Bombas de pistão - Bombeamento preciso a alta pressão para processos, dosagem e transferência
As bombas de pistão são utilizadas em todas as aplicações em que é necessário garantir caudais definidos com segurança, mesmo com contrapressão elevada ou variável. Enquanto bombas de deslocamento com pistão oscilante, funcionam com um pistão oscilante e um volume de descarga controlado por válvulas de aspiração e de pressão. Por isso, são adequadas para aplicações em que se exige um caudal praticamente constante, elevada estabilidade de pressão e dosagem precisa.
Na Harton Anlagentechnik GmbH, dimensionamos as bombas de pistão de forma coerente em função do fluido, do nível de pressão, da viscosidade, das condições de aspiração e dos requisitos de pulsação. Desta forma, criamos soluções robustas para transferência de alta pressão, alimentação de processos, injeção, dosagem e processos exigentes de limpeza ou de jato de água.
Na Harton Anlagentechnik GmbH, dimensionamos as bombas de pistão de forma coerente em função do fluido, do nível de pressão, da viscosidade, das condições de aspiração e dos requisitos de pulsação. Desta forma, criamos soluções robustas para transferência de alta pressão, alimentação de processos, injeção, dosagem e processos exigentes de limpeza ou de jato de água.
Por que escolher as bombas de pistão da Harton Anlagentechnik GmbH?
As bombas de pistão funcionam de forma volumétrica e, por isso, mantêm a estabilidade do processo mesmo com variações no nível de pressão. Ao contrário das bombas centrífugas, o foco não é principalmente a altura de bombeamento, mas sim o deslocamento controlado por curso.
O nosso dimensionamento tem em conta não só o caudal e a pressão final, mas também a dinâmica das válvulas, o dimensionamento do lado de sucção, o comportamento das pulsações e a carga mecânica exercida sobre as tubagens, as fundações e os equipamentos periféricos.
Dependendo do caso de carga, as bombas de pistão são utilizadas como:
. Os modelos com múltiplos pistões reduzem a pulsação de base e melhoram a regularidade do fluxo.
- Bomba de pistão simples
- Bomba de pistão duplex ou triplex
- Bomba de pistão de alta pressão
- Bomba de pistão dosadora
- Bomba de processo com amortecimento de pulsações
- Sistema em skid com periféricos
. Os modelos com múltiplos pistões reduzem a pulsação de base e melhoram a regularidade do fluxo.
As bombas de pistão são utilizadas em processos que exigem pressões elevadas, caudais precisos e condições de funcionamento definidas.
Áreas de aplicação típicas:
- Transferência a alta pressão
- Alimentação do processo
- Injeção e dosagem
- Processos de jato de água e limpeza
- Módulos OEM e unidades de abastecimento personalizadas
Setores típicos:
- Química
- Petróleo e gás
- Tecnologia energética
- Tecnologia de água a alta pressão
- Instalações de processos industriais
As nossas equipas têm em conta, desde o início, se o fluido é à base de água, contém óleo, contém solventes, é viscoso ou está sob pressão de gás. Especialmente no caso das bombas de pistão, estes fatores determinam o conceito de vedação, o tipo de válvula, o amortecimento de pulsações e a estratégia de manutenção.
As bombas de pistão são dimensionadas com base no ponto de funcionamento real e na reserva de pressão necessária. Os valores seguintes servem como orientação técnica:
Caudal Q:
0,05 - 200 m³/h
Pressão final / Pressão diferencial Δp:
5 - 15 bar
Temperatura do fluido:
-20 °C a +250 °C
Temperatura ambiente:
-20 °C a +60 °C
Viscosidade:
0,5 - 180.000 mPa·s
Gama de rotações:
50 - 600 1/min
Teor de gás no meio:
0 - 5 Vol.-%
Teor de matéria sólida:
0 - 0,05 % em peso
Tamanho das partículas:
até 95 mm
NPSH/Reserva de pressão de sucção:
0,5 - 5 m
Nível sonoro:
normalmente entre 70 e 100 dB(A)
É importante referir que as bombas de pistão podem ser sensíveis à cavitação no lado de sucção. Por isso, as condições de alimentação, o NPSHa, a pressão de sucção e o traçado da tubagem são verificados com especial cuidado. Além disso, as pulsações e os picos de pressão na tubagem devem ser sistematicamente tidos em conta.
A adequação das bombas de pistão depende em grande medida do fluido, do comportamento de lubrificação, da proporção de gás e da carga de sólidos.
Classes de fluidos avaliadas:
Os meios à base de água são avaliados em termos de corrosão, capacidade de lubrificação e tendência para a cavitação. Os meios que contêm óleo são delimitados com base na viscosidade, no conjunto de aditivos e na compatibilidade com as juntas. Os fluidos quimicamente agressivos ou que contêm solventes exigem um teste específico dos materiais e das juntas, bem como, se necessário, um conceito definido de gestão de fugas e de conformidade com a norma ATEX.
Os fluidos com partículas sólidas e abrasivos são adequados apenas de forma limitada, uma vez que as sedes das válvulas, as gaxetas e as superfícies dos êmbolos estão sujeitas a desgaste significativo. As proporções de gás influenciam adicionalmente o funcionamento da válvula, a regularidade do fluxo e a eficiência volumétrica.
Classes de fluidos avaliadas:
- fluidos à base de água
- fluidos com teor de óleo
- fluidos quimicamente agressivos
- meios que contêm solventes e COV
- Meios sensíveis ao cisalhamento
- meios com baixo teor de sólidos
- Meios que contêm gás com limites definidos
Os meios à base de água são avaliados em termos de corrosão, capacidade de lubrificação e tendência para a cavitação. Os meios que contêm óleo são delimitados com base na viscosidade, no conjunto de aditivos e na compatibilidade com as juntas. Os fluidos quimicamente agressivos ou que contêm solventes exigem um teste específico dos materiais e das juntas, bem como, se necessário, um conceito definido de gestão de fugas e de conformidade com a norma ATEX.
Os fluidos com partículas sólidas e abrasivos são adequados apenas de forma limitada, uma vez que as sedes das válvulas, as gaxetas e as superfícies dos êmbolos estão sujeitas a desgaste significativo. As proporções de gás influenciam adicionalmente o funcionamento da válvula, a regularidade do fluxo e a eficiência volumétrica.
A escolha dos materiais é feita em função do nível de pressão, do risco de corrosão, da temperatura e da carga mecânica.
Materiais típicos para componentes sob pressão:
Componentes sujeitos a desgaste:
Para processos abrasivos ou críticos, definimos um conceito de desgaste com peças de substituição claramente identificadas, intervalos de manutenção adequados e uma estratégia de peças sobressalentes específica para cada projeto. Em aplicações higiénicas, a minimização de espaços mortos e a rugosidade das superfícies são consideradas separadamente.
Materiais típicos para componentes sob pressão:
- 1.4404
- 1.4571
- Duplex 1.4462
- Materiais especiais, consoante o meio e a norma de funcionamento
Componentes sujeitos a desgaste:
- Superfícies do êmbolo ou do pistão, temperadas ou revestidas
- Assentos e corpos das válvulas em aço inoxidável, metal duro ou cerâmica
- Materiais de vedação e gaxetas em PTFE, compostos de PTFE, FKM, EPDM ou FFKM
Para processos abrasivos ou críticos, definimos um conceito de desgaste com peças de substituição claramente identificadas, intervalos de manutenção adequados e uma estratégia de peças sobressalentes específica para cada projeto. Em aplicações higiénicas, a minimização de espaços mortos e a rugosidade das superfícies são consideradas separadamente.
Juntas, interfaces e segurança
O conceito de vedação é definido em função do fluido, da pressão e do objetivo de fuga admissível. Dependendo do tipo de construção, são utilizados:
Os sistemas de gaxeta são robustos, mas requerem manutenção e ajuste regulares. No caso de fluidos tóxicos, cristalizantes ou polimerizantes, podem ser necessários sistemas de bloqueio ou de lavagem.
Uma vez que as bombas de pistão, enquanto bombas de deslocamento, podem gerar pressões inadmissíveis quando o lado de pressão está bloqueado, é absolutamente necessário instalar uma proteção contra sobrepressão no sistema. Além disso, são definidos os seguintes pontos:
- gaxeta de vedação
- Vedação de anel deslizante
- Solução especial encapsulada
Os sistemas de gaxeta são robustos, mas requerem manutenção e ajuste regulares. No caso de fluidos tóxicos, cristalizantes ou polimerizantes, podem ser necessários sistemas de bloqueio ou de lavagem.
Uma vez que as bombas de pistão, enquanto bombas de deslocamento, podem gerar pressões inadmissíveis quando o lado de pressão está bloqueado, é absolutamente necessário instalar uma proteção contra sobrepressão no sistema. Além disso, são definidos os seguintes pontos:
- Flanges e níveis de pressão
- Opções de purga de ar e drenagem
- Ligações de medição e lavagem
- Proteção contra contacto
- Desligamento seguro
- Recolha de fugas em meios críticos
- Requisitos ATEX em zonas Ex
Propulsão, controlo e energia
As bombas de pistão são normalmente acionadas por um motor elétrico com mecanismo de manivela/caixa de velocidades ou por um acionamento hidráulico. A conceção é feita com reserva de binário suficiente para alta pressão, variações de viscosidade e condições de arranque a frio.
Possíveis conceitos de regulação:
Neste contexto, a entrada de energia, o comportamento das pulsações e a carga mecânica são avaliados em conjunto. Opções de sensores, tais como pressão, temperatura, contagem de cursos ou monitorização de vibrações, aumentam ainda mais a segurança do processo. Interfaces como 0-10 V, 4-20 mA ou bus de campo são integradas de acordo com as necessidades específicas de cada projeto.
Possíveis conceitos de regulação:
- Regulação da velocidade
- Ajuste do curso, desde que seja possível devido ao tipo de construção
- Regulação por derivação
Neste contexto, a entrada de energia, o comportamento das pulsações e a carga mecânica são avaliados em conjunto. Opções de sensores, tais como pressão, temperatura, contagem de cursos ou monitorização de vibrações, aumentam ainda mais a segurança do processo. Interfaces como 0-10 V, 4-20 mA ou bus de campo são integradas de acordo com as necessidades específicas de cada projeto.
Ligações, instalação e periféricos
As peças periféricas de uma bomba de pistão são fundamentais para a sua vida útil e para um funcionamento estável. São particularmente importantes:
A nossa conceção tem também em conta o acesso para manutenção, as condições de espaço e a transmissão de vibrações para a estrutura de instalação.
- normas de flange e níveis de pressão adequados
- diâmetros nominais de sucção e pressão corretamente dimensionados
- trajetória da tubagem adaptada às pulsações e aos picos de pressão
- suportes de tubagem e elementos amortecedores
- Amortecedores de pulsações em processos sensíveis
- Válvula de segurança ou derivação como equipamento periférico obrigatório
- Fundação ou skid com rigidez suficiente
- Conceito opcional de aquecimento ou regulação da temperatura para meios cuja viscosidade é determinante
A nossa conceção tem também em conta o acesso para manutenção, as condições de espaço e a transmissão de vibrações para a estrutura de instalação.
Monitorização, funções de proteção e segurança operacional
Para aumentar a disponibilidade, as bombas de pistão são equipadas com funções adequadas de monitorização e proteção.
Parâmetros típicos de monitorização:
Desta forma, é possível detetar atempadamente bloqueios, picos de pressão inadmissíveis, desgaste das válvulas, tensão nas juntas ou condições de cavitação. As lógicas de alarme e desligamento são adaptadas às normas específicas de cada instalação. O funcionamento a seco e a cavitação devem ser sempre evitados e são limitados através do dimensionamento do lado de sucção, dos sensores e da lógica do processo.
Parâmetros típicos de monitorização:
- Pressão
- Temperatura
- Vibração
- Fugas
- Contagem de cursos
- Dados do motor e da carga
Desta forma, é possível detetar atempadamente bloqueios, picos de pressão inadmissíveis, desgaste das válvulas, tensão nas juntas ou condições de cavitação. As lógicas de alarme e desligamento são adaptadas às normas específicas de cada instalação. O funcionamento a seco e a cavitação devem ser sempre evitados e são limitados através do dimensionamento do lado de sucção, dos sensores e da lógica do processo.
Qualidade, controlo e documentação
O nível de detalhe da verificação é definido de acordo com a criticidade do projeto e os requisitos do operador. Os conteúdos típicos são:
Para aplicações Ex, os certificados de conformidade e as marcações fazem parte integrante da documentação do projeto.
- Teste de funcionamento
- Teste de desempenho para Q/Δp
- Teste de pressão
- Teste de estanqueidade
- FAT ou SAT
- Certificados de materiais de acordo com a norma EN 10204 2.2 ou 3.1
- Rastreabilidade de números de série e lotes
- Ficha técnica
- Desenho GA
- Lista de peças sobressalentes
- Manual de instruções
- Documentação de conformidade
- Protocolos de aceitação
Para aplicações Ex, os certificados de conformidade e as marcações fazem parte integrante da documentação do projeto.
Assistência técnica, manutenção e custos operacionais (TCO)
Os custos de exploração de uma bomba de pistão são determinados, essencialmente, pelo consumo de energia, pelas peças de desgaste, pelas paragens e pelo acesso para manutenção.
Peças de desgaste típicas:
Uma janela de funcionamento bem definida para pressão, velocidade, temperatura, viscosidade e condições de aspiração reduz significativamente as paragens não planeadas. Em processos críticos, podem ser úteis conceitos de redundância, como sistemas de reserva, 1+1 ou soluções de troca rápida. Podem ser integradas formações específicas para cada projeto sobre operação, substituição de gaxetas, manutenção de válvulas e deteção de avarias.
Peças de desgaste típicas:
- Gaxeta
- Válvulas e sedes
- Componentes do êmbolo ou do pistão
- Rolamentos
Uma janela de funcionamento bem definida para pressão, velocidade, temperatura, viscosidade e condições de aspiração reduz significativamente as paragens não planeadas. Em processos críticos, podem ser úteis conceitos de redundância, como sistemas de reserva, 1+1 ou soluções de troca rápida. Podem ser integradas formações específicas para cada projeto sobre operação, substituição de gaxetas, manutenção de válvulas e deteção de avarias.
Vantagens das bombas de pistão da Harton
- caudal definido com contrapressão elevada
- adequado para tarefas de transferência e dosagem a alta pressão
- versão adaptada à aplicação como sistema simples, duplex ou triplex
- conceito de vedação e materiais adaptável
- Amortecimento de pulsações e dimensionamento dos equipamentos periféricos adequados ao processo
- Valores de aceitação e conceitos de ensaio documentáveis
- Conceção técnica realizada por especialistas experientes da nossa empresa
Tipos e variantes das nossas bombas de pistão
A nossa gama inclui bombas de pistão para as mais diversas tarefas de bombagem e dosagem — desde aplicações padrão de precisão até processos exigentes com altas pressões, fluidos abrasivos ou de elevada viscosidade. Dependendo da área de aplicação, estão disponíveis vários tipos de construção, tais como bombas de pistão de um ou vários cilindros, de dupla ação ou hidráulicas, bem como versões especializadas para fluidos específicos e caudais reguláveis. Assim, encontrará a bomba de pistão adequada para praticamente qualquer aplicação industrial, com desempenho, precisão e segurança de funcionamento ótimos.
As bombas de pistão de dupla ação transportam o fluido em cada curso do pistão, tanto no sentido de avanço como no de recuo, o que permite um maior caudal mantendo a velocidade de rotação constante. Estas bombas são particularmente adequadas para aplicações em que são necessárias caudais elevados a pressões médias a elevadas. As bombas de pistão de dupla ação são frequentemente utilizadas na indústria do petróleo e do gás, bem como na indústria química e petroquímica.
| Materiais | Aço inoxidável, FKM |
| ATEX | opcional |
| Capacidade de dosagem | 0,1 - 5.000 l/h |
| Pressão | até 250 bar |
| Precisão | ±0,5 - 2 % |
| Meios de comunicação | Viscos, óleos, produtos químicos |
| Viscosidade | 20 - 200.000 mPa·s |
| Temperatura | -20 a +200 °C |
As bombas de pistão monocilíndricas funcionam com um único pistão que se move para a frente e para trás dentro de um cilindro, a fim de bombear o fluido. Estas bombas proporcionam uma dosagem precisa e são particularmente adequadas para aplicações em que é necessário um caudal constante e uma elevada precisão. Apresentam um design simples e são adequadas para uma vasta gama de líquidos.
| Pressão | até 100 bar |
| Precisão | ±0,2 - 1 % |
| Meios de comunicação | Viscos, suspensões, produtos químicos |
| Viscosidade | 10 - 100.000 mPa·s |
| Temperatura | -20 a +200 °C |
| Materiais | Aço inoxidável, PTFE |
| ATEX | opcional |
| Capacidade de dosagem | 0,1 - 1.500 l/h |
As bombas hidráulicas de pistão utilizam fluido hidráulico para acionar o mecanismo de pistão e bombear o fluido. Estas bombas proporcionam pressões particularmente elevadas e são adequadas para aplicações em que é necessária uma elevada capacidade de bombagem e um controlo preciso. São amplamente utilizadas, sobretudo, nas indústrias de engenharia mecânica, de plásticos e alimentar.
| Materiais | Aço inoxidável, PTFE, alumínio |
| ATEX | opcional |
| Capacidade de dosagem | 0,1 - 5.000 l/h |
| Pressão | até 700 bar |
| Precisão | ±0,1 - 2 % |
| Meios de comunicação | Óleos hidráulicos, líquidos químicos |
| Viscosidade | 10 - 500.000 mPa·s |
| Temperatura | -20 a +150 °C |
As bombas de pistão para meios abrasivos estão equipadas com componentes reforçados, de modo a minimizar a abrasão causada por sólidos presentes no meio. Estas bombas são ideais para o transporte de lamas, cimento ou outros líquidos abrasivos, uma vez que são particularmente resistentes a cargas mecânicas. A Harton Anlagentechnik GmbH disponibiliza estas bombas com um sistema hidráulico especial e juntas reforçadas para meios particularmente difíceis.
| Meios de comunicação | líquidos abrasivos, lamas |
| Viscosidade | 20 - 500.000 mPa·s |
| Temperatura | -20 bis +150 °C |
| Materiais | Aço duplex, Hardox |
| ATEX | opcional |
| Capacidade de dosagem | 0,1 - 1.000 l/h |
| Pressão | até 150 bar |
| Precisão | ±1 - 3 % |
As bombas de pistão para fluidos de alta viscosidade foram especialmente concebidas para o transporte de fluidos muito viscosos, como lubrificantes, resinas ou betume. Estas bombas oferecem uma elevada capacidade de pressão e uma dosagem precisa, mesmo com viscosidades muito elevadas. As aplicações típicas encontram-se na indústria química, bem como na produção alimentar e cosmética.
| Pressão | até 400 bar |
| Precisão | ±0,5 - 2 % |
| Meios de comunicação | Lubrificantes, resinas, asfalto |
| Viscosidade | 10.000 - 1.000.000 mPa·s |
| Temperatura | -10 a +80 °C |
| Materiais | Aço inoxidável, PTFE, FKM |
| ATEX | opcional |
| Capacidade de dosagem | 0,1 - 100 l/h |
As bombas de pistão com velocidade variável (controladas por variador de frequência) oferecem a vantagem de permitir a regulação precisa do caudal e da pressão, consoante as necessidades. Este tipo de bomba é particularmente adequado para aplicações em que as condições de funcionamento mudam frequentemente, como, por exemplo, na indústria química ou farmacêutica.
| Capacidade de dosagem | 0,1 - 1.500 l/h |
| Pressão | até 200 bar |
| Precisão | ±0,1 - 1 % |
| Meios de comunicação | Produtos químicos, líquidos farmacêuticos |
| Viscosidade | 10 - 100.000 mPa·s |
| Temperatura | -20 a +150 °C |
| Materiais | Aço inoxidável, FKM |
| ATEX | opcional |
As bombas de pistão multicilíndricas são compostas por vários pistões que funcionam de forma síncrona ou alternada. Estas bombas oferecem um elevado caudal e são capazes de garantir uma dosagem precisa, mesmo a pressões mais elevadas e com grandes caudais. As bombas de pistão multicilíndricas são frequentemente utilizadas na indústria do petróleo e do gás, bem como na indústria química.
| Meios de comunicação | Líquidos viscosos e abrasivos |
| Viscosidade | 20 - 300.000 mPa·s |
| Temperatura | -40 a +250 °C |
| Materiais | Aço inoxidável, Hastelloy, PTFE |
| ATEX | opcional |
| Capacidade de dosagem | 0,1 - 10.000 l/h |
| Pressão | até 400 bar |
| Precisão | ±0,2 - 1 % |
Importância para engenheiros e responsáveis pelas compras técnicas
O dimensionamento é efetuado com base no caudal, na pressão de serviço e na pressão de pico, nos coeficientes NPSH, no comportamento das pulsações, nas características do fluido, bem como nos requisitos relativos ao sistema de vedação, aos materiais e à vida útil dos componentes sujeitos a desgaste.
No que diz respeito à aquisição técnica, devem ser definidos especificamente para cada projeto, nomeadamente, o caudal, a pressão máxima de funcionamento, o material de construção, o sistema de vedação, a potência de acionamento, as normas de ligação, as características admissíveis dos fluidos, bem como os requisitos relativos à documentação, às peças sobressalentes e à manutenção.
Dependendo do âmbito de aplicação, devem ser tidas em conta, entre outras, a Diretiva relativa aos equipamentos sob pressão (PED), a ATEX, a Diretiva relativa às máquinas ou o Regulamento relativo às máquinas, as normas dos operadores, bem como os ensaios relacionados com os materiais, a pressão e o funcionamento, incluindo ensaios de pressão, de estanqueidade e de aceitação.
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