Bombas de parafuso excêntrico - Transporte cuidadoso e com pressão estável para fluidos altamente viscosos, com sólidos e de características exigentes
As bombas de parafuso excêntrico são concebidas como bombas rotativas de deslocamento, nas quais um rotor que gira de forma excêntrica forma câmaras de transporte progressivas num estator de elastómero. Este princípio permite um bombeamento uniforme e com relativamente poucas pulsações, mesmo no caso de fluidos altamente viscosos, com elevado teor de sólidos, sensíveis ao cisalhamento ou que contêm gás.
Na Harton Anlagentechnik GmbH, dimensionamos as bombas de parafuso excêntrico de forma consistente em função do fluido, do teor de sólidos, da abrasividade, da temperatura, da proporção de gás, da gama de velocidades e da proteção contra funcionamento a seco. Assim, surgem soluções robustas para a tecnologia da água e das águas residuais, a indústria de processos, a indústria química, o biogás, aplicações alimentares em versão higiénica, bem como inúmeras tarefas de dosagem e transporte com fluidos difíceis.
Na Harton Anlagentechnik GmbH, dimensionamos as bombas de parafuso excêntrico de forma consistente em função do fluido, do teor de sólidos, da abrasividade, da temperatura, da proporção de gás, da gama de velocidades e da proteção contra funcionamento a seco. Assim, surgem soluções robustas para a tecnologia da água e das águas residuais, a indústria de processos, a indústria química, o biogás, aplicações alimentares em versão higiénica, bem como inúmeras tarefas de dosagem e transporte com fluidos difíceis.
Por que escolher as bombas de parafuso excêntrico da Harton Anlagentechnik GmbH?
As bombas de parafuso excêntrico proporcionam um caudal volumétrico definido e com pressão praticamente estável, e continuam a ser utilizáveis mesmo em situações em que as bombas centrífugas atingem os seus limites devido à elevada viscosidade ou à presença de sólidos nos fluidos.
Os nossos sistemas são adequados para lamas de elevada viscosidade, meios pastosos, suspensões, soluções de polímeros, águas residuais de processo abrasivas e, devido ao seu princípio de funcionamento, também para produtos sensíveis ao cisalhamento, desde que a velocidade, o nível de pressão e a combinação de elastómeros sejam corretamente dimensionados.
Disponibilizamos 10 tipos diferentes. O modelo é definido, consoante a tarefa de transporte, como:
Nesse contexto, são tidos em conta de forma específica o acesso para manutenção, a vedação do eixo, o espaço de montagem, a entrada de sólidos e as normas de funcionamento.
- PCP padrão
- Bomba de funil
- Bomba de rosca excêntrica de dosagem
- PCP de alta pressão
- Versão higiénica
- Unidade móvel
- Construção em bloco
- Versão com suporte de rolamentos
- Versão com eixo articulado/cardan
- Versão com acoplamento longo
Nesse contexto, são tidos em conta de forma específica o acesso para manutenção, a vedação do eixo, o espaço de montagem, a entrada de sólidos e as normas de funcionamento.
As bombas de parafuso excêntrico são utilizadas preferencialmente em aplicações em que é necessário transportar, com segurança de processo, fluidos de elevada viscosidade, abrasivos, com partículas sólidas ou sensíveis.
Aplicações típicas:
- Transporte de lamas e suspensões
- Dosagem de soluções de polímeros e produtos químicos
- Alimentação com meios pastosos ou viscosos
- Transferência de substratos e meios de biogás
- transporte higiénico em aplicações alimentares e de processo
- Tarefas móveis de esvaziamento e transporte
- Aplicações de bombas de funil em meios de baixa fluidez
Setores típicos:
- Tecnologia da Água e das Águas Residuais
- Química
- Produtos alimentares em versão higiénica
- Mineração
- Indústria do papel
- Biogás e substratos
- Módulos de dosagem OEM
Os nossos engenheiros internos analisam não só o fluido e o caudal, mas também a sedimentação, o teor de gás, a abrasividade, as condições de entrada e a vida útil prevista do estator.
Consideramos os parâmetros seguintes como um quadro de orientação técnica fiável, caso ainda não existam dados operacionais exatos disponíveis para o projeto:
Caudal Q:
0,05 a 1 500 m³/h
Gama típica de aplicações de dosagem e de processo:
0,5 a 250 m³/h
Pressão diferencial Δp:
1 a 80 bar
pressão típica por degrau:
aprox. 6 bar por estágio do estator/rotor, podendo ser superior consoante o projeto
Temperatura do fluido:
-20 °C a +300 °C, na prática, o intervalo é geralmente limitado em função do elastómero utilizado
Intervalo típico recomendado para elastómeros padrão:
-10 °C a +120 °C
Temperatura ambiente:
-20 °C a +60 °C
Viscosidade:
1 a 1 000 000 mPa·s
setor económico típico:
100 a 300 000 mPa·s
Teor de matéria sólida:
0 a 80 % em peso
Tamanho das partículas:
0 a 150 mm, dependendo da entrada, da tremonha e da geometria
Teor de gás no meio:
0 a 95 % em volume
Gama de rotações:
10 a 600 1/min
Intervalo típico otimizado para a vida útil:
50 a 350 1/min
Altura de autoaspiração:
0 a 8 m
Precisão de dosagem:
normalmente entre ±1 % e ±3 %
Um fator essencial para a vida útil é o facto de as bombas de parafuso excêntrico constituírem um par tribológico formado pelo rotor e pelo estator. Por isso, a temperatura, os episódios de funcionamento a seco, a abrasividade, o inchaço dos elastómeros e a gama de velocidades são avaliados com especial cuidado.
Se ainda não estiverem disponíveis todos os valores antecipadamente, aplicamos valores de referência adequados para a avaliação técnica inicial e, posteriormente, aperfeiçoamo-los em função do meio e do ponto de funcionamento.
Temperatura do fluido:
5 °C a 80 °C
Densidade:
950 a 1 300 kg/m³, sendo que, no caso de lamas e suspensões, este valor é frequentemente superior
Viscosidade:
1 000 a 100 000 mPa·s como intervalo de aplicação mais comum do PCP
Caudal:
De 1 a 100 m³/h para diversas aplicações de processo
Pressão diferencial:
6 a 24 bar como intervalo habitual para as versões padrão
Carga de sólidos:
5 a 40 % em peso em lamas e suspensões
Tamanho das partículas d50:
1 a 10 mm
Tamanho máximo das partículas:
20 a 50 mm, dependendo do funil e da entrada
Teor de gás:
0 a 20 % em volume; em função do projeto, é possível atingir valores significativamente superiores
Altura de sucção:
1 a 4 m, em caso de instalação não submersa
Perfil da empresa:
de forma contínua ou intermitente
Partidas por hora:
normalmente de 1 a 12
Funcionamento a seco:
não é permitido
Conceito de proteção:
Recomenda-se vivamente a instalação de uma proteção contra funcionamento a seco através de sensores e desligamento automático
Regulamentação:
Conversor de frequência
faixa de rotações típica:
80 a 250 1/min
ATEX:
É possível a zona 1 ou 2
Dimensões das ligações:
normalmente de DN 25 a DN 150; dimensões superiores, consoante o projeto
Estes parâmetros servem como ponto de partida fiável para a elaboração da proposta, caso o ponto de funcionamento definitivo ainda esteja a ser definido.
Meios e substâncias de processo
A meta de fuga é definida como «minimizada» ou «admissível», consoante o meio. A vedação do eixo é adaptada à pressão, à temperatura, à proporção de sólidos e às características químicas.
Conceitos típicos de vedação:
Normas relevantes em matéria de segurança:
Abordagens técnicas iniciais típicas:
Conceitos típicos de vedação:
- vedação de anel deslizante simples
- vedação de anéis deslizantes dupla
- Gaxeta, em aplicações adequadas
Normas relevantes em matéria de segurança:
- É obrigatória a instalação de proteção contra sobrepressão no sistema
- Proteção contra funcionamento a seco como requisito obrigatório
- Limitação de temperatura no estator
- Limitação da velocidade para otimização da vida útil
- Monitorização de fugas em fluidos críticos
- Ligações de medição e lavagem
- Versão ATEX, se necessário
Abordagens técnicas iniciais típicas:
- Funcionamento a seco permitido: não
- Proteção contra funcionamento a seco: monitorização da temperatura ou da potência com desligamento automático
- Objetivo de fuga: minimizado
- Sistema de bloqueio ou de lavagem: frequentemente necessário no caso de meios abrasivos, cristalizantes ou polimerizantes
Materiais, resistência e conceito tribológico
A escolha dos materiais é adaptada em função da corrosão, da abrasão, da compatibilidade com elastómeros e do comportamento térmico.
Materiais típicos do rotor:
Materiais típicos do estator:
Materiais típicos para vedantes:
Para aplicações abrasivas, definimos um conceito de desgaste que inclui o revestimento do rotor, a redução da velocidade de rotação, a otimização da geometria de entrada e intervalos de substituição definidos. No caso de meios corrosivos, são utilizados os materiais 1.4404, 1.4571 ou materiais especiais.
Materiais típicos do rotor:
- Aço inoxidável 1.4404
- Aço inoxidável 1.4571
- Versão com cromagem dura
- Superfícies com revestimento cerâmico ou resistente ao desgaste
Materiais típicos do estator:
- NBR para aplicações com óleo e muitas aplicações padrão
- EPDM para meios aquosos e determinados meios químicos
- FKM para requisitos químicos e térmicos mais exigentes
- Elastómeros especiais para casos de carga específicos do projeto
Materiais típicos para vedantes:
- FKM
- EPDM
- PTFE
- FFKM
- Requisito típico para superfícies higiénicas:
- Ra ≤ 0,8 µm em versões higiénicas; em casos específicos do projeto, também com granulometria mais fina
Para aplicações abrasivas, definimos um conceito de desgaste que inclui o revestimento do rotor, a redução da velocidade de rotação, a otimização da geometria de entrada e intervalos de substituição definidos. No caso de meios corrosivos, são utilizados os materiais 1.4404, 1.4571 ou materiais especiais.
Juntas, interfaces e segurança
A meta de fuga é definida como «minimizada» ou «admissível», consoante o meio. A vedação do eixo é adaptada à pressão, à temperatura, à proporção de sólidos e às características químicas.
Conceitos típicos de vedação:
Normas relevantes em matéria de segurança:
Abordagens técnicas iniciais típicas:
Conceitos típicos de vedação:
- vedação de anel deslizante simples
- vedação de anéis deslizantes dupla
- Gaxeta, em aplicações adequadas
Normas relevantes em matéria de segurança:
- É obrigatória a proteção contra sobrepressão no sistema
- Proteção contra funcionamento a seco como requisito obrigatório
- Limitação de temperatura no estator
- Limitação da velocidade para otimização da vida útil
- Monitorização de fugas em fluidos críticos
- Ligações de medição e lavagem
- Versão ATEX, se necessário
Abordagens técnicas iniciais típicas:
- Funcionamento a seco permitido: não
- Proteção contra funcionamento a seco: monitorização da temperatura ou da potência com desligamento automático
- Objetivo de fuga: minimizado
- Sistema de bloqueio ou de lavagem: frequentemente necessário no caso de meios abrasivos, cristalizantes ou polimerizantes
Propulsão, controlo e energia
As bombas de parafuso excêntrico são normalmente equipadas com um motor elétrico e uma caixa de velocidades, uma vez que são necessários binários elevados a baixas rotações.
Abordagens técnicas iniciais típicas:
Do ponto de vista técnico, a regulação do caudal através de um variador de frequência é, na maioria dos casos, preferível, uma vez que influencia diretamente a vida útil, o cisalhamento e o consumo de energia. A capacidade de arranque a frio é avaliada com base no fluido, na temperatura e na reserva de binário.
Abordagens técnicas iniciais típicas:
- Potência de acionamento: 1,5 a 45 kW em aplicações padrão; valores superiores consoante o projeto
- Reserva de binário: 20 a 40 % acima da necessidade nominal
- Regulação: de preferência com variador de frequência
- Gama de rotações: 50 a 350 1/min
- Horas de funcionamento por ano: 2 000 a 8 000 h/a
- ATEX: Zonas 1+2 possíveis
Do ponto de vista técnico, a regulação do caudal através de um variador de frequência é, na maioria dos casos, preferível, uma vez que influencia diretamente a vida útil, o cisalhamento e o consumo de energia. A capacidade de arranque a frio é avaliada com base no fluido, na temperatura e na reserva de binário.
Ligações, instalação e periféricos
A situação de instalação influencia significativamente a continuidade do transporte, o comportamento na entrada e o acesso para manutenção.
Abordagens técnicas iniciais típicas:
Para lamas abrasivas, é particularmente importante um conceito de entrada que evite a sedimentação e que tenha uma pressão de alimentação definida. No caso de fluidos altamente viscosos, pode ser necessário recorrer a uma camisa de aquecimento ou a isolamento, para evitar problemas de arranque a frio e binários excessivos.
Abordagens técnicas iniciais típicas:
- Diâmetros de ligação: DN 25 a DN 200
- Níveis de pressão: PN 10 a PN 40
- Posição de instalação: horizontal ou ligeiramente inclinada; no caso das bombas de funil, dependendo do processo
- Aquecimento: opcional, especialmente no caso de fluidos de elevada viscosidade
- Equipamento auxiliar: funil, rosca transportadora, agitador, válvula de segurança, derivação, dispositivo de lavagem
- Versão móvel: com carro de deslocamento, bandeja de recolha de gotas e acoplamentos rápidos
Para lamas abrasivas, é particularmente importante um conceito de entrada que evite a sedimentação e que tenha uma pressão de alimentação definida. No caso de fluidos altamente viscosos, pode ser necessário recorrer a uma camisa de aquecimento ou a isolamento, para evitar problemas de arranque a frio e binários excessivos.
Monitorização, funções de proteção e segurança operacional
O funcionamento a seco é um dos mecanismos de avaria mais críticos nas bombas de parafuso excêntrico, uma vez que o estator pode sofrer danos térmicos e mecânicos rapidamente.
Funções típicas de proteção e monitorização:
Pedido do cliente ou recomendação para uma execução em conformidade com SIL/HAZOP
Isto permite detetar atempadamente e controlar de forma económica o funcionamento a seco, a abrasão, a sedimentação, a presença de gás, o arranque a frio e a sobrecarga.
Funções típicas de proteção e monitorização:
- Proteção contra funcionamento a seco
- Monitorização da temperatura no estator
- Monitorização da pressão
- Monitorização da corrente e da potência
- Monitorização de fugas
- Lógica de alarme e desligamento de acordo com a norma da instalação
- Proteção contra funcionamento a seco: obrigatória
- Disponibilidade: ≥ 95 % como valor-alvo habitual
- Lógica de alarme/desligamento: ambas
Pedido do cliente ou recomendação para uma execução em conformidade com SIL/HAZOP
Isto permite detetar atempadamente e controlar de forma económica o funcionamento a seco, a abrasão, a sedimentação, a presença de gás, o arranque a frio e a sobrecarga.
Qualidade, controlo e documentação
O nível de detalhe da verificação é adaptado à criticidade do projeto, às normas do operador e ao meio.
Conteúdos típicos da verificação:
Documentos típicos:
Em princípio, os detalhes são executados de acordo com o acordo e os requisitos do cliente.
Conteúdos típicos da verificação:
- Teste de funcionamento
- Teste de desempenho para Q/Δp
- Teste de estanqueidade
- Ensaio de pressão, se exigido
- Certificados de materiais de acordo com a norma EN 10204 2.2 ou 3.1
- Rastreabilidade através do número de série e da atribuição de componentes
Documentos típicos:
- Ficha técnica
- Descrição geral ou de ligações
- Lista de peças sobressalentes
- Manual de instruções
- Documentação de conformidade
- Certificados Ex para aplicações ATEX
Em princípio, os detalhes são executados de acordo com o acordo e os requisitos do cliente.
Assistência técnica, manutenção e custos operacionais (TCO)
Nos caso das bombas de parafuso excêntrico, os custos operacionais são influenciados de forma determinante pela vida útil do estator, pelo desgaste do rotor, pela janela de velocidade e pelos episódios de funcionamento a seco.
Principais fatores que determinam o TCO:
Peças de desgaste típicas:
Para aplicações críticas, podem ser adequados conceitos de reserva, 1+1 ou de substituição rápida. São tidas em conta, de forma específica para cada projeto, formações sobre a substituição do estator/rotor, purga de ar, prevenção do funcionamento a seco e deteção de avarias.
Principais fatores que determinam o TCO:
- Consumo de energia
- Consumo do estator
- Paragens
- Custos de manutenção
- Perdas de fluido
Peças de desgaste típicas:
- Estator
- Rotor
- Componentes das articulações
- Juntas
- rolamentos, se aplicável
Para aplicações críticas, podem ser adequados conceitos de reserva, 1+1 ou de substituição rápida. São tidas em conta, de forma específica para cada projeto, formações sobre a substituição do estator/rotor, purga de ar, prevenção do funcionamento a seco e deteção de avarias.
Vantagens das bombas de parafuso excêntrico da Harton
- caudal definido, mesmo com elevada viscosidade
- adequado para fluidos com sólidos em suspensão, abrasivos e sensíveis ao cisalhamento
- Ampla variedade de modelos, com 10 tipos diferentes
- elevada precisão de dosagem na janela de funcionamento adequada
- conceitos flexíveis de entrada e funil
- sistema de rotor/estator e de vedação personalizável
- Conceção técnica realizada por especialistas experientes da nossa empresa
- Compatível com as zonas ATEX 1 e 2; consulte a lista de verificação ATEX
Tipos e variantes de bombas de parafuso excêntrico
Bombas de parafuso excêntrico para diversas aplicações
Oferecemos bombas de parafuso excêntrico em vários modelos, para dar resposta de forma ideal aos mais diversos fluidos e áreas de aplicação. Quer se trate de materiais abrasivos, processos com elevados requisitos de higiene, aplicações autoaspirantes ou soluções padrão universais — ajudamo-lo a escolher a bomba de parafuso excêntrico mais adequada. Para tal, temos em conta as características do fluido a bombear, bem como os requisitos em termos de viscosidade, temperatura, caudal e normas específicas do setor.
Bombas de parafuso excêntrico para fluidos abrasivos
Para meios abrasivos, o design da bomba de parafuso excêntrico é adaptado com componentes reforçados, tais como vedantes resistentes ao desgaste e rotores fabricados em materiais de elevada resistência, como fundição endurecida ou cerâmica. Estas bombas são ideais para o transporte de lamas, cimento e outras substâncias abrasivas.
| Materiais | Duplex, Fundição dura |
| ATEX | opcional |
| Capacidade de dosagem | 0,1 - 1.500 l/h |
| Pressão | até 30 bar |
| Precisão | ±1 - 3 % |
| Meios de comunicação | abrasive, líquidos oleosos |
| Viscosidade | 5.000 - 1.000.000 mPa·s |
| Temperatura | -20 a +150 °C |
Bombas de parafuso excêntrico higiénicas
As bombas de parafuso excêntrico higiénicas cumprem os rigorosos requisitos das indústrias alimentar e farmacêutica. Garantem processos de transporte higiénicos, em conformidade com as normas vigentes, como a FDA e a EHEDG. Estas bombas são compatíveis com os processos CIP e SIP, permitindo assim uma limpeza completa após o funcionamento.
| Meios de comunicação | Alimentos, Farmacêutica |
| Viscosidade | 1 - 100.000 mPa·s |
| Temperatura | 0 a 150 °C |
| Materiais | Aço inoxidável 1.4404 |
| ATEX | opcional |
| Capacidade de dosagem | 0,1 - 1.500 l/h |
| Pressão | até 6 bar |
| Precisão | ±0,5 - 2 % |
Bombas de parafuso excêntrico autoaspirantes
As bombas de parafuso excêntrico autoaspirantes têm a vantagem de poderem funcionar mesmo em condições de sucção baixas ou de inundação. São particularmente adequadas para aplicações em que é necessário um abastecimento contínuo, como, por exemplo, no tratamento de água ou de águas residuais.
| Capacidade de dosagem | 0,5 - 2.000 l/h |
| Pressão | até 10 bar |
| Precisão | ±0,5 - 3 % |
| Meios de comunicação | Água, Águas residuais, Resíduos industriais |
| Viscosidade | 1 - 100.000 mPa·s |
| Temperatura | -10 a +100 °C |
| Materiais | Aço inoxidável, Ferro fundido |
| ATEX | opcional |
Bombas de parafuso excêntrico padrão
As bombas de parafuso excêntrico proporcionam um bombeamento preciso e sem pulsações de fluidos viscosos e abrasivos. O rotor excêntrico desloca-se através da carcaça do estator, transportando o fluido sem perturbações mecânicas. Estas bombas são frequentemente utilizadas no tratamento de águas residuais, na indústria alimentar e nas indústrias química e farmacêutica.
| Pressão | até 10 bar |
| Precisão | ±0,5 - 3 % |
| Meios de comunicação | líquidos viscosos, partículas sólidas |
| Viscosidade | 1 - 200.000 mPa·s |
| Temperatura | -20 a +150 °C |
| Materiais | Aço inoxidável, Ferro fundido |
| ATEX | opcional |
| Capacidade de dosagem | 0,1 - 2.000 l/h |
Importância para engenheiros e responsáveis pelas compras técnicas
Para uma conceção económica e com uma vida útil otimizada, são determinantes, em particular, o caudal, a pressão diferencial, a viscosidade, a proporção de sólidos e de gás, a temperatura do fluido, a gama de rotações, bem como a escolha do par rotor/estator adequado e da proteção contra funcionamento a seco.
Na aquisição, além do caudal, da pressão de funcionamento e dos materiais, devem ser claramente definidos também os diâmetros das ligações, o sistema de vedação, a qualidade do elastómero, os requisitos ATEX, o funcionamento com variador de frequência, bem como as normas de manutenção e de exploração.
Dependendo da área de aplicação, devem ser tidos em conta, como parte integrante da especificação técnica, requisitos como a conformidade com a norma ATEX, versões higiénicas para aplicações alimentares, bem como ensaios específicos do projeto relativos a materiais, pressão e funcionamento.
Perguntas frequentes por setor
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Bombas de parafuso excêntrico na tecnologia da água e das águas residuais: tratamento de lamas
Bombas de parafuso excêntrico na indústria alimentar: transporte higiénico
Bombas de parafuso excêntrico na indústria química: transporte de polímeros e matérias-primas
Bombas de parafuso excêntrico na indústria do petróleo e do gás: lamas de perfuração e petróleo bruto
Bombas de parafuso excêntrico na indústria de tintas e vernizes: manuseamento de pigmentos
Bombas de parafuso excêntrico na indústria da construção e da mineração: transporte de betão e argamassa
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