Bomba de diafragma pneumática
O que é uma bomba pneumática de diafragma?
A bomba de diafragma pneumática é uma bomba de deslocamento positivo que usa ar comprimido para mover líquidos por meio de uma força recíproca e de uma válvula de esfera ou de uma válvula de flapper. O nome dessa bomba vem de uma membrana de diafragma usada para realizar a ação de bombeamento. Esse diafragma funciona de acordo com o princípio do deslocamento de ar. O diafragma é empurrado e puxado para dentro e para fora da câmara de bombeamento para permitir o fluxo de fluido. Esse tipo de bomba é muito versátil, pois pode transportar líquidos com viscosidade alta, baixa e média, bem como fluidos com partículas em suspensão. Os fabricantes de bombas de diafragma pneumáticas projetam essa bomba para uso até mesmo em produtos químicos agressivos, como ácidos, pois elas podem ser construídas com vários tipos de materiais e diafragmas resistentes a corrosivos. Essa bomba pode ser usada no manuseio de uma ampla variedade de fluidos em vários setores, como abastecimento de água, mineração, produtos químicos, petróleo e gás, papel e celulose, entre outros.
Figura: Bomba de diafragma pneumática
Componentes de uma bomba pneumática de diafragma
Motor
O motor é usado para fornecer a energia que opera o sistema pneumático para produzir ar comprimido. A potência do motor é transmitida por meio de um eixo. Em seguida, o eixo aciona um pistão para produzir ar comprimido. O pistão é montado na parte central do diafragma, o que faz com que ele oscile à medida que move o fluido da sucção para a extremidade de descarga.
Eixo de transmissão
Esse é um eixo que transmite energia do motor para a bomba, conectando a haste e a manivela.
Biela e manivela
A biela e a manivela são usadas para converter o movimento rotacional em movimento oscilatório. A biela conecta o eixo do motor ao pistão.
Diafragma
Esse é um componente feito de borracha ou material termoplástico e é montado sobre o pistão. O diafragma tem a função de expandir e reduzir o volume de fluido da câmara de bombeamento para garantir a operação da bomba. O diafragma também tem a tarefa de separar as partes de transmissão e bombeamento e evitar que o fluido entre nas outras partes da bomba. Os fabricantes de bombas de diafragma pneumáticas consideram vários fatores ao projetar o diafragma para garantir que a bomba tenha uma vida útil longa, dependendo de onde será usada.
Válvulas de sucção e descarga
A válvula de sucção é usada para controlar o fluxo de fluido para dentro da bomba e também para evitar que qualquer tentativa de retorno do fluido ocorra. A válvula de descarga controla o fluxo de fluido da bomba e impede que qualquer fluido retorne à bomba.
Figura: Componentes de uma bomba pneumática de diafragma
Como funciona uma bomba pneumática de diafragma?
Essa bomba funciona com o uso de dois diafragmas flexíveis. Os diafragmas se movem para frente e para trás para criar um vácuo temporário. Esse vácuo tem o objetivo de mover o líquido para dentro da bomba. As membranas do diafragma atuam como divisórias entre o líquido e o ar. O funcionamento dessa bomba envolve dois cursos. No primeiro curso, os diafragmas são conectados por meio de um eixo através da parte central, onde é colocada a válvula de ar. Essa válvula é usada para mover o ar comprimido atrás do primeiro diafragma e forçá-lo a se afastar da parte central. Dessa forma, o primeiro diafragma produz um curso de pressão que transporta o fluido da bomba. Ao mesmo tempo, o processo de sucção do segundo diafragma.
O ar atrás do segundo diafragma é liberado para a atmosfera e a pressão atmosférica move o fluido para o lado da sucção. No segundo curso, a válvula de saída é empurrada para fora de sua sede. Quando o segundo curso é concluído, a válvula de ar move o ar para trás do primeiro diafragma e todo o ciclo se repete.
Figura: Funcionamento de uma bomba pneumática de diafragma
Tipos de bomba de diafragma pneumática
Bomba de diafragma pneumática de plástico para engenharia
Essa é uma bomba feita de material plástico de engenharia. Esse material tem melhores propriedades térmicas e mecânicas em comparação com os plásticos comumente usados, como PVC e poliestireno. Entretanto, uma bomba fabricada com esse material é bastante cara em relação às fabricadas com plásticos comuns, como o PVC. A temperatura de operação dessa bomba é, de certa forma, mais alta do que a da bomba de plástico porque os materiais de engenharia têm maior resistência térmica em relação aos plásticos.
Bomba de diafragma pneumática de alumínio
Essa é uma bomba feita de material de alumínio. Esse tipo de bomba é preferido pela leveza, alta resistência e resistência a altas temperaturas, o que a torna confiável e segura para operar. A alta resistência do alumínio permite que essa bomba produza fluxo de fluido em alta pressão, adequado para transporte de longa distância. O alumínio também tem outras vantagens, como não ser tóxico e ter excelente resistência à corrosão, o que o torna adequado para uso em fluidos corrosivos. Devido ao material de alumínio, a bomba é fácil de usinar e produzir devido à maleabilidade do material de alumínio. Entretanto, essa bomba é cara em relação à bomba de plásticos de engenharia.
Bomba de diafragma pneumática de aço inoxidável
Esta é uma bomba de diafragma pneumática feita de material de aço inoxidável. Essa bomba é muito forte em relação às bombas feitas de plásticos de engenharia e alumínio. Por isso, essa bomba é adequada para uso onde é necessária alta pressão. O aço inoxidável também é resistente à corrosão e tem baixa expansão térmica, adequada para altas temperaturas. No entanto, essa bomba é mais pesada em comparação com as bombas de plástico de engenharia e de alumínio.
Fatores a serem considerados ao selecionar uma bomba pneumática de diafragma
Requisitos de volume
É importante selecionar a bomba de modo que ela opere a 50% de seu potencial mais alto durante o uso normal. Se for operada a 50% de seu potencial mais alto, ela poderá funcionar por longos períodos sem manutenção. Os fabricantes de bombas de diafragma pneumáticas projetam essa bomba com sua capacidade de trabalho em galões por minuto no manual. Isso ajudaria a selecionar a melhor bomba para a capacidade de fluido da 50%.
Material da bomba
Os fabricantes de bombas de diafragma pneumáticas produzem essas bombas com diferentes materiais. Um dos principais materiais de componentes a serem considerados é a esfera, os materiais da sede da bomba e os materiais do corpo da bomba. A escolha do material de revestimento usado determina o tipo de fluido em que a bomba pode operar. Ela também determina a temperatura de operação e a escolha dos sólidos contidos no fluido. Por exemplo, o material de aço inoxidável é resistente à corrosão e ao desgaste, mas é caro. O material plástico, como o PTFE, é resistente à corrosão e tem baixo custo, mas não é resistente ao desgaste abrasivo.
Curva de desempenho da bomba
Os fabricantes de bombas de diafragma pneumáticas projetam cada bomba com uma curva de desempenho específica. Essa curva mostra o desempenho da bomba em um determinado nível de pressão e vazão, bem como a quantidade de ar necessária em vários níveis de operação. Isso ajuda a saber se a bomba que está sendo considerada será capaz de fornecer a carga de fluido necessária.
Aplicações das bombas de diafragma pneumáticas
- Mineração. Essas bombas são usadas no desaguamento de locais e pedreiras abaixo e acima do solo, no transporte de lama e polpas e no transporte de combustível para construção pesada e/ou veículos.
- Plantas de processamento químico. As bombas pneumáticas de diafragma são usadas em processos de carga e descarga, como bombas portáteis de utilidade, dosagem ou dosagem de produtos químicos.
- Cerâmica. É usado em deslizamentos de cerâmica, enchimento de moldes e transferência de tanques diários.
- Revestimentos. A bomba pneumática de diafragma é usada para transportar, dispensar e dosar tinta ou tinta para pistolas de pulverização.
- Galvanoplastia e anodização. É usado para reabastecer produtos químicos em tanques de acabamento de metais ou galvanização, filtragem e agitação de soluções de limpeza.
- Indústrias de papel e celulose. É usado para transportar colas, tintas de impressão e adesivos a granel.
- Água e tratamento de água. As bombas pneumáticas de diafragma são usadas no transporte de água doméstica e comercial, bem como de meios suspensos, como águas residuais.
- Petróleo e gás. É usado em uma prensa de filtro, transferência de lagoa de decantação e transferência de combustível a granel.
Vantagens das bombas de diafragma pneumáticas
- Essas bombas são isentas de óleo e têm menos vedações, ao contrário das bombas centrífugas.
- Possui excelente resistência ao desgaste, o que o torna adequado para uso em abrasivos.
- Ele pode se preparar para uma altura de cerca de 6 m.
- As bombas de diafragma pneumáticas têm grandes volumes de deslocamento de fluido.
- Ele tem um design simples e compacto.
- É fácil de limpar e consertar.
- Ele é altamente versátil, pois pode funcionar em quase todos os setores, exceto naqueles que envolvem temperaturas muito altas.
- Essa bomba pode transferir fluidos tóxicos, abrasivos e corrosivos.
- As bombas de diafragma pneumáticas podem transportar fluidos altamente viscosos, como graxa e alcatrão.
- Essas bombas têm menos desgaste no diafragma em relação às bombas de diafragma acionadas mecanicamente devido ao equilíbrio da pressão do ar comprimido.
- O projeto dessas bombas ajuda a separar as partes líquidas e sensíveis da bomba e, assim, reduz as chances de reparo.
Desvantagens das bombas de diafragma pneumáticas
- Essas bombas têm baixas velocidades de operação.
- Sua eficiência energética é bastante baixa em relação a outras bombas.
- As bombas pneumáticas de diafragma não são adequadas para uso em altas temperaturas.
- Elas não produzem alta pressão em relação às bombas centrífugas.
Solução de problemas em bombas pneumáticas de diafragma
A bomba não dá partida
- Diafragma quebrado. Substitua o diafragma.
- Baixa taxa de fluxo de ar. Verifique as conexões da tubulação, o tamanho e o consumo da bomba em relação a outros dispositivos conectados na mesma linha.
- Baixa pressão de ar. Ajuste o nível de pressão. Além disso, verifique o consumo da bomba em relação a outros dispositivos montados na mesma linha.
- Falta de ar. Verifique se as válvulas, os circuitos de ar e as conexões estão funcionando bem.
- A válvula de controle está danificada. Substitua a válvula de controle.
- A válvula de sucção está fechada. Abra a válvula de sucção.
- A válvula de descarga está fechada. Abra a válvula de descarga.
- O trocador pneumático está danificado. Substitua o trocador.
- A bomba parou de funcionar. Reinicialize a bomba de acordo com o fabricante da bomba pneumática de diafragma.
A bomba não fornece nenhum fluido
- A esfera da válvula não está assentada corretamente. Desmonte a válvula de esfera de acordo com as instruções fornecidas pelo fabricante da bomba pneumática de diafragma e limpe a sede e a esfera da válvula ou substitua-as, se necessário.
- Elevação de sucção muito alta. Reduza a elevação de sucção.
- Viscosidade do fluido muito alta. Aumente o diâmetro do tubo de admissão e reduza os ciclos da bomba.
- Tubo de sucção obstruído. Abra a bomba e remova qualquer material de bloqueio.
Os ciclos da bomba reduzem
- O tubo de sucção está bloqueado. Verifique o tubo de sucção e remova qualquer material de bloqueio.
- Fluido altamente viscoso. Aumente o diâmetro da tubulação ou use uma bomba maior. Certifique-se de que a bomba seja usada para a viscosidade do fluido recomendada pelo fabricante da bomba de diafragma pneumática.
- Tubo de distribuição bloqueado. Limpe os materiais de bloqueio.
Baixa vazão de fluido
- Fluido altamente viscoso. Use tubos de grande diâmetro, use uma bomba de grande porte e opere a bomba em uma velocidade lenta.
- O tubo de admissão não está conectado corretamente. Conecte o tubo corretamente.
Resumo
Uma bomba de diafragma pneumática é uma bomba de deslocamento positivo que opera com o uso de ar comprimido. Como o nome sugere, essa bomba usa um componente de diafragma feito de materiais como teflon, borracha ou termoplástico para criar um movimento alternativo que ajuda a mover o líquido. Os fabricantes de bombas de diafragma pneumáticas projetam essa bomba para usar dois diafragmas flexíveis que são montados em um eixo compartilhado para se moverem para frente e para trás repetidamente à medida que bombeiam o fluido para dentro e para fora da câmara da bomba. Esse tipo de movimento cria um vácuo na bomba que ajuda a aspirar o fluido por meio de uma porta de entrada.
Os fabricantes de bombas de diafragma pneumáticas produzem vários tipos de bombas com base em diferentes materiais, como bombas de plásticos de engenharia, bombas de aço inoxidável e bombas de alumínio, entre outros. As aplicações dessas bombas incluem mineração, abastecimento de água, tratamento de águas residuais, petróleo e gás, papel e celulose, processamento químico e revestimento em pó, entre outras. As vantagens dessas bombas são resistência ao desgaste, resistência à corrosão, facilidade de limpeza e reparo, versatilidade, escorvamento automático e grande deslocamento de fluido.