Como aumentar o Vácuo de uma Bomba de Anel Líquido

O grau de vácuo alcançado por uma bomba de vácuo de anel líquido depende basicamente da tensão de vapor do líquido de selagem.

Então, se o líquido de selagem for água pode-se abaixar a sua temperatura ou, pode-se substituir a água normalmente usada, por líquidos com tensão de vapor mais adequada ao escopo da aplicação da bomba em questão. Todos estes meios tem sua utilidade, mas tem também suas desvantagens que normalmente são:

  • Onde conseguir água gelada?
  • Como mantê-la em tal condição?

Este mesmo problema ocorre quando se recorre a outros líquidos selantes, normalmente óleos que também aquecem e que por terem viscosidade maior, aumentam a potência absorvida pela bomba devido à sua viscosidade e apresentam o mesmo problema de aquecimento com o tempo, se não forem usados trocadores de calor no sistema para resfriá-los.

Um meio simples, pouco custoso e que produz bons resultados é o uso de um ejetor, “movido” por ar atmosférico, instalado na entrada da bomba. Ele opera tirando vantagem da energia da pressão de 1 bar do ar atmosférico, comprimindo-o a uma pressão absoluta mais elevada. A energia de pressão do ar motor é convertida em energia de velocidade à medida que ela se expande da pressão atmosférica à pressão de processo fluindo através do bocal do ejetor. Este ar em elevada velocidade é misturado com a carga do processo na câmara de aspiração.

OMEL - Escola de Bombas - Aumento de Vácuo em Bombas de Anel Líquido
Fig.1 – Ilustração da Operação de um Ejetor

Para um ejetor com uma relação de compressão de 2:1, uma onda de choque ocorre no difusor do ejetor; a pressão externa na descarga do difusor, em termos absolutos é mais elevada do que a pressão de entrada. Esta é a maneira como o ejetor comprime a “carga”. O ejetor de ar pode ser usado apenas como “booster” e uma bomba de “apoio”, normalmente uma bomba de anel líquido, é necessária.

Quando um ejetor de ar atmosférico é acoplado com uma bomba de vácuo de anel líquido, a bomba é inicialmente posta para funcionar produzindo vácuo. Quando ela alcança sua velocidade, a válvula do ar “motor” pode ser aberta pondo o ejetor para funcionar. Para aplicações que requerem evacuação, o ejetor de ar atmosférico deverá ser “bypassado” e operado somente quando a pressão de projeto de interestágio for alcançada.

Os benefícios de um ejetor de ar são:

  1. O ejetor é uma peça simples, praticamente não tem desgaste e sua erosão é desprezível.
  2. Níveis de vácuo mais elevados, de até 5mmHgA de vácuo final são conseguidos.
  3. Podem ser fabricados em uma grande variedade de materiais, incluindo 316SS, Grafite, etc.
  4. Protegem a bomba de vácuo contra a cavitação, mesmo quando água morna é usada.
  5. Elimina a necessidade de trocadores de calor (intercoolers). A mistura resultante do gás deixando o ejetor é mais fria do que a temperatura de entrada, assim, um trocador de calor não é necessário após uma bomba de vácuo tipo roots, se esta estiver sendo usada.
  6. Não ocupa espaço e não necessita de tubulações auxiliares.
  7. O gás de descarga da bomba de vácuo de anel liquido pode ser utilizado como gás motor para o ejetor.
  8. Se o ejetor for adequadamente dimensionado pode-se eliminar a válvula quebra vácuo.

Uma desvantagem do ejetor de ar atmosferico é a necessidade de ar “motor”, o que implica na necessidade de uma bomba de vácuo um pouco maior para compensar esta entrada adicional de gás. Esta desvantagem é largamente compensada pelas vantagens do ejetor. Se o processo requer um vácuo superior ao alcançável por uma bomba de vácuo de anel líquido, ou a temperatura da sua água faz a sua bomba cavitar, então o ejetor de ar é a solução mais simples e de custo mais efetivo para resolver o problema.

Fonte:
Baseado em artigo de Joe Aliasso
Publicado pela Graham Corporation / EUA
http://www.graham-mfg.com


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