Factores a tener en cuenta a la hora de elegir bombas de vacío 26 de agosto de 2020
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Cuando llegue el momento de seleccionar una nueva bomba de vacío o un nuevo conjunto de bombas, ya sea para un nuevo sistema o para actualizar uno existente, es importante tener en cuenta varios factores clave. Estos determinarán el tipo de bomba y la capacidad de bombeo necesaria.
Varios factores afectan a la eficiencia y las capacidades generales de una bomba de vacío. Cada bomba requiere sus propias condiciones de proceso, tiene su propio rango de funcionamiento y ofrece sus propios conjuntos de ventajas y limitaciones. Estas características dependen de cuatro factores:
- Nivel de vacío y velocidad de bombeo
- Impacto del proceso o aplicación en la bomba
- Impacto de la bomba en el proceso o la aplicación
- Costes y mantenimiento
Nivel de vacío y velocidad de bombeo
El nivel de vacío y la velocidad de bombeo son consideraciones críticas.
Afecta a cada uno de los demás factores. Las clasificaciones y rangos típicos incluyen:
- Vacío preliminar: de 10 3 mbar a 1 mbar
- Vacío medio: de 1 mbar a 10 -3 mbar
- Alto vacío: 10-3 mbar a 10-7 mbar
- Ultraalto vacío: de 10 a7 mbar a 10a12 mbar
- Alto vacío extremo: menos de 10-12 mbar
Velocidad de bombeo
La velocidad de bombeo de las bombas de vacío previo se mide en m3h-1 y, para las bombas de alto vacío, se utiliza l/s: 1 m3h -1 = 3,6 l/s
Hay dos consideraciones a la hora de elegir la velocidad de bombeo correcta:
- Tiempo de bombeo de evacuación antes de que pueda iniciarse un proceso: debe ser lo más corto posible para minimizar los costes de producción
- Flujos de proceso: en este caso, la velocidad de bombeo debe ser capaz de mantener una presión adecuada cuando se utilizan gases de proceso.
Dependiendo del nivel de vacío objetivo y del tiempo de bombeo de evacuación, puede ser necesaria una variedad de tecnologías de bombas de vacío diferentes.
Bombas de vacío previo: aquellas que funcionan en los rangos de vacío bajo y medio. Estos tipos de bombas funcionan comprimiendo los gases y, a continuación, expulsándolos a la atmósfera. Entre las aplicaciones se incluyen el envasado de alimentos, el tratamiento térmico y la liofilización.
Las bombas de alto y ultraalto vacío, como las turbobombas y las bombas de difusión, solo funcionan junto con una bomba de vacío previo y funcionan mediante el método de transferencia molecular. Las aplicaciones incluyen recubrimiento, metalurgia y aplicaciones analíticas.
Las bombas de iones, las bombas getter no evaporables y las bombas criogénicas funcionan capturando gases. En el caso de una bomba criogénica, esto se logra congelando los gases. La evacuación y el vacío previo ocasional son necesarios en ciertas etapas. Las aplicaciones incluyen investigación y desarrollo, líneas de haz de alta energía y simulación espacial.
Impacto de la bomba en procesos o aplicaciones
La evaluación del impacto de la bomba de vacío en la aplicación o el proceso es tan importante como la velocidad de bombeo. Hay varios factores que pueden influir en la elección de la bomba de vacío, entre los que se incluyen:
- Emisiones de petróleo o hidrocarburos o retroflujo
- Vibraciones producidas/inducidas por la bomba
- Ruido
- Campos magnéticos producidos por la bomba (raros)
- Emisión de calor
- Consumo de energía eléctrica
Bombas de vacío previo
Existen varios tipos de bombas de vacío previo
- Bombas de paletas rotativas selladas con aceite
- Bombas de desplazamiento
- Bombas de diafragma
- Bombas de tornillo
La tecnología de paletas rotativas es una opción popular para aplicaciones de vacío medio, pero mostrará retroceso de aceite. Esto puede suponer un problema si un proceso es sensible a la contaminación, por ejemplo, el recubrimiento de precisión. Si la aplicación requiere un entorno exento de aceite, las bombas de diafragma y scroll son especialmente adecuadas. Sin embargo, ambas tienen velocidades de bombeo más bajas que una bomba de paletas rotativas y la espiral puede generar partículas de sus sellos de punta y es más adecuada para aplicaciones benignas. Además, las bombas de diafragma tienen una presión base deficiente.
Para velocidades de bombeo altas con una buena presión base, la adición de bombas Roots en combinación con una bomba de paletas rotativas aumentará la velocidad de bombeo, pero seguirá habiendo retroceso de aceite. Las bombas secas de tornillo son una opción exenta de aceite con altas velocidades de bombeo incluso sin una bomba Roots adicional y también pueden manejar aplicaciones de proceso difíciles.
Hay varias opciones disponibles para una bomba adicional para procesos de alto vacío:
- Bombas difusoras
- Bombas turbomoleculares
- Bombas de captura, incluidas las bombas criogénicas
Tanto las bombas de difusión como las bombas turbo ofrecen presiones básicas similares. Al igual que las bombas RV, las bombas de difusión son una fuente de contaminación por aceite, pero ofrecen velocidades de bombeo altas. Las bombas turbomoleculares son una opción sin aceite. Sin embargo, la velocidad de bombeo máxima del turbo más grande es solo alrededor del 5 % de la de una bomba de difusión grande.
Para los procesos que requieren un gran rendimiento en el rango de alto vacío, similar a una bomba de difusión pero sin el problema de la contaminación por aceite, una bomba criogénica en la que los gases se atrapan a baja temperatura podría ser adecuada. Estas bombas no requieren una bomba previa durante el funcionamiento, pero necesitarán una bomba de vacío previo para la regeneración, cuya frecuencia dependería del proceso.
Costes y mantenimiento
Más allá de los costes de capital iniciales, hay costes asociados con el funcionamiento y el mantenimiento o servicio.
Es probable que el funcionamiento de una bomba de difusión sea más caro en comparación con una bomba turbomolecular en términos de energía y agua de refrigeración. Las bombas de difusión pueden manejar procesos industriales más sucios, mientras que las bombas turbo se utilizan principalmente en procesos limpios.
Las bombas criogénicas ofrecen un rendimiento similar a las bombas de difusión, no contienen aceite y tienen menores costes energéticos, pero no son adecuadas para procesos industriales sucios.
Conclusión final
La elección de la bomba adecuada para una generación de vacío eficaz requiere comprender cómo afectan las bombas a los procesos y cómo los procesos afectan a las bombas. Las necesidades de nivel de vacío, las velocidades de bombeo, los costes de funcionamiento y el mantenimiento también influyen en la elección de la bomba de vacío.
Elegir la bomba equivocada puede ser costoso y potencialmente perjudicial para su operación si la bomba no funciona como se requiere. Ninguna lectura puede compensar una reunión rápida con un equipo que pueda responder a todas las preguntas, incluso a las investigaciones más tediosas. Póngase en contacto con nosotros.
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