Factores a considerar al elegir una bomba de vacío

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Por Meisa Staff, 10 agosto 2020

Cuando llega el momento de seleccionar una nueva bomba de vacío, es importante reflexionar. A primera vista esto puede parecer una tarea simple, pero hay varios factores que se deben considerar.

Diversos aspectos afectan la eficiencia y capacidades generales de una bomba de vacío. Cada bomba requiere sus propias condiciones de proceso, posee su propio rango de operación y ofrece beneficios y limitaciones específicos. Estas características dependen de cuatro factores:

  • Nivel de vacío
  • Impacto del proceso en la bomba
  • Impacto de la bomba en el proceso 
  • Costos y mantenimiento

 

Nivel de vacío

El nivel de vacío es probablemente la consideración más crítica ya que afecta a cada uno de los demás factores.

Los rangos / clasificaciones y rangos de vacío típicos incluyen:

  • Vacío aproximado: de 103 mbar a 1 mbar
  • Medio vacío: 1 mbar a 10-3 mbar
  • Alto vacío: 10-3 mbar a 10-7 mbar
  • Vacío ultra alto: 10-7 mbar a 10-12 mbar
  • Alto vacío extremo: menos de 10-12 mbar

Se requieren diferentes tecnologías de bombas para lograr distintos rangos de presión de vacío. Dependiendo del nivel de vacío, puede ser necesaria una combinación de diferentes tecnologías de bombas de vacío para lograrlo.

Las bombas de vacío (las que operan en los rangos de vacío medio) expulsan en la atmósfera y pueden funcionar de forma aislada.

Las bombas de vacío alto y ultra alto (como las turbobombas y las bombas de difusión) necesitan operar con una bomba de vacío previo.

Las bombas de iones y las bombas criogénicas necesitan  de una evacuación inicial con bombas de apoyo de vacío grueso o de alto vacío en ciertas partes.

 

Impacto del proceso en una bomba

La forma en que los procesos pueden impactar las bombas juega un papel importante en su selección. El impacto de la aplicación en la tecnología de bomba seleccionada debe evaluarse cuidadosamente, así como el impacto potencial de:

  • Polvo o escombros del proceso
  • Gases corrosivos como cloro o mezclas ácidas en presencia de vapor de agua
  • Alto rendimiento de gas
  • Ventilaciones frecuentes
  • Movimientos mecánicos y choques
  • Vibraciones
  • Radiación de calor en la bomba
  • Radiación de partículas o rayos X
  • Campos magnéticos y eléctricos


Como ejemplo, las bombas rotativas de paletas son adecuadas para muchas aplicaciones de vacío bajo y medio, tales como:

  • Investigación y desarrollo
  • Instrumentos analíticos
  • Actividades industriales y de revestimiento
  • Secar en frío
  • Ingeniería de Procesos

Por otro lado, las bombas scroll proporcionan vacíos libres de hidrocarburos al comprimir gases usando dos espirales selladas en la punta que giran excéntricamente una contra la otra. Esto resulta en bajos costos de operación y mantenimiento.

A comparación con las bombas RV, las aplicaciones de las bombas de desplazamiento se limitan principalmente a procesos sin polvo o suciedad que podrían dañar los sellos de la punta.

 

Impacto de las bombas en el proceso

La evaluación del impacto de la bomba de vacío en el  proceso es igualmente importante. Diversas variables pueden influir en la elección, algunas de ellas:

  • Emisiones de petróleo o hidrocarburos o flujo inverso
  • Vibraciones producidas / inducidas por la bomba
  • Ruido
  • Campos magnéticos producidos por la bomba (poco común)
  • Emisión de calor
  • Consumo de energía

Las bombas rotativas de paletas se encuentran en desventaja porque no pueden generar un vacío sin hidrocarburos debido a la emisión de vapor de aceite.

Por otro lado, si bien es capaz de producir un vacío sin hidrocarburos, la tecnología scroll conlleva el riesgo de emisión de partículas debido al desgaste del sello de la punta.

 

Costo y mantenimiento

Más allá de los costos de capital iniciales, existen otros costos asociados con la operación y mantenimiento (servicio).

El funcionamiento de la bomba de difusión probablemente resulta considerablemente más caro a comparación de una bomba turbomolecular. Además, el costo de propiedad durante cinco años también incluye factores como mayores costos de energía y mantenimiento.

Las bombas de difusión pueden hacer frente a procesos industriales más sucios, mientras que las turbobombas se utilizan principalmente en procesos limpios.

 

Opciones de bombas de vacío

Hay dos categorías generales de bombas de vacío: bombas de vacío anterior y bombas de alto vacío.

Bombas de vacío

Las bombas de vacío delantero extraen directamente a la presión atmosférica. Incluyen:

  • Bombas de paletas rotativas
  • Bombas scroll
  • Bombas de diafragma
  • Bombas de tornillo

 

Bombas Secundarias

Las bombas secundarias dependen de las bombas primarias para respaldar continuamente su funcionamiento, ya que no pueden expulsar la atmósfera y requieren una baja presión en su escape, mejor conocida como "respaldo".

Las bombas de alto vacío con soporte continuo (respaldado) incluyen bombas turbomoleculares y de difusión.

Las bombas de vacío ultra alto incluyen la captación de iones, sublimación de titanio y bombas criogénicas.

Las bombas ROOTS (conocidas como sopladores) a menudo se combinan con bombas de vacío para actuar como un par de bombas, pero se clasifican estrictamente como bombas secundarias, ya que no están diseñadas para usarse sin una bomba de vacío.

Para elegir la bomba correcta para una generación de vacío efectiva debemos comprender cómo las bombas impactan los procesos y cómo los procesos impactan en las bombas. Las necesidades de nivel de vacío, el costo y el mantenimiento también influyen en la elección de la bomba de vacío.

Elegir la bomba incorrecta puede ser costoso y potencialmente perjudicial para tu operación si la bomba no funciona como se requiere.


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