Uma bomba de deslocamento positivo é um dispositivo que transfere fluidos ao reter uma quantidade fixa e empurrá-la pelo sistema. Essas bombas são particularmente boas para lidar com materiais viscosos pesados e alimentações difíceis. De fato, muitos setores dependem muito delas em suas operações, incluindo processamento de alimentos, petróleo e tratamento de água, entre outros. As bombas de deslocamento positivo garantem dosagem precisa e saídas de alta pressão, o que as torna úteis em várias aplicações. As principais categorias são bombas alternativas, bombas rotativas e bombas peristálticas, todas com 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 o desloca pelo sistema. Isso garante uma taxa de fluxo uniforme, independentemente das mudanças na pressão. O movimento alternativo e o movimento rotativo são os dois princípios principais sobre os quais as bombas de deslocamento positivo funcionam.
Mecanismo básico
Em seu mecanismo básico, esse tipo de bomba retém alguma quantidade de líquido e, em seguida, empurra-o para o tubo de descarga. Por exemplo, as bombas recíprocas conseguem isso por meio de movimentos de vaivém, usando pistões, êmbolos ou diafragmas, entre outros componentes, para auxiliar nesse movimento. Por outro lado, os rotativos empregam peças rotativas, como engrenagens, lóbulos, parafusos, palhetas etc., para movimentar o fluido.
Componentes principais
Algumas das principais peças 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 bombeamento.
- Válvula de descarga: Regula a liberação de líquido da bomba.
- Pistão/Plunger/Diafragma: Eles criam o movimento necessário para os tipos alternativos.
- Rotores/Rodas/Lobos: Ajuda na movimentação do fluido em tipos rotativos.
Prós e contras
Como em qualquer outra máquina, há vantagens e desvantagens associadas às bombas de deslocamento positivo.
Prós
Veja a seguir alguns benefícios oferecidos por esses dispositivos:
- Alta pressão: Eles podem produzir altas pressões e, portanto, são adequados para aplicações exigentes.
- Taxa de fluxo consistente: Fornece uma taxa de fluxo constante, independentemente das mudanças de pressão.
- Versatilidade: Pode manusear diferentes fluidos, inclusive substâncias viscosas e abrasivas.
- Dosagem precisa: Garantir a precisão no fornecimento de fluidos, o que é vital para o setor farmacêutico, entre outros.
Contras
Por outro lado, algumas desvantagens acompanham as bombas de deslocamento positivo:
- Complexidade: Projeto mais complexo em comparação com os centrífugos, levando a uma maior necessidade de manutenção.
- Eficiência: Geralmente menos eficiente do que as bombas centrífugas, especialmente em altas taxas de fluxo.
- Pulsação: O fluxo de fluido pode sofrer pulsação devido aos tipos alternativos, exigindo, portanto, equipamento de amortecimento adicional.
Tipos de bombas de deslocamento positivo
Bombas alternativas de deslocamento positivo
As bombas recíprocas, também conhecidas como bombas de pistão, usam o movimento de trás para frente para transferir líquidos. Elas consistem em um cilindro onde um pistão ou diafragma se move. Altas pressões podem ser manipuladas por tipos de bombas alternativas, que são capazes de trabalhar com uma ampla gama de viscosidades.
Bombas de pistão
Em uma bomba de pistão, há um pistão que empurra o fluido através de um cilindro. O vácuo é criado por essa peça, puxando-o para dentro da câmara da bomba. Em seguida, a válvula de descarga se abre, permitindo que o líquido saia sob pressão antes de se fechar novamente quando o novo ciclo começa. Ela se destaca em aplicações que necessitam de altas pressões e controle preciso dos fluxos.
Bombas de diafragma
Em vez de usar um pistão, o diafragma se flexiona para frente e para trás, produzindo assim a ação necessária em uma bomba de diafragma. Durante uma fase, ele puxa o fluido devido à flexão para cima, enquanto em outra fase ocorre a compressão, forçando-o novamente para fora até o início do próximo curso. Como isolam as partes móveis umas das outras, esses dispositivos podem lidar com meios corrosivos ou abrasivos sem nenhum problema.
Bombas de êmbolo
A operação das bombas de êmbolo é semelhante à das bombas de pistão, exceto pelo fato de usarem um êmbolo em vez de um pistão. O êmbolo vai para frente e para trás por meio de uma vedação estática para gerar um fluxo de alta pressão. Esses tipos são aplicados principalmente em campos onde são necessárias pressões muito altas, como sistemas hidráulicos e corte a jato de água.
Bombas rotativas de deslocamento positivo
A movimentação de fluidos por meio de mecanismos rotativos constitui atividades de bombeamento rotativo. Esse tipo de bomba é ideal para líquidos viscosos e fornece uma taxa de fluxo constante.
Bombas de engrenagem
As engrenagens de intertravamento são empregadas pelas bombas de engrenagem para transferir fluido de um lugar para outro. À medida que as engrenagens giram, elas prendem o líquido entre seus dentes e a carcaça da bomba, empurrando-o para a porta de descarga. As bombas de engrenagem podem ser usadas com muitos tipos diferentes de fluidos, inclusive óleos e produtos químicos.
Bombas de lóbulos
O movimento do fluido ocorre dentro de bombas de lóbulos quando os lóbulos rotativos se chocam contra ele. Como os lóbulos não entram em contato uns com os outros, o desgaste é reduzido significativamente. Eles lidam com fluidos suavemente e, por isso, são amplamente usados nos setores farmacêutico e de processamento de alimentos.
Bombas de parafuso
Um ou vários parafusos podem ser utilizados por bombas de deslocamento positivo do tipo parafuso para o transporte de líquido pelo corpo da bomba. O fluxo contínuo com pulsação mínima ocorre devido ao movimento rotacional proporcionado pelos próprios parafusos. As melhores bombas de deslocamento positivo do tipo parafuso são os melhores equipamentos de manuseio de polpas e fluidos altamente viscosos.
Bombas de palhetas
Um rotor equipado com várias palhetas serve para mover o fluido dentro das bombas de palhetas. Essas palhetas deslizam para dentro e para fora durante a rotação, prendendo e bombeando o fluido por todo o sistema. As bombas de palhetas têm grande versatilidade, o que lhes permite lidar com uma ampla gama de fluidos de viscosidade, inclusive aqueles com viscosidades variáveis.
Bombas peristálticas de deslocamento positivo
O movimento de compressão e liberação em forma de onda comprime os tubos flexíveis, criando um vácuo que atrai e empurra o sangue para a outra extremidade, o que é chamado de peristaltismo. A rotação periclinal comprime as paredes, vedando-as umas contra as outras, o que evita o refluxo ao mesmo tempo em que se comprime para frente.
Mecanismo de trabalho
O mecanismo de funcionamento de uma bomba peristáltica envolve roletes ou sapatas que comprimem o tubo flexível. Essa compressão cria uma vedação, impedindo o refluxo e garantindo uma taxa de fluxo consistente. Os roletes ou sapatas se movem ao longo do tubo, empurrando o fluido para frente.
Aplicativos
As bombas peristálticas são usadas em aplicações em que a contaminação deve ser evitada. O fluido entra em contato apenas com a parte interna do tubo, o que torna essas bombas ideais para aplicações médicas, farmacêuticas e de processamento de alimentos. As bombas peristálticas também são usadas para dosagem de produtos químicos e manuseio de fluidos abrasivos ou viscosos.
Características e critérios de seleção
Características de desempenho
Taxa de fluxo
A taxa de fluxo mede o volume de fluido que uma bomba move em um período específico. As bombas de deslocamento positivo fornecem uma taxa de fluxo consistente, independentemente das mudanças de pressão. Essa característica garante o manuseio preciso de fluidos em aplicações como dosagem de produtos químicos ou farmacêuticos.
Pressão
A pressão indica a força exercida pela bomba para mover o fluido pelo sistema. As bombas de deslocamento positivo apresentam excelente desempenho quando se trata de criar altas pressões. Isso as torna adequadas para sistemas hidráulicos e limpeza de alta pressão, entre outros.
Eficiência
A eficiência avalia o consumo de energia da bomba em relação à sua produção. As bombas de deslocamento positivo geralmente têm eficiência mais baixa do que as centrífugas, mas sua capacidade de lidar com líquidos viscosos a taxas constantes geralmente compensa essa desvantagem. Além disso, as bombas de deslocamento positivo podem trabalhar com polpas.
Fatores a serem considerados 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, 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 operacionais
Deve-se levar em consideração as condições operacionais, como temperatura, pressão e fatores 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 a bomba tenha um desempenho ideal e dure mais tempo.
Requisitos de manutenção
Outro aspecto é que há vários tipos de bombas de deslocamento positivo, todas com diferentes necessidades de manutenção. As bombas recíprocas tendem a precisar de mais atenção devido ao seu projeto complexo com muitas peças móveis, enquanto as rotativas, como as bombas de engrenagem, exigem manutenção menos frequente. A avaliação desses requisitos em relação aos recursos disponíveis permitirá que se escolha uma bomba que se alinhe às suas habilidades operacionais e aos limites orçamentários.
Estudos de caso
Os Estudos de Caso de Bombas de Deslocamento Positivo na Indústria têm o objetivo de ilustrar como essas máquinas podem ser usadas na prática, mostrando seus benefícios em diferentes aplicações. As características de desempenho e os critérios de seleção das bombas também ficam claros por meio deles, fornecendo informações úteis para o processo de tomada de decisão.
Quando as empresas entendem esses recursos e pontos positivos, elas podem fazer uma escolha informada sobre a bomba de deslocamento positivo certa para suas necessidades específicas. Isso economiza tempo e garante eficiência no manuseio de líquidos em diferentes tarefas ou trabalhos realizados por uma empresa.
Compreender os vários tipos de bombas de deslocamento positivo é fundamental em muitos setores. Cada tipo, seja ele alternativo, rotativo, peristáltico etc., tem suas próprias vantagens sobre os outros com base em usos específicos. Portanto, além do tipo, outros fatores, como a natureza do líquido que está sendo movimentado, a velocidade necessária, entre outros, também devem ser levados em consideração ao selecionar uma máquina apropriada para qualquer tarefa ou operação.
Aprofundar-se nos aspectos técnicos desses dispositivos pode resultar em decisões bem informadas que podem levar a um melhor desempenho. Portanto, seria necessário que os profissionais analisassem a mecânica e as áreas de aplicação das bombas de deslocamento positivo para aproveitar todo o potencial delas.
