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Por qué las bombas de engranajes no son adecuadas para transportar medios con partículas

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Microbombas | Fabricante de bombas de engranajes | TOPSFLO

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La microbomba de engranajes TOPSFLO de la serie MG puede alcanzar una diferencia de presión de 10 bares (1 MPa) al transportar líquidos de baja viscosidad (como agua u otros disolventes). La holgura mínima de la bomba se controla en torno a 0,02 mm, lo que significa que las partículas de tamaño superior a esta medida provocarán el atasco de la bomba.

Las bombas de engranajes no son adecuadas para transportar medios granulares. La razón fundamental es:
El conflicto entre la estructura de la separación de precisión y las características de las partículas puede analizarse desde los tres aspectos siguientes:

Los intersticios de precisión se obstruyen fácilmente con partículas
1. Necesidad del diseño de los intersticios Las bombas de engranajes reducen las fugas internas mediante intersticios diminutos (normalmente de sólo 0,01~0,05 mm) entre los engranajes y el cuerpo de la bomba, y entre los engranajes para mejorar la presión y el rendimiento.
La viscosidad del medio afecta al tamaño de la separación:
- Cuando se transportan líquidos de baja viscosidad (como agua o disolventes), la separación debe ser menor para evitar el reflujo del líquido en la zona de alta presión;
- Si el medio contiene partículas, las partículas mayores que el tamaño de la separación bloquearán directamente los engranajes, haciendo que la bomba deje de funcionar.

2. Impacto fatal del tamaño de las partículas
- Incluso si el tamaño de las partículas es ligeramente inferior a la separación, pueden atascarse en la separación debido al efecto de agregación de formas irregulares (como bordes y esquinas, escamas), provocando atascos mecánicos o ruidos anormales.

Las partículas agravan el desgaste mecánico
1. "Cuando la bomba de engranajes está en funcionamiento, las superficies dentadas del engranaje motriz y del engranaje conducido están en contacto directo y se deslizan una respecto a la otra, formando un engranaje de pares de fricción de alta tensión.
- Después de que las partículas entren en la zona de engrane, rasparán la superficie del diente como "abrasivos", dando como resultado:
- Disminuye la precisión del perfil del diente y disminuye la eficacia de la bomba; - En casos graves, se producen fallos fatales como la exfoliación de la superficie del diente y la rotura del diente.
2. Desgaste de cojinetes y ejes Existe una fricción de alta velocidad entre los cojinetes (como los cojinetes deslizantes) y los ejes de las bombas de engranajes. Tras la entrada de partículas, éstas
- Rayan el gorrón y la superficie interior del cojinete, destruyendo la película lubricante y provocando fricción en seco;
- El espacio de aceleración se expande, haciendo que la bomba vibre más, aumente el ruido e incluso se rompa el eje.

Las partículas destruyen la mecánica de fluidos
1. Fluctuaciones de flujo y presión Cuando el medio granular fluye en la cavidad de la bomba, destruirá la continuidad del líquido debido a la colisión y la obstrucción, dando como resultado:
- Inestabilidad instantánea del flujo, que afecta a la precisión del proceso (como en los escenarios de dosificación);
- Aumento de la pulsación de presión, que puede causar vibraciones en la tubería o holgura en la acción de la válvula de seguridad del sistema.
2. Cambios en las características del medio
- La fricción entre las partículas y los engranajes y cuerpos de bomba puede hacer que aumente la temperatura del medio, provocando cambios en el fluido o reacciones químicas (como fluctuaciones del medio inflamable);
- Los fragmentos metálicos producidos por el desgaste se mezclan con el medio, lo que puede contaminar el producto (como en las industrias alimentaria y farmacéutica) o agravar el desgaste de los equipos aguas abajo.
Comparación: Tipo de bomba adecuado para medios granulares Si la tubería necesita contener los siguientes medios granulares, se puede preferir el tipo de bomba:

Tipo de bomba Características:
Tipo de bomba Características
Bomba de tornillo El canal de flujo es espacioso, la separación entre el rotor y el estator es grande (<1mm) o el medio fibroso
Bomba de diafragma Sin piezas giratorias, el medio se transporta a través del movimiento alternativo del diafragma, evitando completamente el desgaste de las partículas, adecuada para partículas de alta concentración
Bomba de émbolo El émbolo se mueve alternativamente en el cuerpo del cilindro, con un buen rendimiento de sellado, adecuado para condiciones de trabajo de alta presión. La permeabilidad de las partículas depende del diseño del grupo de válvulas, que debe estar equipado con asientos de válvula y anillos de sellado resistentes al desgaste, adecuado para partículas finas (tamaño de partícula <1 mm).

Resumen: Límites aplicables de las bombas de engranajes
La ventaja de las bombas de engranajes es que pueden transportar medios de alta presión y alta viscosidad (como aceite lubricante y jarabe), pero su precisa estructura de huecos las hace extremadamente sensibles a las partículas. Al seleccionar un modelo, debe seguir estrictamente lo siguiente:
--Tamaño medio de las partículas < 1/3 de la separación de la bomba (y dureza de las partículas < dureza del material del cuerpo de la bomba);
--Es preferible utilizar líquidos limpios y lubricantes, y evitar medios que contengan sólidos, fibras o componentes corrosivos.
Si necesita transportar medios granulares, debe elegir un tipo de bomba más adecuado (como una bomba de diafragma o una bomba de tornillo) en función del tamaño de las partículas, la concentración y los requisitos del proceso para equilibrar la eficacia y la vida útil del equipo.