Bombas de engrenagens externas - Tecnologia de bombagem de precisão para altas pressões e caudais definidos
As bombas de engrenagens externas transportam fluidos lubrificáveis com base num princípio volumétrico definido e elevada precisão de repetição. Duas engrenagens externas rodam num corpo com tolerâncias apertadas, transportando o fluido nos espaços entre os dentes e separando os lados de sucção e de pressão através do engate e da geometria da folga.
A Harton Anlagentechnik GmbH concebe as bombas de engrenagens externas de forma coerente , tendo em conta o fluido, a viscosidade, a pressão diferencial, a capacidade de lubrificação e o conceito de vedação. Desta forma, surgem soluções robustas para tarefas de transporte, abastecimento e dosagem, nas quais a estabilidade da pressão, o caudal volumétrico reproduzível e o controlo das fugas são fatores decisivos.
A Harton Anlagentechnik GmbH concebe as bombas de engrenagens externas de forma coerente , tendo em conta o fluido, a viscosidade, a pressão diferencial, a capacidade de lubrificação e o conceito de vedação. Desta forma, surgem soluções robustas para tarefas de transporte, abastecimento e dosagem, nas quais a estabilidade da pressão, o caudal volumétrico reproduzível e o controlo das fugas são fatores decisivos.
Tipos de construção, variantes e delimitação
Dependendo da tarefa a realizar, são utilizadas diferentes variantes:
Para aplicações clássicas de transporte de fluidos oleosos e lubrificantes, em condições de funcionamento estáveis.
Para aplicações com elevadas pressões diferenciais, nas quais os rolamentos, o design da caixa e o conceito de folga têm de ser concebidos para suportar cargas mecânicas elevadas.
Para volumes de transporte pequenos e precisos, com elevada precisão de repetição e velocidade controlável.
Para aplicações com requisitos mais exigentes em matéria de proteção contra emissões, pureza dos meios ou funcionamento sem fugas.
Características técnicas:
Características técnicas:
- Em comparação com as bombas de engrenagens internas, as bombas de engrenagens externas são frequentemente mais compactas e mais resistentes à alta pressão.
- Em comparação com as bombas de parafuso, atingem pressões elevadas com um design compacto, mas, devido à sua construção, apresentam um funcionamento ligeiramente mais pulsante.
- Em comparação com outras bombas de deslocamento, a capacidade lubrificante do fluido é um fator central na sua conceção.
As bombas de engrenagens externas são indicadas em todas as situações em que se exige um design compacto, alta pressão e um bombeamento volumétrico preciso. Os nossos engenheiros internos têm em conta não só o caudal nominal, mas também o ponto de funcionamento real, tendo em conta o deslizamento, a temperatura, a viscosidade e as perdas do sistema.
O que é importante na prática:
Especialmente no caso de fluidos de baixa viscosidade, elevadas pressões diferenciais ou requisitos críticos em matéria de emissões, o dimensionamento correto é determinante para a eficiência, a vida útil e a segurança do processo.
O que é importante na prática:
- caudal definido através do princípio de deslocamento
- elevada capacidade de pressão num tamanho compacto
- fornecimento estável de fluidos lubrificantes
- controlo preciso através de variadores de velocidade ou de frequência
- Estratégia de vedação específica para cada projeto, desde a vedação do eixo até ao acoplamento magnético
Especialmente no caso de fluidos de baixa viscosidade, elevadas pressões diferenciais ou requisitos críticos em matéria de emissões, o dimensionamento correto é determinante para a eficiência, a vida útil e a segurança do processo.
As bombas de engrenagens externas são utilizadas preferencialmente em sistemas em que é necessário transportar fluidos lubrificantes sob uma pressão definida e com um caudal volumétrico reprodutível.
Áreas de aplicação típicas:
Setores típicos:
No caso de fluidos de elevada viscosidade, testamos adicionalmente o comportamento de aspiração, o binário de arranque e o controlo da temperatura. No caso de fluidos de baixa viscosidade, avaliamos a eficiência volumétrica com especial cuidado, uma vez que o deslizamento aumenta à medida que a viscosidade diminui.
Áreas de aplicação típicas:
- Sistemas hidráulicos
- Sistemas de óleo de lubrificação
- Abastecimento de óleo de processo
- Transporte de combustível
- Aplicações de dosagem
- Abastecimento de grupos geradores com fluidos oleosos
Setores típicos:
- Construção de máquinas e instalações
- Tecnologia energética e de abastecimento
- Tecnologia de bancos de ensaio
- Tecnologia de lubrificantes e combustíveis
- Sistemas industriais de dosagem e abastecimento
No caso de fluidos de elevada viscosidade, testamos adicionalmente o comportamento de aspiração, o binário de arranque e o controlo da temperatura. No caso de fluidos de baixa viscosidade, avaliamos a eficiência volumétrica com especial cuidado, uma vez que o deslizamento aumenta à medida que a viscosidade diminui.
As nossas bombas de engrenagens externas são concebidas com base nos dados reais do processo. As seguintes áreas servem de orientação técnica:
Mais do que apenas o volume de deslocamento
É fundamental, na prática, ter em conta que o caudal real não depende apenas do volume geométrico de deslocamento. A fuga interna aumenta com a pressão diferencial e diminui à medida que a viscosidade aumenta. Por isso, os nossos colaboradores têm sempre em consideração o conjunto de fatores que inclui o fluido, a folga, a temperatura e o nível de pressão.
| Caudal Q | 0,1 a 200 m³/h |
| Pressão diferencial Δp | 10 a 200 bar |
| Viscosidade | 1 a 25 000 mPa·s |
| Gama de temperaturas | -20 °C a +200 °C |
| Limite de partículas | normalmente até 50 µm |
| Teor de gás | 0 a 10 % em volume |
| Regulamentação | É possível o funcionamento em modo FU, dependendo da aplicação e da faixa de rotação |
A vida útil de uma bomba de engrenagens externas depende em grande medida do material, do conceito de rolamentos e da folga termicamente adequada.
Materiais típicos da carcaça:
Materiais das rodas dentadas:
Materiais das juntas:
Materiais típicos da carcaça:
- Aço fundido
- Fundido esférico
- Aço inoxidável, por exemplo, 1.4404 ou 1.4571
Materiais das rodas dentadas:
- aços temperados e revenidos
- aços temperados com dureza e rugosidade superficiais definidas
- Rolamentos:
- com mancais de deslizamento e lubrificação por meio do próprio fluido
- com rolamentos
- Conceito de lubrificação externa para meios críticos ou lubrificação limite
Materiais das juntas:
- NBR
- FKM
- EPDM
- FFKM
A nossa escolha de materiais é feita de acordo com a adequação ao fluido transportado, bem como com base na experiência do cliente. Além disso, verificamos a dilatação térmica em caso de alternância de cargas, para que não surjam nem folgas excessivas nem atritos críticos. Em casos de lubrificação limite, desgaste ou risco de corrosão, podem ser adequados revestimentos como DLC, cromo duro ou sistemas de pulverização térmica.
Meios difíceis? É precisamente aqui que o Standard se distingue da Engineering
Nem todos os fluidos são igualmente adequados para bombas de engrenagens externas. O fator decisivo não é apenas a resistência química, mas também o efeito lubrificante em condições reais de funcionamento.
Particularmente adequado:
A avaliar criticamente:
Os sólidos são, por princípio, um ponto sensível para as bombas de engrenagens externas, uma vez que as partículas podem danificar os flancos dos dentes e as superfícies dos rolamentos. Por isso, um conceito adequado de filtragem ou de filtragem fina não é, muitas vezes, uma opção, mas sim um requisito imprescindível.
Particularmente adequado:
- Óleos hidráulicos
- Óleos lubrificantes
- Óleos de aquecimento
- Combustíveis
- Outros meios de processo com propriedades lubrificantes
A avaliar criticamente:
- fluidos de baixa viscosidade com elevado deslizamento
- fluidos de alta viscosidade com comportamento de aspiração exigente
- Meios com partículas sólidas
- fluidos que libertam gases ou que contêm gases
- fluidos quimicamente agressivos com requisitos elevados em termos de materiais e estanqueidade
Os sólidos são, por princípio, um ponto sensível para as bombas de engrenagens externas, uma vez que as partículas podem danificar os flancos dos dentes e as superfícies dos rolamentos. Por isso, um conceito adequado de filtragem ou de filtragem fina não é, muitas vezes, uma opção, mas sim um requisito imprescindível.
Juntas, segurança e interfaces
No caso das bombas de engrenagens externas, o conceito de vedação constitui um critério de seleção fundamental. Dependendo do fluido e das normas de funcionamento, disponibilizamos as seguintes versões:
Outros aspetos relevantes em termos de segurança:
- vedação simples do eixo
- vedação dupla do eixo
- acoplamento magnético para funcionamento sem vedação
- No caso das bombas de deslocamento, aplica-se ainda o seguinte: a proteção contra sobrepressão é obrigatória. Se o lado de pressão for bloqueado, a pressão continua a aumentar. Por isso, é obrigatório prever válvulas de segurança ou soluções de derivação.
Outros aspetos relevantes em termos de segurança:
- Sistemas de bloqueio ou de lavagem em caso de alta pressão ou alta temperatura
- Flanges DIN ou ANSI com nível de pressão definido
- cargas admissíveis nas tubagens
- Aterramento e ligação equipotencial em caso de meios inflamáveis
- Análise ATEX específica do projeto, de acordo com a zona, o grupo de gases e a classe de temperatura
Propulsão, controlo e energia
O acionamento é normalmente efetuado por um motor elétrico com embraiagem ou caixa de velocidades. O intervalo de rotações admissível não é definido de forma genérica, mas sim determinado pelo fluido, pela viscosidade, pelas condições de aspiração e pela carga nos rolamentos.
Aspetos importantes de engenharia:
Especialmente no caso de fluidos de alta viscosidade, o comportamento no arranque a frio é frequentemente mais crítico do que o funcionamento em regime estacionário. Por isso, os nossos engenheiros têm em conta tanto o funcionamento contínuo como as condições reais de arranque.
Aspetos importantes de engenharia:
- Funcionamento com controlador de frequência (FU) para um controlo estável da dosagem e da pressão
- Velocidade mínima para garantir uma lubrificação suficiente
- Binário de arranque para fluidos de elevada viscosidade
- Conceito de pré-aquecimento ou regulação da temperatura no arranque a frio
- Avaliação do consumo de energia através do perfil de carga e das horas de funcionamento
Especialmente no caso de fluidos de alta viscosidade, o comportamento no arranque a frio é frequentemente mais crítico do que o funcionamento em regime estacionário. Por isso, os nossos engenheiros têm em conta tanto o funcionamento contínuo como as condições reais de arranque.
Integração, instalação e periféricos
Uma bomba de engrenagens externas só funciona de forma estável a longo prazo se o ambiente circundante também for devidamente planeado.
Pontos importantes de integração:
As preferências do cliente são tidas em conta sempre que possível. No entanto, é fundamental que os equipamentos periféricos sejam tecnicamente adequados ao fluido e ao caso de carga.
Pontos importantes de integração:
- tubagem de aspiração curta e com dimensões generosas
- filtro ou filtro fino de acordo com o limite de partículas
- Bypass e válvulas de retenção
- Medição de pressão e temperatura
- medição de caudal opcional
- Camada de aquecimento, aquecimento por traço ou isolamento no caso de fluidos viscosos ou que solidificam
- Alinhamento preciso da bomba e do acionamento para reduzir a carga sobre os rolamentos e as juntas
As preferências do cliente são tidas em conta sempre que possível. No entanto, é fundamental que os equipamentos periféricos sejam tecnicamente adequados ao fluido e ao caso de carga.
Monitorização, manutenção e segurança operacional
As bombas de engrenagem externa beneficiam de parâmetros de monitorização claramente definidos. Desta forma, é possível detetar anomalias numa fase precoce, antes que as juntas, os rolamentos ou os flancos dos dentes sofram danos.
Parâmetros de monitorização recomendados:
A estratégia de manutenção é definida como planeada ou orientada pelo estado. Os principais fatores que influenciam o TCO são, na maioria dos casos, a vedação, a gestão dos filtros, a capacidade de lubrificação do fluido e a qualidade da instalação.
Parâmetros de monitorização recomendados:
- Pressão para detetar bloqueios, obstrução do filtro ou falha de fecho
- Temperatura nos rolamentos, na vedação e na carcaça
- Consumo de corrente ou potência como indicador de alterações na viscosidade ou desgaste
- Vibrações em unidades de maior dimensão
- Lógica de alarme e desligamento no sistema de controlo da instalação
A estratégia de manutenção é definida como planeada ou orientada pelo estado. Os principais fatores que influenciam o TCO são, na maioria dos casos, a vedação, a gestão dos filtros, a capacidade de lubrificação do fluido e a qualidade da instalação.
Qualidade, controlo e documentação
Antes da entrega, definimos o nível de verificação adequado à aplicação. Os conteúdos típicos são:
Na versão padrão, fornecemos a documentação relevante para o projeto, de acordo com o âmbito acordado. É possível definir adicionalmente o FAT e, opcionalmente, o SAT.
- Teste de funcionamento
- Teste de pressão e estanqueidade
- Teste de desempenho para Q/Δp
- Certificados de materiais de acordo com a norma EN 10204 2.2 ou 3.1, se necessário
- Ficha técnica
- Desenho geral
- Lista de peças sobressalentes
- Manual de instruções
- Conformidade com a CE ou ATEX
- Relatórios de ensaio
Na versão padrão, fornecemos a documentação relevante para o projeto, de acordo com o âmbito acordado. É possível definir adicionalmente o FAT e, opcionalmente, o SAT.
Vantagens das bombas de engrenagens externas da Harton
- Capacidade de bombeamento definida volumetricamente
- altas pressões num design compacto
- fornecimento estável de fluidos lubrificantes
- funcionamento de dosagem reprodutível com variador de frequência
- conceito adaptável de materiais, folga e rolamentos
- Opcionalmente sem juntas, através de acoplamento magnético
- Conceção técnica de acordo com o fluido, a pressão e a norma de funcionamento
Tipos e variantes das nossas bombas de engrenagens externas
Desenvolvemos e fabricamos bombas de engrenagens externas para as mais diversas tarefas de bombagem e requisitos de processo. Quer se trate de uma versão padrão, de uma bomba aquecível, com acoplamento magnético, resistente a produtos químicos, de alta pressão ou de dosagem de precisão — oferecemos-lhe a solução adequada para o seu fluido e para a sua aplicação. Para tal, adaptamos cada bomba individualmente às suas necessidades técnicas, se necessário, e acompanhamos o cliente desde a conceção até à colocação em funcionamento.
Os fluidos que solidificam ao arrefecer exigem uma gestão térmica inteligente. Os nossos técnicos integram camisas de aquecimento para vapor ou óleo térmico diretamente no corpo da bomba. A nossa longa experiência demonstra que um aquecimento uniforme da bomba é determinante para a vida útil das juntas. Por isso, os nossos engenheiros de projeto desenvolvem conceitos de controlo que só autorizam o funcionamento quando a temperatura exata de fusão é atingida.
| Caudal Q | 5 - 1.500 l/min |
| Materiais | Aço fundido, aço inoxidável HT |
| Pressão | até 40 bar |
| ATEX | Sim |
| Rendimento | 75 - 85 % |
| Potência | 2 - 75 kW |
| Velocidade de rotação | 100 - 1.500 min⁻¹ |
| Temperatura | até +450 °C |
| Viscosidade | até 200 000 mPas |
| Sólidos | mínimo |
| Teor de gás | ＜ 3 % |
| NPSH | 3 - 6 m |
| Junta | Gaxeta / Anel de deslizamento HT |
Para meios altamente corrosivos, os nossos engenheiros de projeto desenvolvem conceitos de instalações personalizados com base em aço inoxidável 1.4404 ou ligas especiais. A nossa experiência, já na segunda geração, permite-nos integrar com precisão os coeficientes de dilatação térmica na conceção. Isto evita o encravamento das engrenagens em caso de variações de temperatura e garante uma estabilidade duradoura do processo. Os nossos técnicos validam cada unidade de vedação para garantir o cumprimento de rigorosas normas ambientais.
| Junta | GLRD duplo / Acoplamento magnético |
| Caudal Q | 0,1 - 600 l/min |
| Materiais | 1.4404, Hastelloy, titânio |
| Pressão | até 40 bar |
| ATEX | Ja |
| Rendimento | 70 - 85 % |
| Potência | 0,25 - 45 kW |
| Velocidade de rotação | 200 - 1.800 min⁻¹ |
| Temperatura | -50 °C a +300 °C |
| Viscosidade | 0,5 - 500.000 mPas |
| Sólidos | mínimo (＜ 20 µm) |
| Teor de gás | ＜ 2 % |
| NPSH | otimizado para caudais de entrada baixos |
Na transformação de polímeros, as pressões extremas são a norma. Os nossos engenheiros de projeto concebem, para estas aplicações, carcaças reforçadas em aços para ferramentas temperados. Graças à experiência de mais de 40 anos na construção de máquinas e instalações, os nossos técnicos sabem exatamente como estabilizar a lubrificação dos mancais deslizantes através do próprio fluido transportado, de modo a minimizar o desgaste a pressões até 350 bar.
| Temperatura | até +350 °C |
| Viscosidade | até 10 000 000 mPas |
| Sólidos | nenhuma |
| Teor de gás | 0 % |
| NPSH | É necessária uma pressão de alimentação elevada |
| Junta | Rosca de retorno / arrefecida |
| Caudal Q | 0,5 - 1.000 l/min |
| Materiais | Aço para ferramentas, temperado |
| Pressão | até 350 bar |
| ATEX | Sim |
| Rendimento | ＞ 90 % |
| Potência | até 250 kW |
| Velocidade de rotação | 10 - 500 min⁻¹ |
Em todos os locais onde são transportadas substâncias tóxicas ou perigosas para o ambiente, os nossos especialistas apostam na acoplagem magnética hermeticamente estanque. Os nossos engenheiros recorrem aos mais recentes conhecimentos de engenharia para arrefecer as perdas por correntes de Foucault no anel de separação através de um encaminhamento otimizado da corrente parcial. Para os nossos clientes, isto traduz-se numa solução isenta de manutenção e sem risco de fugas na passagem do eixo, o que alarga com segurança os limites operacionais da sua instalação.
| Sólidos | totalmente isento de sólidos |
| Teor de gás | 0 % |
| NPSH | crítico (teste da pressão de vapor) |
| Junta | Acoplamento magnético |
| Caudal Q | 0,05 - 300 l/min |
| Materiais | Aço inoxidável, rolamentos de cerâmica |
| Pressão | até 100 bar |
| ATEX | Sim |
| Rendimento | 65 - 80 % |
| Potência | até 30 kW |
| Velocidade de rotação | até 3 000 min⁻¹ |
| Temperatura | -100 °C a +250 °C |
| Viscosidade | até 10 000 mPas |
Quando cada gota conta, os nossos clientes confiam na experiência em dosagem da Harton Anlagentechnik GmbH. Os nossos especialistas fabricam estas bombas com tolerâncias mínimas, para permitir um bombeamento praticamente sem pulsações. Os nossos engenheiros prestam-lhe apoio na integração do sistema em linhas de produção automatizadas, para que os seus processos de validação proporcionem resultados reproduzíveis em qualquer momento.
| Potência | 0,1 - 3 kW |
| Velocidade de rotação | 10 - 200 min⁻¹ |
| Temperatura | -20 °C bis +150 °C |
| Viscosidade | 1 - 100.000 mPas |
| Sólidos | não é permitido |
| Teor de gás | 0 % |
| NPSH | ca. 2 m |
| Junta | GLRD / Acoplamento magnético |
| Caudal Q | 0,01 - 20 l/min |
| Materiais | Aço inoxidável, cerâmica, DLC |
| Pressão | até 80 bar |
| ATEX | Zone 1 |
| Rendimento | ＞ 95 % |
Esta variante constitui a espinha dorsal de muitos sistemas de lubrificação e hidráulicos. Na conceção, os nossos engenheiros recorrem a uma longa experiência, que remonta a 1984, para calcular a folga entre flancos ideal para a viscosidade específica da sua aplicação. Os nossos especialistas prestam especial atenção à combinação de materiais entre a caixa e as rodas dentadas, de modo a garantir uma elevada segurança do processo nas instalações do cliente, mesmo em caso de variações de carga. Através de uma validação técnica precisa, minimizamos as fugas internas e maximizamos a eficiência volumétrica.
| Pressão | até 120 bar |
| ATEX | Zonas 1 e 2 possíveis |
| Rendimento | 75 - 92 % |
| Potência | 0,5 - 150 kW |
| Velocidade de rotação | 500 - 3.500 min⁻¹ |
| Temperatura | -20 °C a +200 °C |
| Viscosidade | 10 - 100.000 mPas |
| Sólidos | não é permitido |
| Teor de gás | temporariamente até 5 % |
| NPSH | 3 - 5 m |
| Junta | Vedação de anel deslizante / Gaxeta |
| Caudal Q | 1 - 2.500 l/min |
| Materiais | GG25, GGG40, aço |
Importância para engenheiros e responsáveis pelas compras técnicas
O dimensionamento é efetuado com base no caudal, na pressão diferencial, na viscosidade, na temperatura, na capacidade de lubrificação, na velocidade de rotação, bem como nos requisitos admissíveis em termos de fuga e rendimento do sistema global.
No que diz respeito ao aprovisionamento técnico, devem ser especificados de forma inequívoca, nomeadamente, os parâmetros de vazão, os materiais, o conceito de vedação e de rolamentos, as dimensões de ligação, os limites de temperatura e pressão, bem como os requisitos relativos à ATEX, ao acoplamento magnético ou ao funcionamento com variador de frequência.
Dependendo da área de aplicação, as bombas de engrenagens externas são concebidas e documentadas tendo em conta as diretivas relevantes relativas aos equipamentos sob pressão, os requisitos ATEX, as certificações dos materiais, bem como os ensaios de funcionamento, estanqueidade e pressão específicos do projeto.
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