Vários métodos de vedação de eixo para bombas de vácuo de anel líquido

A vedação do eixo é um dos principais componentes de uma bomba de vácuo de anel líquido. Ela é responsável por criar uma vedação eficaz entre o eixo da bomba rotativa de alta velocidade e a carcaça da bomba estacionária. Suas principais funções são impedir que o líquido de trabalho (geralmente água) vaze da bomba para o ambiente e impedir que o ar externo seja aspirado para dentro da bomba (o que é crucial para manter os níveis de vácuo). A escolha da vedação do eixo afeta diretamente a confiabilidade operacional da bomba, os custos de manutenção e a adequação a processos específicos.

A seguir estão os principais tipos de vedações de eixo usadas em bombas de vácuo de anel líquido e suas características detalhadas:

1. Vedação de gaxeta (gaxeta de glândula)

Este é um método de vedação tradicional e mecanicamente simples.

Princípio de funcionamento: Um material de vedação macio, em forma de corda ou anel (chamado de gaxeta, como grafite, PTFE ou fibra de aramida) é inserido na área onde o eixo da bomba sai da carcaça. Um seguidor de bucha ajustável aplica pressão radial de fora para dentro, forçando a gaxeta a aderir firmemente à superfície do eixo ou de uma luva, criando uma vedação por atrito de contato.

Principais características:

Permite Vazamentos Controlados: As vedações de gaxetas não são projetadas para vazamento zero. Uma pequena quantidade de líquido de trabalho deve pingar (normalmente algumas gotas por minuto) para lubrificar e resfriar a interface de atrito entre a gaxeta e o eixo. Isso é tanto uma característica quanto uma desvantagem.

Requer manutenção contínua: A gaxeta se desgasta com o tempo, aumentando o vazamento. Os operadores devem apertar o prensa-cabo periodicamente e com habilidade. Se estiver significativamente desgastada, toda a gaxeta deve ser substituída durante uma parada.

Causas do desgaste da luva: O atrito sólido direto entre a gaxeta e a luva do eixo causa desgaste, necessitando de substituição periódica da luva.

Cenários aplicáveis:

Aplicações onde o ambiente de trabalho não é crítico e pequenos vazamentos visíveis de líquidos são aceitáveis.

Bombeamento de gases não tóxicos, não perigosos e não inflamáveis.

Usuários com orçamentos de investimento inicial limitados e capacidade de manutenção regular.

2. Selo mecânico

Atualmente, este é o método de vedação mais comum e de alto desempenho para bombas de anel líquido, representando um salto da vedação "contato" para a vedação "tipoface".

Princípio de funcionamento: O núcleo de um selo mecânico é composto por um ou mais pares de anéis lapidados com precisão (chamados de face rotativa e face estacionária). A face rotativa gira com o eixo da bomba, enquanto a face estacionária é fixada à carcaça da bomba. Sob a ação combinada da pressão do fluido e da força da mola, as faces permanecem em contato próximo com uma folga mínima, criando uma vedação enquanto giram uma em relação à outra. Uma película de fluido extremamente fina entre essas faces é essencial para lubrificação, resfriamento e vedação.

Principais características:

Excelente desempenho de vedação: praticamente não causa vazamentos visíveis (em uma escala de microvazamento), atendendo aos requisitos industriais modernos de proteção ambiental e segurança.

Longa vida útil: como o desgaste ocorre em superfícies planas, ele é uniforme e lento. Em condições normais de operação, a vida útil pode chegar a milhares ou até dezenas de milhares de horas, excedendo em muito a das vedações de gaxetas.

Baixo consumo de energia operacional: a resistência ao atrito é muito menor do que com vedações de gaxeta, resultando em uma operação mais eficiente em termos de energia.

Sem desgaste do eixo/luva: o desgaste fica confinado às próprias faces da vedação, protegendo o eixo ou a luva da bomba.

Maiores exigências em condições operacionais: A película de fluido entre as faces é crítica. Portanto, os selos mecânicos são muito sensíveis a partículas sólidas no meio, que podem arranhar as superfícies de vedação polidas e causar falhas rápidas. Frequentemente, eles exigem um sistema de fluido de lavagem limpo.

Tipos e opções avançadas:

Vantagem principal: Oferece segurança dupla e contenção absoluta. Se a vedação interna falhar, o fluido de barreira vaza para a bomba, e não o gás de processo para a atmosfera. Por outro lado, se a vedação externa falhar, o ar vaza para o fluido de barreira, e não o gás de processo para fora.

Cenários aplicáveis: condições extremamente exigentes envolvendo meios tóxicos, perigosos, inflamáveis, explosivos, altamente corrosivos, caros ou sensíveis ao oxigênio.