Bomba de parafuso triplo
O que é uma bomba de parafuso triplo?
Uma bomba de parafuso triplo, também chamada de bomba de três parafusos, é uma bomba rotativa de deslocamento positivo composta por três parafusos. Os parafusos estão entrelaçados e giram em furos usinados com precisão. O formato dos parafusos se assemelha a uma rosca, e o líquido se move ao longo do eixo do parafuso, da sucção à descarga, quando os parafusos giram. Os fabricantes de bombas projetam a bomba de três parafusos de modo que um parafuso sirva como acionador e os outros dois como parafusos acionados. O motor elétrico gira o parafuso de acionamento, que gira os outros dois parafusos ao redor dele. Durante a operação, os parafusos se unem dentro da carcaça da bomba, criando uma câmara vedada que se move uniformemente entre os três parafusos giratórios na direção axial. O fluido de bombeamento flui na câmara vedada de forma axial e contínua da entrada para a descarga. As bombas de parafuso triplo/três parafusos são classificadas como bombas de deslocamento positivo, pois envolvem um volume fixo de líquido e o movem mecanicamente pelo sistema.
Figura: Mostrando a configuração da bomba de parafuso triplo
Os fabricantes de bombas de parafuso triplo projetam essa bomba para fornecer uma ampla variedade de vazões (de 2 a 2.600 litros por minuto), para lidar com fluidos com temperatura de até 150 graus centígrados, pressão diferencial de até 100 bar e uma ampla variedade de viscosidade (entre 3 e 5.000 milímetros quadrados por segundo). Eles são ideais para várias aplicações em processamento químico, geração de energia, petróleo e gás, mercados marítimos comerciais, hidráulica de potência, sistemas de lubrificação etc. Elas também são usadas com frequência para transferir fluidos lubrificantes porque os parafusos não são engrenados juntos. As bombas de parafuso triplo podem operar em velocidade máxima, o que ajuda a minimizar o cisalhamento. Elas também não precisam de escorva, pois o vácuo criado entre os parafusos permite que a bomba se escorve automaticamente.
Componentes de uma bomba de parafuso triplo
Motor elétrico
O motor elétrico é a fonte de energia mecânica que ajuda a operar uma bomba de parafuso triplo. O motor elétrico pode funcionar usando corrente alternada (CA) ou corrente contínua (CC) da fonte de alimentação principal.
Carcaça/caixa da bomba
A finalidade do compartimento da bomba é conter o conjunto do parafuso da bomba. Ele também veda o interior da bomba contra a pressão atmosférica para evitar vazamentos e reter a pressão. Os fabricantes de bombas de parafuso triplo usam vários materiais, como aço carbono, ferro fundido, ferro dúctil, liga de alumínio e aço inoxidável para projetar as carcaças das bombas.
Montagem do parafuso
O rotor é o componente giratório da bomba e compreende os parafusos e mancais de mergulho e de acionamento.
- Parafuso do mergulhador - o parafuso do mergulhador é conectado ao eixo de acionamento do motor. Sua função é girar os parafusos acionados e ajudar a manter uma taxa de fluxo volumétrico consistente do bombeamento de fluido. O fabricante da bomba projeta parafusos de desvio usando materiais como aço-liga, aço endurecido e aço com tratamento de superfície
- Parafusos de acionamento - os parafusos de acionamento são projetados para se ajustarem com precisão ao parafuso de acionamento. Quando o parafuso acionado gira com o parafuso de acionamento, o volume do líquido diminui, a pressão aumenta e ele se move em direção à porta de saída, onde é descarregado.
- Rolamentos - Os rolamentos apoiam os parafusos e sustentam as tensões axiais e radiais durante a operação da bomba.
Eixo de acionamento
A finalidade do eixo de acionamento é ligar o conjunto da bomba ao motor de acionamento por meio de um acoplamento flexível. Ele é mantido no lugar por um conjunto de rolamentos e requer um alinhamento preciso para preservá-los e aumentar a vida útil prolongada da bomba.
Portas de entrada e saída
O líquido é sugado pela porta de entrada e descarregado pela porta de saída. Os fabricantes de bombas de parafuso triplo adaptam as portas de entrada e saída de modo que haja fluido suficiente nos tubos de sucção e descarga quando a bomba parar. Isso ajuda no fornecimento do líquido inicial da bomba. Dessa forma, o tubo de sucção não deve ficar seco.
Válvula de alívio de pressão
As bombas de deslocamento positivo, como a bomba de parafuso triplo, acumulam muita pressão durante a operação, o que pode danificar os componentes da bomba e ferir o operador. Como resultado, elas contêm uma válvula de alívio de pressão que ajuda a retornar a pressão extra para a entrada, protegendo assim a bomba e o operador
Filtros de sucção
O objetivo do filtro de sucção é evitar que partículas sólidas indesejadas entrem na bomba.
Como funciona uma bomba de rosca tripla?
Quando o motor elétrico entra em funcionamento, ele transmite energia mecânica para o parafuso de acionamento por meio do eixo de acionamento e do acoplamento flexível. Quando o parafuso de acionamento começa a girar, ele gira os parafusos acionados, que se unem dentro da carcaça da bomba para formar uma câmara de distribuição vedada. Ao girar o parafuso de acionamento, a câmara vedada se move axialmente do lado da sucção para o lado da pressão/descarga de acordo com o passo do parafuso. À medida que o parafuso de acionamento continua a girar, o líquido fica preso na câmara vedada entre os parafusos, comprimindo-se e movendo-se ao longo da direção axial do lado da sucção para o lado da descarga. O engrenamento contínuo e suave dos parafusos contribui para o baixo cisalhamento, a operação silenciosa e as baixas pulsações de fluxo. A câmara selada se move em um volume constante e velocidade uniforme entre a carcaça e os três parafusos, permitindo um fluxo uniforme ao longo do comprimento dos elementos de bombeamento.
Figura: Bomba de parafuso triplo (bomba de três parafusos).
Tipos de bomba de parafuso triplo
As bombas de três parafusos podem ser classificadas como bombas de parafuso triplo de sucção simples ou dupla, dependendo do método de sucção do parafuso. Elas também podem ser bombas de parafuso triplo verticais ou horizontais, dependendo da posição do eixo da bomba.
Bomba de parafuso triplo de sucção simples
Em uma bomba de parafuso triplo de sucção única, o fluido de bombeamento é extraído de um lado do parafuso. A bomba de parafuso triplo com sucção simples é mais barata para adquirir e manter do que as bombas de sucção dupla.
Bomba de parafuso triplo de sucção dupla
Esse tipo de bomba de parafuso triplo recebe fluido de ambos os lados dos parafusos. O projeto de sucção dupla tem um requisito de cabeça de sucção de baixa pressão negativa (NPSHR) e cargas hidráulicas equilibradas. Ele também elimina as forças axiais e facilita fluxos mais altos. Entretanto, as bombas de parafuso triplo de sucção dupla são mais caras do que as de sucção simples.
Figura: Bomba de parafuso triplo de dupla sucção
Bomba vertical de parafuso triplo
Os tipos verticais de bombas de parafuso triplo consistem em um eixo orientado verticalmente. Elas podem ser acopladas diretamente a um motor ou a outra fonte de energia. Em geral, ocupam menos espaço no chão, têm uma estrutura compacta e são leves.
Figura: bomba vertical de parafuso triplo.
Bomba horizontal de parafuso triplo
Em uma bomba de parafuso triplo horizontal, o eixo de acionamento é orientado horizontalmente. Essa é a versão mais popular de bomba de três parafusos. Elas são fáceis de instalar e reparar, pois é fácil acessar as partes internas da bomba.
Figura: Bomba horizontal de parafuso triplo.
Aplicações da bomba de parafuso triplo
As bombas de parafuso triplo são usadas em muitos setores, incluindo químico, extração de petróleo e gás, marítimo, usinas de energia, papel, tintas e cerâmica. Seus usos típicos incluem o seguinte:
- As bombas de parafuso triplo/bombas de três parafusos são usadas para transferir fluido de lubrificação transparente sem conteúdo sólido.
- Eles são usados para gerar pressão em sistemas hidráulicos.
- Eles são usados para superar a pressão em circuitos hidráulicos.
- São usados para bombear líquidos altamente viscosos, como óleo de lubrificação, óleo hidráulico, óleo de motor, óleo de banqueiro, óleo mineral, emulsões óleo-água etc.
- Eles são usados na geração de energia.
- Eles são usados para fins de lubrificação, como lubrificação de engrenagens e rolamentos, lubrificação de compressores, etc.
- Eles também são usados para injeção de combustível de alta pressão.
- Eles também são usados para o transporte de combustível.
- Eles são usados para fornecimento de óleo lubrificante ou injeção de óleo em equipamentos de grande porte.
Vantagens da bomba de parafuso triplo
- As bombas de parafuso triplo são fáceis de instalar e manter devido à sua construção simples e compacta.
- Ele pode ser usado para quase todos os fluidos.
- Sua operação é silenciosa e livre de vibrações e pulsações, mesmo em alta velocidade.
- Ele tem uma forte capacidade de escorvamento automático.
- Uma bomba de parafuso triplo também tem uma eficiência energética e volumétrica muito alta.
- Seu fluxo também é estável, com apenas uma pequena flutuação de pressão.
- Ele pode operar em qualquer posição, desde que a bomba não fique seca.
- Ele pode bombear fluidos viscosos sem perder o fluxo.
- É altamente confiável em relação a outras bombas.
- Seu projeto robusto de rolamento compensa as cargas axiais, enquanto todas as cargas radiais são autocompensadas.
- É altamente resistente a poeira e vapores de água.
- Ele pode gerenciar taxas de fluxo de fluido extremamente altas.
- Uma bomba de parafuso triplo também pode funcionar com baixa pressão de sucção.
- A bomba é tolerante a gases e pode lidar com gases livres e arrastados sem bloqueio de vapor ou perda de sucção.
Desvantagens da bomba de parafuso triplo
- Uma bomba de parafuso triplo não pode funcionar a seco ou bombear líquidos não lubrificantes, pois isso danificará seus componentes.
- Eles não podem manusear fluidos que contenham sólidos.
- Os custos iniciais de instalação podem ser muito altos para pequenas empresas.
- Uma bomba de parafuso triplo não pode ser usada para bombear gases porque não pode funcionar a seco.
- A bomba não pode ser dimensionada para velocidades baixas, abaixo de 50 metros cúbicos por hora.
Solução de problemas da bomba de parafuso triplo
Baixa capacidade ou perda de fluxo
- O sistema está restrito. Inspecione as válvulas nos lados de sucção e descarga. Verifique se o nível de fluido no tanque está de acordo com o recomendado pelo fabricante da bomba de parafuso triplo e se a operação da válvula de retenção está regular.
- A velocidade da bomba está baixa. Verifique se a velocidade do motor está correta de acordo com o guia do fabricante da bomba de três parafusos e se a bomba não está sobrecarregada. No caso da bomba acionada por correia, verifique se a correia está apertada e não escorrega.
- O motor está em rotação reversa. Verifique se a direção de rotação do motor corresponde à direção indicada pelo fabricante da bomba na placa de identificação.
- Parafusos desgastados. Inspecione e substitua os parafusos, se necessário.
Perda de sucção
- O sistema está bloqueado. Inspecione os tubos de sucção quanto a bloqueios e remova qualquer material de bloqueio.
- O filtro de sucção está entupido. Verifique o filtro de entrada e limpe-o ou substitua-o.
- A viscosidade é excepcionalmente alta. Verifique se a viscosidade do fluido está de acordo com as especificações do fabricante da bomba de parafuso triplo.
Baixa pressão de descarga
- Parafusos desgastados. Inspecione e substitua os parafusos, tanto os do acionador quanto os do acionado, como um conjunto único e não individualmente.
- A bomba não atende ao requisito de cabeça de pressão de sucção líquida. Aumente o nível de fluido no tanque de sucção e reduza a velocidade da bomba. Verifique se a viscosidade do fluido está correta para a bomba.
Ruído e vibração
- Há entrada de material sólido. Inspecione o parafuso quanto à entrada de material sólido ou partículas de entrada acima dos tamanhos recomendados pelo fabricante da bomba.
- Algumas peças da bomba estão em contato. Inspecione a condição do eixo, da carcaça e do rolamento da bomba e corrija qualquer anormalidade.
- A válvula de alívio está abrindo e fechando rapidamente. Aumente a pressão de ajuste da válvula de alívio de acordo com o guia do fabricante da bomba de parafuso triplo.
Resumo
Uma bomba de parafuso triplo, ou bomba de três parafusos, é uma bomba rotativa de deslocamento positivo com um elemento de bombeamento composto por três parafusos. Um parafuso é o acionador, enquanto os outros dois servem como parafusos acionados. Um motor elétrico gira o parafuso de acionamento, que gira os outros dois parafusos. Durante a operação, o parafuso de acionamento e os dois parafusos acionados se unem dentro da carcaça da bomba para formar câmaras de transferência. À medida que os parafusos continuam girando, as câmaras se movem contínua e axialmente, movendo o líquido de bombeamento do lado da sucção para o lado da descarga de acordo com o passo dos parafusos. Os fabricantes de bombas de parafuso triplo projetam essas bombas para uso em muitas aplicações, incluindo a transferência de fluido de lubrificação transparente sem conteúdo sólido, geração de energia, fornecimento de óleo lubrificante, injeção de combustível de alta pressão e bombeamento de líquidos altamente viscosos, como óleos.
As vantagens significativas de uma bomba de parafuso triplo incluem uma operação silenciosa, livre de vibração e pulsação. Ela é fácil de instalar e manter e pode bombear quase todos os fluidos com propriedades lubrificantes. No entanto, ela não pode bombear fluidos que contenham partículas sólidas ou líquidos não lubrificantes, pois eles podem danificar seus componentes devido ao alto atrito.