Tecnologia de bombas dosadoras Boletim 210 Bomba dosadora... 1 Componentes básicos da bomba dosadora... 1 Características da bomba dosadora...

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2 Tecnologia de bombas dosadoras Boletim 210 Bomba dosadora... 1 Componentes básicos da bomba dosadora... 1 Características da bomba dosadora... 2 Tabela de capacidade e pressão Desenhos do sistema hidráulico... 4 Pistão Engaxetado... 4 Diafragma circular... 5 Diafragma acionado mecanicamente... 6 Diafragma metálico e cabeçote para serviços críticos Diafragma de alto desempenho Desenho avançado do sistema hidráulico Mecanismos de acionamento da bomba dosadora...10 Derivação hidráulica Acionamento polar...11 CENTRAC...12 Ajuste da capacidade Modificações Componentes da bomba dosadora Outros produtos Milton Roy... 18

3 Bomba Dosadora Abomba dosadora é um dispositivo de dosagem de substâncias químicas de deslocamento positivo que pode variar sua capacidade de forma manual ou automática, de acordo com as condições de processo requeridas. Caracteriza-se por um alto nível de precisão repetitiva e pode bombear uma ampla gama de substâncias químicas, como ácidos, bases, líquidos corrosivos ou viscosos e lodos. O bombeamento se realiza através de um pistão alternativo que se encontra em contato direto com o fluído de processo ou através de um diafragma impulsionado por um pistão. Os diafragmas são acionados pelo fluido hidráulico entre o pistão e o diafragma. Em geral, as bombas dosadoras são utilizadas em aplicações que apresentam uma das seguintes condições: Necessidade de baixa vazão em ml/h ou GPH Existência de uma alta pressão no sistema Necessidade de velocidade de alimentação em alta pressão Motor: Geralmente, a bomba é acionada por um motor de CA de velocidade constante. Também são utilizados motores de velocidade variável, pneumáticos e hidráulicos. Cabeçote: O projeto do cabeçote e os materiais de construção são determinados de acordo com as condições de serviço e a natureza do fluido que se deve trabalhar. Devemos levar em consideração fatores como temperatura, vazão, viscosidade e corrosão do fluído, entre outros. Controle da dosagem por computador, microprocessador, DCS (Sistema de Controle Distribuído), PLC (comando programável) ou fluxo proporcional Mecanismo de acionamento: O mecanismo de acionamento transforma o movimento rotativo do motor em um movimento recíproco. As bombas para tarefas industriais possuem uma parte do mecanismo submerso em um reservatório de óleo para dar segurança durante uma operação contínua. Manipulação de fluídos corrosivos, perigosos ou em altas temperaturas Necessidade de bombear fluídos viscosos ou lodo Componentes básicos da bomba dosadora Motor Ajuste da vazão: A vazão da bomba é ajustada variando a extensão efetiva do cursor ou a velocidade do pistão. A maioria das bombas dosadoras conta com um parafuso micrométrico de ajuste, semelhante ao que é mostrado. É possível substitui-lo por um acionador pneumático ou eletrônico e ajustar a vazão média da bomba para reagir ao sinal de processo. Mecanismo de acionamento Cabeçote Ajuste da vazão P1

4 Características da Bomba Dosadora Um ciclo completo 1.A ação de bombear se realiza com um pistão de movimento recíproco. Este movimento recíproco gera um fluxo, facilmente representado em um gráfico através de uma onda senoidal. A vazão média é determinada mediante a seguinte fórmula: Vazão Média Descarga Vazão máxima p x Vazão média Tempo Vazão Média = Deslocamento x Ciclos por unidade de tempo. Sucção Bomba dosadora Vazão Q Bomba centrífuga 2.Diferentemente das bombas centrífugas, a vazão média não é muito afetada, principalmente, pelas mudanças na pressão de descarga. Pressão P 3.A curva característica, vazão vs. curso da bomba dosadora, é linear. Porém, não é necessariamente proporcional, já que 50% do ajuste do curso pode não ser 50% da vazão. Isto se deve ao fato de que é possível que a linha de calibração pode não passar pelo ponto 0 (zero) em ambos os eixos simultaneamente. Se medir a vazão entre dois pontos do curso, marcar ambos os pontos e desenhar uma linha reta passando por eles, é possível informar com precisão outras relações de vazão vs. curso. A precisão de uma bomba dosadora do tipo industrial, corretamente instalada, é geralmente ± de 1,0% ou superior. Embora uma bomba dosadora possa, geralmente, ser ajustada para bombear com qualquer vazão entre 0 (zero) e sua capacidade máxima, a precisão se mede numa determinada faixa de vazão. A maioria das bombas dosadoras possui uma relação de capacidade 10:1 que simplesmente significa que a bomba está dentro de um nível de precisão situado entre 10% e 100% de sua capacidade. Centrac é um exemplo de uma nova geração de bombas dosadoras que é caracterizada por uma precisão maior e uma maior relação de capacidade igual a 100:1. Desta forma, este modelo dosará com precisão entre 1% e 100% da capacidade. Vazão Média Q Ponto 2 Q2, S2, Ajuste S em % Comprimento do curso ou Velocidade do Motor Ponto 1 Q1, S1, P2

5 Tabela de Capacidade e Pressão Capacidade por Cabeça GPH mroy XT & XW Pressão Máxima psi Nº máximo de cabeçotes 2 Centrac S Pressão Máxima 9000 psi Nº máximo de cabeçotes 2 Milroyal D Pressão Máxima 3000 psi Nº máximo de cabeçotes 6 mroy A & B Pressão Máxima psi Nº máximo de cabeçotes 2 Milroyal G Pressão Máxima 160 psi Nº máximo de cabeçotes 1 mroy XT mroy XT 1,6 GPH (6 LH) 0,4 GPH (1,5 LH) Centrac S 39,7 GPH (150 LH) 4,0 GPH (15 LH) mroy XW Milroyal D 53 GPH (200 LH) 0,0081 GPH (0,0307 LH) mroy A 30 GPH (114 LH) 0,065 GPH (0,246 LH) Milroyal G 130 GPH (492 LH) 5 GPH (19 LH) mroy XW 6,7 GPH (25 LH) 2,8 GPH (9,8 LH) mroy B 85 GPH (322 LH) 0,475 GPH (1,79 LH) A capacidade máxima de cada bomba é determinada pela relação de engrenagem, do diâmetro do pistão e da RPM do motor. Em cada um dos modelos, a pressão nominal máxima é aplicada aos diâmetros de pistão menores. À medida que o diâmetro e a velocidade de curso aumentam, diminui a capacidade de pressão. Consulte a folha de dados do produto específico para saber a real pressão nominal na vazão requerida. As capacidades que são mostradas são para as bombas mais simples. Para determinar a capacidade total das bombas que possuem mais de uma cabeça, multiplicar a capacidade pelo número de cabeças. 27 maxroy B Pressão Máxima 150 psi Nº máximo de cabeçotes 1 maxroy B 227 GPH (859 LH) 13,5 GPH (51,1 LH ) 12¼ - 27½ MacRoy G & D Pressão Máxima 175 psi Nº máximo de cabeçotes 1 MacRoy 300 GPH (1135 LH) 0,018 GPH (0,068 LH) 11 Milroyal B Pressão Máxima 7500 psi Nº máximo de cabeçotes 8 Milroyal B 500 GPH (1893 LH) 0,11 GPH (42 LH) 25 Centrac B Pressão Máxima 1575 psi Nº máximo de cabeçotes 2 Centrac B 550 GPH (2082 LH) 0,45 GPH (100:1 relação de capacidade) 18 Milroyal C Pressão Máxima 7500 psi Nº máximo de cabeçotes 5 Milroyal C 2510 GPH (9500 LH) 0,43 GPH (1,628 LH) 72 PrimeRoyal Pressão Máxima 30,000 psi Nº máximo de cabeçotes 3 PrimeRoyal 2510 GPH (9500 LH) 0,43 GPH (1,628 LH) P3

6 Projeto do Cabeçote O cabeçote, que se refere à parte úmida da bomba, é selecionado a fim de reunir as condições específicas de serviço de aplicação. São levados em consideração a vazão e a pressão nominal, assim como as propriedades físicas e químicas do líquido. A capacidade do cabeçote em proteger o meio ambiente é uma questão de suma importância ao tratarmos com substâncias químicas tóxicas ou perigosas Todo os cabeçotes têm várias características em comum. Em primeiro lugar, o líquido é levado à parte úmida pelo movimento do pistão, e o expulsa à frente. Para que isto ocorra, a bomba dosadora conta com válvulas de controle na sucção e na descarga. As válvulas de controle mantêm e depois liberam o produto químico de acordo com as condições e a necessidade do sistema. Durante a fase de sucção, o movimento do pistão libera a válvula esférica de retenção da sede e permite a entrada do líquido para a bomba. Ao mesmo tempo, o movimento do pistão e o sistema de contra-pressão mantêm a válvula de retenção superior (descarga) fechada. Em seguida, este processo é revertido durante o processo de descarga. As válvulas de controle estão disponíveis em diferentes projetos e configurações. A escolha de uma válvula do tipo esférica ou de disco é indicada pelo departamento de Engenharia da Milton Roy, baseandose na capacidade específica da bomba. Esfera de retenção Válvula esférica de retenção da descarga Assento Pistão Descarga Sucção Fluido do processo Válvula esférica de retenção da sucção Válvula esférica simples de retenção Pistão Engaxetado O cabeçote com pistão engaxetado é a única parte na qual o pistão está em contato direto com o fluido do processo. O contato direto oferece uma série de vantagens, entre as quais: capacidades altas de pressão de sucção e descarga; resistência a altas temperaturas e baixa exigência de NPSH (altura de sucção positiva). O pistão de movimento recíproco requer vedação das partes molhadas para evitar o contato com a atmosfera. Esta simples concepção é eficaz, mas limita o uso de bombas com pistão engaxetado em certas aplicações. Considerando que é muito provável, que uma quantidade pequena controlada de líquido passe pela vedação, este tipo de bomba não deveria ser usado com substâncias químicas perigosas ou tóxicas. Também, a fricção entre o pistão e a vedação provoca um desgaste que aumenta as perdas. É necessária a manutenção periódica das gaxetas para manter a eficiência volumétrica. Para evitar problemas associados com perdas, utilize uma bomba do tipo diafragma. O pistão engaxetado pode suportar pressões de até psi (1034 bar) e temperaturas de até 600ºF (316 C) com modificações especiais. A maioria das bombas já vem de série com uma configuração de esfera simples ou dupla. O usuário pode, também, selecionar entre estas duas configurações a qual é mais útil para aplicação. Por exemplo, os lodos ou líquidos com fibras ou partículas grandes podem fazer que uma esfera simples perca líquido se as partículas ficarem presas entre a esfera e o assento. Já, uma válvula esférica de retenção dupla oferece mais estabilidade e precisão. Por outro lado, desde que cada válvula de controle ofereça certa resistência à passagem do líquido, até mesmo no caso de fluidos viscosos é melhor usar uma válvula esférica de retenção simples na sucção. P4 Válvula esférica dupla de retenção Válvula esférica de retenção de descarga Dispositivo de lubrificação Gaxeta Pistão Válvula esférica de retenção de sucção Anel de Vedação Válvula de retenção tipo disco Fluido do processo Disponível em: Milroyal B, Milroyal C, Milroyal D, Centrac e Maxroyal. Materiais de construção standard: AISI 316, Alloy 20, Aço Fundido (para modelos maiores)

7 Diafragma A bomba de diafragma consiste de um diafragma de Teflon que age como barreira entre o pistão e o fluido do processo. A ação de movimento do pistão é aplicado ao fluido hidráulico e faz com que o diafragma flexione para frente e para trás, na medida que o pistão realiza o movimento alternativo. O diafragma, acionado hidraulicamente, opera com mesma pressão entre o fluido hidráulico e o fluido do processo. Desta forma se evita a tensão do diafragma, desde que a pressão seja basicamente a mesma em ambos os lados, isto o tempo todo. Duas placas de contorno envolvem o diafragma para evitar o seu deslocamento. Os fluidos, hidráulico e o do processo, passam através de furos projetados nas placas de contorno, com o propósito de entrar em contato com o diafragma. As válvulas de alívio e compensadora controlam o volume do fluido hidráulico. Uma válvula automática de purga, purga continuamente o ar do fluido hidráulico. A bomba tipo diafragma vem vedada. Desta forma, é uma opção excelente para substâncias químicas perigosas, tóxicas ou corrosivas. Para uma maior proteção, um diafragma duplo com dispositivo de detecção de vazamento estão disponíveis, embora desnecessários visto que este projeto de bomba é extremamente confiável. Como o fluido do processo deve passar através dos orifícios, relativamente pequenos, na placa de contorno, o sistema hidráulico com diafragma não é a melhor opção para lodos. Com exceção da mroy P, os diafragmas geralmente não constituem a melhor opção para bombear fluidos viscosos. O diafragma é capaz de operar com fluidos onde a pressão de injeção necessária é de 3500 psi ou superior e a temperatura do fluido excede os 250ºF (121ºC). Válvula de esfera de retenção da descarga Válvula automática de purga de ar Válvula de alívio Placas de retenção Fluido do processo Diafragma de Teflon Pistão Fluido hidráulico Reservatório do fluido hidráulico Válvula de esfera de retenção da sucção Disponível em: mroy A, mroy B, Milroyal B, Milroyal C, Materiais de construção standard: AISI 316, Alloy 20, Plástico P5

8 Diafragma acionado mecanicamente Projeto com Diafragma Acionado Mecanicamente A família Milton Roy de bombas com diafragma acionado mecanicamente se chama MacRoy Série G. Representa a melhor escolha entre as bombas de baixo custo e com rendimento de alta qualidade. Devido ao diafragma que não tem perdas, se converte em uma excelente bomba para substâncias químicas críticas, senão caras, ou quando são lembradas em questões ambientais. A série acionada mecanicamente é uma opção excelente quando é requerido que lodos e substâncias químicas abrasivas sejam bombeados até às faixas máximas de pressão e vazão. Também suportam bem os líquidos altamente viscosos e oferecem uma solução econômica para uma grande variedade de aplicações difíceis. As bombas acionadas mecanicamente funcionam com um pistão embutido diretamente no diafragma. Esta união se dá através de um parafuso e grampo que são colocados cruzando o pistão e o diafragma. A fixação direta entre pistão e diafragma conecta o mecanismo da bomba e motor com o cabeçote. Quando a bomba é acionada, o pistão é movido para frente e para trás, causando, assim, a sucção no tanque reservatório e bombeando o fluido até o ponto desejado. Em geral, esta série de bombas apresenta picos de pressão a 175 PSI, porém, estão limitadas pelo fluxo por uma questão de volume do sistema hidráulico. A bomba pode ter uma vida útil maior trocando-se o diafragma em intervalos recomendados. A detecção de vazamentos pode ser facilmente descoberta a partir da câmara de ar existente, que geralmente se encontra em pressão atmosférica, no lado de acionamento do cabeçote. Este modo nos dá uma opção de detecção de vazamento menos cara no mercado. Como qualquer substância química, onde a mistura de gases possa ser um problema, é recomendado usar uma válvula de degasificação para eliminar os gases provocados por agitações ou por pressão de líquidos que liberam gases. Alguns destes líquidos que podem causar a emissão de gases como resultado de perdas de pressão são o NaOCl, H²O² e algumas substâncias químicas especiais. As bombas acionadas mecanicamente trabalham bem nestas aplicações, proporcionando uma relação de capacidade de 10:1 como valor padrão em toda a linha de produtos. Agregando a tecnologia VFD e o controle de curso remoto, a relação de capacidade atingirá um valor alto como 100:1. As bombas com diafragma acionadas mecanicamente têm fácil manutenção e oferecem anos de serviço com baixo custo. Montagem da válvula de retenção Anel de retenção Montagem do diafragma Parafuso de fenda Bloco do diafragma Suporte do diafragma Montagem do diafragma Fuido do processo Parafuso de fixação Montagem da válvula de retenção Disponível em: MacRoy, Materiais de Construção Padrão: AISI 316, Alloy 20, Plástico P6

9 Cabeçote com Diafragma Metálico e Serviços Críticos A s séries Milton Roy para bombas com diafragmas metálicos são insuperáveis para o uso em aplicações críticas com alta pressão, como nas plataformas de óleo e gás e, em aplicações industriais específicas. Elas são especialmente úteis quando as temperaturas e pressões do meio ambiente, como o processo químico, poderem variar ou apresentar dificuldades. As linhas de diafragmas metálicas são as preferidas pela sua longa duração e resistência a muitas aplicações problemáticas. Do ponto de vista hidráulico as bombas dosadoras de diafragma metálico funcionam da mesma forma que as bombas dosadoras standard. Entretanto, o teflon ou outro material usual do diafragma é substituído por uma liga metálica para aplicação especial, de forma que suporte pressões mais altas que os materiais mais tradicionais. O diafragma metálico também foi projetado para trabalhar com substâncias químicas problemáticas, como os abrasivos, lodos e outros componentes especiais de um modo mais fácil e mais eficiente que a maioria das versões padrão. Muitas plataformas de perfuração de gás e petróleo em mar aberto preferem os diafragmas metálicos devido à sua alta confiabilidade e longa duração. Em qualquer aplicação que se necessite um serviço crítico, a de diafragma metálico da Milton Roy é o modelo a ser escolhido nos casos de dosagem de substâncias químicas. Anel O-Ring Bloco do diafragma Válvula de retenção da sucção Câmara de deslocamento Diafragma Anel O-Ring Anel O-Ring Parafusos Retentor do Anel O-Ring Retentor do Anel O-Ring Porcas e parafusos de fixação do bloco do diafragma Detalhe B Luva do pistão Parafusos de fixação Pistão Porca de fixação do pistão Fuido do processo Fluido Hidráulico Disponível em: Milroyal C e PrimeRoyal: AISI 316, Alloy 20, Plástico P7

10 Diafragma de Alto Desempenho... Ocabeçote com diafragma de alto desenho (HPD High Performance Diaphragm), combina as melhores características do cabeçote tradicional com os de projeto mais tecnologicamente avançados. As características de operação e a simplicidade para operar fazem dele a primeira escolha na maioria das aplicações de dosagem. A operação do HPD é semelhante ao diafragma de teflon, no qual é acionado hidraulicamente, e utiliza o mesmo formato de diafragma. É semelhante a um diafragma tubular, considerando que o fluido do processo tenha um caminho sem obstáculos através do cabeçote. As baixas exigências de NPSH são semelhantes aos de cabeçote com pistão engaxetado. Mas as vantagens principais do HPD são as características exclusivas de projeto que os distingue dos tradicionais. As vantagens do sistema MARS O projeto de um sistema hidráulico com diafragma exige um sistema de recarga para compensar o fluido hidráulico que escoa pelo pistão ou pela válvula de purga durante uma operação normal. O fluido hidráulico também é expelido da câmara pela válvula de alívio interna quando ocorre uma pressão excessiva no sistema que, logo, deve ser reposto. O Sistema de Recarga Acionado Mecanicamente (MARS Mechanically Actuated Refill System), uma das características do HPD, oferece uma série de vantagens em relação aos sistemas de recarga tradicionais. Para compreender as vantagens do MARS, primeiro devemos conhecer os sistemas de recarga tradicionais. Projetos tradicionais Os projetos tradicionais utilizam um sistema que recarrega a câmara quando se produz um vácuo, face à impossibilidade do diafragma de se mover além da placa de contorno. Também, recarrega quando a sucção estiver momentânea ou permanentemente sem alimentação devido a um fechamento acidental da válvula, NPSH insuficiente ou outras situações semelhantes. Quando isto acontece, a câmara do fluido hidráulico transborda, porque se cria um vácuo, mesmo que embora o diafragma não possa se deslocar para trás. Para evitar a ruptura do diafragma devido ao transbordo do óleo hidráulico, um dos lados da placa de contorno interrompe o movimento do diafragma para a frente e força a válvula de alívio hidráulica a se abrir, expelindo, deste modo, o excesso de fluido. A placa de contorno é um disco côncavo (na realidade, côncavo-convexo) que sustenta o diafragma e limita seu deslocamento. A placa tem uma série de orifícios que permite que o fluido Descarga Sucção Fluido do processo Placa de contorno, lado do fluido de processo Placa de contorno, lado hidráulico Fluido hidráulico Diafragma Pistão Cabeçote tradicional com placas de contorno no lado do processo e do lado hidráulico (sistema de recarga não é mostrado) Placa de contorno típica (corte transversal) entre em contato com o diafragma. A forma e o tamanho destes orifícios exigem um dimensionamento preciso a fim de manter a resistência da placa de contorno, necessária para suportar a força que é exercida sobre o diafragma em pressão de operação A placa de contorno não causa problemas durante o bombeamento, já que o fluido hidráulico passa facilmente pelos orifícios. Entretanto, um processo com placa de contorno, exigido para P8 os cabeçotes de diafragma em teflon tradicionais, estabelecem limitações nos tipos de fluidos de processo que a bomba pode trabalhar (como lodos) dados que devem também atravessar os orifícios da placa de retenção. desde que eles também deveriam cruzar os buracos do distintivo de retenção. O sistema de placa de contorno também cria uma perda de pressão que aumenta as exigências de NPSH do sistema. O Sistema MARS O Sistema MARS elimina a necessidade da presença da placa de contorno no lado do processo, assegurando que o fluido hidráulico só seja reabastecido quando o diafragma estiver todo deslocado para a placa de contorno do lado hidráulico. O diafragma pressiona contra a válvula MARS que só depois permite que a válvula poppet se abra pelo vácuo formado pelo fluido hidráulico insuficiente. (Veja a ilustração abaixo, à direita) Desta forma, o transbordamento hidráulico é impossível. Ao eliminar a placa de contorno no lado do processo, a passagem direta do líquido do processo faz do HPD uma perfeita escolha para lodos e produtos viscosos. Também, diminui as exigências de NPSH da bomba, já que se elimina a perda de pressão através da placa de contorno no lado do processo. O Sistema MARS também simplifica o start-up do HPD. Ao contrário de outros sistemas hidráulicos, não é necessário ajustar a válvula de recarga. Em complemento, desde que o fluido hidráulico do HPD não transborde, não é necessário levar adiante procedimentos precisos para sincronizar o equilíbrio do fluido hidráulico (uma tarefa difícil que se exige de cabeçotes com diafragmas tubulares e duplos). Com o HPD, simplesmente enchemos o reservatório e o ligamos.

11 ...Tecnologia Avançada do Sistema do Cabeçote Diafragma Composto Pré-Moldado HPD Vista lateral completa do cabeçote HPD MilRoyal MARS válvula Poppet Sistema de recarga acionado mecanicamente (MARS) Diafragma composto Válvula de retenção desmontável Válvula de purga/alívio Linha de recarga hidráulico Milroyal B HPD de baixa vazão Materiais Standard: AISI 316, Alloy 20, Plástico. Pistão O HPD conta com um diafragma premoldeado de elastómero/teflon. Do lado do processo, utilizamos a resistência teflon a produtos químicos. Do lado hidráulico, o elastómero transmite os fatores mecânicos e elásticos apropriados. A combinação do diafragma elimina os problemas inerentes aos diafragmas puramente de teflon. O teflon tende a expandir-se quando se comprime entre duas partes metálicas (como aquelas que são necessárias para vedar o lado hidráulico do lado de processo). O diafragma composto HPD possui um anel O-Ring em torno do perímetro do diafragma, que proporciona uma melhor vedação entre os fluidos hidráulico e de processo do que os materiais de diafragma convencionais. convencional. O HPD é capaz de suportar pressões de até 3025 psi e temperaturas de até 300 F (com modificações especiais). Teflon Elastómero Fluido do processo Fluido hidráulico Disponível em: Milroyal B, Milroyal C, Milroyal D, Centrac e Maxroyal. Materiais de construção standard: AISI 316, Alloy 20, Plástico. Sistema operacional o MARS Reservatório do fluido hidráulico Diafragma composto pré-moldado. D D D A C A C A C B B B Figura 1 O diafragma (A) e o pistão (C) estão atrás. A válvula Mars (B) também se encontra atrás devido a posição do diafragma, mantendo a válvula poppet (D) fechada, indicando que não é necessário a recarga do óleo hidráulico no interior da câmara. Figura 2 O diafragma (A) e o pistão (C) estão totalmente recuados. A válvula Mars (B) está também recuada, devido à posição do diafragma, liberando, assim, a poppet (D) de forma que abra se necessário. A poppet (D) é mostrada fechada, o que indica que não é necessário a recarga de óleo hidráulico. P9 Figura 3 O diafragma (A) e o pistão (C) estão totalmente recuados forçando, uma vez mais, a válvula Mars (B) para trás, o que permite que a poppet abra se necessário. O baixo volume de óleo provoca um vácuo e abre a poppet, o que permite que o fluido hidráulico entre na câmara a partir da linha de recarga.

12 Mecanismos de Acionamento da Bomba Dosadora Todos os mecanismos de acionamento da Milton Roy estão imersos em um reservatório de óleo que lhes assegura uma longa vida. A capacidade de ajuste, enquanto a bomba está em operação ou parada, é de ± 1,0% de precisão numa relação de capacidade 10:1. By-Pass Hidráulico O mecanismo de by-pass conta com um pistão com comprimento de curso constante que bombeia o fluido hidráulico, transferindo, assim, o movimento de bombear para o diafragma. Assim, este tipo de acionamento pode somente trabalhar com um sistema hidráulico com o diafragma acionado hidraulicamente. A capacidade se varia mudando o local de um by-pass hidráulico. Se o port estiver posicionado a 50% do comprimento do curso do pistão, o fluido hidráulico será liberado pelo port durante a primeira metade do curso e será bombeado contra o diafragma durante a metade restante. Este tipo de acionamento é freqüentemente chamado de movimento de perda hidráulica, porque uma porção do deslocamento do pistão não transmite energia de bombeamento quando o ajuste da capacidade for menor que 100%. Tanto a mroy quanto a Maxroy são bombas do tipo by-pass hidráulico. Ambas desenvolvem movimentos alternativos do pistão por meio de um jogo de engrenagens sem-fim e excêntrico. mroy A, mroy B Na mroy, o pistão bombeia o fluido hidráulico, que força a flexão do diafragma, ou é liberado através do by-pass port. Uma válvula de controle posiciona o port de acordo com a calibração da capacidade desejada. O mecanismo de acionamento mroy com seu sistema de cabeçote de diafragma de teflon, apresenta: Cabeçotes Simplex ou Duplex Capacidades máximas variando entre 0,43 GPH e 85 GPH (170 GPH) Pressões Máximas de até 1800 psi Excêntrico A mroy com cabeçote padrão, com diafragma de teflon. maxroy B Na maxroy, a capacidade varia de acordo com o variação do curso da luva sobre os ports de by-pass através do pistão oco. Quando trabalham a 100%, os ports se fecham, o qual retém o fluido na câmera de bombeamento hidráulico. Uma retido, a ação de bombear do pistão obriga o fluido hidráulico a flexionar o diafragma. A válvula copo, que está presa ao diafragma, fecha todas as passagens até que o diafragma esteja totalmente à frente. Isto elimina a placa de contorno no lado do processo, como também a pressão hidráulica excessiva no diafragma, e também a pressão hidráulica excessiva sobre o diafragma, Descarga Diafragma Ajuste da capacidade By-pass ports Coroe copo da Luva de ajuste válvula do curso Óleo hidráulico da câmera Pistão Sucção de bombeamento Conjunto eixo sem-fim / excêntrico Excêntrico Fluido hidráulico Reservatório do fluido hidráulico P10 Motor Conjunto eixo sem-fim / excêntrico Reservatório do fluido hidráulico Agulha de controle de By-pass Fluido hidráulico By-pass port Comprimento do curso Válvula de controle Fluido do processo Diafragma Descarga Sucção já que qualquer fluido hidráulico em excesso que esteja na câmara de bombeamento hidráulico não possa atingir o diafragma, e será forçado através da válvula de alívio interna a retornar para o reservatório. Características da maxroy: Vazões máximas entre 135 GPH e 227 GPH Pressões de descarga máximas de 150 psi A maxroy é uma excelente escolha de bomba dosadora para capacidades médias e baixas pressões. Seu projeto é mais econômico que as bombas de alta pressão na mesma faixa de capacidade, sem sacrificar a robustez e a precisão. A passagem direta do fluido de processo permite que a maxroy seja aplicada em muitos dos serviços como a de cabeçote HPD.

13 Manivela polar Oexclusivo mecanismo de acionamento através de manivela polar é o coração das bombas dosadoras da série Milroyal. É considerado o mais avançado e confiável mecanismo de variação de curso disponível em bombas dosadoras para serviços industriais onde é exigido altas vazões e pressões. No acionamento da manivela polar, uma engrenagem helicoidal de alta velocidade reduz o RPM do motor e proporciona uma RPM menor a uma manivela excêntrica. Uma biela, com rolamento de esferas em cada extremo, une a manivela com a montagem da cruzeta e do pistão. A montagem da manivela e das engrenagens helicoidais pivotam em um arco ao redor do eixo central do parafuso sem-fim a fim de mudar o comprimento do curso. O comprimento do curso do pistão é determinado pelo ângulo de montagem. Por exemplo, quando a bomba estiver no curso zero, a montagem da manivela e o parafuso sem-fim se encontra na posição vertical. (Figura 1) A manivela então gira em um plano vertical e um dos extremos da biela gira com ela. A cruzeta e o pistão permanecem imóveis porque não é produzida nenhuma ação recíproca. Quando a bomba é ajustada para um curso completo Para atingir uma alta capacidade de pulsos e prolongar a vida dos componentes, a Milroyal B e C conta com um sistema de lubrificação pressurizado. Cruzeta Válvula de alívio do óleo lubrificante Filtro magnético (ou capacidade máxima), a manivela se move até a seu máximo desde o eixo vertical (Figura 2). Quando o ciclo de rotação atinge o grau máximo, a biela é empurrada para frente e move a cruzeta e o pistão até a sua máxima posição à frente, no final do curso de descarga. Como a manivela continua a girar, o ângulo desta faz com que a biela empurre a cruzeta e o pistão até alcançar a posição oposta em cujo ponto a biela alcança a parte mais baixa do ciclo de rotação. Independentemente do ajuste do comprimento do curso, o ciclo de rotação máximo sempre força a cruzeta e o pistão à sua máxima posição mais à frente ao final de cada curso de descarga. Isto garante uma recirculação completa no cabeçote durante cada ciclo do curso. Esta lubrificação pressurizada com óleo assegura uma duração longa dos rolamentos e permite que a bomba Milroyal funcione a pressões de sucção Óleo Lubrificante Biela Figura 1 Curso zero Figura 2 Curso completo Cruzeta Eixo helicoidal Biela Descarga Engrenagem helicoidal Micrômetro de ajuste do curso Manivela giratória Extensão do curso Sucção Sistema de Lubrificação Pressurizado Pistão P11 Engrenagem helicoidal e de descarga muito altas. À medida que a cruzeta se desloca durante o curso de descarga, o óleo do reservatório se remete através de uma válvula de retenção em O ângulo da manivela polar pode ser ajustado em acréscimos infinitos entre zero e o curso máximo, para ajustes precisos no volume de bombeamento controlados com extrema precisão. Características da Milroyal acionada por manivela polar: Capacidades máximas que variam entre 0,033 GPH (125 ml/h) e 2510 GPH, de acordo com tamanho da carcaça, da velocidade de curso e o diâmetro do pistão. Pressão de descarga até 7500 psi Até 8 bombas multiplex acionadas por um único motor HPD, pistão engaxetado, cabeçotes de diafragma de teflon ou tubular Óleo lubrificante da válvula de alívio Eixo helicoidal Micrômetro de controle de capacidade Engrenagem helicoidal Manivela giratória Óleo lubrificante Esta ilustração mostra a manivela polar em curso zero e em curso completo direção à cavidade da cruzeta. Durante o curso de sucção (dirigida para trás), o lubrificante fica retido. Logo passa através da cruzeta, entra no rolamento da cruzeta e da biela através da cavidade da cruzeta até chegar finalmente ao rolamento da manivela da biela. Ao forçar o óleo através desta passagem, cada parte que se move se lubrifica durante cada ciclo completo da bomba. Para reduzir o desgaste das partes móveis e prolongar a vida do óleo, um filtro magnético limpa o óleo antes que este entre no sistema de pressurização.

14 CENTRAC Bomba Dosadora de Tecnologia de accionamento avançada ACentrac representa um novo conceito em projeto de bombas dosadoras. É a primeira inovação real em acionamento de bombas dosadoras apresentada em décadas. A Centrac foi desenvolvida através da combinação do mais alto nível de projeto de engrenagens de redução e da última tecnologia em controladores eletrônicos de variação de velocidade. As incríveis características operativas da Centrac são o resultado de um mecanismo exclusivo de controle constante do curso que depende de um controlador eletrônico especial de velocidade variável, que muda a velocidade de bombeamento do fluxo. Isto oferece uma série de vantagens. Os projetos tradicionais utilizam jogos de engrenagens helicoidais para transformar a rotação do motor em um movimento recíproco através de um mecanismo excêntrico ou semelhante. As engrenagens helicoidais são a melhor escolha quando se necessita que o mecanismo de controle incorpore um ajuste variável de comprimento do curso. Eles funcionam bem em velocidades com rotações O resultado é uma bomba dosadora que apresenta o dobro de precisão em uma relação de capacidade dez vezes maior que os projetos tradicionais. O nome Centrac mostra suas possibilidades claramente: CENT 100:1 Relação de capacidade R-responsabilidade e Confiança AC - ± 0.5% de precisão do estado inicial. Sistema Único de Engrenagem de Redução Centrac Engrenagem de acionamento do motor (18 a 1800 RPM) Mecanismo CENTRAC Scotch Yoke + + altas, devido a um protetor de óleo que está nas superfícies das engrenagens. Infelizmente, perdem esta proteção quando em baixas velocidades, o que ocasiona desgaste e aumenta as exigências de torque do motor. Isto limita a relação de capacidade das engrenagens helicoidais na proporção de 10:1. Por outro lado, a Centrac utiliza um conjunto de engrenagem helicoidal especial. Dado que não há necessidade de ajustar o comprimento do curso, o conjunto de engrenagens é muito simples. Também, as engrenagens helicoidais são conhecidas por trabalhar com nível baixo de ruido e pouca fricção. Combinado com um mecanismo básico de articulação (scotch yoke) para gerar um movimento recíproco, este conjunto de engrenagens trabalha silenciosa e eficientemente com poucas partes móveis. Todas as partes móveis estão submersas em óleo para assegurar uma longa duração. O gráfico abaixo mostra a grande vantagem do projeto Centrac em engrenagens especiais. A curva de torque (vs. engrenagens helicoidais) permite à Centrac operar a 1% da velocidade ou abaixo, sem exigir mais do, o que permite à Engrenagens e excêntricos de baixa velocidade Pistão O bloco transfere o movimento excêntrico de rotação ao movimento recíproco % Requerida de Torque do Motor % Carga Total Centrac uma relação de capacidade na proporção de 100:1. O mecanismo simples de controle também permite que Centrac possa trabalhar facilmente com duplo cabeçote numa mesma carcaça, agregando um segundo pistão e um cabeçote oposto Relação 100:1 Relação 10:1 Curva característica da Bomba com Engrenagem Helicoidal Curva Característica da CENTRAC Velocidade do Motor-RPM Torque vs. Velocidade do Motor CENTRAC e Engrenagens Helicoidais P12 Centrac é diferente dos projetos tradicionais em muitos aspectos. O aspecto mais significante é a estreita relação entre o motor e o mecanismo de controle, e como eles melhoram o funcionamento geral da bomba. Para entender melhor a Centrac é necessário conhecer estes dois conceitos e sua interdependência. Estação de Controlo do Operador ao cabeçote principal. Desta forma a capacidade da Centrac pode duplicar de forma econômica e eficaz. Controle Eletrônico Avançado de Velocidade Variável Centrac Os controladores convencionais de velocidade variável AC e DC são limitados em uma relação de capacidade variando entre 5:1 e 30:1. Isto é insuficiente para se obter vantagem das relações de capacidade de projeto de engrenagem Centrac. A nova tecnologia de motores DC sem escovas e de controladores, tem criado controladores capazes de funcionar em baixas velocidades. O controlador de velocidade variável Centrac produz uma relação de torque menor do que 1% (100:1) da velocidade máxima em RPM, enquanto mantém um controle de velocidade em estado estacionário melhor do que ± 0,1%. É o elemento perfeito para o mecanismo de acionamento da Centrac.

15 Ajuste Automático Montagem do Motor Cruzeta Alojamento do Excêntrico Superfície para Montagem do Cabeçote Configuração Duplex Opcional Engrenagem Principal Conjunto de Engrenagens do Eixo do Motor Características do controle de velocidade variável Centrac: Relação de capacidade 100:1 ± 0,1% de controle em estado estacionário comutação inteligente permite sinal de resposta preciso sem escovas (baixa manutenção) torque constante em baixas velocidades: permite um tamanho de motor mais eficiente Relação de capacidade 100:1 A flexibilidade de uma relação de capacidade de 100:1 permite que a Centrac seja utilizada onde uma ampla variedade de velocidade de dosagem é necessária. Também, proporciona um potencial de crescimento integrado, graças ao bombeamento eficaz em sistemas que requerem uma pequena quantidade da capacidade da bomba durante um breve período da partida, ou nas primeiras fases ampliação de um projeto. A Centrac proporciona tudo isso sem afetar a precisão ou o mecanismo. Capacidade de Resposta Centrac responde imediatamente às mudanças na velocidade de dosagem. Seu comprimento de curso constante não altera o equilíbrio das partes no sistema hidráulico, isto é, o volume do fluido hidráulico permanece constante. Quando o equilíbrio é alterado, como nos projetos de comprimento de curso variável, as mudanças no resultado completo da dosagem podem levar minutos ou horas. A resposta instantânea da Centrac proporciona uma operação suave em sistemas automáticos ou de circuito fechado. Também, assegura uma dosagem adequada a todo o momento nos sistemas que requerem uma tolerância de dosagem bem ajustada. Precisão A precisão da Centrac de ± 0,5% em estado estacionário sobre sua relação de capacidade total é o resultado do comprimento do curso constante e do mecanismo de controle de velocidade preciso da Centrac. Este nível de precisão proporciona uma máxima Diagrama de Conexão Motor de Accionamento P13 Painel de Controle do Motor Comando de Entrada AC economia de produtos químicos, enquanto assegura uma operação automática estável e uma qualidade de processo ótima. As características da Centrac incluem: Relação de capacidade 100:1 ± 0,5% de precisão em estado estacionário Resposta instantânea nas mudanças de dosagem Projeto simples, porém robusto e mostra confiabilidade Sinal de resposta preciso Capacidade de controle eficiente Combina com o avançado cabeçote HPD com máximo desempenho Gama de capacidade entre 0,45 GPH (mínimo) e 1100 GPH (máximo) Pressão de descarga de até 1575 psi Disponível na configuração duplex Capacidade de projeto altamente compacto que ocupa pouco espaço Controle de Operação Remota - Opcional Sinal de Controle Remoto de Velocidade (Vazão Média) Sinal de Saída de Velocidade (Vazão Média)

16 Ajuste de Capacidade As bombas dosadoras permitem ao usuário variar a capacidade segundo os requisitos de processo. Todas as bombas dosadoras Milton Roy permitem ajustes mesmo quando a bomba estiver operando. Com exceção da Centrac (veja Acionamento Centrac), as bombas Milton Roy são fornecidas com um micrômetro manual para ajustes da capacidade. Dependendo do tipo de acionamento do mecanismo e das exigências de aplicação, podem utilizar uma das várias opções de ajuste da capacidade. Micrômetro manual O micrômetro manual pode ser usado para ajustar a capacidade da bomba dosadora em qualquer ponto entre 0 e 100%. Sendo que não é diretamente proporcional ao fluxo, este ajuste calibrado pode ser usado para fixar a capacidade de bombeamento de forma precisa, com base na curva de rendimento de ± 1,0% sobre a relação de capacidade. Micrómetro Manual Atuador Eletrônico Opção disponível para: mroy A & B, MaxRoy, Milroyal B & C. O atuador eletrônico Milton Roy responde aos sinais eletrônicos do processo ou ajustes manuais remotos. Além disso, conta com um manípulo que permite ajustes manuais quando estiver sem energia elétrica. O acionador eletrônico Milton Roy se diferencia dos acionadores elétricos porque utiliza limitadores eletrônicos. Ele é construído com a tecnologia dos motores de passo magnético que permite deslocar-se precisamente para a posição sem sair da trajetória ou oscilar. Este projeto, também, alcança características de operação superiores, tais como: Ciclo de trabalho de 100% Precisão de posicionamento de ± 0,5% ou melhor Baixa manutenção Estão disponíveis centrais de controle remoto para seleção local / remota e ajuste da capacidade. Especificações: NEMA 4 (disponível à Prova de Explosão) Sinal de entrada padrão entre 4 e 20 ma Acionamento direto ou reverso Atuadores Pneumáticos Opção disponível para: mroy A & B, Milroyal B & C Os sistemas automáticos que oferecem um sinal pneumático de processo se beneficiam com o atuador pneumático Milton Roy. Um painel de controle de ar (opcional) pode ser utilizado para controle automático/manual. Especificações: Sinal pneumático de 3-15 ou 3-27psi Acionamento direto ou reverso Requer fornecimento de pressão de ar de 60 psi Sinal de saída da posição de curso entre 1 5 VDC Monofásico 50/60 Hz 115 VAC Atuador Eletrônico montado na mroy A atuador Pneumático P14

17 Modificações Diafragma Duplo com Sistema de Detecção de Ruptura As bombas de diafragma Milton Roy são à prova de vazamentos e são duráveis. Em algumas aplicações, entretanto, algumas medidas de segurança devem ser tomados para proteger a bomba de substâncias químicas corrosivas ou proteger o processo da contaminação por fluidos hidráulicos. Para este caso, a Milton Roy tem desenvolvido um sistema de detecção de rupturas de diafragma altamente confiável. O sistema consiste de dois diafragmas separados, um anel intermediário vazado e um manômetro ou interruptor de pressão. Durante a operação normal, os dois diafragmas estão fortemente apertados entre si e separados pela borda externa por meio do anel intermediário. O sistema de detecção de rupturas capta uma pressão somente quando o diafragma se rompe. O sistema não é afetado pela variação de mudança na pressão de descarga da bomba. Este sistema se encontra disponível para bombas de cabeçote metálico, mroy, maxroy, MacRoys e HPD. Além disso, conta com um projeto diferente que se baseia em mudanças sensíveis de condutividade que está, também, disponível para outros cabeçotes. Engenharia de Aplicação: Modificações Personalizadas Milton Roy oferece uma ampla variedade de bombas standard que satisfaz a maioria das aplicações. Adicionalmente, nosso departamento de Engenharia de Aplicação poderá fornecer produtos com projetos especiais. As possibilidades incluem: Cabeçotes com materiais especiais incluindo diafragmas, válvulas de controle, etc. Pistão com diâmetros especiais Modificações para altas temperaturas ou altas pressões Combinações multiplex exclusivas Assessoria em aplicações Sensores especiais, indicadores ou interfaces instrumentais Modificações especiais de acionamento ou relações de engrenagens P15

18 Componentes do Sistema da Bomba Dosadora O funcionamento apropriado do sistema da bomba dosadora depende da seleção adequada dos componentes do sistema. A Milton Roy oferece acessórios de alta qualidade para atender as necessidades de suas aplicações. 1. Válvulas de Alívio A maioria dos sistemas de tubulação requer o uso de uma válvula de alívio externa para protegê-los do excesso de pressão. As bombas com diafragma têm válvulas de alívio internas, mas, mesmo assim, as válvulas externas são ainda recomendadas. A Milton Roy fornece válvulas de alívio que combinam com as pressões de operação de todas as bombas que fabricamos. As válvulas de alívio standard estão disponíveis em aços especiais, 316 SS, Alloy 20 e PVC. 2. Válvulas de Contrapressão Para evitar que o líquido não dosado flua livremente através da bomba, os sistemas com bombas dosadoras requerem uma pressão maior na linha de descarga que na de sucção ou na linha de entrada. Quando o processo não fornece um mínimo de 25 psi acima da pressão de sucção, é necessária uma válvula de contrapressão. Válvulas de contrapressão standard se encontram disponíveis em Aço Especial, AISI 316, Alloy 20 e PVC. 3. Amortecedores de Pulsação O movimento recíproco da bomba dosadora produz um fluxo pulsante na descarga. As aplicações que requerem um fluxo contínuo podem eliminar mais de 90% das pulsações com um amortecedor de pulsação. Os amortecedores estão disponíveis para pressões de até 1000 psi. A capacidade se baseia em polegadas cúbicas / deslocamento de curso de uma determinada bomba. 4. Colunas de Calibração Todas as bombas dosadoras Milton Roy são testadas na fábrica. Uma vez instaladas, deve-se controlar periodicamente a calibração para verificar se estão operando adequadamente, especialmente depois da realização de alguma manutenção. As colunas de calibração Milton Roy proporcionam um meio econômico de assegurar a precisão de bombeamento. 5. Misturadores Mixroy Uma dosagem eficiente requer uma mistura adequada da solução que se quer bombear. Os misturadores Mixroy são unidades de acionamento direto de alta velocidade projetados para misturar fluidos de média e baixa viscosidade, e dispersar sólidos leves. P16 6. Sistemas de Alimentação através de Tanque de Produtos Químicos A Milton Roy oferece tanques (disponíveis em quase todos os tamanhos) em aço, aço inoxidável e polietileno. Também, estão disponíveis com bombas e misturadores montados, nivelados e prontos para instalação.

19 Instalação Típica Para o processo 1 Válvula de segurança 3 Amortecedor de pulsação 2 Válvula de contrapressão Válvula de esfera 4 Coluna de calibração 6 Tanque 5 Misturador Mixroy Bomba Válvula de esfera Válvula de esfera Válvula de esfera 7 Filtro Tampa do tanque Tela metálica Fiberglass Esferas Plug da tubulação Tela metálica Compartimento inferior Bucha roscada Plug da tubulação 7. Filtros / Coletores de Grumo As válvulas de controle das bombas dosadoras devem ser protegidas de partículas e de sedimentos instalando-se um filtro na linha de sucção. Quando se bombeia ácido sulfúrico concentrado é necessário instalar um coletor de grumo para reter as partículas de modo a facilitar a limpeza das válvulas de controle. Válvulas de pé e filtros estão disponíveis desde aplicações que esgotam fluidos a partir de tambores. Filtros Y também podem ser fornecidos para proteção da linha em sistemas standard. 8. Sistemas de Dosagem Química A Milton Roy oferece a família RoyPak de sistemas pré-engenheirados de dosagem de produtos químicos. A RoyPak standard conta com um controle manual e todos os acessórios para permitir uma operação adequada. A RoyPak Setpoint gradua a dosagem desde uma única entrada. A RoyPak Setpoint Plus utiliza uma linha de instrumentos que proporciona uma solução em um circuito totalmente fechado. P17

20 Outros Produtos Milton Roy Detector de Corrente de Fluxo O Detector de Corrente de Fluxo Milton Roy (SCD, em inglês) é usado para monitorar e controlar a presença de coagulantes no tratamento da água ou do desperdício dela. O SCD é um instrumento on-line, por conseguinte, tem-se a certeza da qualidade do efluente. Além do tratamento da água e do desperdício dela, o SCD é totalmente usado nas indústrias da produção de papel, do petróleo, de alimentos, de substâncias químicas e de outras indústrias, onde o controle direto de coagulantes ou de alterações químicas, resulta em benefícios. A família Milton Roy de Detectores de Corrente de Fluxo Atuadores Eletrônicos Uma ampla gama de atuadores eletrônicos, similares às utilizadas pelas bombas Milton Roy, encontram-se disponíveis para acionamento de válvulas de controle e outras aplicações que exigem precisão e confiabilidade. Estes atuadores eletrônicos avançados ultrapassam os projetos elétricos standard que utilizam a tecnologia do motor de passo. Os atuadores eletrônicos Milton Roy oferecem as seguintes vantagens: 100% de ciclo de trabalho Interruptor eletrônico de fim de curso Aproximação da posição de operação sem oscilação ou aproximação lenta Aproximações giratórias ou lineares Dispositivos AC e DC Responde a 4-20 ma, split range, sinais de processo digitais e outros, Torque máximo in-lbs (317 ft-lbs) Força de compressão máxima lbs Controladores opcionais e dispositivos de segurança P18

21 Notas P

22 Notas P

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24 201 Ivyland Road Ivyland, PA Fax: Teflon is a registered trademark of E. I. du Pont de Nemours and company or its affiliates. P