Existem inúmeros tipos de bombas que desempenham funções específicas, dentre as quais temos uma menos conhecida, porém muito útil e eficiente, a bomba de deslocamento positivo. Essa bomba é a mais utilizada em todos os setores, desde as indústrias de petróleo e gás até as empresas farmacêuticas e as fábricas de alimentos. Uma coisa é certa: entender uma bomba de deslocamento positivo, sua operação e vantagens pode ajudar a responder ao problema básico de qual bomba funcionará melhor no local de aplicação. Esta postagem do blog se concentra nos princípios de funcionamento das bombas de deslocamento positivo e suas aplicações em vários setores.
O que é uma bomba de deslocamento positivo?
Uma bomba de deslocamento positivo é aquela que emprega um processo em que um volume definido de fluido é capturado e movido pelo emprego de alguma fonte de energia, e esse fluido é então empurrado através de alguma tubulação de descarga. Geralmente, as bombas centrífugas sugam os fluidos e, portanto, a alta taxa de rotação, enquanto as bombas de deslocamento positivo são capazes de fornecer um volume constante de fluido, independentemente da pressão oposta. Isso as torna adequadas para aplicações de alta pressão ou quando é necessário bombear fluidos espessos de alta viscosidade.
As bombas de deslocamento positivo são classificadas em dois tipos de bombas, que incluem bombas rotativas e bombas recíprocas. Diferentes métodos são empregados nesses tipos com um produto final invariável, como o fluxo definido na mesma taxa.
Como funciona uma bomba de deslocamento positivo?
Uma bomba de deslocamento positivo é definida como uma máquina que desloca volumes de líquido da entrada para a porta de saída da bomba. Na prática, isso significa que o fluido é puxado para dentro da bomba por meio da criação de cavidades, e essa ação é chamada de retenção de fluido. Atualmente, a pressão média de entrada de água na câmara envolve o pinçamento interno dos líquidos.
Nas bombas rotativas, essas estruturas são giradas por engrenagens que movem uma estrutura geométrica para agarrar a água em movimento. E esses elementos estão em rotação rápida, o que mantém o fluxo constante de líquido. Em contraste, as bombas recíprocas funcionam usando um pistão ou um diafragma que permite que qualquer fluido seja deslocado em um movimento oscilante.
Processo de trabalho
O processo pode ser interpretado da seguinte forma:
- Admissão: A bomba gera uma sucção dentro da cavidade e, assim, o líquido entra.
- Captura do fluido: Depois de entrar, o fluido em movimento é retido dentro da câmara por peças móveis adicionais ou pelo funcionamento do pistão explicado acima.
- Deslocamento: Esse fluido preso é então empurrado para fora pelo tubo de descarga pela bomba por meio da redução do volume da câmara que contém o fluido.
Esse processo cíclico ou contínuo torna as bombas de deslocamento positivo ideais para situações em que um volume controlado de fluido precisa ser fornecido em um tempo específico.
Tipos de bombas de deslocamento positivo
Atualmente, existem diferentes tipos de bombas de deslocamento positivo, que incluem:
Bombas de engrenagem
As formas quase paralelas cortam um caminho através das glândulas de bombeamento e compreendem várias protuberâncias semelhantes a pinos ou armadilhas de fluido que capturam o líquido entre as posições opostas dos dentes. Essas bombas são frequentemente empregadas quando há uma alta demanda por precisão na quantidade de fluido fornecido, por exemplo, em sistemas de circulação de óleos.
Bombas de lóbulos
As bombas de lóbulo de fluxo axial operadas consistem em dois rotores com lóbulos que operam em uma folga muito pequena para lidar com a transferência de fluido. Os rotores aqui apenas transferem o fluido da entrada para a saída com pouco ou nenhum contato. Essas bombas também são usadas em aplicações sanitárias, como no processamento de alimentos e bebidas.
Bombas de diafragma
Eles usam um diafragma flexível para criar vácuo e pressão alternados para mover um fluido. São amplamente utilizados no processamento químico e no tratamento de águas residuais, pois têm a capacidade de bombear fluidos corrosivos.
Bombas peristálticas
Nesse tipo de bomba, um tubo flexível é apertado por roletes ou sapatas para impulsionar um fluido em seu interior. Essa bomba é especialmente vantajosa no uso médico, pois evita a contaminação de qualquer fluido, já que o fluido entra em contato apenas com a tubulação.
Bombas de pistão
Nesses tipos de bombas, o pistão é usado como um elemento para mover uma quantidade de fluido de uma posição para outra, indo para frente e para trás dentro de um cilindro. As bombas de pistão são conhecidas por terem capacidade de gerar alta pressão e, portanto, podem ser encontradas em sistemas hidráulicos de meios porosos.
Benefícios das bombas de deslocamento positivo
As bombas de deslocamento positivo têm várias vantagens, que são as razões pelas quais elas são solicitadas na maioria dos setores. Para ser mais específico, algumas dessas vantagens incluem:
- Taxa de fluxo constante: Um dos principais aspectos positivos das bombas de deslocamento positivo é que elas podem manter uma taxa de fluxo constante em uma faixa de pressão de descarga. Essa capacidade é valiosa em vários processos, inclusive na distribuição ou medição de alguns fluidos.
- Capaz de suportar altas pressões: A única desvantagem das bombas de deslocamento positivo é a geração de pressão de uma bomba de deslocamento positivo, que pode ser superior a 4.000 psi, razão pela qual elas são usadas em aplicações que envolvem o transporte de fluidos por longas distâncias ou sob pressão considerável.
- Manuseio de fluidos viscosos: Diferentemente das bombas centrífugas, que são ineficientes na movimentação de fluidos espessos ou viscosos, as bombas de deslocamento positivo são projetadas para bombear líquidos altamente viscosos ou espessos com eficiência. Isso as torna adequadas para bombear óleos, xaropes, lamas, entre outras aplicações.
- Autoescorvante: A maioria das bombas de deslocamento positivo é autoescorvante e, portanto, é possível iniciar o bombeamento sem escorvar a bomba manualmente. Esse recurso é essencial em áreas em que a confiabilidade e a conveniência da operação da bomba são necessárias.
- Eficiência energética: Essas bombas também tendem a ser mais eficientes em comparação com as bombas centrífugas quando operadas em um fluido de alta viscosidade ou em sistemas de alta pressão, daí a alta eficiência. Há um potencial de economia de despesas a longo prazo, pois menos energia é consumida na operação das bombas.
Uso de bombas de deslocamento positivo
A própria natureza das bombas de deslocamento positivo permite que elas sejam aplicadas em muitas atividades industriais, por isso seu uso recorrente em vários setores. Alguns dos locais de uso são os seguintes:
- Petróleo e gás: As bombas de deslocamento positivo são aplicadas na transferência de petróleo bruto, lubrificantes, óleos e outros produtos de petróleo ou fluidos espessos ou sob alta pressão, como é comum em operações de petróleo e gás.
- Alimentos e bebidas: Mesmo no setor de alimentos e bebidas, que exige condições sanitárias para o bombeamento de materiais viscosos, como molhos, xaropes e produtos lácteos. Para bombear revestimentos sanitários, são usadas bombas de lóbulo.
- Produtos farmacêuticos: As bombas de deslocamento positivo são excelentes ferramentas na fabricação de produtos farmacêuticos para dosar e dispensar líquidos sensíveis ou estéreis sem permitir a contaminação durante o processo.
- Processamento químico: As bombas de diafragma e de pistão são os tipos mais usados de equipamentos de casa de bombas em plantas que movimentam líquidos agressivos ou corrosivos.
- Tratamento de águas residuais: Entre as várias categorias de bombas de deslocamento positivo, as bombas de diafragma fizeram incursões notáveis no gerenciamento de águas residuais, bombeando rapidamente adesivos e pastas espessas.
Aplicações comuns de bombas de deslocamento positivo e bombas centrífugas
Você pode estar pensando: "Qual é a necessidade dessa bomba de deslocamento positivo se existe uma bomba centrífuga?" A resposta é simplesmente baseada nas características da aplicação. Aqui estão alguns destaques a serem observados:
- Consistência na taxa de fluxo: As bombas de deslocamento positivo têm praticamente toda a pressão no cilindro e produzem um fluxo quase constante, portanto, independentemente de qualquer alteração na pressão, a taxa de fluxo permanece inalterada, enquanto as taxas de fluxo das bombas centrífugas giram em função da pressão do sistema.
- Pressão: O deslocamento positivo é preferível quando o sistema opera sob alta pressão, enquanto as bombas centrífugas têm perdas crescentes de eficiência com o aumento da pressão.
- Viscosidade do fluido: As bombas de deslocamento positivo são mais bem empregadas no bombeamento de líquidos espessos, pois as bombas centrífugas são ineficientes no bombeamento de fluidos muito viscosos.
Conclusões
Muitos sistemas dependem de bombas de deslocamento positivo porque elas garantem uma taxa de fluxo consistente em níveis variáveis de pressão e permitem o bombeamento de líquidos de alta viscosidade. Em qualquer projeto que exija a movimentação de óleos, produtos químicos, gêneros alimentícios ou até mesmo águas residuais, é muito provável que se encontre uma bomba de deslocamento positivo adequada para o trabalho. Saber como as bombas operam, quais são os diferentes tipos e quais são seus diversos usos o preparará bem para selecionar a melhor bomba para suas necessidades.
Ao escolher uma bomba, considere a viscosidade do fluido, os requisitos de pressão do fluido e as taxas de fluxo. Nas aplicações de bombeamento mais difíceis, as bombas de deslocamento positivo fornecerão soluções de energia adequadas e apropriadas, tornando-as uma necessidade em usos industriais e comerciais.
