Todo lo que necesita saber sobre las bombas de tornillo 22 de noviembre de 2019
Las bombas de tornillo pertenecen a la familia de bombas de transferencia de gas de compresión en seco. Son bombas de desplazamiento positivo que utilizan dos rotores engranados en forma de tornillo para mover el gas a lo largo del eje del tornillo. Se utilizan con frecuencia en aplicaciones de vacío industrial, a menudo en combinación con soplantes Roots y como bombas de vacío preliminar exentas de aceite en sistemas de alto y ultraalto vacío.
¿Cómo funcionan las bombas de tornillo?
Las bombas de tornillo funcionan con dos rotores de tornillo que giran en sentido contrario y que están diseñados para que giren “hacia el otro”. Esto atrapa el gas en el espacio entre los “tornillos” de sus rotores. A medida que los tornillos giran, este volumen atrapado disminuye, lo que no solo comprime el gas, sino que lo desplaza hacia el escape.
SCREWLINE (bomba de tornillo seca)
- Rotores
- Motor
- Refrigeración por aire e intercambiador de calor
- Rodamiento unilateral de los rotores
Los rodamientos mecánicos soportan los rotores en ambos extremos. La solución de diseño en voladizo soporta los rotores en el lado de alta presión y los rotores se pueden refrigerar internamente. Un motor acciona los dos rotores a través de un engranaje. El engranaje y los cojinetes están lubricados, pero separados del mecanismo de bombeo («generador de vacío») a través de sellos de eje o sellos de laberinto, por lo que la compresión está exenta de aceite. Los rotores no tienen contacto mecánico entre sí y la carcasa de la bomba, lo que resulta en cero desgaste mecánico. Para mantener baja la potencia eléctrica instalada, las bombas modernas están accionadas por un convertidor de frecuencia electrónico y giran más lentamente en rangos de presión cercanos a la presión atmosférica. En su lugar, algunas versiones utilizan las llamadas válvulas de descarga para mantener constante la velocidad de rotación incluso a altas presiones. La refrigeración se realiza normalmente con agua.
El rendimiento de las bombas de tornillo
Las bombas de tornillo pueden alcanzar presiones finales de ~ 1e-3 mbar. El rango de presión de funcionamiento es de 103 a 10-2 mbar. Hay disponibles varios tamaños con una velocidad de bombeo de ~ 60-1200 m³/h. La velocidad de bombeo en el rango de vacío < 10 - 50 mbar puede mejorarse colocando una soplante Roots en la parte superior. Estas combinaciones, a menudo en una sola carcasa de bomba, están disponibles hasta 9000 m³/h
Ventajas y desventajas de las bombas de tornillo
Ventajas claves
- Gran resistencia
- alta tolerancia al vapor de agua y partículas/polvo
- a las necesidades del cliente
- velocidades de bombeo muy altas
- sin contaminación del medio bombeado
- rotación sin fricción: se elimina el desgaste del rotor
- alta eficiencia gracias a la compresión interna
- los costes operativos y los requisitos de mantenimiento son relativamente bajos
- El funcionamiento del convertidor de frecuencia, fácilmente optimizado para los requisitos del proceso, conduce a una alta eficiencia energética
Inconvenientes
un lastre de gas necesario para bombear gases ligeros
peor presión final y menor velocidad de bombeo para gases ligeros (helio e hidrógeno) si no hay lastre de gas
no se puede reducir a velocidades de bombeo pequeñas inferiores a 50 m³/h; por debajo de aprox. Se utilizan bombas Roots o scroll multietapa de 100 m³/h
Aplicaciones de las bombas de vacío de tornillo
Las bombas de tornillo se han convertido en la solución estándar en casi todos los procesos de vacío industriales. Los hornos de vacío para soldadura o sinterización, los sistemas metalúrgicos e incluso las plantas de desgasificación de acero aprovechan la ventaja de la resistencia al polvo y los largos intervalos de servicio. En el procesamiento de alimentos, el secado de alimentos, el envasado de alimentos e incluso los liofilizadores tienden a utilizar bombas de tornillo exentas de aceite para evitar la contaminación del aceite de la bomba por agua o residuos del proceso. Los recubrimientos a gran escala, como los revestidores de vidrio arquitectónico, utilizan bombas de tornillo como bombas de vacío preliminar para las bombas de alto vacío. Las bombas de tornillo también son la opción ideal para la regeneración de bombas cirúrgicas más grandes.
Hoy en día, las bombas de tornillo también son la bomba primaria estándar en experimentos científicos a gran escala, como grandes anillos de almacenamiento, detectores de ondas gravitacionales o cámaras de simulación espacial.
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