Bomba de diafragma
Bomba de diafragma
Uma bomba de diafragma é um tipo de bomba de deslocamento positivo que usa dois diafragmas flexíveis e recíprocos para aspirar e expelir o líquido pela bomba. Elas são classificadas como bombas de deslocamento positivo porque a vazão não é muito afetada pela cabeça de pressão contra a qual a bomba está trabalhando na velocidade da bomba.
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O que é uma bomba de diafragma?
Uma bomba de diafragma é um tipo de bomba de deslocamento positivo que usa dois diafragmas flexíveis e recíprocos para aspirar e expelir o líquido pela bomba. Elas são classificadas como bombas de deslocamento positivo porque a vazão não é muito afetada pela cabeça de pressão contra a qual a bomba está trabalhando na velocidade da bomba.
Fig: Bomba de diafragma e seus principais componentes (créditos da imagem: mechanicalboost.com)
As bombas de diafragma são usadas para transferir uma ampla variedade de líquidos, inclusive líquidos que contêm grandes sedimentos e líquidos de viscosidade baixa, média ou alta. Essas bombas também podem ser projetadas para lidar com diversos produtos químicos agressivos em muitas aplicações industriais.
Dependendo do tipo, uma bomba de diafragma pode ser alimentada por eletricidade ou ar comprimido. As bombas de diafragma são fabricadas com uma variedade de materiais, incluindo plásticos e metais, como aço inoxidável e alumínio. Os fabricantes de bombas de diafragma decidem o tipo de material a ser usado, dependendo das aplicações da bomba.
Como funciona uma bomba de diafragma?
O princípio de funcionamento da bomba de diafragma duplo baseia-se no princípio de deslocamento de ar, em que os diafragmas atuam como uma parede de separação entre o ar e o líquido. A imagem abaixo será usada para descrever o princípio de funcionamento de uma bomba de diafragma.
Fig: O funcionamento de uma bomba de diafragma (créditos da imagem: mechanicalboost.com)
Os dois diafragmas (A e B) são conectados por um único eixo, o que permite que eles se movam em uníssono. Uma válvula de ar está localizada no centro dos diafragmas e direciona o ar comprimido para a parte posterior dos diafragmas. As câmaras de líquido são alternadamente preenchidas e esvaziadas pelo fluido que é aspirado por uma entrada comum e descarregado por uma única saída. Quando a válvula de ar direciona o ar comprimido para a parte de trás do diafragma A, a câmara B inicia seu curso de sucção, que começa quando o diafragma B é movido em direção ao centro da bomba, criando assim um vácuo na câmara B. A pressão atmosférica força o fluido para dentro da câmara B passando pela válvula de esfera de entrada. Ao mesmo tempo, o diafragma A pressurizado está descarregando e, quando atinge o limite do curso de descarga, a válvula de ar redireciona o ar pressurizado para a parte de trás do diafragma B. Isso inicia o curso de descarga do diafragma B e as forças hidráulicas desenvolvidas dentro da câmara B forçam a esfera de entrada a voltar para sua sede e a esfera de descarga a sair de sua sede. Essa condição permite que o fluido passe pela descarga da bomba. O mesmo processo ocorre na câmara oposta, constituindo um ciclo completo.
Características da bomba de diafragma
- Descarga de fluido com pulsos
- A vedação da válvula de retenção é muito importante
- O fluido de bombeamento é separado dos componentes da bomba sentiva
- Excelentes propriedades de marcha lenta
- recursos de escorvamento automático
- Aplicável a líquidos inflamáveis, corrosivos e abrasivos
- As bombas de diafragma são bombas de deslocamento
- Boa capacidade de elevação de sucção
Tipos de bombas de diafragma
Os tipos de bombas de diafragma podem ser categorizados com base nos materiais de construção e na fonte da força motriz.
Por material
- bomba de diafragma de aço inoxidável
Os componentes desse tipo de bomba de diafragma são feitos de aço inoxidável. As bombas de diafragma de aço inoxidável são amplamente usadas para transferir líquidos em aplicações comerciais úmidas. A maioria das bombas de aço inoxidável funciona com ar comprimido. Elas são adequadas para a transferência geral da bomba, medição bruta, desaguamento, transferência de baixo cisalhamento, recirculação de água ou produtos químicos, distribuição, pulverização, enchimento e evacuação de combustível. Os fabricantes de bombas secas de aço inoxidável também forneceram um modelo de projeto de funcionamento a seco das bombas, que são portáteis e intrinsecamente seguras. Essas bombas têm várias características desejáveis, como resistência ao superaquecimento e versatilidade de aplicações. Em geral, as bombas de diafragma de aço inoxidável podem bombear uma ampla variedade de líquidos, desde ácidos, cáusticos e solventes até líquidos sensíveis ao cisalhamento de alta viscosidade, como tintas, tintas e adesivos. Também são adequadas para abrasivos e polpas abrasivas.
- Bomba de diafragma de plástico
Essas bombas de diafragma são construídas em plástico. São mais adequadas para o manuseio de produtos químicos como ácidos e alvejantes. Entretanto, talvez não sejam capazes de lidar com vários produtos químicos, como estireno e certas resinas. Um fato interessante sobre as bombas de diafragma de plástico é que elas não apresentam vazamentos. Entretanto, essas bombas exigem inspeção e manutenção regulares em comparação com as bombas de aço inoxidável. A operação de uma bomba de diafragma de plástico pode ser afetada por alta pressão e alta temperatura.
- Bomba de diafragma de alumínio
Esse tipo de bomba de diafragma é construído principalmente com material de alumínio. A maioria dessas bombas é operada por motor e proporciona uma ótima eficiência do ar. As bombas de diafragma de alumínio são capazes de lidar com produtos químicos difíceis. Sua construção aparafusada também
evita o vazamento de fluido; portanto, são adequadas para o manuseio de produtos químicos sem vazamentos. As bombas também têm válvulas de esfera e tampas de fluido de fácil acesso, o que ajuda na manutenção e no reparo rápidos da bomba.
Por motorista
- bomba de diafragma de ar
Uma bomba de diafragma operada a ar é um dos tipos mais comuns de bombas de diafragma. A operação da bomba é baseada principalmente no ar comprimido, que fornece a força motriz necessária para deformar os diafragmas da bomba para facilitar os cursos de sucção e descarga da bomba. Uma bomba de diafragma operada a ar contém duas câmaras de líquido com dois diafragmas; por isso, ela também é conhecida como bomba de diafragma duplo operada a ar (AODD). Além disso, a bomba possui válvulas de retenção de descarga e sucção em cada câmara de bombeamento. Um sistema de distribuição de ar é instalado dentro da bomba para ajudar a mover o suprimento de ar de uma câmara para outra. O controle sistemático do fluxo de ar comprimido de uma câmara para a segunda câmara faz com que uma câmara descarregue todo o seu líquido na tubulação de expulsão enquanto a outra câmara se enche de líquido. Um dos principais desafios do diafragma operado a ar é a pulsação no fluxo de descarga, o que exige a instalação de amortecedores na rede de tubos de descarga.
- bomba elétrica de diafragma
Uma bomba de diafragma elétrica é alimentada por eletricidade. Em geral, são bombas acionadas por motores pequenos e podem produzir uma força mecânica entre 60 e 100 PSI. A bomba elétrica de diafragma tem dois estilos diferentes. O primeiro estilo é chamado de estilo primário e contém interruptores de força fixos para ligar e desligar a bomba com regularidade e precisão, dependendo das configurações de força. O segundo estilo é conhecido como estilo bypass. No estilo bypass, a operação da bomba depende do fato de a válvula de saída estar fechada ou aberta, mas não dos ajustes de força. Se a válvula de saída estiver aberta, a bomba continuará a operar independentemente da magnitude da força aplicada ao sistema. Se a válvula de saída estiver fechada, o fluxo interno da bomba será interrompido.
Vantagens da bomba de diafragma
- Extremamente eficiente porque pode trabalhar em uma ampla gama de líquidos, desde os de baixa viscosidade até os altamente viscosos
- grande volume de deslocamento
- A bomba de diafragma tem capacidade de escorvamento automático
- pode operar em uma ampla faixa de vazão e pressão
- Longa vida útil
- A bomba de diafragma tem alta eficiência energética; o golpe para frente da bomba aplica uma força extra
- Adequado para a transferência de produtos químicos corrosivos que seriam perigosos para o meio ambiente
- Pode ajudar a eliminar forças estacionárias na linha de fluxo
- Portátil e fácil de instalar: pode ser movido facilmente para diferentes locais
- Fácil de manter
Desvantagens da bomba de diafragma
- Eles não fornecem alta pressão durante a operação
- As bombas de diafragma têm baixa velocidade
- A operação potente requer um grande volume de ar comprimido para elevar 100Psi
- As bombas de diafragma não são muito eficientes em termos de energia
- produz uma descarga pulsante
Os pulsos na descarga da bomba são causados pela ação cíclica das membranas da bomba, que acelera o fluido durante o ciclo de compressão e o desacelera durante o ciclo de sucção. Uma descarga pulsante da bomba é indesejável porque resulta em forte vibração na linha de descarga da bomba, o que pode afrouxar as conexões da bomba e causar vazamentos. A pulsação pode ser resolvida por meio de duas técnicas principais. A primeira técnica envolve a instalação de um amortecedor na parte superior da bomba para diminuir a pulsação. A outra técnica envolve o uso de dois cilindros, um deles na fase de compressão e o outro na fase de sucção. No entanto, essa última técnica requer um abafamento na saída da bomba.
- A operação da bomba pode ser barulhenta
A operação ruidosa é mais comum em bombas de diafragma operadas a ar. O ruído vem da ventilação das válvulas de ar e da vibração devido à ação pulsante das membranas da bomba. Para reduzir o nível de ruído, é possível instalar um silenciador na linha de ventilação.
Aplicações da bomba de diafragma
As bombas de diafragma são amplamente usadas nos setores químicos para movimentar uma variedade de líquidos, incluindo os seguintes:
- produtos químicos corrosivos, por exemplo, ácido sulfúrico
- Lama abrasiva e água suja
- Fluidos altamente viscosos e pegajosos
- Sólidos menores
- Óleo, cremes e géis
- Solventes voláteis
- produtos farmacêuticos
- alimentos sensíveis
As bombas de diafragma também são aplicadas nos seguintes processos industriais
- mistura química
- filtragem de tinta
- revestimento em pó
- fornecimento ou transferência de spray de ar
- impressão e tinta
- processamento de alimentos e bebidas
Manutenção da bomba de diafragma
A manutenção da bomba é uma atividade essencial para ajudar a evitar reparos dispendiosos e atrasos na produção. As bombas de diafragma são fáceis de manter em comparação com outros tipos de bombas, que são compostas por muitos componentes mecânicos e elétricos. No entanto, a manutenção eficaz da bomba de diafragma exige o conhecimento das quatro principais áreas de manutenção.
- Entrada e saída - As entradas e saídas das bombas, também chamadas de portas de sucção e descarga, devem ser constantemente inspecionadas e limpas para evitar o acúmulo de detritos ou pedras, que podem bloquear o fluxo da bomba.
- Qualidade do ar - a qualidade do ar e o teor de umidade afetam a operação de uma bomba de diafragma operada a ar. A manutenção da melhor qualidade do ar pode ajudar a prolongar a vida útil da bomba. Os filtros de ar devem ser verificados e limpos regularmente para evitar que fiquem entupidos com ar de baixa qualidade. O teor de umidade do ar é monitorado para melhorar o fluxo adequado da bomba. Além disso, a pressão do ar deve ser regulada para garantir que esteja dentro do limite de operação da bomba. Os fabricantes de bombas de diafragma geralmente fornecem um manual para ajudar a orientar sobre os limites de pressão e as taxas de fluxo da bomba.
- Componentes elásticos - Basicamente, isso se refere às membranas da bomba. A membrana deve ser examinada a cada dois meses para evitar desgaste irregular.
- Ajustes de torque - Ajustes de torque muito altos podem comprimir e danificar a bomba, especialmente as bombas de diafragma de plástico. O torque nos parafusos da bomba deve ser verificado regularmente e mantido dentro da faixa recomendada pelo fabricante da bomba.
Solução de problemas da bomba de diafragma
A bomba faz ciclos em um ponto de parada ou não consegue manter a pressão em um ponto de parada
- Esferas, sedes ou anéis O-ring da válvula de retenção desgastados (substitua as esferas, sedes ou anéis O-ring da válvula)
A bomba de diafragma não está funcionando ou funciona e depois para
- Esfera da válvula muito desgastada (substitua a esfera e a sede)
- Válvula esférica presa na sede devido à pressão excessiva (instalar válvula de alívio de pressão)
- A válvula de distribuição está entupida (reduza a pressão e limpe as válvulas)
Operação incorreta da bomba de diafragma
- linha de sucção entupida (inspecione e limpe a linha de sucção)
- Válvula esférica com vazamento ou pegajosa (limpe ou substitua as válvulas)
- Diafragma rompido (Substitua o diafragma)
- Escape restrito (remova a restrição)
- Válvulas piloto, válvulas de ar e gaxetas danificadas (inspecione e substitua os componentes danificados)
- Suprimento de ar irregular
- Formação de gelo no silenciador do escapamento (use um suprimento de ar mais seco)
A bomba de diafragma faz ciclos, mas não escorva
- Velocidade da bomba muito alta, levando à cavitação antes da escorva (reduza a pressão de entrada de ar)
- As esferas das válvulas de retenção estão muito desgastadas (substitua as esferas)
- entrada ou saída obstruída (limpar)
- Conexões de entrada ou coletores perdidos (Aperte)
falha prematura do diafragma
- Cavitação (Aumente o diâmetro da tubulação no lado de sucção da bomba ou aproxime-a do produto)
- Pressão excessiva no lado da sucção (levante a bomba ou coloque-a em cima do tanque para reduzir a pressão)
- Placas de diafragma incorretas ou placas instaladas ao contrário (consulte o guia do fabricante sobre a instalação correta)
- Partida com pressão total (os fabricantes de bombas de diafragma recomendam a partida da bomba com baixa pressão)
Ciclismo desequilibrado
- Elevação excessiva da sucção (encher as câmaras com líquido para escorvar a bomba)
- fluido bombeado no silenciador do ar de exaustão
- Vazamento de ar no lado da sucção
- Válvulas de retenção obstruídas (desalojar a obstrução na bolsa da válvula de retenção)
- Ar retido ou bloqueio de vapor na câmara (use tampões de ventilação da câmara para purgar as câmaras)
Bolha de ar no fluido
- Linha de sucção solta (aperte)
- Placa do diafragma do lado do fluido solta
Congelamento da válvula de ar da bomba de diafragma
- Excesso de umidade no ar comprimido (use um filtro para remover a umidade do ar comprimido; instale um gerador de ar quente ou um secador para o ar comprimido)
Excesso de exaustão da bomba
- Bloco da válvula de ar, O-rings, placa, bloco piloto, u-cups ou O-rings do pino piloto desgastados (inspecione e substitua se necessário).
- Vedações do eixo desgastadas (substituir)
Resumo
Este artigo fornece informações detalhadas sobre bombas de diafragma. Essas bombas usam duas membranas flexíveis para aspirar e bombear líquidos através da bomba. Elas são uma ótima maneira de movimentar grandes volumes de líquidos com facilidade e eficiência. As bombas de diafragma estão disponíveis em diferentes designs, o que aumenta seu uso para diferentes finalidades industriais.
Essas bombas são classificadas com base no material de construção e no tipo de acionamento usado para uma determinada bomba. Com base no tipo de material, as bombas de diafragma têm três tipos principais: bombas de diafragma de aço inoxidável, plástico e alumínio. Com relação à fonte de força de acionamento, a bomba de diafragma pode ser classificada como bomba de diafragma operada a ar e bomba de diafragma operada eletricamente. Em geral, as bombas de diafragma são amplamente usadas no setor químico para movimentar uma variedade de líquidos, inclusive produtos químicos corrosivos, lama abrasiva e líquidos voláteis. Elas também são usadas na mistura de produtos químicos, revestimento em pó, filtragem de tinta e processamento de alimentos e bebidas.
Uma bomba de diafragma oferece muitos benefícios, incluindo grande volume de deslocamento, recursos de escorvamento automático, alta eficiência energética e longa vida útil. Uma das principais desvantagens das bombas de diafragma em aplicações é a produção de descarga pulsante. Embora os pulsos possam ser significativamente reduzidos com a instalação de um amortecedor de pulsos, isso gera um custo adicional para a bomba. Além disso, a maioria das bombas é de baixa velocidade e fornece líquido a baixa pressão. Um dos desafios comuns para a solução de problemas da bomba de diafragma é a exaustão excessiva da bomba. Esse problema é causado por blocos de válvulas de ar e vedações de eixo desgastados. Outros problemas incluem congelamento na válvula de ar da bomba, ciclo irregular da bomba, falha prematura do diafragma, ciclo da bomba em uma parada ou falha em manter a pressão em uma parada. Este artigo também destaca claramente a possível causa desses problemas e as possíveis soluções.