Como Selecionar uma Bomba de Reforço para uma Bomba de Vácuo Roots

Porque é que uma Bomba Roots Precisa de uma Bomba de Apoio

Uma bomba de vácuo Roots tem uma vantagem distinta: oferece uma velocidade de bombagem muito elevada na gama de baixa pressão—uma vantagem que muitos outros tipos de bombas de vácuo simplesmente não oferecem. Mas a bomba Roots também tem uma limitação—não pode descarregar diretamente para a atmosfera. Deve ser emparelhada com outra bomba de vácuo ligada em série para funcionar corretamente.

Na prática, a bomba de apoio primeiro reduz a pressão do sistema até um determinado nível, e só então a bomba de vácuo Roots arranca. Em termos simples, a bomba de apoio lida com a carga de gás desde a atmosfera até à pressão de arranque da bomba Roots, e a bomba Roots assume depois para aumentar o nível de vácuo na gama de alto débito.

Consequências de uma Seleção Incorreta

Escolher a bomba de apoio errada leva diretamente a problemas na bomba Roots. Os problemas mais comuns incluem:

• A velocidade da bomba de apoio é demasiado baixa, causando um diferencial de pressão excessivo através da bomba Roots e um aumento rápido da temperatura

• O vácuo final da bomba de apoio é insuficiente, impedindo que a bomba Roots atinja a sua faixa de operação adequada

• A bomba de apoio não está adaptada ao gás do processo, permitindo que vapores condensáveis se condensem no seu interior e danifiquem a bomba

Portanto, escolher uma bomba de apoio não é uma questão de "apenas ter uma." É necessário que seja cuidadosamente adaptada às condições de operação.

Três Fatores a Considerar na Seleção

Composição do Gás do Processo

Este é o primeiro aspeto a confirmar. O fluxo de gás contém vapor de água? Componentes corrosivos? Gases condensáveis? Estes determinam diretamente o tipo de bomba de apoio a escolher.

Se o processo envolver vapor de água significativo — como em secagem a vácuo ou destilação — uma bomba de vácuo de anel de água é uma boa escolha para a bomba de apoio. Uma bomba de vácuo de anel de água tolera naturalmente o vapor de água; quando o gás comprime no interior da bomba, o vapor condensa diretamente no líquido de selagem e é descarregado sem danificar a bomba.

Se o gás de processo estiver limpo e não contiver componentes corrosivos, a gama de seleção é muito mais ampla — podem ser consideradas bombas de vácuo de palhetas rotativas com selo de óleo ou bombas de vácuo de parafuso.

Pressão de Arranque da Bomba Roots

Diferentes modelos de bombas de vácuo Roots têm requisitos de pressão de arranque distintos. Algumas podem arrancar a pressões mais elevadas, enquanto outras exigem que a bomba de apoio reduza o sistema para um nível muito mais baixo antes de poderem ser ligadas.

Ao selecionar uma bomba de apoio, deve confirmar que o vácuo final da bomba é, pelo menos, uma ordem de grandeza inferior à pressão de arranque da bomba Roots. Caso contrário, o diferencial de pressão no arranque será excessivo, levando diretamente a sobrecarga e sobreaquecimento.

Correspondência da Velocidade de Bombagem

A velocidade da bomba de apoio deve ser correspondida à velocidade da bomba Roots. Uma regra prática aproximada é que a velocidade da bomba de apoio deve ser aproximadamente um décimo a um quinto da velocidade da bomba Roots.

Se a bomba de apoio for demasiado pequena, a bomba Roots aspirará gás mais rapidamente do que a bomba de apoio consegue descarregá-lo. A pressão de descarga aumenta, a pressão diferencial aumenta e ocorre sobreaquecimento. Se a bomba de apoio for demasiado grande, acrescenta custos de equipamento desnecessários e maior consumo de energia.

Comparação de Tipos de Bombas de Apoio

Porque as Medidas de Proteção São Essenciais

Alguns utilizadores omitem dispositivos de proteção entre a bomba de apoio e a bomba Roots para poupar custos. Esta abordagem não é aconselhável.

Durante o arranque e a operação, se a diferença de pressão através da bomba de vácuo Roots exceder continuamente o valor de projeto, os rotores expandir-se-ão devido ao calor e entrarão em contacto, causando desgaste interno ou mesmo bloqueio.

As medidas de proteção padrão incluem:

• Instalar um interruptor de diferencial de pressão na entrada e saída da bomba Roots — desliga automaticamente se a diferença de pressão exceder o limite

• Definir um arranque com temporizador para garantir que a bomba de apoio atinge o nível de vácuo necessário antes de a bomba Roots arrancar

• Instalar sensores de temperatura para monitorizar a temperatura do corpo da bomba Roots

• Configurar uma linha de bypass para permitir que algum gás contorne a bomba Roots quando a diferença de pressão for demasiado elevada

Estas medidas devem ser consideradas ao mesmo tempo que a seleção da bomba de apoio, e não como uma reflexão posterior.

Configurações Recomendadas para Aplicações Comuns

Secagem a Vácuo

Os processos de secagem geram correntes de gás com elevado teor de vapor de água. A bomba de apoio deve priorizar uma bomba de vácuo de anel de água. Se as temperaturas de secagem forem elevadas e as cargas de vapor forem grandes, o circuito do líquido de selagem também necessita de um sistema de arrefecimento para evitar que a temperatura do líquido suba demasiado.

Destilação a Vácuo

Os processos de destilação podem envolver vapores de solventes orgânicos. A escolha da bomba de apoio depende do tipo de solvente. Se o solvente tiver uma baixa pressão de vapor de saturação e tender a condensar dentro da bomba, as melhores opções são uma bomba de vácuo de anel de água ou uma bomba de palhetas rotativas equipada com um dispositivo de lastro de gás.

Desgaseificação a Vácuo

Na desgaseificação das indústrias metalúrgica ou de plásticos, a corrente de gás é relativamente limpa. Os principais requisitos para a bomba de apoio são a velocidade de bombagem e o vácuo final. Para estas condições, as bombas de vácuo de palhetas rotativas ou as bombas de vácuo de parafuso são escolhas comuns.

Embalagem e Transporte a Vácuo

Em embalagens a vácuo e transporte pneumático nas indústrias alimentar e farmacêutica, o gás é limpo e com pouca humidade. A seleção da bomba de apoio é mais flexível. Pequenas bombas de palhetas rotativas ou bombas de vácuo secas podem satisfazer os requisitos.

Conselho de um Fabricante

Como fabricante de bombas de vácuo Roots, observamos dois tipos principais de problemas na seleção da bomba de apoio durante o serviço de campo: um é o dimensionamento insuficiente da velocidade de bombeamento, e o outro é ignorar completamente a composição do gás do processo.

O primeiro problema ocorre tipicamente porque o comprador apenas olhou para a velocidade nominal da bomba Roots sem calcular a velocidade efetiva real de bombeamento da bomba de apoio à pressão de arranque da bomba Roots. O segundo problema é mais comum — especificar uma bomba de selo de óleo padrão como bomba de apoio para um processo com vapor de água. O óleo emulsifica, a bomba trava e a bomba Roots também é danificada.

A nossa recomendação padrão para os clientes é: anotar todas as condições do processo antes de selecionar uma bomba de apoio — composição do gás, temperatura, humidade, teor de poeiras. Depois, ajustar o tipo e a velocidade da bomba a essas condições. Se tiver dúvidas, contar com a assistência da equipa técnica do fabricante para a seleção é muito mais rentável do que resolver problemas após uma avaria.

Conclusão

A seleção de uma bomba de apoio para uma bomba de vácuo Roots não tem uma fórmula fixa, mas aplica-se um princípio: a bomba de apoio deve fornecer uma velocidade de bombeamento efetiva suficiente em toda a gama de pressão de funcionamento da bomba Roots e deve tolerar os componentes presentes no gás do processo. Se acertar em quatro aspetos — composição do gás, pressão inicial, correspondência de velocidade e medidas de proteção — a maioria dos problemas de seleção pode ser evitada.