Tipos de bombas de vácuo industriais

Tipos de bombas de vácuo industriais

As bombas de vácuo industriais são projetadas para bombear gases e líquidos de recipientes selados para criar vácuo. Embora essa tecnologia tenha sido explorada desde o século XVII, ela só recentemente se expandiu para uma variedade de indústrias. De eletrônicos domésticos a equipamentos de aeronaves, os aspiradores são necessários em inúmeras aplicações.

Embora as bombas de vácuo sejam todas projetadas para criar vácuo, diferentes tipos de bombas criam resultados diferentes. Bombas que funcionam bem em um ambiente ou aplicação podem falhar em outra configuração. Conhecer o tipo certo de bomba de vácuo para uma aplicação específica é essencial para manter os sistemas funcionando corretamente.

Tipos de bombas de vácuo

Todas as bombas de vácuo operam com o mesmo princípio - elas removem moléculas de ar e gás de uma câmara de vácuo. Embora todas as bombas sejam projetadas para atingir esse objetivo, seus métodos diferem.

As bombas de vácuo são divididas em duas classificações principais:

• Bombas de deslocamento positivo crie vácuos atuando em um volume constante de ar e gere alto vácuo com pouco fluxo.
• Bombas de deslocamento não positivo acelere o ar para fora de um sistema para criar um vácuo em uma porta de entrada, mas gere pouco vácuo com alto fluxo.

Muitas bombas de vácuo são bombas de deslocamento positivo e são divididas por sua função. Alguns dos tipos mais comuns de sistemas de bombas de vácuo industriais são:

1. Bomba de palhetas rotativas

As bombas de palhetas rotativas são bombas de deslocamento positivo que funcionam com o uso de palhetas rotativas em uma caixa cilíndrica. À medida que essas palhetas deslizam para dentro e para fora ao redor do rotor montado excentricamente, a bomba retém o ar e o move da porta de entrada para a porta de saída, gerando vácuo. No total, as bombas de palhetas rotativas normalmente geram 20 a 28 inHg, embora alguns projetos de dois estágios possam gerar vácuos de até 29,5 inHg.

• Vantagens: As bombas de palhetas rotativas são eficazes, compactas e baratas. Embora essas bombas sejam pequenas em comparação com outros tipos, elas têm uma alta capacidade de vazão para seu tamanho e são muito mais baratas do que bombas com níveis de vácuo semelhantes. Além disso, eles operam de forma muito suave e silenciosa sem vibração, gerando apenas 45 dBA de som.
• Desvantagens: As bombas de palhetas rotativas estão no meio termo das bombas de vácuo ⁠ - elas não são tão potentes quanto outros tipos, como bombas de pistão.
• Aplicativos: Devido à sua natureza compacta e eficácia, as bombas de vácuo de palhetas rotativas podem ser encontradas em uma variedade de indústrias, especialmente nas indústrias ambientais, médicas e comerciais. Eles são comumente usados ​​em sistemas de ar condicionado e aeração, mas também podem ser encontrados em aplicações de processamento de alimentos, sucção cirúrgica e até mesmo aeração de lagoas.

2. Bomba de pistão oscilante

As bombas de pistão oscilante são bombas de deslocamento positivo que usam um pistão montado rigidamente e uma biela excêntrica. À medida que o virabrequim gira, o pistão balança para frente e para trás, empurrando e puxando o ar com um copo elastomérico servindo como vedação. Uma única bomba produz um vácuo de até 27,5 inHg, enquanto um projeto de dois estágios pode gerar até 29 inHg.

• Vantagens: Sem o pino de pulso encontrado nas unidades de diafragma, as bombas de vácuo de pistão oscilante são muito mais leves e compactas do que muitas outras opções. Eles também são relativamente silenciosos durante a operação, operando em níveis de ruído tão baixos quanto 50 dBA.
• Desvantagens: Bombas de pistão oscilante não podem gerar muito fluxo de ar - mesmo os modelos maiores têm taxas de fluxo abaixo de 10 cfm.
• Aplicativos: As bombas de pistão oscilante são comumente usadas em sistemas de aeração de lagoas, mas sua operação silenciosa as torna uma boa escolha para ambientes sensíveis a ruído, como aplicações médicas, odontológicas e laboratoriais. As bombas de pistão oscilante também são usadas em sistemas de distribuição de bebidas, sistemas de suspensão automotiva e até mesmo em máquinas de contagem de papel.

3. Bomba de pistão alternativo

As bombas de pistão alternativo têm um ou mais pistões conectados a um virabrequim rotativo. À medida que o virabrequim gira, os pistões se alternam e a ação alternada do pistão move o ar para criar um vácuo. Essas bombas de deslocamento positivo geram vácuos relativamente altos de 27 a mais de 29 inHg.

• Vantagens: As bombas de pistão alternativo geram vácuos relativamente altos e funcionam bem em uma ampla variedade de condições operacionais. Eles também têm uma longa vida útil.
• Desvantagens: As principais desvantagens do sistema de bombas de pistão alternativo são que elas são mais pesadas e mais caras do que muitos outros sistemas. Eles também têm capacidade limitada e normalmente operam com níveis de ruído mais altos do que outros sistemas.
• Aplicativos: As bombas de pistão alternativo são mais adequadas para aplicações em condições adversas, tornando-as ideais para aplicações voláteis e para as indústrias petroquímica, mentol e aromática.

4. Bomba de diafragma

Nas bombas de diafragma, a câmara de fluido é vedada do mecanismo de bombeamento. Em vez disso, uma biela excêntrica flexiona um diafragma dentro dessa câmara, o que gera o vácuo. As bombas de diafragma fornecem vácuos moderados, com versões de estágio único atingindo até 25,5 inHg e unidades de dois estágios atingindo 29 inHg.

• Vantagens: As bombas de diafragma têm uma baixa taxa de compressão com baixo fluxo, grande diâmetro e cursos curtos. Isso significa que esses tipos de bombas operam muito silenciosamente. Eles também são excepcionalmente confiáveis ​​e econômicos.
• Desvantagens: As bombas de diafragma produzem vácuos um pouco mais baixos em comparação com outras bombas de vácuo de deslocamento positivo.
• Aplicativos: Esses tipos de bombas são muito populares na indústria médica devido à sua confiabilidade e operação silenciosa. Eles são frequentemente usados ​​para monitores de pressão arterial, bombas tira leite, esterilizadores, aspiradores e vários tipos de equipamentos móveis. Eles também são comumente encontrados em amostras de ar e água, purificação de água e equipamentos de laboratório em geral.

5. Bomba de Garra Seca

Essas bombas de vácuo de deslocamento positivo usam dois rotores em forma de garra, que funcionam em direções opostas. Esses rotores não se tocam nem na câmara da bomba, o que significa que eles sofrem menos desgaste ao longo do tempo.

• Vantagens: As bombas de vácuo de garra seca têm longa vida útil devido ao seu design de baixo desgaste. Também não utilizam lubrificação, o que elimina a contaminação das substâncias processadas. Elas também são algumas das bombas mais silenciosas do mercado.
• Desvantagens: As bombas de garra seca são sistemas pesados ​​projetados para aplicações industriais, portanto, não são adequadas para aplicações de menor escala. Eles também funcionam mal em altitudes mais altas.
• Aplicativos: As bombas de garra seca são projetadas para ambientes industriais e são comumente encontradas em linhas de produção, sistemas pneumáticos e sistemas de abastecimento de vácuo central.

6. Bomba de Anel Líquido

As bombas de anel líquido funcionam usando um impulsor montado excentricamente com várias lâminas. À medida que o impulsor gira, ele move o líquido dentro de sua caixa para formar um anel líquido. A expansão do espaço de ar durante esta rotação cria um vácuo, que é usado para comprimir e descarregar o ar em altas velocidades.

• Vantagens: As bombas de anel líquido são eficazes na absorção do calor gerado durante o processo de compressão. O líquido no sistema também serve como uma forma de reter qualquer pó ou líquido no ar. Essas bombas também são conhecidas como algumas das mais silenciosas do setor, produzindo cerca de 75 decibéis.
• Desvantagens: As bombas de anel líquido têm um design maior e são mais adequadas para instalações industriais de grande escala.
• Aplicativos: These pumps are most often used in industrial applications, most often in applications that benefit from the air-purifying properties of the liquid-ring design. Some examples include the chemical, environmental, mining, petrochemical and textile industries.

7. Rotary Screw Pump

Rotary-screw vacuum pumps are positive displacement pumps. In this design, two helically-shaped rotors turn in opposite directions, trapping air and moving it through the chamber to create a vacuum. Though this design allows for high airflow, it achieves relatively low vacuums limited to about 15 inHg.

• Advantages: Unlike piston pumps, screw pumps work through a smooth, continuous motion, which means the pumps do not have the pulses often seen with piston-based designs.
• Disadvantages: Due to the size of the necessary parts, rotary screw pumps are cumbersome at smaller sizes. As a result, they are most often seen in larger installations. They also do not produce as much vacuum as piston-based designs and have lower inlet capacities. Additionally, screw pumps sometimes encounter issues with lubricant migrating into the pumping chamber over time, which can result in maintenance problems.
• Applications: These pumps are often found in large-scale industrial applications that handle clean gasses.

High vs. Low Vacuum Pumps

In addition to the various types of industrial vacuum pump systems, pumps are also split into categories by the amount of vacuum they can generate. Levels of vacuum are divided into four levels defined by the level of pressure within the vacuum chamber. These are represented below in torr units of pressure, though mmHg is also commonly used. For reference, one unit of torr is equal to 1/760 of atmospheric pressure.

The categories of vacuum are as follows:

• Low vacuum: Low vacuum is any pressure level above one torr. All vacuum pumps can achieve this level, and most mechanical vacuum pumps operate within this range. Also called a rough vacuum, the majority of industrial-level vacuum units are considered low volume vacuum pumps and generate this level of vacuum.
• Medium vacuum: A medium vacuum has a pressure level between one and 10 ^-3 torr. Most pumps providing this range are mechanical. Process application vacuum units are typically made to produce this level of vacuum — this includes vacuums made for spraying or gas removal processes.
• High vacuum: High vacuum is indicated by pressures between 10 ^-3 and 10 ^-7 torr absolute — any lower than 10-7 torr is considered very high vacuum. High vacuum is only required in specialized industrial and lab applications and is often achieved through the use of non-mechanical vacuums. Very high vacuums are even more specialized, needed mostly in laboratory applications and space simulations.

How to Choose the Right Vacuum Pump

Choosing between the different types of vacuum pumps can be difficult with so many options available. The choice often comes down to a few factors, such as:

• Level of vacuum: The level of vacuum needed is one of the primary factors to consider. These categories tell the user how much vacuum the pump can generate.
• Usage: Larger units are typically designed and rated for continuous duty, while smaller units are made for intermittent duty. Smaller units applied in a continuous manner typically encounter functional limitations that decrease their vacuum generation capabilities.
• Rate of removal: Pumps are flow rated based on the volume of air they can handle. High flow rates mean that the pumps can remove air more quickly.
• Power requirement: Vacuum pumps typically require little power input, but not all pumps are made the same. Though the power requirement for a unit doesn’t necessarily affect functionality, it does affect your business’ power usage and efficiency.
• Time: If it is essential that a certain vacuum level is achieved within a specific time frame, a high volume vacuum pump will be the best option. If time is not important, a small pump will suffice.

Common Vacuum Pump Applications

Vacuum technology is everywhere in industry, with businesses relying on vacuums for a range of processes and production methods. Some common examples are:

• Automotive: Vacuums are required in the function of vehicles and in their production and maintenance. Cable pressure and automotive suspension systems are often maintained using vacuum systems, while auto detailing and tire inflation equipment use vacuum pumps to build pressure for their systems.
• Medical: Vacuum pumps are used in a wide range of applications throughout the medical industry. Various types of ventilation equipment and oxygen concentrators use pumps for respiratory therapy applications. Surgical teams also use vacuum pumps to power various types of equipment and sterilization systems. Even medical pumps themselves, including breast pumps, and suction units, use vacuum pumps.
• Dental: The dental industry commonly uses a range of vacuum pumps in various applications. Dental compressors and portable dental equipment often use vacuum pumps to build pressure in systems, while vacuum ovens are used to mold implants.
• Environmental: Air sampling and soil aeration equipment both use vacuum pumps to power their processes. Vacuum pumps are also an essential part of any air supply system or sewage aeration system.
• Food and beverage: Food processing and water purification systems often use vacuums as part of their processes. From aeration and mixing to packaging, vacuums are used throughout this industry.
• Agricultural: TheAgriculture industry often uses vacuum pumps in the development and application of agricultural sprays. Pest control equipment and crop sprayers are often powered by vacuum pumps. Milking equipment also uses vacuum pumps.
• Electronics: Many electronics require vacuums to function. The most common example is the electric lamp — light bulbs require a vacuum in order to function, so a vacuum pump is needed to take gas from the bulb. Semiconductor production also requires the use of vacuums.
• Arts and printing: Airbrushes, ink-jet printers, framing equipment and other staples of the printing arts are powered by vacuum pumps.

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