El diseño de la bomba lobular rotativa permite una vida útil seis veces mayor

Mar 22, 2023

Un diseño robusto de bomba lobular rotativa permite una vida útil seis veces mayor de las bombas que manejan barbotina cerámica abrasiva

Hasta 2013, un fabricante de cerámica alemán utilizaba una bomba de cavidad progresiva para el llenado y recirculación de los tanques de almacenamiento de grog y barbotina de cerámica. Sin embargo, las piezas de desgaste de esta bomba tenían que ser reemplazadas cada tres meses debido a la sustancia altamente viscosa y abrasiva. Para minimizar los tiempos de servicio y permitir una producción más económica,interruptor de redsugirió reemplazar la unidad con una bomba lobular rotativa especial de la gama Tornado T2.

El T.Proc está diseñado para una larga vida útil con un desgaste mínimo, por lo que también puede transportar compuestos altamente abrasivos sin problemas. Esto es posible gracias a la combinación del principio de funcionamiento y una combinación especial de materiales: en lugar de los lóbulos de elastómero convencionales en una carcasa de metal, esta bomba consta de dos lóbulos de acero que giran en una carcasa de goma reemplazable. Esto logra una mayor durabilidad de los componentes móviles porque el acero es menos susceptible a la fatiga del material por fuerzas dinámicas que el elastómero plástico. Además, el interior está diseñado sin espacios muertos para que no se adhieran residuos de deslizamiento. Debido al desgaste claramente reducido y la vida útil más larga de uno y 1,5 años, respectivamente, el fabricante de cerámica ahora ha cambiado toda su producción al Tornado T.Proc.

El proceso de producción de cerámica ofrece una gama de procesos de formación que se pueden clasificar en los tipos básicos de prensado, formación de plástico y fundición. Para la colada de barbotina de cerámica, por ejemplo, se vierte una suspensión acuosa en un molde poroso que drena el líquido de la barbotina. Esto produce una capa sólida, el llamado cullet. La barbotina y el grog se guardan inicialmente en tanques de almacenamiento. Debido al medio viscoso y abrasivo, el fabricante de cerámica alemán utilizó una bomba de cavidad progresiva Nemo de Netzsch para llenar y recircular barbotina de cerámica hasta 2013. "Inicialmente recomendamos este modelo al fabricante de cerámica porque hemos tenido experiencias muy positivas con suspensiones minerales, como yeso, mortero o imprimación para hormigón", explica Egon Grainer, líder del equipo Paper & Chemicals.

Sin embargo, debido al alto nivel de abrasividad de la barbotina de grog transportada, resultó que las piezas de desgaste (rotor y estator) todavía tenían que ser reemplazadas cada tres meses y el sellado del eje cada seis u ocho meses. Esto provocó períodos de servicio muy largos y, en consecuencia, altos costos. Por lo tanto, para aumentar la eficiencia del sistema, Netzsch sugirió reemplazar la unidad con un principio de funcionamiento diferente, que no estaba disponible en su gama de productos cuando se instaló la bomba Nemo. El fabricante ahora utiliza el lóbulo rotativo T.Proc, que está diseñado para ser muy robusto y tener una larga vida útil. El diseño de "servicio completo en el lugar" de la bomba también minimiza los tiempos de inactividad relacionados con el mantenimiento.

"En el corazón del sistema hay dos rotores bilobulares rectos que giran en direcciones opuestas, moviendo el medio de manera suave pero continua desde la entrada hasta el lado de descarga", dice Grainer. Un rasgo característico de este tipo de bomba es la combinación especial de materiales. Mientras que otros fabricantes de bombas normalmente tienen lóbulos de elastómero que giran en una carcasa de metal y están expuestos a una alta carga dinámica, esta unidad utiliza lóbulos giratorios de acero mientras que el interior de la bomba está revestido con un inserto de goma.

En las bombas Tornado T2, esto se evita gracias a la innovadora combinación de materiales: los lóbulos están hechos de un acero endurecido especialmente robusto y no se ven afectados por el movimiento giratorio, lo que aumenta claramente su vida útil. Además, el metal está sujeto a menos deformación bajo temperaturas cambiantes, lo que significa que se pueden usar tolerancias más pequeñas en la producción. Esto se refleja en un menor desgaste y una mayor eficiencia. El revestimiento protector de la carcasa hecho de caucho de acrilonitrilo butadieno (NBR) se puede quitar fácilmente como una pieza separada y reemplazar de manera rentable. Las almohadillas de goma vulcanizadas en las caras de los lóbulos metálicos aseguran un contacto duro-blando continuo, que también protege los componentes y aumenta la vida útil. En general, Netzsch afirma que esto logra una vida útil seis veces más larga y, por lo tanto, un ahorro sustancial de costos para los medios abrasivos.

Debido a que la acción de la bomba se basa en el desplazamiento, como en la bomba de cavidad progresiva utilizada anteriormente, la viscosidad del medio es irrelevante. La bomba puede manejar sustancias de 1 mPas a 1 millón de mPas. Al mismo tiempo, se excluyen las fluctuaciones de presión y las fuerzas de cizallamiento: "Este tipo de bomba no genera ninguna presión en el medio, sino que simplemente transporta contra la contrapresión existente, en este caso 4 o incluso 5 bar", explica Grainer. La forma simple de las paletas permite un gran paso libre de bolas para evitar bloqueos.

Además, este diseño tiene una influencia positiva en la eficiencia de la bomba. Gracias a la larga línea de sellado, solo se genera un reflujo muy bajo. Además, la geometría interna especialmente diseñada de la cámara de entrega mantiene cualquier pulsación a un nivel muy bajo, lo que garantiza un flujo suave y continuo del producto sin turbulencias. Esto permite mantener las propiedades deseadas de la respectiva barbotina. Al mismo tiempo, la geometría especial de la carcasa en combinación con los grandes pasos de bolas minimiza aún más el desgaste.

Los lóbulos giratorios están unidos fuera de la carcasa con elementos de liberación rápida. Como resultado, son completamente lisos, no tienen superficies para depósitos y también se pueden quitar y volver a instalar de forma cómoda e independiente entre sí. Se pueden soltar o apretar con solo unos pocos pasos, sin herramientas especiales. Un indicador de posicionamiento e instalación integrado en la tapa frontal facilita el correcto posicionamiento en este proceso. Los sellos del eje también están diseñados para que sus superficies deslizantes queden al ras contra la parte trasera de los lóbulos. Esto evita espacios muertos donde podrían adherirse residuos de partículas abrasivas. Los sellos están preconfigurados y se deslizan fácilmente sobre el eje con los lóbulos giratorios durante el montaje. Gracias al diseño del cartucho, diferentes tipos de sellos encajan en el mismo espacio de instalación para adaptarse a los requisitos cambiantes. "Para el resbalón de bombeo, el sello del eje está especialmente diseñado como un sello en I con enfriamiento rápido. Las superficies de deslizamiento de carburo de silicio son muy robustas y duraderas, incluso con este medio altamente abrasivo", explica Grainer.

El innovador concepto de accionamiento de la gama también se caracteriza por una larga vida útil y largos intervalos de mantenimiento. Una transmisión por correa, dentada en ambos lados, reemplaza el engranaje de sincronización que antes era común para las bombas lobulares rotativas. Debido a su diseño complejo, era propenso a fallas y defectos. En contraste con esto, la nueva tecnología de accionamiento puede incluso sobrevivir a daños o bloqueos sin daños mayores. En el peor de los casos, el cinturón se desprenderá o se rasgará. Si ocurre esta situación, solo se deben soltar dos tornillos para quitar la correa y reemplazarla. La robustez también está respaldada por el funcionamiento suave de la transmisión por correa y las bajas vibraciones durante el funcionamiento, ya que siempre se mantiene un contacto duro-blando entre las correas de elastómero y los engranajes metálicos. Esto proporciona un funcionamiento suave para todos los componentes de la bomba. Además, la transmisión funciona completamente sin aceite, por lo que los cambios de aceite que requieren mucho tiempo y el riesgo de fugas ya no son un problema.

La correa de doble cara no solo se utiliza para la transmisión de fuerzas del motor a los ejes, sino que también sincroniza el movimiento giratorio de los lóbulos. Esta doble función tiene la gran ventaja de simplificar considerablemente el diseño general del variador, lo que aumenta la confiabilidad operativa al mismo tiempo que ahorra espacio de instalación. Junto con el motor embridado en la parte superior de la cámara de la bomba, esto proporciona una de las bombas más compactas del mercado. Esto permite que la bomba se pueda acomodar incluso en espacios muy reducidos. Además, no hay necesidad de un gran stock de repuestos para la transmisión por correa, lo que ayuda a reducir al mínimo los costos de almacenamiento y los tiempos de inactividad.