Bombas a vácuo seladas a óleo combinadas com boosters de alta velocidade são hoje o equipamento padrão para a maioria dos fornos industriais a vácuo. Estes sistemas de bombeamento a vácuo têm custos de investimento relativamente baixos e ainda continuam sendo norma para muitos tratamentos térmicos. Aplicações como revenimento, têmpera e recozimento provocam somente uma carga benigna com pequeno impacto no sistema a vácuo, desta forma as bombas de vácuo seladas a óleo oferecem confiabilidade, desempenho eficiente e de baixo custo.
Em outras aplicações tal como sinterização e brasagem, onde cargas de gás contenham vapores e partículas, o impacto é mais profundo no sistema a vácuo. Bombas à vácuo seladas a óleo podem continuar a funcionar nestes casos, mas podem exigir manutenção intensiva, por isso reduzindo o tempo útil e a produtividade de um forno. São muito frequentes as trocas de óleo, filtros de óleo e filtros de exaustão. Falhas inesperadas nas bombas podem paralisar a produção. Estas bombas frequentemente exigem uma desmontagem anual ou mesmo semestral, incluindo troca de todas as peças gastas como os rolamentos, retentores e válvulas internas.
Bomba a vácuo de parafuso em cantilever (balanço)
Uma bomba a vácuo de parafusos a seco é capaz de bombear uma carga de gás enquanto movimenta partículas na câmara da bomba sem diminuir a velocidade da partícula. Isto elimina a possibilidade de formação de borra e entupimento e é uma grande vantagem se houver quantidade significativa de partículas. Além do mais a câmara da bomba é composta do mínimo de componentes: dois rotores a parafuso e uma caixa do rotor isenta de óleo que faz com que a desmontagem (Fig. 1), a limpeza e a manutenção sejam simples e de pouca frequência.
O mecanismo de bombeamento usual é de duas roscas sem fim acopladas em uma caixa no arranjo em cantilever (em balanço). Desta forma rolamentos e retentores (um notável ponto de vazamentos) estão situados no lado do vácuo na bomba apresentando menos possibilidade de vazamento (Fig. 2). Os rolamentos dos rotores estão contidos em uma caixa separada de engrenagens e são lubrificadas diretamente pelo óleo. Pelo fato deste óleo estar separado do gás que está sendo processado, ele só é trocado uma vez ao ano.
Transformadores para estações de trabalho em calor (núcleo de ferro) são geralmente usados em aplicações de aquecimento, recozimento e têmpera e tem sido o cavalo de carga na indústria de aquecimento por indução. Estes transformadores são normalmente usados onde a voltagem necessita ser graduada para baixo de 5-1 a 11-1 (estilo 51 V 1) ou 10-1 a 22-1 (estilo 52 V1) ou outra combinação – usando simples ou espiras secundárias com vários “taps” primários, dependendo das exigências de aplicação. Os primários e os secundários são refrigerados à água, são amarrados na ponta usando tubulação de cobre retangular e utilizam a apresentação tipo inter folhas de uma camada para aproveitar o perfil da tubulação com finalidade de reduzir a resistência e a impedância do transformador. O núcleo é resfriado a água, e é construído em laminas finas de aço para reduzir perdas. A voltagem da entrada é alguma coisa entre 220 volts a 2.000 volts, a voltagem de saída de 5 a 400 volts, o kVA de 50 até passando de 10.000 kVA e as frequências de 300 Hz a 10 kHz.
A rápida desmontagem da caixa do rotor sem qualquer ferramenta especial permite fazer uma limpeza de todas as superfícies internas em contato com o gás que está sendo processado.
Outros itens desejados quando se seleciona uma bomba de vácuo do tipo rosca sem fim de compressão seca:
• Um passo decrescente do perfil do parafuso desde a entrada até o lado de saída (descarga) pode criar uma compressão interna, resultando em consumo muito baixo de energia.
• O formato do retentor no lado da descarga dos rotores da rosca sem fim, devido a um diferencial de baixa pressão em relação à caixa de engrenagens, permite o uso de um anel do pistão combinado com um selo do labirinto. A introdução de um gás purgador no compartimento do retentor pode oferecer proteção contra os meios danosos do processo.
• Um sistema moderno de monitoramento que permite um controle contínuo em tempo real dos parâmetros críticos das bombas a vácuo: nível de vibração, nível e temperatura do óleo, pressão de exaustão e tempo de trabalho da bomba. Tal monitoramento consegue detectar a formação de depósitos na rosca sem fim, e o desgaste dos rolamentos pode ser detectado em um estágio precoce para evitar paradas.
• Um dispositivo de enxágue na forma de kit, que permita limpar a rosca sem fim no próprio lugar. Mesmo utilizando água somente periodicamente, a limpeza é eficiente por causa do efeito do jato de água vinda das altas velocidades do rotor da rosca sem fim.
Conclusão
Bombas a vácuo de compressão a seco oferecem ao cliente do forno aumento no tempo de utilização a um custo reduzido. Sistemas modernos de monitoramento proporcionam ao usuário uma visão interna e dos parâmetros críticos da bomba a vácuo em tempo real. Isto favorece um controle maior do processo do vácuo, onde a manutenção pode ser prevista de acordo com o planejamento da fábrica. Bombas a vácuo de compressão têm evoluído nesta última década. Mesmo com um custo de capital inicial mais alto, os benefícios da tecnologia do sistema de rosca sem fim estão determinando padrões em reduções de custo em produtividade e operacionalidade.
