Bombas de deslocamento positivo.

Bombas de deslocamento positivo, que elevam um determinado volume para cada ciclo de operação, podem ser divididas em duas classes principais, recíproca e rotativa. As bombas recíprocas incluem os tipos de êmbolo, êmbolo e diafragma; as bombas rotativas incluem as bombas de engrenagem, lóbulo, parafuso, palheta e came.

A bomba de êmbolo é o tipo mais antigo em uso comum. As bombas de êmbolo e êmbolo consistem em um cilindro no qual um êmbolo ou êmbolo se move para frente e para trás. Nas bombas de êmbolo, o êmbolo move-se através de uma vedação estacionária e é empurrado para dentro do fluido, enquanto que nas bombas de pistão a vedação é carregada no pistão que empurra o fluido para fora do cilindro. Conforme o pistão se move para fora, o volume disponível no cilindro aumenta, e o fluido entra através da válvula de entrada unidirecional. Conforme o pistão se move para dentro, o volume disponível no cilindro diminui, a pressão do fluido aumenta, e o fluido é forçado para fora através da válvula de saída. A taxa de bombeamento varia de zero no ponto em que o pistão muda de direção a um máximo quando o pistão está aproximadamente na metade do seu curso. A variação na taxa de bombeamento pode ser reduzida usando ambos os lados do pistão para bombear o fluido. As bombas deste tipo são chamadas de dupla ação. As flutuações na taxa de bombeamento podem ser ainda mais reduzidas usando mais de um cilindro.

As taxas de bombeamento de bombas de pistão podem ser variadas mudando ou a velocidade recíproca da haste do pistão ou o comprimento do curso do pistão. O pistão pode ser acionado diretamente por vapor, ar comprimido ou óleo hidráulico ou através de uma ligação mecânica ou came que transforma o movimento de rotação de uma roda motriz em um movimento alternativo da haste do pistão.

Bombas de pistão e êmbolo são caras, mas são extremamente confiáveis e duráveis. Sabe-se que as bombas de pistão funcionam sem reparação ou substituição há mais de 100 anos.

A acção de uma bomba de diafragma é semelhante à de uma bomba de pistão em que o pistão é substituído por um diafragma flexível pulsante. Isto supera a desvantagem de se ter embalagens de pistão em contato com o fluido que está sendo bombeado. Como no caso das bombas de pistão, o fluido entra e sai da bomba através de válvulas de retenção. O diafragma pode ser acionado mecanicamente por um pistão diretamente ligado ao diafragma ou por um fluido como ar comprimido ou óleo.

Bombas de diafragma fornecem uma saída pulsante de líquidos ou gases ou uma mistura de ambos. Elas são úteis para bombear líquidos que contenham partículas sólidas e para bombear produtos químicos caros, tóxicos ou corrosivos onde fugas através de embalagem não podem ser toleradas.

Bombas de diafragma podem funcionar a seco por um longo período de tempo. Além disso, a taxa de bombeamento da maioria dessas bombas pode ser alterada durante a operação.

O tipo mais comum de bomba de engrenagem é ilustrado na Figura 1. Uma das engrenagens é acionada e a outra funciona livremente. Um vácuo parcial, criado pelo desacoplamento das engrenagens rotativas, atrai o fluido para dentro da bomba. Este fluido é então transferido para o outro lado da bomba entre os dentes das engrenagens rotativas e a carcaça fixa. À medida que as engrenagens rotativas se unem, elas geram um aumento de pressão que força o fluido para a linha de saída. Uma bomba de engrenagem pode descarregar o fluido em qualquer direção, dependendo da direção da rotação da engrenagem.

Bomba interna de engrenagem é mostrada na Figura 2. A engrenagem acionada é um rotor com dentes cortados internamente, que se enredam com os dentes de uma engrenagem de engrenagem interna cortada externamente, acionada a partir do centro do rotor. A parte em crescente da carcaça fixa divide o fluxo de fluido entre a engrenagem intermediária e o rotor. As bombas de engrenagens podem bombear líquidos contendo vapores ou gases. Como dependem do líquido bombeado para lubrificar as partes móveis internas, elas não são adequadas para bombear gases. Elas fornecem uma saída constante com pulsações insignificantes para uma determinada velocidade do rotor. A erosão e a corrosão levam a um aumento da quantidade de líquido que escorrega de volta através da bomba. Como as bombas de engrenagem estão sujeitas a entupimento, elas não são adequadas para bombear líquidos contendo partículas sólidas. Como não precisam de válvulas de retenção, porém, podem ser usadas para bombear líquidos muito viscosos.

Bombas de lóbulos assemelham-se a bombas externas de engrenagens, mas têm rotores com dois, três ou quatro lóbulos no lugar das engrenagens; os dois rotores são acionados. As bombas de lóbulo têm uma saída mais pulsante que as bombas de engrenagens externas e estão menos sujeitas a desgaste. Compressores do tipo lóbulo também são usados para bombear gases; cada rotor tem dois lóbulos.

Em uma bomba de parafuso, um rotor de parafuso helicoidal gira em uma carcaça fixa que é moldada de forma que as cavidades formadas na entrada se movam em direção à descarga enquanto o parafuso gira. À medida que se forma uma cavidade, é criado um vácuo parcial, que aspira o fluido para dentro da bomba. Este fluido é então transferido para o outro lado da bomba dentro da cavidade em progresso. A forma do corpo fixo é tal que no final da descarga da bomba a cavidade se fecha, gerando um aumento de pressão que força o fluido para a linha de saída.

Bombas de parafuso podem bombear líquidos contendo vapores ou partículas sólidas. Elas fornecem uma saída estável com pulsações insignificantes para uma determinada velocidade do rotor. Como as bombas de parafuso não necessitam de válvulas de retenção de entrada e saída, podem ser usadas para bombear líquidos muito viscosos. Embora as bombas de parafuso sejam volumosas, pesadas e caras, elas são robustas, de desgaste lento e têm uma vida útil excepcionalmente longa.

Uma bomba de palhetas deslizantes é ilustrada na Figura 3. O rotor é montado fora do centro. Palhetas retangulares são posicionadas em intervalos regulares ao redor da superfície curvada do rotor. Cada palheta está livre para se mover em uma fenda. A força centrífuga da rotação joga as palhetas para fora para formar uma vedação contra a carcaça fixa. medida que o rotor gira, é criado um vácuo parcial no lado de sucção da bomba, aspirando o fluido. Este fluido é então transferido para o outro lado da bomba, no espaço entre o rotor e a carcaça fixa. No lado da descarga, o volume disponível é diminuído e o consequente aumento da pressão força o fluido para a linha de saída; a taxa de bombeamento pode variar alterando o grau de excentricidade do rotor. As bombas de palhetas não necessitam de válvulas de retenção de entrada e saída; elas podem bombear líquidos contendo vapores ou gases mas não são adequadas para bombear líquidos contendo partículas sólidas. Compressores tipo palheta são usados para bombear gases.

Bombas de palhetas fornecem uma saída constante com pulsações insignificantes para uma determinada velocidade do rotor. Elas são robustas, e suas palhetas, facilmente substituídas, são auto-compensadoras do desgaste. A capacidade de bombeamento não é afetada até que as palhetas estejam muito desgastadas.