Tipos de bombas de vacío industriales

Tipos de Bombas de Vacío Industriales

Las bombas de vacío industriales están diseñadas para bombear gases y líquidos de contenedores sellados para crear un vacío. Aunque esta tecnología se ha explorado desde el siglo XVII, solo recientemente se ha expandido a una variedad de industrias. Desde electrodomésticos hasta equipos aeronáuticos, las aspiradoras son necesarias en innumerables aplicaciones.

Si bien todas las bombas de vacío están diseñadas para crear vacíos, los diferentes tipos de bombas generan resultados diferentes. Las bombas que funcionan bien en un entorno o aplicación pueden fallar en otro entorno. Conocer el tipo correcto de bomba de vacío para una aplicación específica es esencial para mantener los sistemas funcionando correctamente.

Tipos de bombas de vacío

Todas las bombas de vacío funcionan con el mismo principio:eliminan las moléculas de aire y gas de una cámara de vacío. Si bien todas las bombas están diseñadas para lograr este objetivo, sus métodos difieren.

Las bombas de vacío se dividen en dos clasificaciones principales:

• Bombas de desplazamiento positivo crear vacíos actuando sobre un volumen constante de aire y generar alto vacío con poco flujo.
• Bombas de desplazamiento no positivo acelere el aire fuera de un sistema para crear un vacío en un puerto de entrada pero genere poco vacío con un flujo alto.

Muchas bombas de vacío son bombas de desplazamiento positivo y se dividen además según su función. Algunos de los tipos más comunes de sistemas de bombas de vacío industriales son:

1. Bomba rotativa de paletas

Las bombas rotativas de paletas son bombas de desplazamiento positivo que funcionan mediante el uso de paletas rotativas en una caja cilíndrica. A medida que estas paletas se deslizan hacia adentro y hacia afuera alrededor del rotor montado excéntricamente, la bomba atrapa aire y lo mueve desde el puerto de entrada al puerto de salida, generando vacío. En total, las bombas de paletas rotativas suelen generar de 20 a 28 inHg, aunque algunos diseños de dos etapas pueden generar hasta 29,5 inHg de vacío.

• Ventajas: Las bombas rotativas de paletas son eficaces, compactas y económicas. Aunque estas bombas son pequeñas en comparación con otros tipos, tienen una gran capacidad de flujo para su tamaño y son mucho menos costosas que las bombas con niveles de vacío similares. Además, funcionan muy suave y silenciosamente sin vibrar, generando tan solo 45 dBA de sonido.
• Desventajas: Las bombas de paletas rotativas se encuentran en el punto medio de las bombas de vacío ⁠:no son tan potentes como otros tipos, como las bombas de pistón.
• Aplicaciones: Debido a su naturaleza compacta y eficacia, las bombas de vacío de paletas rotativas se pueden encontrar en una variedad de industrias, especialmente en las industrias ambiental, médica y comercial. Se usan comúnmente en sistemas de aire acondicionado y aire acondicionado, pero también se pueden encontrar en aplicaciones de procesamiento de alimentos, succión quirúrgica e incluso aireación de estanques.

2. Bomba de pistón basculante

Las bombas de pistón oscilante son bombas de desplazamiento positivo que utilizan un pistón montado rígidamente y una biela excéntrica. A medida que gira el cigüeñal, el pistón se balancea hacia adelante y hacia atrás, empujando y jalando aire con una copa elastomérica que sirve como sello. Una sola bomba produce un vacío de hasta 27,5 inHg, mientras que un diseño de dos etapas puede generar hasta 29 inHg.

• Ventajas: Sin el pasador de muñeca que se encuentra en las unidades de diafragma, las bombas de vacío de pistón basculante son mucho más livianas y compactas que muchas otras opciones. También son relativamente silenciosos durante la operación, operando a niveles de sonido tan bajos como 50 dBA.
• Desventajas: Las bombas de pistón basculante no pueden generar mucho flujo de aire, incluso los modelos más grandes tienen caudales inferiores a 10 cfm.
• Aplicaciones: Las bombas de pistón basculante se usan comúnmente en sistemas de aireación de estanques, pero su funcionamiento silencioso las convierte en una buena opción para entornos sensibles al ruido, como aplicaciones médicas, dentales y de laboratorio. Las bombas de pistón oscilante también se utilizan en sistemas dispensadores de bebidas, sistemas de suspensión de automóviles e incluso máquinas contadoras de papel.

3. Bomba de pistón alternativo

Las bombas de pistón alternativo tienen uno o más pistones unidos a un cigüeñal giratorio. A medida que gira el cigüeñal, los pistones se mueven alternativamente y la acción alterna de los pistones mueve el aire para crear un vacío. Estas bombas de desplazamiento positivo generan vacíos relativamente altos de 27 a más de 29 inHg.

• Ventajas: Las bombas de pistón alternativo generan vacíos relativamente altos y funcionan bien en una amplia variedad de condiciones de funcionamiento. También tienen una larga vida útil.
• Desventajas: Las principales desventajas del sistema de bomba de pistón alternativo son que son más pesados ​​y costosos que muchos otros sistemas. También tienen una capacidad limitada y, por lo general, funcionan con niveles de ruido más altos que otros sistemas.
• Aplicaciones: Las bombas de pistón alternativo son las más adecuadas para aplicaciones en condiciones difíciles, lo que las hace ideales para aplicaciones volátiles y las industrias petroquímica, mentolada y aromática.

4. Bomba de diafragma

En las bombas de diafragma, la cámara de fluido está sellada del mecanismo de bombeo. En cambio, una biela excéntrica flexiona un diafragma dentro de esta cámara, lo que genera el vacío. Las bombas de diafragma proporcionan vacíos moderados, con versiones de una etapa que alcanzan hasta 25,5 inHg y unidades de dos etapas que alcanzan 29 inHg.

• Ventajas: Las bombas de diafragma tienen una baja relación de compresión con bajo caudal, gran diámetro y carreras cortas. Esto significa que este tipo de bombas funcionan muy silenciosamente. También son excepcionalmente fiables y rentables.
• Desventajas: Las bombas de diafragma producen vacíos algo más bajos en comparación con otras bombas de vacío de desplazamiento positivo.
• Aplicaciones: Estos tipos de bombas son muy populares en la industria médica debido a su fiabilidad y funcionamiento silencioso. A menudo se utilizan para monitores de presión arterial, extractores de leche, esterilizadores, aspiradores y varios tipos de equipos móviles. También se encuentran comúnmente en muestras de aire y agua, purificación de agua y equipos generales de laboratorio.

5. Bomba de garra seca

Estas bombas de vacío de desplazamiento positivo utilizan dos rotores en forma de garra, que funcionan en direcciones opuestas. Estos rotores no se tocan entre sí ni con la cámara de la bomba, lo que significa que se desgastan menos con el tiempo.

• Ventajas: Las bombas de vacío de uña seca tienen una larga vida útil debido a sus diseños de bajo desgaste. Tampoco utilizan lubricación, lo que elimina la contaminación de las sustancias procesadas. También son algunas de las bombas más silenciosas del mercado.
• Desventajas: Las bombas de uña seca son sistemas pesados ​​diseñados para aplicaciones industriales, por lo que no son adecuadas para aplicaciones de menor escala. También funcionan mal en altitudes más altas.
• Aplicaciones: Las bombas de uña seca están diseñadas para entornos industriales y se encuentran comúnmente en líneas de producción, sistemas neumáticos y sistemas de suministro de vacío central.

6. Bomba de anillo líquido

Las bombas de anillo líquido funcionan con un impulsor montado excéntricamente con múltiples álabes. A medida que el impulsor gira, mueve líquido dentro de su caja para formar un anillo de líquido. La expansión del espacio de aire durante esta rotación crea un vacío, que se utiliza para comprimir y descargar aire a velocidades rápidas.

• Ventajas: Las bombas de anillo líquido son eficaces para absorber el calor generado durante el proceso de compresión. The liquid in the system also serves as a way of trapping any powder or liquid in the air. These pumps are also known as some of the quietest in the industry, producing around 75 decibels.
• Disadvantages: Liquid ring pumps are larger in design and are best suited for large-scale industrial installations.
• Applications: These pumps are most often used in industrial applications, most often in applications that benefit from the air-purifying properties of the liquid-ring design. Some examples include the chemical, environmental, mining, petrochemical and textile industries.

7. Rotary Screw Pump

Rotary-screw vacuum pumps are positive displacement pumps. In this design, two helically-shaped rotors turn in opposite directions, trapping air and moving it through the chamber to create a vacuum. Though this design allows for high airflow, it achieves relatively low vacuums limited to about 15 inHg.

• Advantages: Unlike piston pumps, screw pumps work through a smooth, continuous motion, which means the pumps do not have the pulses often seen with piston-based designs.
• Disadvantages: Due to the size of the necessary parts, rotary screw pumps are cumbersome at smaller sizes. As a result, they are most often seen in larger installations. They also do not produce as much vacuum as piston-based designs and have lower inlet capacities. Additionally, screw pumps sometimes encounter issues with lubricant migrating into the pumping chamber over time, which can result in maintenance problems.
• Applications: These pumps are often found in large-scale industrial applications that handle clean gasses.

High vs. Low Vacuum Pumps

In addition to the various types of industrial vacuum pump systems, pumps are also split into categories by the amount of vacuum they can generate. Levels of vacuum are divided into four levels defined by the level of pressure within the vacuum chamber. These are represented below in torr units of pressure, though mmHg is also commonly used. For reference, one unit of torr is equal to 1/760 of atmospheric pressure.

The categories of vacuum are as follows:

• Low vacuum: Low vacuum is any pressure level above one torr. All vacuum pumps can achieve this level, and most mechanical vacuum pumps operate within this range. Also called a rough vacuum, the majority of industrial-level vacuum units are considered low volume vacuum pumps and generate this level of vacuum.
• Medium vacuum: A medium vacuum has a pressure level between one and 10 ^-3 torr. Most pumps providing this range are mechanical. Process application vacuum units are typically made to produce this level of vacuum — this includes vacuums made for spraying or gas removal processes.
• High vacuum: High vacuum is indicated by pressures between 10 ^-3 and 10 ^-7 torr absolute — any lower than 10-7 torr is considered very high vacuum. High vacuum is only required in specialized industrial and lab applications and is often achieved through the use of non-mechanical vacuums. Very high vacuums are even more specialized, needed mostly in laboratory applications and space simulations.

How to Choose the Right Vacuum Pump

Choosing between the different types of vacuum pumps can be difficult with so many options available. The choice often comes down to a few factors, such as:

• Level of vacuum: The level of vacuum needed is one of the primary factors to consider. These categories tell the user how much vacuum the pump can generate.
• Usage: Larger units are typically designed and rated for continuous duty, while smaller units are made for intermittent duty. Smaller units applied in a continuous manner typically encounter functional limitations that decrease their vacuum generation capabilities.
• Rate of removal: Pumps are flow rated based on the volume of air they can handle. High flow rates mean that the pumps can remove air more quickly.
• Power requirement: Vacuum pumps typically require little power input, but not all pumps are made the same. Though the power requirement for a unit doesn’t necessarily affect functionality, it does affect your business’ power usage and efficiency.
• Time: If it is essential that a certain vacuum level is achieved within a specific time frame, a high volume vacuum pump will be the best option. If time is not important, a small pump will suffice.

Common Vacuum Pump Applications

Vacuum technology is everywhere in industry, with businesses relying on vacuums for a range of processes and production methods. Some common examples are:

• Automotive: Vacuums are required in the function of vehicles and in their production and maintenance. Cable pressure and automotive suspension systems are often maintained using vacuum systems, while auto detailing and tire inflation equipment use vacuum pumps to build pressure for their systems.
• Medical: Vacuum pumps are used in a wide range of applications throughout the medical industry. Various types of ventilation equipment and oxygen concentrators use pumps for respiratory therapy applications. Surgical teams also use vacuum pumps to power various types of equipment and sterilization systems. Even medical pumps themselves, including breast pumps, and suction units, use vacuum pumps.
• Dental: The dental industry commonly uses a range of vacuum pumps in various applications. Dental compressors and portable dental equipment often use vacuum pumps to build pressure in systems, while vacuum ovens are used to mold implants.
• Environmental: Air sampling and soil aeration equipment both use vacuum pumps to power their processes. Vacuum pumps are also an essential part of any air supply system or sewage aeration system.
• Food and beverage: Food processing and water purification systems often use vacuums as part of their processes. From aeration and mixing to packaging, vacuums are used throughout this industry.
• Agricultural: TheAgriculture industry often uses vacuum pumps in the development and application of agricultural sprays. Pest control equipment and crop sprayers are often powered by vacuum pumps. Milking equipment also uses vacuum pumps.
• Electronics: Many electronics require vacuums to function. The most common example is the electric lamp — light bulbs require a vacuum in order to function, so a vacuum pump is needed to take gas from the bulb. Semiconductor production also requires the use of vacuums.
• Arts and printing: Airbrushes, ink-jet printers, framing equipment and other staples of the printing arts are powered by vacuum pumps.

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