Tipos de bombas de vacío industriales

Durante casi dos décadas, hemos sido testigos de primera mano de cómo el corazón de muchos procesos industriales y científicos es un vacío confiable. Elegir la tecnología de bomba de vacío adecuada no es sólo una comprobación de las especificaciones; es una decisión crítica que impacta la eficiencia de su proceso, la calidad del producto y el costo total de propiedad.

Esta guía desmitificará los principales tipos de bombas de vacío y lo ayudará a comprender sus principios de funcionamiento, fortalezas y aplicaciones ideales.

Comprensión del espectro del vacío: aproximado a alto/ultra alto

Antes de profundizar en los tipos de bombas, es fundamental comprender los niveles de vacío que pretendemos alcanzar. El espectro generalmente se divide en:

• Vacío intenso/bajo: (atmósfera hasta 1x10⁻⊃3; mbar) Común en embalaje, elevación y desgasificación.

• Vacío fino/medio: (1x10⁻⊃3; mbar a 1x10⁻⁷ mbar) Esencial para aplicaciones de filtración, secado y laboratorio.

• Vacío alto/ultraalto (UHV): (1x10⁻⁷ mbar y menos) Fundamental en la fabricación de semiconductores, la simulación espacial y la investigación en física avanzada.

Diferentes bombas están diseñadas para funcionar de manera eficiente en partes específicas de este espectro.

Una inmersión profunda en las principales tecnologías de bombas de vacío

1. Bombas de vacío de paletas rotativas selladas con aceite

• Cómo funcionan: Un rotor giratorio con paletas deslizantes está montado excéntricamente dentro de un estator. La fuerza centrífuga empuja las paletas contra la pared del estator, creando cámaras que se expanden y contraen que aspiran, aíslan y expulsan el gas. El aceite proporciona lubricación, enfriamiento y una capa de sellado crítica.

• Ventajas: Tecnología probada, rentable para vacío bajo o intenso, relativamente silenciosa.

• Desventajas: riesgo de contaminación del aceite en el proceso, requiere cambios y eliminación regulares del aceite, puede ser sensible a las partículas y los vapores condensables.

• Ideal para: Trabajos generales de laboratorio, pequeños hornos industriales, como bomba de respaldo para sistemas de mayor vacío.

  
  

2. Bombas de anillo líquido

• Cómo funcionan: un impulsor de múltiples palas gira excéntricamente dentro de una carcasa llena de un líquido sellador (a menudo agua). El líquido forma un anillo móvil que crea cámaras de compresión, comprimiendo el gas de forma isotérmica.

• Ventajas: Extremadamente robusto, maneja excelentemente vapores húmedos y condensables, la compresión isotérmica es ideal para gases sensibles al calor.

• Contras: Menor vacío final y eficiencia en comparación con otros tipos, requiere un suministro continuo de líquido sellador y tratamiento del agua contaminada.

• Ideal para: Procesamiento químico, destilación farmacéutica, deshidratación de papel y aplicaciones de desbaste con alto contenido de humedad.

  
  

3. Bombas de vacío Roots (sopladores)

• Cómo funcionan: Dos rotores en forma de 8 giran en sentido contrario sin tocarse entre sí ni con la carcasa, atrapando y desplazando mecánicamente el gas desde la entrada a la salida.

• Nota crucial: Las bombas Roots no pueden funcionar únicamente contra la presión atmosférica; deben estar respaldados por una bomba primaria (como una bomba de paletas rotativas o de tornillo seco). Son bombas de refuerzo que aumentan drásticamente la velocidad de bombeo y permiten que la bomba de respaldo funcione de manera más eficiente en su rango de presión preferido.

• Ventajas: Velocidades de bombeo muy altas en el rango de vacío medio, sin compresión interna, sin aceite.

• Desventajas: No es una bomba independiente, requiere una bomba de respaldo.

• Ideal para: aumentar el rendimiento y la eficiencia de los sistemas de vacío en metalurgia, liofilizadores a gran escala y sistemas de evaporación.

  
  

4. Bombas de vacío en seco: los caballos de batalla modernos

La demanda de soluciones libres de aceite, limpias y de bajo mantenimiento ha convertido a las bombas secas en el estándar de la industria para muchas aplicaciones exigentes. Estos son los tipos más comunes:

a) Bombas de vacío de garra

• Principio: Dos garras giran sin contacto, atrapando el gas y comprimiéndolo internamente antes de expulsarlo a la salida. A menudo se organizan en varios módulos para obtener relaciones de compresión más altas.

• Características: Buena tolerancia al polvo, sin aceite, fiable.

b) Bombas de vacío de tornillo

• Principio: Dos rotores de tornillo entrelazados mueven el gas en dirección axial desde la entrada hasta la salida. Los espacios entre los tornillos proporcionan compresión interna.

• Características: Excelente tecnología integral de bomba seca. Maneja una amplia gama de gases, ofrece alta eficiencia energética (especialmente con VFD) y es muy confiable. Ideal para aplicaciones de semiconductores, químicas y farmacéuticas.

c) Bombas de vacío Scroll

• Principio: una espiral en órbita se mueve dentro de una espiral fija, creando bolsas de gas en movimiento que se comprimen hacia la salida central.

• Características: Muy silencioso, compacto y sin vibraciones. Perfecto para entornos limpios como laboratorios analíticos e I+D. Capacidad limitada para procesos cargados de partículas o corrosivos.

d) Bombas de vacío de paletas rotativas secas

• Principio: Al igual que sus contrapartes selladas con aceite, estas bombas utilizan paletas que se deslizan hacia afuera desde un rotor dentro de un estator para crear cámaras de compresión. Sin embargo, funcionan sin ningún fluido de trabajo en la cámara de bombeo . La clave para su funcionamiento es el uso de materiales autolubricantes especiales para las paletas y el revestimiento de la cámara, que pueden resistir la fricción y el calor generados por el funcionamiento en seco.

• Características: Ofrecen un diseño compacto y libre de aceite que evita la contaminación del aceite y reduce las necesidades de mantenimiento en comparación con las versiones selladas con aceite . Los diseños modernos se centran en sistemas de refrigeración eficientes para gestionar el calor procedente de la compresión seca, lo cual es fundamental para mantener el rendimiento y la longevidad. Son conocidos por sus bajos niveles de ruido y vibración..

• Ideal para: aplicaciones que requieren un entorno limpio y libre de aceite en el rango de vacío medio a medio. Esto los hace adecuados para procesos metalúrgicos como fusión y desgasificación al vacío , así como para embalaje, elevación y otras tareas industriales donde la contaminación por aceite es una preocupación.

  
  

5. Bombas turbomoleculares

• Cómo funcionan: una serie de rotores de palas giran a velocidades extremadamente altas (normalmente entre 30.000 y 90.000 RPM). Es estadísticamente más probable que las moléculas de gas que chocan con estas palas se dirijan hacia el escape, creando un efecto de 'arrastre'. Deben estar respaldados por una bomba de desbaste.

• Ventajas: Consigue un vacío alto y ultraalto limpio y sin aceite. Sin hidrocarburos en la cámara.

• Desventajas: Alto costo inicial, sensible a golpes físicos y al ingreso de partículas grandes, requiere una bomba de respaldo.

• Ideal para: aplicaciones UHV como deposición de películas delgadas de semiconductores (PVD, CVD), aceleradores de partículas y ciencia de superficies.

  
  

Comparación de un vistazo

Cómo elegir: todo se trata de su aplicación

La 'mejor' bomba es la que resuelve de forma más efectiva y económica su problema específico. Estas son las preguntas clave que se deben hacer:

1. ¿Qué nivel de vacío se requiere? Este es tu punto de partida.

2. ¿Cuál es el proceso? ¿Está limpio o sucio? ¿Está bombeando vapores condensables, polvo abrasivo o gases corrosivos?

3. ¿Es la contaminación por petróleo una preocupación? Para aplicaciones sensibles en alimentos, productos farmacéuticos o análisis, la respuesta siempre es 'sí', lo que hace que las bombas secas sean la opción predeterminada.

4. ¿Cuáles son los costos totales? Mire más allá del precio de compra. Considere el consumo de energía, el tiempo de inactividad por mantenimiento y los costos de consumibles (aceite, filtros).

Haga clic para obtener más información sobre cómo elegir una bomba de vacío para su producción.

Conclusión

El viaje desde el vacío aproximado con las robustas bombas Roots hasta el impecable vacío ultraalto de las bombas Turbomoleculares muestra una notable evolución en la ingeniería. Hoy en día, la tendencia es inequívocamente hacia soluciones de bombeo secas, limpias e inteligentes que ofrecen una confiabilidad superior y menores costos de vida útil. Entre ellas, las bombas de paletas rotativas secas presentan una opción robusta y sin aceite para una amplia gama de aplicaciones industriales donde se debe evitar la contaminación y se valora el diseño compacto.

En Wordfik, hemos pasado los últimos 18 años ayudando a empresas como la suya a navegar por estas mismas opciones. No solo vendemos bombas de vacío; Proporcionamos soluciones de vacío personalizadas que garantizan la integridad de su proceso y la eficiencia operativa.

¿Aún no estás seguro de qué tecnología se adapta a tus necesidades?
Aproveche nuestra experiencia. Póngase en contacto con nuestros ingenieros hoy para una consulta gratuita y sin compromiso para analizar su aplicación y recomendar la solución de vacío óptima.