Bomba de engrenagem

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Uma vista explodida de uma bomba de engrenagem externa.
Fluxo de fluido em uma bomba de engrenagem externa
Fluxo de fluido em uma bomba de engrenagem externa
A água flui da esquerda para a direita nesta bomba de engrenagem interna.
Bomba de óleo de um motor de scooter

Uma bomba de engrenagem usa o engrenamento de engrenagens para bombear fluido por deslocamento. [1] Eles são um dos tipos mais comuns de bombas para aplicações de energia de fluido hidráulico . A bomba de engrenagem foi inventada por volta de 1600 por Johannes Kepler . [2]

As bombas de engrenagem também são amplamente utilizadas em instalações químicas para bombear fluidos de alta viscosidade . Existem duas variações principais: bombas de engrenagens externas que usam duas engrenagens de dentes retos externos e bombas de engrenagens internas que usam uma engrenagem de dentes retos externa e interna (dentes da engrenagem de dentes retos internos voltados para dentro, veja abaixo). As bombas de engrenagem são de deslocamento positivo (ou deslocamento fixo ), o que significa que bombeiam uma quantidade constante de fluido para cada revolução. Algumas bombas de engrenagem são projetadas para funcionar como motor ou bomba.

Teoria de funcionamento

À medida que as engrenagens giram, elas se separam no lado de entrada da bomba, criando um vazio e sucção que é preenchido por fluido . O fluido é transportado pelas engrenagens para o lado de descarga da bomba, onde o engrenamento das engrenagens desloca o fluido. As folgas mecânicas são pequenas—da ordem de 10 μm. As folgas apertadas, juntamente com a velocidade de rotação, evitam efetivamente que o fluido vaze para trás.

O design rígido das engrenagens e alojamentos permite pressões muito altas e a capacidade de bombear fluidos altamente viscosos .

Existem muitas variações, incluindo conjuntos de engrenagens helicoidais e espinha de peixe (em vez de engrenagens retas), rotores em forma de lóbulo semelhantes aos sopradores Roots (comumente usados ​​como superalimentadores ) e projetos mecânicos que permitem o empilhamento de bombas. As variações mais comuns são mostradas abaixo (a engrenagem motriz é mostrada em azul e a roldana é mostrada em roxo ).

Uma bomba de engrenagem de precisão externa é normalmente limitada a uma pressão máxima de trabalho de 210 bar (21.000 kPa) e uma velocidade máxima de 3.000 rpm. Alguns fabricantes produzem bombas de engrenagem com pressões e velocidades de trabalho mais altas, mas esses tipos de bombas tendem a ser barulhentos e podem ter que ser tomadas precauções especiais. [3]

As portas de sucção e pressão precisam fazer interface onde as engrenagens engrenam (mostradas como linhas cinzas escuras nas imagens internas da bomba). Algumas bombas de engrenagem interna possuem uma vedação adicional em forma de meia-lua (mostrada acima, à direita). Este crescente funciona para manter as engrenagens separadas e também reduz as correntes parasitas.

Fórmulas da bomba:

  • Taxa de fluxo em US gal/min = Capacidade da Bomba × rpm
  • Potência em hp = US gal/min × (lbf/in 2 )/1714

Eficiência

As bombas de engrenagem são geralmente muito eficientes, especialmente em aplicações de alta pressão.

Fatores que afetam a eficiência

  • Folgas: Folgas geométricas na extremidade e no diâmetro externo das engrenagens permitem vazamento e refluxo. No entanto, às vezes, folgas mais altas ajudam a reduzir o atrito hidrodinâmico e melhorar a eficiência.
  • Folga da engrenagem: A alta folga entre as engrenagens também permite o vazamento de fluido. No entanto, isso ajuda a reduzir o desperdício de energia ao prender o fluido entre os dentes da engrenagem (conhecido como aprisionamento de pressão).

Aplicativos

  • Petroquímicos: Betume puro ou cheio, piche, óleo diesel, óleo cru, óleo lubrificante etc.
  • Produtos químicos: Silicato de sódio, ácidos, plásticos, produtos químicos mistos, isocianatos etc.
  • Tinta e tinta.
  • Resinas e adesivos.
  • Celulose e papel: ácido, sabão, lixívia, licor negro, caulim, cal, látex, lodo etc.
  • Alimentos: Chocolate, manteiga de cacau, enchimentos, açúcar, gorduras e óleos vegetais, melaço, ração animal etc.

Veja também

Referências

  1. ^ "Bem-vindo ao Instituto Hidráulico" . Pumps.org. Arquivado a partir do original em 26/06/2013 . Recuperado 2013-08-18 .
  2. Frank Prager, Kepler como inventor, Vistas in Astronomy, Volume 18, 1975, Pages 887-889, https://doi.org/10.1016/0083-6656(75)90184-1 .
  3. ^ Pinças, MJ (2000). Anuário de Engenheiros de Kempe , p. 2070. Miller Freeman, Kent. ISBN 0863824420 . 

Links externos