Tecnologia de bomba de vácuo de parafuso a seco

• Uma bomba de vácuo de parafuso a seco consiste em dois rotores helicoidais em forma de parafuso, paralelos e sem contato (1) e (2), Fig. 1, girando sincronizadamente em alta velocidade através de engrenagens de precisão (3). Eles giram em direções opostas e, dessa forma, retêm uma quantidade de gás na entrada (5) e o transportam em direção à porta de exaustão (6) e para o canal de exaustão (7). As paredes do estator (9) e a forma especial dos parafusos de entrelaçamento formam as câmaras de compressão ou bolsões (4) que transportam o gás.

• Pequenas folgas entre os parafusos e o estator, bem como pequenas folgas entre os parafusos entrelaçados, garantem que a quantidade de vazamento reverso em direção à entrada seja pequena em comparação com o fluxo de gás gerado pelas bolsas dos parafusos.

• O fluxo inverso dos gases bombeados é impedido pelo comprimento do limite de vedação, (ou seja, o número de espirais e folgas apertadas). Nas bombas equipadas com uma placa de compressão, uma ligeira expansão inversa de gás nos parafusos ocorre quando a válvula ou a porta de saída é exposta pela primeira vez. Isso é rapidamente expelido à medida que o volume retido é progressivamente reduzido a zero pela ação dos parafusos.

• O fluxo inverso do gás é controlado principalmente pela largura dos "terrenos de vedação" nas pontas do perfil do parafuso. Estas superfícies largas correm nas proximidades do estator e minimizam o vazamento inverso de gás. As pressões finais nas bombas de parafuso podem ser inferiores a 0,01 torr (0,01 mBar). 

• Nos modelos de passo variável, o gás é comprimido à medida que o passo muda para dar compressão adicional antes do escape da bomba. Isso dissipa a carga de calor de forma mais uniforme através do comprimento dos rotores. Nos modelos de passo simples, mais compressão é obtida na última meia volta contra uma placa ou válvula de compressão, inclinando a geração de calor em direção ao escape. Em bombas secas, as temperaturas têm que ser altas o suficiente para evitar a condensação durante todo o processo e baixas o suficiente para evitar a auto-ignição e a polimerização. A temperatura progressivamente mais elevada do gás em direção ao escape em bombas de passo variável ajuda muito a prevenir a condensação dos vapores bombeados. As bombas de parafuso de passo variável também utilizam a potência de forma mais eficiente do que as de passo simples. 

• O resfriamento é obtido através da proteção adjacente (8). As bombas podem ser configuradas para resfriamento direto ou indireto em circuito fechado. Há muitas vantagens nesta última, pois significa que a água de resfriamento da fábrica nunca está em contato direto com o material da bomba e o revestimento de proteção não pode assorear ou corroer devido à má qualidade da água de resfriamento.

• Há uma porta de lastro de gás (10) disponível. Se necessário, um lastro de gás pode ajudar a aquecer uma bomba fria ou secar uma bomba úmida mais rapidamente, retirar um vapor inflamável da sua faixa inflamável e ajudar a limpar os sólidos de uma bomba, particularmente durante a lavagem com solvente.

Gerenciamento térmico de bombas de vácuo de parafuso a seco

O gerenciamento térmico é essencial para o funcionamento confiável das bombas de vácuo de parafuso a seco químico.

Em uma bomba que seja muito fria para um determinado processo, os vapores agressivos podem se condensar, levando à corrosão, à diluição dos lubrificantes e ao inchaço das vedações. Este dano é grave, mas só ocorre se o vapor condensar na fase líquida.

Por outro lado, se as temperaturas de operação da bomba forem muito altas para um determinado processo, podem ocorrer reações indesejadas como polimerização ou auto-ignição, com a adição de altas temperaturas de rolamentos ou travamento. 

Os efeitos mencionados acima podem ser ligeiramente atenuados pelos revestimentos internos, mas isto é algo em que nunca se deve confiar. Os revestimentos funcionam muito bem para proteger a bomba durante o armazenamento inicial e o comissionamento do sistema, mas eles só podem resistir por tanto tempo às temperaturas e níveis de vácuo em que as bombas passam a maior parte do seu tempo.

O segredo é garantir que os vapores do processo permaneçam na fase de vapor [área verde] na figura abaixo. Algumas estratégias para garantir que isso ocorra incluem o controle de temperatura/fluxo do líquido refrigerante da bomba, o uso de purga de nitrogênio para mudar o ponto de orvalho do processo e o uso de condensadores de entrada para remover o vapor a montante da bomba.  

Para melhorar ainda mais a confiabilidade onde os desafios do sistema estão sempre presentes, outras características podem ser adicionadas ao sistema de bombeamento para ajudar a garantir a confiabilidade. Um exemplo é um sistema de descarga de solvente para manter o mecanismo de bombeamento livre e limpo. Outro são os KOPs e filtros para capturar resíduos líquidos ou em pó quando não for possível evitá-los. 

As bombas de vácuo de parafuso a seco da NASH são impressionantemente simples, embora sofisticadas, confiáveis e altamente eficientes. A operação a seco e livre de contato não exige lubrificação na câmara de bombeamento. Isso proporciona grandes vantagens: a bomba opera sem provocar contaminação ou poluição. As bombas de vácuo a seco da NASH podem processar com segurança e confiabilidade elementos corrosivos, orgânicos, inorgânicos e solventes devido a seu projeto de parafuso isento de óleo e sem contato. As principais aplicações são:

• Destilação (normal, caminho curto e molecular)
• Secagem (filtro, congelamento e secagem por transformador)
• Evaporação
• Filtração
• Vácuo doméstico (serviço de vácuo central ou geral/laboratorial, fábricas piloto)
• Serviço de reator
• Recuperação de solvente (vapor de combustível)
• Esterilização (óxido de etileno)
• Gases problemáticos (inflamáveis, baixas temperaturas de auto-ignição, gases corrosivos e hidrogênio)
• Transporte