.
Os setores que exigem manuseio preciso de fluidos devem entender como os diferentes números de lóbulos afetam a precisão do fluxo. Um número maior de lóbulos geralmente proporciona taxas de fluxo mais suaves e precisas. É por isso que as bombas com vários lóbulos são consideradas as melhores para aplicações de alta precisão, nas quais é necessário que quantidades exatas sejam fornecidas em períodos específicos sem que ocorram desvios ao longo do caminho. Portanto, a seleção correta de uma bomba garantirá a produção de produtos de qualidade e, ao mesmo tempo, aumentará a eficiência operacional em uma organização.
