Bomba de parafuso único
O que é uma bomba de parafuso único?
Uma bomba de parafuso único também é conhecida como bomba de cavidade progressiva. Esse é um tipo de bomba rotativa de deslocamento positivo. Os fabricantes de bombas de parafuso único fabricam a bomba para o transporte de lodo e líquidos. Essas bombas também podem trabalhar com líquidos multifásicos que contenham gás, comuns durante a extração de petróleo bruto. Uma bomba de parafuso único é projetada para ter a capacidade de bombear um líquido proporcional à sua velocidade, proporcionando uma taxa de bombeamento linear previsível em todas as faixas de pressão. A tecnologia empregada pelos fabricantes de bombas de parafuso único faz com que essas bombas forneçam altas pressões de cerca de 48 bar e vazão de 600 m3 /h, bem como alta eficiência na faixa de 55% a 75%. Essas bombas são mais adequadas para trabalhar com fluidos muito viscosos.
Figura: Bomba de parafuso simples.
Como funciona uma bomba de parafuso único?
O projeto de uma bomba de parafuso único consiste, entre outros componentes, em um motor principal. O motor principal é a fonte de energia usada para operar a bomba. O motor principal é um motor de combustão interna (IC) ou um motor elétrico de indução. O motor principal é conectado a uma caixa de engrenagens. A caixa de engrenagens tem o objetivo de reduzir a velocidade do motor principal, pois as bombas de parafuso único operam em baixas rotações por minuto (RPM) em relação a outras bombas, como as centrífugas. A energia é então transmitida da caixa de engrenagens usando o eixo de saída. Esse eixo é usado para conectar um rotor usando uma junta universal para girar o rotor em um estator de borracha. O estator contém cavidades. O rotor é usado para empurrar o líquido por meio das cavidades à medida que gira. A capacidade da bomba de produzir pressão dependerá do número de cavidades da bomba. Os projetos de bombas de parafuso simples de alta pressão geralmente são feitos com mais de um estator. Uma bomba de parafuso simples funciona empregando o princípio do deslocamento positivo. Essa bomba tem uma seção de entrada que alimenta o fluido em uma carcaça longa. A carcaça é onde o rotor e o estator são montados. Quando o rotor começa a girar, ele cria cavidades. As cavidades atraem o fluido que está sendo transportado e o fazem progredir junto com a carcaça até que ele saia pela porta de descarga.
Funcionamento de uma bomba de parafuso único.
Tipos de bombas de parafuso simples
As bombas de parafuso simples podem ser categorizadas com base em vários fatores, como design, aplicação e orientação, entre outros. Considerando esses fatores, há vários tipos de bombas de parafuso simples, como segue.
Bomba de parafuso simples de tremonha
Essa é uma bomba de parafuso único com um funil instalado. Esse tipo de bomba de parafuso único destina-se ao bombeamento de líquidos muito viscosos, mídia com muita matéria seca, materiais que se plastificam e sólidos grandes que precisam ser quebrados. O funil é usado para alimentar a mídia a ser transportada para a bomba. Em alguns casos, o comprimento do funil pode ser personalizado para atender a mais materiais ou líquidos de acordo com as demandas do usuário.
Bomba de parafuso único com um funil
Bomba de parafuso simples de grau alimentício
Este é um modelo de bomba de parafuso único projetado para aumentar o alto nível de higiene. Os fabricantes de bombas de parafuso único projetam essa bomba com materiais exigidos de acordo com a EHEDG ou 3A para facilitar a limpeza, melhorando assim a higiene. Esses modelos de bombas de parafuso simples para aplicações alimentícias são, às vezes, montados em carrinhos para facilitar o deslocamento.
Bomba de parafuso único de grau alimentício (crédito: Nova rotors)
Bomba de parafuso simples de macerador
Essa é uma bomba de parafuso único com um cortador forte usado para triturar e cortar partículas sólidas antes que elas entrem no elemento de bombeamento. Dessa forma, o meio que está sendo bombeado pode ser transportado com eficiência sem causar falhas ou bloqueios até o destino pretendido. Esse tipo de bomba de parafuso único é adequado para aplicações comerciais e domésticas, como esgoto, onde pode cortar e triturar partículas sólidas que podem entupir a bomba. Ela também pode ser usada para triturar partículas de alimentos que estão sendo bombeadas até o ponto desejado.
Figura: Bomba de parafuso único do tipo macerador (com tremonha e cortador).
Bomba de parafuso simples de imersão vertical
Essas são bombas de parafuso único destinadas a serem imersas em fluido, por exemplo, em tanques. Isso ajuda a eliminar problemas sobre a cabeça de sucção positiva líquida (NPSH), pois elas podem aceitar NPSH de 0,5 m. Isso torna essas bombas adequadas para aplicações de dreno fechado ou aberto.
Figura: Bomba de parafuso simples de imersão vertical (crédito: Nova rotors).
Bomba de parafuso único com projeto multifásico
Esta é uma bomba de parafuso único projetada com uma placa de base para reforço multifásico. Esse aumento multifásico ajuda o operador da bomba a selecionar a bomba de forma que ela manipule diferentes fluidos e sólidos, como óleo, água, areia e gás, usando a operação remota automática.
Aplicações de bombas de parafuso simples
- As bombas de parafuso único são usadas em dosagem e medição.
- Eles são usados no bombeamento de águas residuais, como nas linhas de esgoto municipais.
- As bombas de parafuso único são usadas para bombear produtos químicos durante o processo de fabricação.
- As bombas de parafuso único são usadas para bombear óleo e petróleo durante a produção.
- Eles são usados no processamento de alimentos e bebidas.
- Eles são usados na fabricação de papel e celulose.
- Eles são usados na fabricação de cimento.
- Eles são usados no bombeamento de óleo lubrificante.
- As bombas de parafuso único são usadas para bombear lama e lodo.
Vantagens das bombas de parafuso único
- As bombas de parafuso único têm baixa pulsação de fluxo. Isso acontece porque essas bombas têm baixa rotação, o que faz com que o fluxo pulse lentamente, produzindo baixos níveis de cabeça de aceleração. As bombas também têm estatores e rotores de passo longo que reduzem ainda mais a pulsação.
- As bombas de parafuso único têm baixo cisalhamento. Isso ajuda as bombas a lidar com qualquer meio difícil, como alimentos viscosos, resinas, emulsões de água e óleos, sem alterar a consistência do fluido. Isso também as torna úteis na separação de óleo e água, pois garantem que as gotículas de óleo permaneçam intactas.
- As bombas de parafuso único são reversíveis com pressão de saída reduzida. Dessa forma, as mangueiras podem ser desobstruídas ou, se a bomba estiver bloqueada, ela pode ser revertida para eliminar os bloqueios. Essa característica reversível ajuda as bombas de parafuso único em situações como descarregamento e carregamento de caminhões-tanque.
- As bombas de parafuso único podem lidar com uma ampla variedade de fluidos. Essas bombas podem bombear líquidos viscosos, materiais abrasivos, sólidos grandes, gás e sólidos fibrosos.
- Autoescorvante. Os fabricantes de bombas de parafuso único fabricam as bombas com tolerâncias rígidas que fazem com que elas tenham alta capacidade de sucção para se autoescorvar com baixo NPSH.
- Alta precisão. Essas bombas têm sua velocidade proporcional ao fluxo. Devido ao design de sua cavidade, é muito fácil prever a magnitude do fluxo. Isso a torna adequada para uso em aplicações de dosagem e medição.
- Elas têm altas taxas de fluxo. As bombas de parafuso simples podem atingir uma vazão de cerca de 600 m3 /hora devido ao seu projeto de deslocamento positivo.
- Recursos de alta pressão. As bombas de parafuso único podem produzir alta pressão adequada para o transporte de mídia em alturas elevadas.
- As bombas de parafuso único operam silenciosamente, pois têm baixos níveis de vibração.
- Essas bombas podem ser instaladas e operadas verticalmente.
Desvantagens das bombas de parafuso único
- As bombas de parafuso único precisam de uma película de fluido para manter as superfícies de contato (deslizantes) bem lubrificadas.
- Essas bombas se movem lentamente em relação a outras bombas.
- Essas bombas só podem bombear fluidos em distâncias curtas.
- Os parafusos simples têm uma alta taxa de deslizamento proveniente dos encaixes do estator e do rotor, o que reduz a eficiência da bomba.
- A eficiência da bomba de parafuso único pode ser afetada quando a bomba estiver trabalhando com fluido viscoso se o fluido não fluir rapidamente para a bomba. Dessa forma, os limites de velocidade para determinados fluidos precisam ser verificados para melhorar o desempenho adequado da bomba.
Fatores a serem considerados na compra de uma bomba de parafuso único
Mídia de bombeamento
Assim como em outras bombas, a seleção de uma bomba de parafuso simples seria melhor após considerar o meio a ser bombeado. Nesse caso, várias características da mídia precisam ser analisadas, que são
- Proporção de sólido para líquido. Em essência, essa é a proporção de sólidos para líquido no fluido. O número de sólidos afetará as características da pasta.
- Natureza do líquido a ser bombeado. O fluido a ser transportado pode ser viscoso ou não viscoso, abrasivo ou corrosivo. Para confirmar a natureza do fluido, selecione a melhor e mais econômica bomba de parafuso único para essa aplicação.
- Características dos sólidos em suspensão. Alguns fluidos podem conter partículas sólidas maiores em tamanho e de formato inconsistente. Elas podem ser duras, redondas, macias, leves, densas, não polpudas, polpudas ou fibrosas. Dessa forma, seria muito importante garantir que a bomba de parafuso único selecionada tenha cavidade suficiente para permitir a passagem de partículas sólidas de vários tamanhos.
Temperatura
É muito importante determinar primeiro as faixas de temperatura mínima e máxima do fluido a ser bombeado. Isso se deve ao fato de que temperaturas muito altas podem danificar alguns materiais da bomba, como o estator, que é feito de borracha. Um estator danificado tornaria a bomba inoperante. Além disso, quando a temperatura é muito baixa, ela pode afetar a viscosidade do fluido, o que afeta os requisitos de potência e as características de fluxo, como a taxa de fluxo.
Pressão
Para melhorar o bom funcionamento da bomba, é necessário conhecer a pressão necessária para transferir a mídia pelos tubos. Isso também afetará a pressão diferencial, que é a diferença de pressão entre as seções de entrada e saída da bomba. É provável que uma bomba escorregue se trabalhar com uma pressão maior do que a que pode suportar. O deslizamento da bomba ocorre quando uma bomba de fluido perde sua capacidade de bombeamento e o fluido começa a retornar do lado da descarga para a entrada. Se a pressão necessária for alta, um estator ou rotor adicional pode ser complementado. Além disso, a pressão afeta o desgaste da bomba, pois, com alta pressão diferencial, há um alto desgaste abrasivo.
Viscosidade
A viscosidade do fluido que está sendo bombeado afeta a temperatura de trabalho. Em alguns casos, alguns fluidos são muito viscosos e, portanto, são aquecidos para reduzir sua viscosidade. A viscosidade diminui com o aumento da temperatura e vice-versa.
Abrasão
A abrasão é um dos principais motivos de falha da bomba de parafuso único. As características do desgaste por abrasão dependem da natureza das partículas sólidas a serem bombeadas. Há vários tipos de abrasivos que podem ajudá-lo a selecionar a bomba de parafuso simples certa. São eles:
- Abrasivos leves. Refere-se a partículas sólidas em um fluido, como uma fenda, solo ou sujeira.
- Sem abrasivos. Refere-se a um caso em que o fluido que está sendo bombeado não tem partículas sólidas, como água limpa, gasolina, óleo lubrificante e gasolina.
- Abrasivos médios. Isso ocorre quando o fluido que está sendo bombeado tem sólidos como lama de argila, pó de madeira, lodo, frita e esmalte de porcelana.
- Abrasivos pesados. Refere-se a partículas sólidas carregadas de areia, pó de esmeril, compostos de lapidação, escamas de moinho, rejunte e gesso de telhado.
Instalação e considerações ambientais
As bombas de parafuso simples são usadas em uma ampla variedade de condições ambientais. Por isso, é importante levar em consideração o ambiente e a instalação da bomba. Isso inclui considerações como ambiente perigoso e outros fatores como portabilidade, fluxo reversível e condições submersíveis, entre outros. Também é importante considerar o espaço necessário e a orientação da instalação.
Solução de problemas da bomba de parafuso único
A bomba não está dando partida
- Há aderência no rotor e no estator. Lubrifique o estator e o rotor usando óleo inerte ou glicerina.
- Excesso de pressão de saída. Aumentar o tamanho do motor ou da bomba. Altere a configuração da tubulação ou do sistema para diminuir a pressão de saída.
- Remova os sólidos nas portas de inspeção. Se o problema persistir, desmonte a bomba para que possa limpá-la facilmente.
- Temperatura do fluido. Verifique a temperatura do fluido para se certificar de que está de acordo com o exigido pelo fabricante.
- Partículas sólidas grandes. Instale um filtro no lado da sucção ou reduza a velocidade da bomba.
- Cristalização/sedimentação. Lave a bomba ou desmonte-a para que ela possa ser limpa adequadamente.
- Fluido congelado. Instale um sistema de aquecimento ou proteja a bomba de elementos e drene-a quando não estiver em uso.
- O estator não é compatível com o fluido. Verifique a compatibilidade química entre o estator e o fluido.
- Velocidade incorreta da bomba. Verifique a velocidade da bomba. Certifique-se de que as áreas de rpm, tensão, frequência e potência absorvidas sejam necessárias.
- Viscosidade muito alta. Verifique as especificações do fabricante da bomba.
Taxa de fluxo incorreta
- Pressão de saída excessiva. Aumente o tamanho do motor ou da bomba. Altere a configuração da tubulação ou a configuração do sistema para reduzir a pressão de saída.
- Entrada de ar pela tubulação de entrada ou pela vedação. Substitua a vedação e aperte os parafusos da junta.
- Remova os sólidos da porta de inspeção. Desmonte a bomba para uma limpeza eficaz.
- Estator desgastado. Substitua o estator.
- Rotor desgastado. Substitua o rotor.
- Transmissão defeituosa ou quebrada. Conserte a transmissão quebrada ou com defeito.
Fluxo irregular
- Pressão excessiva na saída. Use um motor ou uma bomba maior. Altere a configuração da tubulação ou do sistema.
- Velocidade de sucção muito alta. Verifique o filtro de entrada, verifique a pressão de entrada e a linha de sucção está totalmente aberta.
Excesso de vibração da bomba
- Rolamentos desgastados. Substitua os rolamentos.
- Tamanho grande do sólido. Instale um filtro na entrada ou reduza a velocidade da bomba.
Resumo
As bombas de parafuso único, também conhecidas como bombas de cavidade progressiva, são bombas rotativas de deslocamento positivo. Essa bomba funciona usando a energia de um motor elétrico ou de um motor de combustão interna. O motor principal transmite sua potência para a caixa de engrenagens por meio de um eixo. A caixa de engrenagens reduz a velocidade, pois as bombas de parafuso único trabalham em baixa rotação. A energia da caixa de engrenagens é então transmitida para um rotor e um estator. À medida que o rotor gira, ele empurra o fluido através de cavidades no estator.
As bombas de parafuso único são usadas em muitos setores, entre eles papel e celulose, cimento e argila, construção naval, agricultura, petroquímica, tratamento de esgoto, entre outros. As bombas de parafuso único são usadas em muitos setores devido às suas excelentes propriedades, como a produção de fluxo constante e não pulsante, reversíveis, menos ruidosas, capacidade de lidar com fluidos altamente viscosos, entre outras.
Há vários tipos de bombas de parafuso único que são nomeadas de acordo com suas funções, como bomba de parafuso único de grau alimentício, bomba de parafuso único de maceração, bomba de parafuso único de imersão vertical e bomba de parafuso único multifásica. Antes de comprar uma bomba de parafuso simples, é preciso considerar fatores técnicos, como o tipo de meio a ser bombeado, a temperatura, a viscosidade, a pressão, a abrasão, as condições ambientais e de instalação.