Entendendo a tecnologia de bombas a jato de água

Se você está no mercado para comprar ou substituir equipamentos de corte que incorporam bombas de jato de água, aqui estão algumas coisas para se pensar.

A bomba é o coração da máquina e o segundo custo operacional mais caro se você estiver cortando com abrasivo. Se você usar o corte apenas com água, será a maior parte do seu custo operacional. O investimento inicial no equipamento não é tão importante quanto a despesa operacional contínua. A economia inicial de 10 a 20% pode acabar custando 10 vezes esse valor nos próximos anos de operação.

Três principais tecnologias de bombas a jato de água dominam a indústria. A primeira no mercado foram as bombas intensificadoras hidráulicas inventadas pelo co-fundador da OMAX®, Dr. John Olsen, enquanto trabalhava na Flow Research Inc. na década de 1970. Vinte anos depois, a tecnologia de bomba de acionamento direto foi inventada e a corrida começou.

Em 2008, a servobomba elétrica foi desenvolvida pela Techni Waterjet Company na Austrália. A Techni Pump agora é chamada de Quantum SPT. O proprietário vendeu a empresa de máquinas e detém apenas a empresa de bombas, que se chama Quantum SPT.

Bombas Intensificadoras Hidráulicas

A primeira desenvolvida, a bomba intensificadora hidráulica, ainda é a mais popular, principalmente por ser o produto mais comum oferecido pelos construtores e integradores de máquinas; durante anos, foi a única bomba disponível para integradores de máquinas. O integrador de máquinas pode adquirir uma bomba pronta para uso e integrá-la em suas máquinas. Recentemente, algumas pequenas empresas começaram a oferecer bombas de acionamento direto para integradores, mas muito poucas foram nessa direção ainda.

O tipo de bomba tem um design muito simples. Um cilindro hidráulico com um êmbolo em cada extremidade do pistão é movido para frente e para trás com um conjunto hidráulico acionado por um motor elétrico. Cada êmbolo é empurrado através de um cilindro que abriga válvulas de retenção de entrada e saída de água. Enquanto um êmbolo/cilindro força a água para fora da válvula de retenção, o outro puxa a água para dentro do cilindro. O processo é repetido quando o cilindro hidráulico inverte a direção.

A água é coletada das duas linhas de saída e se acumula em um atenuador. O atenuador armazena energia na água comprimida e expele parte da água armazenada enquanto os êmbolos invertem no final de cada curso. Isso resulta em um sinal de pressão mais suave e impacto reduzido em conexões e componentes de alta pressão. A maioria das bombas intensificadoras hidráulicas opera em torno de 60 a 100 golpes por minuto.

Bombas de acionamento direto

A bomba de acionamento direto é acionada por um motor elétrico com uma correia dentada a um virabrequim. A manivela aciona três êmbolos em cilindros. Cada combinação de êmbolo/cilindro tem uma válvula de retenção que permite a entrada de água no cilindro no golpe de retorno do êmbolo e força a saída da água para as linhas de alta pressão. As três linhas de alta pressão alimentam um acumulador para reduzir o efeito pulsante da fusão dessas linhas.

As bombas de acionamento direto funcionam a cerca de 1.400 SPM e, portanto, não têm a melhor reputação quanto à vida útil da vedação.

Bombas servo elétricas

A servobomba elétrica é como um intensificador hidráulico, já que move para frente e para trás a apenas 60 a 100 SPM, produzindo desgaste relativamente baixo nas vedações e gerando água em cada extremidade da unidade.

As duas principais diferenças entre as tecnologias é que a servobomba elétrica é 90% eficiente porque usa um servomotor elétrico em vez de um sistema hidráulico que move os êmbolos com 60 a 65% de eficiência. Além disso, a servobomba elétrica quase não extrai energia quando o bocal está fechado, enquanto o intensificador hidráulico continua a operar sua unidade hidráulica usando 50 por cento de energia.

Uso elétrico

Os três tipos de bombas usam eletricidade de maneira diferente.

Uma bomba intensificadora hidráulica usa mais eletricidade para gerar o mesmo fluxo de água que as outras duas tecnologias devido à eficiência de apenas 60 a 65 por cento do sistema hidráulico. Uma bomba de 50 HP empurra aproximadamente a mesma quantidade de água que uma bomba de acionamento direto de 40 HP ou uma servobomba elétrica de 30 kW. As bombas intensificadoras hidráulicas usam cerca de 50 por cento da energia quando inativas ao atravessar ou carregar/descarregar a mesa. Portanto, você está pagando pela eletricidade durante todo o tempo em que a bomba está ligada, pois a bomba circula o óleo hidráulico para mantê-lo resfriado.