ATLAS COPCO MANUAL DO VÁCUO. 1ª edição outubro de 2016

ATLAS COPCO

MANUAL DO VÁCUO

MANUAL DO VÁCUO

1ª edição

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Andre Vinicius Barros

Atlas Copco Vacuum Solutions Division andre.vinicius@br.atlascopco.com

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 6

1.1 Soluções de Vácuo da Atlas Copco 7

2 BOMBAS DE VÁCUO: CONCEITOS INICIAS 10

2.1 Sistemas de vácuo 11

2.2 Checklist de dimensionamento de vácuo 21

3 ECONOMIA E INSTALAÇÃO 24

3.1 Vácuo centralizado; múltiplos benefícios 25 3.2 Custo do ciclo de vida de uma bomba de vácuo 26 3.3 Benefícios do GHS350-1900VSD+ 29 3.4 Benefícios do VSD+ 31 3.5 Perdas de pressão 33 3.6 Vazamentos 40 3.7 Dicas de instalação 43 3.8 Meio ambiente 48

3.9 ENERGY RECOVERY para vácuo 50 3.10 Proteção necessária na entrada da bomba 51

4 TIPO DE BOMBAS DE VÁCUO 62

4.1 Comparativo entre bombas 66 4.2 Projeto de um ejetor de vácuo 80 4.3 Sistema completo de um ejetor 81

4.4 Perguntas frequentes 82

5 APLICAÇÕES E SOLUÇÕES ATLAS COPCO 86

5.1 Soluções Atlas Copco em vácuo – Produtos 102 5.2 GVS 20-300 (Palheta lubrificada) 106 5.3 GXS 160-750 (Parafuso isento) 107 5.4 DZS 065 – DZS 300 (Garra isenta de óleo) 108 5.5 GVD Range (Palheta dois estágios) 109 5.6 ZRS Range (Booster de vácuo) 110 5.7 Booster & Backing - estágios 112

5.8 Anel líquido 114

1. INTRODUÇÃO

Este manual é elaborado por alguns dos mais renomados engenheiros em tecnologia do vácuo. Os esforços desses pro-fissionais em dividir esse conhecimento colaboram com os avanços tecnológicos que favorecem empresas e indústrias inteiras que dependem do vácuo em todo o mundo.

1.1 Soluções de Vácuo da Atlas Copco

A Atlas Copco não é só um líder mundial em tecnologia de ar comprimido. Nós também oferecemos soluções confiáveis de vácuo para a indústria.

Quando se trata do fornecimento de vácuo para seus processos críticos, você não pode se arriscar. Quer suas atividades sejam em impressão, plásticos, embalagem, marcenaria, envasamento em garrafas, latas ou indústrias afins, é essencial eliminar o risco. A Atlas Copco é conhecida por sua gama de equipamentos de ar comprimido e soluções a vácuo, criada especialmente para aplicações que requerem a criação de vácuo consistente e eficiente.

Um pouco da Atlas Copco:

• Mais de 140 anos de experiência na indústria

• Mais de 100 anos de Edwards e 165 de Leybold em termos de concepção de bombas de vácuo, ambas pertecentes ao grupo Atlas Copco Vacuum Technique

• Pioneira na criação do elemento de parafuso em 1958

• Pioneira na criação da tecnologia inversor de frequência em 1994 • Fábrica no Brasil há mais de 60 anos

• Mais de 200 técnicos Atlas Copco no Brasil especilizados em vácuo os mesmos de compressores

• Mais 40 distribuidores autorizados em vácuo em todo território nacional

• Oferece curso de capacitação para clientes na linha de vácuo • Confiabilidade na produção de equipamentos: ISO9001, ISO14001 e

2. BOMBAS DE VÁCUO:

CONCEITOS INICIAS

2.1 Sistemas de vácuo

1. Vácuo:

• Dicionário: Adjetivo 1. que nada contém; absolutamente vazio, oco;

• Física: Um espaço fechado, no qual, todo, ou a maior parte do ar ou gás foi retirado.

• Em termos gerais o vácuo é qualquer pressão em um sistema que está "abaixo" da pressão atmosférica. Ou seja, abaixo de 1000mbar abs.

VACUUM

PRESSURE

1 bar (a) 1000 mbar

p

• 1 atm = 1,01325 × 105 Pa (Pascal) • 1 atm = 1013,25 hPa (Hectopascal)

• 1 atm = 1,033 kgf/cm² (Quilograma-força por centímetro quadrado) • 1 atm = 1,01325 bar

• 1 atm = 14,6959487755 psi (libra por polegada quadrada) • 1 atm = 760 mmHg (milímetro de mercúrio)

• 1 atm = 29,92126 polHg (polegada de mercúrio)

• 1 atm = 10,1797339656 mca (metro de coluna de água - mH20)

2. Níveis de pressão:

• Pressão Atmosférica: Pressão atmosférica é a pressão exercida pela camada de moléculas de ar sobre a superfície.

• Pressão absoluta : É a pressão em que o valor " 0 " corresponde ao " vácuo absoluto ". O valor vácuo absoluto é utilizada nos cálculos.

• Pressão relativa: o valor de vácuo, que é a partir da pressão atmosférica.

No vácuo o que define a bomba de vácuo é a pressão, e devemos entender qual é a pressão, com isso teremos a aplicação.

4 tipos de vácuo, divisão por pressão:

Primário

1013 mbar(a) – 1mbar(a) 1 mbar(a) – 10Médio Vácuo-3 _mbar(a)

Alto vácuo

10-3 _{mbar(a) - 10}-7 _{mbar(a) 10}-7 _{mbar(a) - 10}Ultra Vácuo-8 _mbar(a)

27 bilhões de moléculas

por cm³ 27 milhões de móleculas por cm³

Vácuo absoluto vs. efetivo

Indicação no aparelho:

• 0 até -29,9"Hg =

• 0 até -1 bar = 1000mbar

• 0 até -760mmHg

0

-0,2

-0,4

-0,5

-0,6

-0,8

-1

BAR EF. Fórmula da física

Pressão Absoluta = Pressão Vacuômetro + Pressão Atmosférica

Vacuometro Absoluta

0mbar 1000mbar ATM

-250mbar 750mbar

-500mbar 500mbar

-750mbar 250mbar

-0,6 bar(ef) + 1 bar (atm) = Absoluto = 0,4bar (abs.) -0,8 bar(ef) + 1 bar (atm) = Absoluto = 0,2bar (abs.)

Pressão Absoluta = 760mmHg (máximo atm) -530mmHg = 760 – 530 = 230mmHg = 306mbar absoluto

0

-0,2

-0,4

-0,5

-0,6

-0,8

-1

BAR EF.

0

-0,2

-0,4

-0,5

-0,6

-0,8

-1

BAR EF.

Se abrir a válvula, qual será a pressão de equalização na câmara? Peq VT = P1V1 + P2V2 Peq = (P1V1 + P2V2) / VT = (100*1000 + 50* 10)/(100+50)= 670mbar(a)

2 Câmaras a vácuo

Câmara 02 V = 50 l P = 10 mbar Câmara 01 V = 100 l P = 1000 mbar

As variações de temperatura sobre os materiais de construção da câmara de vácuo, podem desencadear dilatações, tensões, fissuras, degaseificação e outros problemas que normalmente comprometerão a qualidade e a duração do vácuo desejado.

Qual tempo que um câmara de 1m³ ("V") e uma vazão (S)

= 150m³/hr, levará para sair da atmosfera na pressão de

100mbar abs.

Fórmula de tempo x vazão

t = 2.3

V

log

₁₀

S

P

₁

P

₂

Volume de camara de 1m³ e vazão (S) = 150m³/hr P1 P2 = 1000mbar(a)-100mbar(a) : 150 m³/h

P1 = Pressão ATM e P2 = Pressão necessária

Para centralização de vácuo, devemos calcular o diâmetro da tubulação.

Para 200mbar absoluto, a velocidade no tubo recomendada é de 30m/ segundos (consultar Atlas Copco). Vazão de 1000m³/hr = 0,028m³/s Com isso colocamos na fórmula

Velocidade do tubo (m/s) = vazão (m3/s) / Área (m2). 30 =0,28 / Área (m2).

Área (m2) = 0,0093

E depois, Área = Pi x Diametro²/ 4 0,0093 = 3,14 x Diametro² /4 Diâmetro = 0,1metro = 100mm

Tubulação de Alumínio de Vácuo Isso sem contar que é

necessário colocar uma tubulação, e dependendo da largura, aumenta a perda de carga.

Fórmula para calcular diâmetro da tubulação

2.2 Check list de dimensionamento de vácuo

1. Tipo de aplicação / A bomba de vácuo suga:

• Gases? Corrosivos ou Não?

• Poeiras? Sujeira ? Tamanho da partícula?

• Água? Líquidos? Óleos? Quantidade?

• Vapor de água?

• Ar quente? Qual temperatura?

• Bactérias? Vírus? 2. Nível de vácuo:

• 1000 a 800mbar?

• 800 a 400mbar?

• 400 a 1mbar?

• < 1 mbar (Alto vácuo)?

Abaixo perguntas para um sucesso de vendas na linha de bombas de vácuo: Pressão de vácuo mbar abs. 1000-800 Canal lateral 800-400 Claw/DZS 400-1 GHS/GVS < 1 GVD/GLS/ZRS/GXS

3. Velocidade de bombeamento:

• Vazão?

4. Instalação:

• Sistema centralizado?

• Distância entre a bomba e o processo? • Reservatório? Camara?

• Inversor? Transdutor?

5. Outros detalhes:

• Valor kwh?

• Horas de funcionamento? • Valor estimado de manutenção? • Horas gastas com manutenção?

17,2 x quantidade de furos = 6 mm 400 mBar

Furo Calibrado

mbar abs pol mm 102 135 203 237 305 339 406 440 500-1000 3/64 1,2 0,22 0,246 0,291 0,312 0,344 0,352 0,366 0,37 0,4 1/16 1,6 0,386 0,439 0,523 0,559 0,615 0,633 0,658 0,661 0,7 5/64 2,0 0,62 0,701 0,831 0,873 0,95 0,978 1,02 1,03 1,0 3/32 2,4 0,881 1,01 1,2 1,26 1,38 1,41 1,48 1,5 1,5 1/8 3,2 1,6 1,84 2,18 2,3 2,48 2,55 2,65 2,67 2,7 9/64 3,6 2,01 2,3 2,72 2,86 3,09 3,18 3,31 3,36 3,4 5/32 4,0 2,47 2,81 3,31 3,5 3,81 3,93 4,1 4,16 4,2 1/4 6,4 5,89 6,8 8,15 8,66 9,4 9,72 10,24 10,46 10,8 3/8 9,5 12,59 14,46 17,26 18,3 20,2 20,9 22,45 23,18 24,4 1/2 12,7 23,3 26,42 30,93 32,78 36,21 37,61 39,94 40,82 43,4 3/4 19,1 53,9 61,14 72,05 76,66 83,77 86,63 91,56 93,28 97,9 1 25,4 95,83 108,69 128,09 136,28 148,92 154,01 162,77 165,83 174,1 1 1/2 38,1 215,61 244,55 288,21 306,63 335,08 346,52 366,22 373,12 391,7 2 50,8 383,3 434,76 512,38 545,12 595,69 616,04 651,06 663,32 696,3 2 1/2 63,5 598,91 679,31 800,59 851,75 930,77 962,57 1017,28 1036,44 1088,0 3 76,2 862,44 978,2 1152,85 1226,52 1340,3 1386,1 1464,89 1492,48 1566,7 3 1/2 88,9 1173,87 1331,44 1569,16 1669,44 1824,3 1886,63 1993,88 2031,43 2132,5 4 101,6 1533,22 1739,03 2049,52 2180,49 2382,76 2464,17 2604,25 2653,3 2785,3 Unidades de vazão em Scfm

3. ECONOMIA E

INSTALAÇÃO

3.1 Vácuo centralizado: múltiplos benefícios

Bombas de vácuo espalhadas pela fábrica e bombas de vácuo vindas junto com os maquinários podem ser removidas e criada uma central de vácuo.

Exemplos disso são máquinas gráficas, máquinas de embalar alimentos, CNCs e diversas máquinas produzidas por OEMs.

Sistemas de vácuo centralizado fornecem benefícios como :

• Economia de energia de até 75% em comparação com descentralizada • Eliminação de picos de partida de inúmeras bombas

• Economia em espaço e higiene em seu ambiente de trabalho • Menos ruído em sua área de produção

• Eliminação do calor em sua área de produção, sem necessidade de sistema de ar condicionado para remoção do ar quente, economia de energia

• Manutenção mais rápida e fácil, comparável a compressores de parafuso • Central de monitoramento remoto disponível a qualquer hora através da

Internet

• Sistemas de recuperação de calor , permitindo a recuperação de 85 % da energia consumida

Vacuum system

Vacuum pump

3.2 Custo do ciclo de vida de uma bomba de vácuo

Em um período de trabalho de aproximadamente dez anos, o custo de propriedade de um sistema de vácuo terá respeitado as seguintes proporções aproximadas:

* Considerado uma vazão de vácuo de 350m3/h, uma pressão de 100mbar abs, e 24/7/52.

Custo do Ciclo de vida em 10 anos

Parafuso GHS VSD - R$ 284,144 28% 21% 51% Investimento Manutenção 10 anos Energia elétrica

Gasto com água

PALHETA - R$ 690,314 73% 20% 7% ANEL LÍQUIDO - R$ 2.607,467 71% 3% 1% 25%

Nesse período, esse sistema poderá ter operado continuamente por até 80 mil horas. A título de comparação, um automóvel, nesses mesmos dez anos, não terá rodado mais do que 10 mil horas, em média.

Energia elétrica;

Manutenção;

Aquisição;

E em casos de anel líquido o consumo de água.

O custo de ciclo de vida tem como principais fontes:

Pensando nisso a Atlas Copco desenvolveu a bomba de parafuso com inversor de frequência a “GHS350-1900VSD+”.

Muitas vezes os clientes acabam olhando apenas para o custo de aquisi-ção, e não se atentam aos verdadeiros vilões que são a energia elétrica e o custo de manutenção.

Sendo uma aplicação de uso geral em diversas indústrias, bombas de vácuo são altamente beneficiados por projetos de eficiência ener-gética quando se colocam parafuso com inversor de frequência (GHS Atlas Copco) comparando com outras tecnologias, podendo apresentar diminuição de até 50% no consumo de energia elétrica, trazendo tam-bém uniformidade de pressão na rede e redução do desgaste mecânico e comparando também os gastos com manutenção, comparando com palhetas, ficam com 16 vezes menos intervenções e custo menor de que 67% em manutenção.

Economia no custo do ciclo de vida de GHS* contra outras

tecnologias:

• Menores níveis de manutenção e intervenção

• Economias de até 50% de energia elétrica

• Uniformidade da pressão na rede de vácuo

• Menor desgaste das partes mecânicas

Mais de 70% DO DINHEIRO GASTO COM sua bomba de vácuo CORRESPONDEM À ENERGIA ELÉTRICA.

VOCÊ SABIA?

3.3 Benefícios do GHS350-1900VSD+

• Alta eficiência: parafuso Atlas Copco VSD

• Centralização de rodízio

• Uma pressão estável e Elektronikon MK5 Graphic sistema de monitoramento.

• Fácil manutenção: idem compressores

• Baixo custo de manutenção

• Longa duração de componentes

• Ambiente limpo, sem água, ou contaminação

• Baixo nível de ruído

Sistema de monitoramento

Exemplo de uma bomba de 17,4kW (máximo) e 8kw

(proporcional)

De acordo com o exemplo acima a economia comprovada

pelo módulo Elektronikon MK5 Graphic, foi de 54%.

VALORES ATUAIS Fluxo Atua l _{149.33 Vs} 17.4 kw POTÊNCIA ATUAL POUPANÇA DE ENERGIA _{240 kwh} VALORES ATUAIS Fluxo Atua l _{70.10 Vs} 8.0 kw POTÊNCIA ATUAL POUPANÇA DE ENERGIA _{240 kwh}

3.4 Benefícios do VSD+

Em fábricas, 92% das vezes a demanda de vácuo é variável.

Perfil 1

Perfil 2

Perfil 3

64% das empresas Baixa demanda à noite e alta de dia 28% das empresas Demanda sempre irregular 8% das empresas Sem operação de fim de semana, consumo controlado

Energia

Economia de energia com VSD+

Manutenção Investimento

Necessidade de ar Consumo de energia

Tempo Necessidade de ar Consumo de energia Carga e alívio a velocidade fixa Necessidade de ar Necessidade de ar Consumo de energia do GA VSD+ Consumo de energia Tempo Necessidade de vácuo Necessidade de vácuo Consumo de energia Consumo de energia Necessidade de vácuo Necessidade de vácuo Consumo de energia da GHS VSD+

3.5 Perdas de pressão

Quase todo mundo que faz alguma coisa na indústria usa ar comprimi-do. O vácuo também é muito utilizado na indústria, mas é um pouco diferente do ar. O erro vem quando eles assumem que você pode aplicar os mesmos princípios para um sistema de vácuo-1bar (g) como você faz para um sistema de ar comprimido 7 bar (g).

Para o dimensionamento de tubulções de vácuo, devemos ter uma tubu-lação maior do que de ar comprimido, como visto acima, - 1bar (Vácuo), + 7bar (ar comprimido). Sistemas de ar comprimido, muitas vezes têm reguladores de pressão locais para o usuário, por exemplo ar é entregue a 7 bar (g) e ‘desce’ para, 4bar (g). Assim, dado que temos de cair 3 bar de pressão, isso realmente não importa se você tem uma queda de pres-são na tubulação de 1 bar (não importa neste caso para o sistema em si, mas há uma perda de cerca de 7% em energia para cada bar a mais que é perdido) para além das implicações no custo do ciclo de vida dos clientes. Mas 1 bar no sistema de vácuo, é a bombas inteira! Queda de pressão em sistemas de vácuo pode matar o processo.

1 bar é a bomba inteira!

VACCUM PUMP

400mbar abs

100mbar abs

Perda de carga

Abaixo está o cálculo para perda de carga, considerando 100metros de tubulação (PVC) e 800m³/h.

Perda de carga (mbar) = densidade ar (kg/m3) x comprimento tubo (m) x fricção do tubo x velocidade² (m/s)²/ 2 x Diametro (m)

Perda de carga (mbar) = 0,1131 x 100metros x 0,00011 x 28,3² / 2x (100/1000) = 4,9mbar

A Atlas Copco poderá ajudar nesse dimensionamento. Jeito incorreto de instalação de vácuo:

Bomba de vácuo

Ponto de uso

A perda máxima recomendada para um sistema de vácuo deve ser não mais do que 10% do nível de vácuo operacional.

VOCÊ SABIA?

Perda de carga

Jeito correto de instalação de vácuo (Anel):

Bomba de vácuo

Vários Pontos de uso Delta P = 10% x 400 = 40mbar

VACCUM PUMP

440mbar abs

Orientações para os sistemas industriais de Vácuo:

1. Ao selecionar válvulas para fins de isolamento da bomba, evitar válvulas de furo reduzido. As válvulas de diafragma também devem ser evitada.

2. Procure utilizar o menor comprimento de tubulação possível.

3. Otimize o tamanho do tubo, tamanhos de tubos para o vácuo são sempre "bem" maiores do que você pode usar para um sistema de ar comprimido.

4. Use curvas de raio longo, evitar quando possível, curvas e outros caminhos longos e desnecessários na rede.

5. Use filtros de alta eficiência e destinados para vácuo.

6. Utilizar tecnologias com maior eficiência, dependendo da aplicação;

7. Produzir o vácuo a uma pressão de set point (ajuste), uma vez que os consumos energéticos aumentam quase proporcionalmente com a pressão.

8. Escolher uma bomba de vácuo corretamente dimensionada para as necessidades do processo.

9. Garantir que o ar aspirado pela bomba seja limpo e frio.

10. A eliminação de todos os vazamentos é imprescindível para a redução do consumo energético.

11. Evitar diâmetros de tubulação pequenos, sempre ser maior que a saída da bomba de vácuo que além de garantir menores perdas de carga, permite também, fazer face a um eventual aumento de consumo de ar na instalação.

12. Instalar, preferencialmente, uma rede de distribuição de vácuo com desenvolvimento em anel; esta solução, contrariamente à rede simples, permite repartir a vazão por diversos trechos, resultando em menores velocidades médias de escoamento (e, consequentemente, em menores perdas de carga).

13. Verificar regularmente, o correto funcionamento dos equipamentos a vácuo, e cumprir os prazos de manutenção recomendados.

14. Regular a pressão de trabalho em função da utilização; o recurso a eventuais válvulas redutoras de pressão, localizadas junto dos utilizadores, traduz-se sempre por uma economia de energia, e na melhoria na segurança de manuseamento.

Ajuste de pressão

BANDA DE PRESSÃO

O uso da cascata implica na elevação desnecessária da pressão de operação média das bombas de vácuo. Sempre utilizar um sequênciador ESv para o vácuo, ele reduzirá automáticamente a banda de pressão do vácuo. O DP será minimizado, garantindo economia de energia elétrica!

Pmáx

1000 900 500 300 200 10

Pmáx

Pmáx

Pmín

Pmín

Pmín

Pressão (mbar)

Cada 1 bar de pressão reduzida resulta em:

• Economia de 7% de energia

• Redução de perda por vazamentos em 13% (as instalações perdem em média 20% com vazamentos)

VOCÊ SABIA?

Redução da banda de pressão

Para o vácuo, será a mesma linha de raciocínio e economizamos:

900mbar – 100mbar = 800mbar / 1000mbar = 0,8

0,8 x 7% = 5,6% do total de 130 kW x 6.000 h/anos =

780.000kWh x R$ 0,61 x 5,6% = R$ 26.644 / ano de economia

Em resumo: Porque o impacto de uma instalação de vácuo tem um

efeito muito maior sobre o desempenho de uma bomba de vácuo em comparação com uma instalação de um sistema de ar compri-mido? Instalações de vácuo são um pouco mais especializadas, não necessariamente complexa, certamente não é algo do outro mundo, mas definitivamente diferente. O custo da instalação de uma central de vácuo em termos percentuais é maior do que uma instalação comparável em sistemas de ar comprimido.

8 bar 7 bar

900 mbar(a)

Atmosfera 1bar(a) - 1000mabar(a)

Em compressor a cada 1 bar a menos economiza = 7% de energia

3.6 Vazamentos

O cliente muitas vezes acredita realmente que ele não tem quaisquer vazamentos... realmente? Uma armadilha é acreditar que você tem um sistema de vácuo à prova de vazamento. Você pode ser o melhor de-signer do mundo e usar um especialista para instalação de vácuo, mas você terá alguns vazamentos, sim!

Se um cliente está convencido de que ele não tem vazamentos você precisa convencê-lo a realizar testes nas tubulações ou instalar válvulas para selar consumos de vácuo. Vazamentos de vácuo podem custar uma quantidade fantástica de dinheiro apenas para compensá-los, an-tes mesmo de começar a produzir vácuo para o processo.

“Um furo de diâmetro de um milímetro em um tubo de vácuo com uma pressão de 1mbar exigiria 500m3/hr apenas para superar o vazamento. Isso é um tubo de 3”... de um de motor 15KW ... um grande desperdício de dinheiro. 15kW x 8.736h/ano x R$0,61kwh = 1000 mbar(a) 1 mbar(a) _x1000 1000 mbar(a) x 8 7 bar(e) => 8 bar(a)

Em um sistema de ar comprimido, um vazamento de ar está fora para o ambiente. Em um sistema de vácuo, um vazamento é para o sistema. Ou seja, teremos toda a atmofera querendo entrar no pequeno buraco!

VOCÊ SABIA?

Instalações com mais de 5 anos, perdem, em média, 20% do volume de vácuo consumido através de vazamentos.

Aumento de consumo

Corroção

COMPENSANDO PERDA DE 1 MBAR DE PRESSÃO 7 MBAR (ENTRADA)

Perda de vazão ₌ 550 . = _{78.6 m}3_{/hr = 14,29 %}

Certamente bom o suficiente para embalagens de alimentos e farmacêu-tica, mas nem de longe suficientemente bom para uma planta de fabrica-ção de semicondutores ou tratamento térmico de metais para a indústria aeroespacial. Isso nos leva a recomendar que o que é aceitável para uma aplicação não é necessariamente aceitável para outra, tudo depende do que você está fazendo, e em que nível de vácuo você pretende trabalhar.

Vazamento através de diferentes orifícios x custo energético

Diâmetro do oríficio

de vazamento (‘‘) 1/8”(3mm) 1/4”(6mm) 3/4”(20mm) 1”(25mm) m3/h vazamento 5,1 19 164,9 298 R$/ano R$ 2.097 R$ 7.338 R$ 25.684 R$ 46.126 Considerado; P=400mbar (abs) = 8.736h/ano, 1.0kWh = R$0,60

Perda de Pressão - Vazamentos causam perda de pres-são ao longo da rede de vácuo

Contaminação - A presença de vazamentos promove a formação de condensado na rede. Este causa corrosão interna da tubulação e pode danificar máquinas e até mesmo o produto.

Um vácuo de 1 mbar é um nível de vácuo bem elevado.

VOCÊ SABIA?

3.7 Dicas de instalação

Sempre devemos colocar a bomba de vácuo em um lugar adequado. Há sempre questões de saúde e seguran-ça (como o ruído, os resíduos temperaturas, superfície, etc), mas você também precisa garantir que a situação ideal seja alcançada.

Dicas para instalação:

• Bombas de vácuo devem possuir boa ventilação – em um lugar não muito quente, nem muito frio.

• As bombas de vácuo recomendam-se ser localizada acima do processo.

• Serem mantidas limpas - (água e ar limpos).

• Pense cuidadosamente sobre a instalação: tubulações e válvulas - melhor ainda, posicionar a bomba o mais próximo possível ao ponto de consumo.

• Evitar oscilações de tensão na rede.

• Instalar sistema de proteção elétrica nas bombas de vácuo.

• Colocar, se possível instrumentação para ligar e desligar as bombas e vacuometros para indicação da pressão de trabalho.

+3oC

Elevação da tempera-tura do ar ambiente na admissão do da bomba de vácuo

+1%

Elevação do consumo de energia elétrica da bomba de vácuo.

A linha de parafuso GHS é projetada com dutos internos que já separam a parte quente da parte fria, e apenas co-locando um duto simples no caminho do ar quente retiramos o calor da sala.

Fria Quente

Temperatura de admissão do ar

A elevação da temperatura ambiente diminui a densidade do ar, provocando uma redução da massa aspirada pela bombas de vácuo. Em consequência, a eficência da bomba de vácuo fica comprometida.

Fórmula da ventilação em bombas de vácuo

qv = Pv

1.21 x ∆T

qv = quantidade de ar ventilado (m³/s) - ventilador Pv = Potência da bomba total (kW)

∆T = Temperatura aumentada na sala (°C)

ESV: Solução de controle central

ESV SISTEMA DE RODÍZIO ES4iv ES6iv ES6v ES16v

GHS VSD+ 4 6 6 16

Possibilidade de ligar/desligar

máquinas concorrentes? - - 5 14

Transdutor de pressão Sim Sim Sim Sim

Monitoramento remoto Option Option Sim Sim

Múltiplos VSD Sim Sim Sim Sim

Prioridades de gerenciamento Sim Sim Sim Sim

Equalizador de horas Sim Sim Sim Sim

Os controladores centrais ESv da Atlas Copco permitem que você monitore e controle várias bombas de vácuo ao mesmo tempo, além de bombas dos concorrentes. Um controlador ESv consiste em um ponto central de controle para toda a sua rede de vácuo, garantindo que todas as bombas forneçam desempenho ideal para o seu processo. O resultado é uma rede de vácuo totalmente confiável e com baixo consumo de energia, proporcionando a você tranquilidade e mantendo os seus custos num nivel mínimo. Uma rede de vácuo gerenciada de forma correta irá economizar energia, reduzir a manutenção, reduzir o tempo de inatividade, aumentar a produção e melhorar a qualidade do produto final.

Benefícios ao cliente

Maior estabilidade do processo

Os controladores centrais ESv mantêm sua rede funcionando dentro de uma faixa estreita de pressão pré-definida. Isso aumenta a estabilidade do processo e otimiza o consumo geral de energia.

Otimização da bomba

Com o ESv, as bombas VSD são mantidos na zona ótima, próximos ao ponto ótimo.

Máximo tempo de atividade

Com o ESv, as suas máquinas mais eficientes e mais econômicas são

priorizadas para reduzir o tempo de inatividade e corresponder aos requisitos da carga de trabalho.

Redução dos custos de energia

A maioria dos processos de produção exigem diferentes níveis de demanda em diferentes períodos. Os controladores centrais ESv garantem que sua rede de vácuo corresponda exatamente às suas necessidades. O ESv permite que você crie manual ou automaticamente duas faixas diferentes de pressão para otimizar o uso de energia em períodos diferentes, reduzindo drasticamente os custos nos períodos de pouca utilização. Como vimos acima podemos considerar que uma redução da pressão de trabalho de 1 bar irá gerar 7% de economia em eletricidade.

Rodízio

O ESV garante que as horas de trabalho sejam iguais em todas as máquinas no mesmo grupo. Isso reduz drasticamente os custos de manutenção porque todas as máquinas podem receber manutenção na mesma visita.

Máquina dos concorrentes

Se o cliente já possui uma central com bombas da concorrência, o nosso ESv poderá controlar as mesmas, e nosso VSD será o mestre, buscando a economia máxima. Fluxograma Processo Transdutor CAN Bombas de vácuo Sistema ESv

3.8 Meio ambiente

Sempre em linha com o lema Produtividade Sustentável, a Atlas pesqui-sa e desenvolve com foco em melhorar a eficiência de seus clientes e reduzir seu consumo de energia.

Exemplo com uma bomba de vácuo de 90kW

24horas por dia x 7 dias na semana x 52 sema-nas por ano = 8.736horas por ano

90kW x 8.736h/ano = 786.240kWh em 1 ano Calcule sua emissão anual de Gases de Efeito Estufa (CO2, equivalente)

1 kWh = 0,581 kg CO2

786.240kWh x 0,581 kg CO2 = 457 ton de CO2

Número de árvores nativas de Mata Atlântica necessárias à compensação das emissões

1 tonelada de CO2 = 0,48 árvore 457x 0,48 = 216 árvores

Para um parque de 90kw de bomba de vácuo, qual a emis-são de CO2 e quantas árvores devemos plantar?

3.9 ENERGY RECOVERY para vácuo

O calor reaproveitado no processo de descompressão do ar, por meio de sistemas de recuperação de energia, pode ser utilizado de diferentes formas pelas indústrias. As aplicações variam de acordo com o seg-mento.

Se por um lado o vapor tem como vantagem a capacidade elevada de transportar calor de forma segura, por não ser inflamável, por outro o reaproveitamento de energia através da água quente costuma ser eficaz na economia com combustível térmico, ou seja, aquele que é utilizado para aquecimento. Assim, a água aquecida pelo calor da bomba de parafuso pode chegar a uma temperatura de até 90°C e ser usada de diversas maneiras. As indústrias, de maneira geral, demandam água quente em diferentes situações: em caldeiras, no pré-aquecimento de moldes, no processo produtivo em geral, além de ser possível utiliza-lá em cozinhas, chuveiros, etc.

• Poderá recuperar até 85% da potência consumida

• Ajudando a recuperar energia colobora com o meio ambiente ISO 50001/14001

3.10 Proteção necessária na entrada da bomba

Verifique que sua proteção será manter a bomba em segurança e aumentar a vída útil da mesma. A bomba de vácuo, suga tudo para dentro dela, em oposição ao compressor que empurra. No compressor o "processo" será prejudicado pelas sujeiras/líquidos, já no caso da bomba, a própria será danificada!

Os exemplos de “impurezas” que podem ser sugadas incluem:

• Escória de solda a ser puxada através de bombas de vácuo.

• Tubulação que está cheia de água após teste hidrostático, sendo

evacuados e os conteúdos que passam através de uma bomba de vácuo. Veja outras dicas:

• Na entrada colocar telas de comissionamento e / ou filtros.

• Separadores de líquido ou sólido na entrada da bomba.

• Sistema Anti-vibração e conexões flexíveis na tubulação.

A. Filtros de vácuo admissão

Estão inclusos nas bombas de parafuso e palheta será opcional. Filtros previnem que a bomba de vácuo danifique-se prolongando sua vida útil, e prevenindo que a bomba pare por falhas.

B. Filtros de proteção (poliéster)

Inlet C A B D E Outlet Tipos de aplicações: • Sistemas de transporte pneumático • Manuseio de cinzas • Indústria alimentícia • Processamento de papel • Processamento de vidro &

cerâmica • Tratamento de efluentes • Marcenarias • Fábrica de cimento • Fabricação de envelopes • Indústria farmacêutica • Processamento químico

Filtro tipo spin, é combinado com o filtro de poliéster, a filtração que tem muita quantidade de pó, é separado através de força centrifuga do ar.

Filtro spin+poliéster em aplicação de muita poeira

C. Filtros de proteção (spin-poliéster)

D. Separador de óleo e líquidos e Filtro do ar

O vácuo precisa de um separador de líquidos que mantenha o vácuo, proteja a bomba, economize espaço e garanta alta eficiência em separação e filtragem.

O Separador possui duas funções: duas funções combinadas em uma (Separador de Líquidos e Filtro de Ar).

Como o separador remove líquidos e partículas

• O ar, com líquidos potencialmente prejudiciais e partículas, entra no separador de alta eficiência e é separado por um mecanismo de defletores associado a mudanças direcionais do fluxo de ar

• As partículas maiores e o líquido caem para a câmara inferior de alta capacidade de retenção

• A câmara inferior possui boa capacidade de acumulo de líquidos/lodo associada a uma base removível para facilitar a limpeza

• A etapa final possui um elemento substituível, com eficiência de 99%, para que o ar seja filtrado antes que chegue a bomba de vácuo

Bomba de vácuo Separador S

Processo Bomba de vácuo Separador L

Processo

D. Separador de óleo e líquidos e Filtro do ar

Separador conjugado para processo de secagem

Separadores de líquidos ou de sujeira. LRS = perfil "L" entre entrada e saída com demister interno.

SRS = perfil "S" entre entrada e saída com demister interno.

Para drenagem , é necessário colocar uma bomba de água ou um sistema de lógica para retirar a água acumulada sem desligar o vácuo.

E. Bloqueador de água: proteção da bomba

Função de proteger a bomba de

vácuo da entrada de água. Possui uma esfera interna para proteção.

O ar com líquido potencialmen-te perigoso e partículas grandes entra no bloqueador e é separado por um mecanismo de defletores que alteram a direção do fluxo As partículas maiores e os líquidos descem e depositam-se no fundo do separador.

A bola flutuante dentro do separador sobe com o nível do líquido até à capacidade máxima e corta o fluxo protegendo a bomba contra quebras Aplicações típicas:

• Sistemas de empacotamento a vácuo

• Processamento de metal e chips.

F. Filtro bacteriológico para aplicações hospitalar

e odontológica

Características gerais:

• Evitam danos à bomba de vácuo;

• Protegem o ambiente da área de trabalho dos contaminantes provenientes do centro cirurgico;

• Projetados para a remoção de líquidos, sólidos e partículas. Vantagens Atlas Copco

Filtros MV40-345

• Baixa perda de carga;

• Alta capacidade de retenção de sujeira;

• Cabeça em alumínio fundido resistente à corrosão;

• Válvula de bronze para a liberação de líquido contaminado;

• Frasco de vidro esterilizado removível.

Modelo Conexão Vazão m3/h

MV40 G1" 41,9

MV190 G2" 187,5

MV270 G3" 270

G. Reservatório de vácuo

Com o uso de reservatórios, a variação de pressão na rede de vácuo será equalizada e curtos ciclos de vácuo serão minimizados. Eles diminuem a temperatura do ar, coletam residuais de condensado e gotas de óleo.

Os reservatórios também armazenam o vácuo a ser utilizado em picos de demanda.

Tamanhos:

500 litros até 2.000 litros para -760mmHg.

H. Eliminadores de névoa de óleo para descarga de bombas

de vácuo

Utilizado para remover o óleo que sai na exaustão de qualquer bomba de vácuo. Poderá devolver o óleo para o sistema sem problemas.

Separador de névoa

Válvula esfera (não inclusa)

Saída da bomba de vácuo

4. TIPO DE BOMBAS DE

VÁCUO

Tipos de bombas de vácuo

Parafuso Canal Lateral Palheta lubrificada Garra Palheta Seca Anel Líquido

Para o escopo desse Manual, interessa-nos 4 tipos básicos de compressores: Palheta lubrificada, palheta seca, anel líquido e parafuso lubrificado.

Qual a melhor tecnologia de vácuo?

Abaixo o gráfico mostra a eficiência de cada uma das tecnologias de vacuo, com a mesma potência elétrica e de acordo com a pressão de operação, ou seja, devemos sempre perguntar a pressão target.

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 50 100 150 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

GVS20-300 GHS350-1900 DZS65-300 Canal Lateral Roots

Capacidade de sucção %

Pressão mBar absoluto

Pressão: target

Cada tecnologia de bomba de vacuo deve ser escolhida conforme o vácuo necessário.

Entre outras palavras: devemos sempre escolher de acordo com a pres-são target! GVS - Palheta GHS - Parafuso DZS - Vírgula Roots Canal lateral 1 200 400

Pressão mbar (a)

600 800 1000

4.1 Comparativo entre bombas

Palheta lubrificada Vs parafuso

• Baixa eficiência +/- 40-50% (300 a 5mbar); • Alto nível de ruído;

• Calor extremo na sala; • Sem controle de vácuo;

• Manutenção

– Troca óleo – 500h, filtros: 1000h, palheta: 8000h

Palheta

Palheta seca Vs parafuso

• Baixa eficiência +/- 40-50% (250mbar); • Alto nível de ruído – maior que lubrificada; • Calor extremo na sala;

• Sem controle de vácuo; • Altas vibrações;

• Muito frágil: 100hrs alguma intervenção • Palheta < 8000h

Observações

• Todas as partes da bomba são consumíveis; • Com o tempo a palheta seca vai perdendo

eficiência da vazão;

• Nível de ruído e geração de calor excessiva

Desvantagens das bombas de palheta 1. Consumo alto de óleo;

2. Níveis de ruído acima de 90dB(A);

3. Sala com temperatura muito alta, prejudicando eficiência da máquina; 4. Sem controle de vácua ou controle de pressão por PLC

5. Manutenção cara;

• Além disso palheta não está incluso: • • Inversor de frequência;

• • Painel informativo; • • Carenagem acústica.

Sem "filtro de ar", grande passagem de impurezas

Palheta troca a cada 8.000h/10.000h passagem de impurezas

Sem vávula de anti--retorno aparente

Troca do óleo a cada 500hrs e filtro de óleo (quando lubrificada)

Exemplo de economia Parafuso X Palheta

Bomba de Vácuo palheta 2*15hp em 10anos

Bomba de parafuso Vantagens Atlas Copco

Menor custo do ciclo de vida Economia de energia (~50% e manutenção ~70%) Redução dos níveis de manutenção; Economia em dinheiro e tempo

Motor totalmente fechado Motor de alta eficiência IE3 – Premium efficiency motor PLC incorporado Painel eletrônico para controle do vácuo Chave de partida e vacuostato padrão

totalmente carenado Menor nível de ruído e menor calor dissipado Válvula para reduzir paradas e partidas e

otimizar o consumo de energia Sem perda de redimento, 30% mais eficiênte

ECONOMIA EM 10 ANOS R$ 817.792 1. Palheta 2. Palheta 3. Parafuso GHS VSD

Sala de máquinas

1

3

4

5

2

4. Palheta 5. Palheta

Parafuso lubrificado

• baixo ruído

• alta eficiência

• baixa manutenção

• plug & play

• carenagem para menor calor na sala

Elemento Parafuso: • 2 anos de garantia • 10 anos de durabilidade • alto ruído • baixa eficiência • alta manutenção • necessita mais componentes para funcionar

• muito calor no local

Palheta:

• 1 ano de durabilidade

Palheta lubrificada

Palheta lubrificada Parafuso lubrificado GHS

Vazão requerida de 700m³/h @ 100mbar @ 8.736h/ano @ 1kwh - R$ 0,55 Período comparado: 48 mil horas

2 bombas de palheta 360m³/h 1 bomba de parafuso GHS730 VSD+ 2 anos

R$ 289.632

R$ 698.528

Economia: R$408.896 (59%) Energia elétrica: R$132.132 (19%) Energia elétrica: R$528.528(76%) Manutenção: R$37.500 (5%) Manutenção: R$110.000(16%) Aquisição: R$100.000 (17%) Aquisição: R$60.000 (9%)

Anel líquido Vs parafuso

Anel líquido

• Muito barata inicialmente;

• Diz ser o “tanque de guerra”.

Desvantagens:

• Consumo de água;

• Maior custo do ciclo de vida;

• Maior área ocupada;

• Maior consumo de energia X Parafuso ou Palheta (média de 30%);

• Necessário grandes custos de instalação para alta eficiência (chiller, bombas, torres);

• Alto nível de ruído;

• Altas emissões de calor na sala de máquinas;

• Necessário tratamento da água / processo contaminado.

Exemplo de economia Parafuso Vs Anel líquido

Bomba de Vácuo de anel líquido de 2*15hp em 10 anos

Parâmetros de comparação do sistema de vácuo

Anel líquido Sistema

Atual Bomba de vácuo lubrificada Vantagens com a Atlas Copco parafuso

Consumo de água 750 litros/hora

(re-circulando) Não consome água Economia de água

Efluentes

Requer estação de tratamento para efluentes

infectados

Não existe

efluen-tes Recomendações da série de normas ISO 14000 Ruído Ruído excessivo ~ _89dB(A) Entre 55 - 75 dB(A) Menor poluição sonora Area ocupada Sistema de tubula-_{ção de água,} 40 a 50% de redu-_{ção de área} Economia de espaço

Falta de água Paralização parcial/_{total do consumo} Não existe pro-_blema Segurança e confiabi-_lidade ECONOMIA EM 10 ANOS COM

O SISTEMA ISENTO DE ÁGUA R$ 1.356.652

Check list para perguntar sobre anel líquido

Qual tipo de instalação de anel líquido?

(a) Reaproveitamento perfeito da água?

• Qual a potência (kw) do chiller ou torre de resfriamento? • Qual a potência (kw) da bomba de água?

• Qual é a temperatura de entrada da água no selo? • Qual a vazão de reposição da água por hora? (b) Reaproveitamento parcial da água?

• Qual a potência (kw) da bomba de água?

• Qual é a temperatura de entrada da água no selo? • Qual a vazão de reposição da água por hora? (c) Não reaproveita?

• Qual é a temperatura de entrada da água no selo? • Qual a vazão de reposição da água por hora?

Nota: Geralmente em sistema de anel líquido perdemos: (a) Reaproveitamento perfeito da água = 10% da água (b) Reaproveitamento parcial da água = 30% da água (c) Não reaproveita = 100% da água

Esses valores irão sempre alterar com relação a pressão, temperatura da água, rendimento do motor, etc.

Claw Vs parafuso

• Baixa eficiência +/- 40-50% (300-250mbar); • Alto nível de ruído;

• Calor extremo na sala (temperaturas na exaustão podem ser superiores a 120ºC);

• Sem controle de vácuo;

• Problemas com superaquecimento, falhas de vedação, remoção do proteção das garras e carcaça,

• Manutenção:

• 20.000h desmontar + overhall • Óleo a cada 2000h

Claw instaladas da concorrência

Elemento claw: necessário: desmontar / sincronizar

Instalação claw: sem inversor, calor na sala, grande área ocupada.

Venturi – ejetor de vácuo

Ar: 7bar

Vácuo

Descarga O efeito Venturi (também conhecido como tubo de Venturi) ocorre, quando num sistema fechado, o fluido em movimento constante dentro de um duto unifor-me compriunifor-me-se mounifor-mentaneaunifor-mente ao encontrar uma zona de estreitaunifor-mento diminuindo sua pressão e consequentemente aumentando sua velocidade ao atravessar a zona estreitada onde ocorre " também " uma baixa pressão, e se neste ponto se introduzir um terceiro duto ou uma sonda, encontrará uma suc-ção do fluido contido nessa ligasuc-ção, ou seja, o vácuo.

4.2 Projeto de um ejetor de vácuo

1 2 5 3 4 6 1. Ar comprimido 2. Orifício de restrição 3. Tubo de sucção 4. Vácuo 5. Filtro de entrada 6. Ar de escape

4.3 Sistema completo de um ejetor

3

5

2 1

4

1. Compressor 6 bar com secador 2. Filtro de entrada

3. Reservatório de ar 4. Filtragem de ar 5. Ejetor

4.4 Perguntas frequentes

O ejetor de vácuo não consome energia?

O ejetor de vácuo não gera calor na sala?

O ejetor de vácuo não tem manutenção?

O compressor consome muita energia, cerca de 75% mais energia para produzir o vácuo proveniente de um compressor do que de uma bomba.

O compressores (em uma sala separada) geram calor também.

O vácuo pode ser colocado em uma sala separada, como o compressor.

Compressores param em média 2-4 vezes por ano para manutenção, ou seja, ejetor por consequência tem sim.

Temos ejetor de vácuo de alta eficiencia?

O ejetor de vácuo tem um rápido tempo de evacuação e de resposta? O ejetor de vácuo é compacto?

O ruído do ejetor de vácuo é normal?

Impossível ser de alta eficiencia, nada é melhor que a bomba de vácuo.

Bombas de vácuo, com eletrônicas avançadas tem tempos de respostas muito mais rápidos que ejetores. Um sistema de ar comprimido requer muito mais espaço que a bomba de vácuo.

Geralmente bombas de vácuo tem um ruído muito baixo comparados aos ejetores de vácuo (62dB(A) VS 80dB(A))

Exemplo

Bombas de vácuo Atlas Copco GVS60 e GHS350VSD+ Ejetor de vácuo modelo X

Nível de vácuo (-kPa)

Vacuum flow (NI/s) at different vacuum levels (-kPa) Feed pressure 0.60 MPa and

Air consumption 12.0 NI/s Feed pressure 0.34 MPa and Air consumption 7.5 NI/s

0 15.5 13.6 10 9.6 8.2 20 7.2 5.8 30 6.3 3.5 40 5.1 2.4 50 3.8 1.9 60 2.1 1.4 70 0.67 1.0 80 0.29 0.48 90 0 0.010

Max vacuum -kPa 89 91

-70kPa (0,3bar abs) = 0,67Nl/s de vácuo 0,67Nl/s / 0,3bar = 2,2l/s (vácuo)

Comparação de cenários

Atlas Copco data sheet X data sheet

* 2,5 l/s @ 6 bar ar comprimido = 1 KW Referência Atlas Copco

Economia de energia GHS350VSD+

(230 – 5,5) KW = 224,5 KW

224,5 kW x R$ 0,60 x 24h/dia x 7dias/semana x 52 semanas =

R$1.176.739 / ano

* 1 KWh = R$0,60 Tipo

Vazão de vácuo a -0,7 bar (300 mbar abs) Compressor Consumo 6 bar l/s l/min m³/h l/s l/min KW GVS60 21,67 1.300,0 78,0 - - 1,8 GHS350VSD+ 108,33 6.500,0 390,0 - - 5,5 Ejetor X 2,2 132 8 12 720 4,8

Vazão necessária de vácuo 390 m³/h

Tipo Qtd Vazão KW

GVS60 5 390 9,0

GHS350VSD+ 1,0 390 5,5 X (+6 bar) 48 390 230

5. APLICAÇÕES E

SOLUÇÕES ATLAS

COPCO

UMA SOLUÇÃO PARA CADA APLICAÇÃO

Muitas indústrias dependem de um suprimento constante de vácuo para a sua produção. Desde o acionamento de ventosas até embalagens de alimentos e de remédios, o vácuo está em toda parte em áreas de produção em todo o mundo. Também instalações médicas, indústrias alimentícias e laboratórios possuem várias aplicações que necessitam de vácuo. Seja qual for a sua aplicação, podemos fornecer uma solução de vácuo.

Qual é o seu vácuo?

Uma das primeiras perguntas que você tem que fazer é o tipo de vácuo que nosso cliente precisa, como visto acima. O mercado de vácuo pode ser dividido em dois segmentos: Primário (Industrial) ou Vácuo Fino (Científico). Estas duas áreas de vácuo são muito dife-rentes; elas utilizam diferentes tecnologias, produtos e soluções, e muitas vezes servem a diferentes mercados, embora haja algumas semelhanças. O segmento de Vácuo Primário (Industrial) é caracterizado pela pressão que vai desde a pressão atmosférica até 1 mbar. Em termos de equipamentos a linha de para-fuso lubrificado com inversor de frequência, é a que apresenta o menor Custo do Ciclo de

APLICAÇÕES DE VÁCUO PRIMÁRIO (INDUSTRIAL)

Nas próximas páginas estão algumas das aplicações mais comuns de vácuo primário, inclusive um guia de “Esquema de instalação x aplicação”, mostrando a necessidade de filtros e separadores.

A maioria destas aplicações requer um limite de pressão em torno de 1mbar e demandam vácuo e ar comprimido simultaneamente na máquina.

• Empacotamento:

• Processamento de alimentos: embalagens em geral, café, achocolatado, leite em pó, suco em pó, processamento de queijo, refrigeração a vácuo dos produtos.

• Processamento de carne: carne fresca e cozida, aves, embalagem em atmosfera modificada (MAP), enchimento e vedação

• Indústria farmacêutica para empacotamento de remédios, pílulas • Marcenaria: corte CNC, sistema de carga/descarga.

• Borracha e plásticos: aplicações de termoformagem, desgaseificação, extrusora, desgaseificação de molde, manuseio de materiais.

• Pneu e automobilística: Para cura do pneu, vulcanização

APLICAÇÕES DE VÁCUO FINO

Também conhecido como vácuo científico, abaixo de 0,1mbar, neste segmento oferece-mos bombas de vácuo com muita inovação, robustas e confiáveis, para aplicações como: · Fabricação de semicondutores · Laboratórios de P&D

· Revestimentos com película

• Infusão de resinas: aeronáutica, pás eólicas, barcos, banheiras, etc. • Sistemas de P&D: vácuo de laboratório central.

• Eletrônica: pegar e colocar componentes.

• Manipulação de material: levantamento a vácuo, pegar & posicionar, transferir grandes quantidades de material, transporte pneumático, engarrafamento, liofilização, esgoto a vácuo.

• Papel e impressão: prensas (alimentação de folhas, offset, etc.), equipamentos de oficina de encadernação incluindo linhas de costura e encadernação, produção de jornais, máquinas de envelope.

• Vácuo médico e cirúrgico: drenagem do peito/pulmão, remoção de excesso de sangue durante a cirurgia, coleta de fluidos corporais, esvaziamento gástrico, lipoaspiração, etc.

• Cerâmica e fabricação de tijolos: manipulação e extrusão. • Ambiental: recuperação do solo, etc.

Esquema de instalação x aplicação

VACCUM PUMP

VACCUM PUMP

Reservatório Bomba de parafuso GHS VSD+

(uma operando e outra backup) _Envelope

Gráfica

Modelação a vácuo / Termoformadora Empacotamento para preservação alimentícia MAP Packaging

Odontológica Medical / Hospitalar

Desgasificação de macarrão e alimentos Latas

Garrafas e vidros Cigarros / Tabaco Pneu

Secagem de cerâmica e em geral Pick and Place - Eletrônica, comidas, etc. Sucção pneumática de transporte Madeiras

CNC

Bloqueador de líquidos Booster ZRS ou bomba turbo Fitro bacteriológico

Filtro de poliéster e Spinmeister Separador de líquidos

Bactérias, fungos, vírus Água / vapor Óleo Graxas / óleo Poeiras Vácuo limpo Vácuo limpo 1 a 4 9 a 11, 14, 8, 12, 5 7 6 1. Envelope 2. Gráfica

3. Modelação a vácuo / Termoformadora

4. Empacotamento para preservação alimentícia 5. MAP Packaging

6. Odontológica 7. Medical / Hospitalar

8. Desgasificação de macarrão e alimentos 9. Latas

10. Garrafas e vidros 11. Cigarros / Tabaco 12. Pneu

13. Secagem de cerâmica e em geral

14. Pick and Place - Eletrônica, comidas, etc. 15. Sucção pneumática de transporte 16. Madeiras

17. CNC

Aplicações típicas das GHS VSD+

Legenda

VACCUM PUMP

VACCUM PUMP

Reservatório Bomba de parafuso GHS VSD+

(uma operando e outra backup) _Envelope

Gráfica

Modelação a vácuo / Termoformadora Empacotamento para preservação alimentícia MAP Packaging

Odontológica Medical / Hospitalar

Desgasificação de macarrão e alimentos Latas

Garrafas e vidros Cigarros / Tabaco Pneu

Secagem de cerâmica e em geral Pick and Place - Eletrônica, comidas, etc. Sucção pneumática de transporte Madeiras

CNC

Bloqueador de líquidos Booster ZRS ou bomba turbo Fitro bacteriológico

Filtro de poliéster e Spinmeister Separador de líquidos

Bactérias, fungos, vírus Água / vapor Óleo Graxas / óleo Poeiras Vácuo limpo Vácuo limpo VACCUM PUMP VACCUM PUMP Reservatório Bomba de parafuso GHS VSD+

(uma operando e outra backup) _Envelope

Gráfica

Modelação a vácuo / Termoformadora Empacotamento para preservação alimentícia MAP Packaging

Odontológica Medical / Hospitalar

Desgasificação de macarrão e alimentos Latas

Garrafas e vidros Cigarros / Tabaco Pneu

Secagem de cerâmica e em geral Pick and Place - Eletrônica, comidas, etc. Sucção pneumática de transporte Madeiras

CNC

Bloqueador de líquidos Booster ZRS ou bomba turbo Fitro bacteriológico

Filtro de poliéster e Spinmeister Separador de líquidos

Bactérias, fungos, vírus Água / vapor Óleo Graxas / óleo Poeiras Vácuo limpo Vácuo limpo

Caso típico de embalagem a vácuo

Sistema de embalagem

Booster Bomba de vácuo turbo

Tempo de embalagem do

produto de 16 segundos

Entre os vários métodos de secagem de alimentos,o processo que utiliza pré vácuo é um método intermediário entre a secagem tradicional e a liofilização,pois permite trabalhar a pressões baixas,com temperaturas

moderadas,geralmente inferiores a 100ºc, obtendo maiores taxas de evaporação e um produto final de melhor qualidade se comparado ao processo de secagem convencional atraves de ar aquecido.Também a retirada da umidade e embalagem a vácuo dos alimentos,aumenta o prazo de validade,diminui os custos com transporte e armazenagem.

Calcular vazão da bomba pelo tempo de sucção da câmara

t = 2,3V/s xlog P1/P2 x SF Onde:

t = tempo em horas

V = Volume m3 - câmara de vácuo S = velocidade da bomba m3/h P1 = Pressão inicial - mbar abs P2 = Pressão final - mbar abs

SF = performance da bomba 1000-10mbar = 1,2 t V P1 P2 SF S 16 0,4 1000 8 1,2 521 segundo m3 mbar abs mbar abs m3/h

Instalação Palheta Boosters + com _palheta Boosters + GHS VSD*

Solução 2x palheta 360m3/h _{palheta 360m3/h}1*ZRS 1200 + 1x GHS350VSD+ TURBO

Energia consumida 18 kW 11 kW 7,5 kW

Tempo de sucção

Volume da câmera

Bomba do vácuo

Calcular vazão da bomba pelo tempo de sucção da câmara

Vácuo Clínico

Esquema de instalação de vácuo

Bomba de Vácuo Descarga Filtro bactericida Serviço de saúde Reservatório de Vácuo

Uma central de vácuo hospitalar é um produto muito importante, por isso, deve estar de acordo com a norma da agência de vigilância sanitária NBR12.188 e RDC50. Basicamente, sua utilização inclui a absorção de elementos líquidos ou escória mole e é muito útil em setores hospitalares, em especial centros cirúrgicos.

Uma central de vácuo hospitalar é um dos itens que são fundamentais para garantir a higiene do ambiente hospitalar, pois com a aplicação de uma central de vácuo hospitalar as substancias que podem contaminar são sugadas e depositadas em um reservatório, evitando que a

contaminação possa atingir os pacientes e todos os que circulam no ambiente. O desempenho desse equipamento depende muito de uma manutenção preventiva, por isso, é essencial que exista uma inspeção regularmente, para garantir o funcionamento de forma correta e contínua.

Sistema de vácuo clínico Evidência Objetiva Parecer Nível de vácuo 600mbar Painel de controle Ok Filtros bacteriológico/

de entrada - Filtragem Bacterio-lógica Ok

Reservatório de vácuo - 500litros Ok

Quantidades de bomba

de vácuo - Duas Bombas Ok

De acordo com a NBR12.188 e RDC 50

Vácuo Clínico

Um sistema de vácuo consiste em 2 bombas de vácuo (uma principal e outra reserva) do tipo palheta rotativa ou parafuso ou vírgula e um controlador central para alternar as bombas de vácuo e funcionar uma se a outra entrar em falha. As bombas podem funcionar de forma independente, de forma a satisfazer o fluxo de vácuo pretendido. Conforme o fluxo acima.

Os sistemas de vácuo mantêm sempre o nível de vácuo do ponto de ligação num nível igual ou inferior a os quesitos da NBR 12.188 que especifica 400 mbar absoluto.

• Consumo excessivo de água; • Água contaminada;

• Os gases, vapores e microrganismos são expelidos da bomba de anel líquido e, muitas vezes, lançado como efluente no esgoto sem nenhum tipo de processo de tratamento ou desinfecção.

ATENÇÃO: ANEL LÌQUIDO NÃO RECOMENDADO EM HOSPITAIS DEVIDO:

Tipo de aplicações

Aplicação chave GHS

-350-1900VSD+ Vácuo mbar Vazão m³/hr

Usado hoje em dia

Proteção

Solução Atlas Copco

Dica

Empacotamento para preservação alimentícia:

Um saco de plástico é geralmente utilizado para a

embalagem . Uma vez que o produto é colocado na máquina , a tampa é fechada e o ar é removido . Então , há uma vedação a quente no interior da câmara , que vai

selar o saco 5-1mbar 1000 Palheta lubrifi-cada+Booster Não neces-sário GHS TURBO + ZRS (booster) Alta manuteção

MAP Packaging: O processo de embalagem é composta

de diferentes etapas: * Evacuação do ar até

50-80mbar ( a) * A injeção de um gás

neu-tro, como Nitrogênio * O pacote é selado

80mbar 600

Palheta

lubrifi-cada+Booster Não neces-sário

GHS TURBO + ZRS (booster)

Testes sem booster

Sucção pneumática de transporte: Os matadouros separam a carne dos outros

componentes internos dos animais . Os interiores são quase líquidos, a sua quan-tidade depende do animal, e também temos sacos de liguiça por exemplo, entre

outros. 400mbar _1200-1600 Anel líquido, Claw e palheta isenta Separador líquidos/ poeira GHS1300-1900

Aplicação chave GHS

-350-1900VSD+ Vácuo mbar Vazão m³/hr

Usado hoje em dia

Proteção

Solução Atlas Copco

Dica

Desgasificação de macarrão e alimentos: Mistura de farinha e água. Eles pre-cisam de vácuo para a desgaseificação e reduzir a umidade da massa. extrusão de massas, Cozinhar massas

( forno) e Transporte e embalagem 300mbar _1200-1600 Anel líquido, Claw Separador líquidos/ poeira GHS1300-1900

Latas: O processo de latas de alumínio para a indústria

das bebidas de fabricação é fortemente dependente de vácuo . O alumínio é um

material não magnético e de vácuo auxilia o pick

and place e processos que moldam segurando as latas firmemente durante as

diferentes fases

200-400mbar 1300-3000

Anel líquido,

Claw Separador líquidos

GHS1300-1900

Medical / Hospitalar: As aplicações médicas a vácuo

são usadas principalmente para “sucção” 300mbar

400 Palheta, anel _líquido Filtro bacte-_riológico

GHS350-730

Odontológica: As aplicações médicas a vácuo são usadas principalmente para

“sucção” 300mbar

300 Palheta, anel _líquido

Filtro bac-teriológico, separador de líquidos GHS350-730 Aplicação chave GHS

-350-1900VSD+ Vácuo mbar Vazão m³/hr

Usado hoje em dia

Proteção

Solução Atlas Copco

Dica

Pick and Place – Eletrônica, comidas, etc. A máquina pick & place são fornecidos

com muitos ventosas. Ventosa é ativado pela diferença de pressão entre o interior (vácuo ) e exterior ( atmosfera ) . Ventosa é capaz de levantar alguns gramas até várias toneladas

, em conformidade com o seu diâmetro. 100-400mbar 500-2500 Venturi, palheta seca, claw Filtro de poeira GHS1300-1900 Ofertar tubulação

Envelope: Vácuo é usado para levantar os papeis na

impressão em geral. 300-400mbar 1000-1800 Palheta seca, claw Não neces-sário GHS1300-1900 Gráfica: Máquinas de dobragem, selagem e corte, Sistema de prensa, Sistema de separação de papel, cotejamento, empilhamento

ou movimento, Sistema de carga e descarga, Mesas de ar e Embalagens e eti-quetação 400mbar 100-1000 Venturi, palhe-ta seca - sopro e vácuo Não neces-sário GHS350-900 Fazer central de sopro. Ofertar tubulação

Garrafas e vidros: O vácuo criado no interior do molde é usada em adição ao método tradicional de que funde a

gota no interior do molde com ar comprimido isento de

óleo . A ideia é " puxar para baixo ", o gob com vácuo e " empurrando para baixo ", re-tirando o ar quente aumenta

a qualidade do vidro.

200-400mbar 1300-3000

Anel líquido Separador _líquidos

Aplicação chave GHS

-350-1900VSD+ Vácuo mbar Vazão m³/hr

Usado hoje em dia

Proteção

Solução Atlas Copco

Dica

Cigarros: O vácuo é usado para manter a caixa de cigarro que é plana no início.

Na máquina de embalar , a caixa é dobrada e toma a

forma final 300-400mbar

1300-4000 Anel líquido, Claw Filtro sepa-rador GHS1300-1900

Tabaco: utilizado para

secagem do fumo 5mbar 1000

Anel líquido, Ejetor de vapor Separador líquidos GHS350-900+ Booster ou GHS TURBO Secagem de cerâmica e em geral 100mbar 500

Anel líquido Separador _líquidos

GHS350-900

Desgasificação de plásticos,

extrusão plástica _100mbar 500 Anel líquido Separador líquidos

GHS350-900

Modelação a vácuo: O vácuo é usada para moldar

os produtos de plástico _50-100mbar 300-1000

Palheta lubri-ficada Não neces-sário GHS350-900 Aplicação chave GHS

-350-1900VSD+ Vácuo mbar Vazão m³/hr

Usado hoje em dia

Proteção

Solução Atlas Copco

Dica

Isopor: Vácuo usado para remover o ar quente do

processo _50-150mbar 300-1000

Anel líquido Não neces-_sário

GHS350-900

Pneu: desgaseficação no

processo de cura _400mbar 1000 Anel líquido Separador líquidos

GHS1300-1900

CNC - O vácuo é usado para armazenar / madeira braçadeira / placa plástico /

metal , a fim de cortar 200mbar 300-700

Claw e palheta

seca Não neces-sário

GHS350-900

Madeiras: Saco de ar, movimentação madeira e Degaseificação e secagem

(também antes da impreg-nação), Segurar, levantar e fixar, Remoção de poeira

e aparas, Ensacamento a vácuo para colagem,

revesti-mento e recobrirevesti-mento

200mbar 300-700

Claw e palheta

seca Não neces-sário

5.1 Soluções Atlas Copco em vácuo – Produtos

Bombas de palheta de 1 estágio Bombas Claw Acessórios Bombas de palheta lubrificada GVS 20-300

Bombas seca de garra e soprador DZS60-300

Reservatório de

vácuo 0,5 - 2m³ Vacuostato Filtro bacteriológico Vácuo de booster ZRS 250 - 4200 AWS / AWD Bombas de parafuso lubrificada GHS 350-1900 VSD+ & GHS2500-5000 Bombas de palheta de 2 estágios GVD 0,7 - 28, GVD 40-275 Bombas de parafuso Vácuo de booster Bombas de palheta 2 estágios Anel líqduido

Separador de líquidos Filtro Spin + Poeira GXS80-750 ES4i, ES6i, ES6v

& ES16 Central medicinal e laboratórios MEDVAC20-300 GLS250-500 Bomba de parafuso Isenta de óleo Medicinal Bombas de palheta de 1 estágio Bomba de pistão Controlador

Legenda:

recomendado segunda opção

Alimentos e empacotamentos Medical e Odontológica Levantar e posicionar Latas Cigarros & T

abaco

Garrafas Pesquisa e Desenvolvimento Secagem Desgasificação Transporte Ar condicionado e refrigeração Automotivo Aeroespacial, resinas, etc. Metais e metalurgica Papel e polpa Plástico Textil Noveleira Anel líquido Booster

Produtos Atlas Copco

Empacotamento para preservação alimentícia MAP Packaging Sucção pneumática de transporte Hospitais Odontologia Pick and Place - Eletrônica, comidas, etc. Envelope Gráfica Eletrônicas em geral Levantar

, posicionar

Cigarros Tabaco Garrafas, retirar calor Laboratórios e Universidades Secagem fria Secagem de granulados plásticos Secagem de cerâmica Secagem em geral Desgasificação de macarrão e alimentos Desgasificação de plásticos, extrusão plástica Transporte pneumático de alimento Transporte pneumático de plástico Ar condicionado e refrigeração Automotivo Empreginar resinas Metais e metalurgica Corte de papéis Secagem de papéis Mesas de ar Modelação a vácuo Termoformadora Textil Secagem para pintura de madeira Saco de ar

, movimentação

Destilado Oil&Gas: sistema de destilação, sistema de recuperação, secagem oleoduto Usina de Açúcar Processos químicos Couro Fornos - tratamento térmico Transformador/T

ubulação - Secagem

GHS350-1900VSD+ GVS20-300 MEDVAC20-200 DZS65-300

Anel líquido AWS AWD ZRS Booster GVD0.7-245 GXS160-750 Separador Líquidos L/S Filtros spin+poliéster Bacteriológico

5.2 GVS 20-300 (Palheta lubrificada)

Paineis: Vacuostato: Filtros:

• Bombas em estoque;

• Opcionais: filtros, vacuostatos, paineis, palheta, entre outros.

5.3 GXS 160-750 (Parafuso isento)

Aplicações chave

• Desgaseificação com vácuo

• Destilação com vácuo

• Esvaziamento com vácuo

• Formação, prensagem e laminação com vácuo

• Remoção com vácuo

• Revestimento a vácuo

• Entre outros com pressões até 10-3 mbar abs Parafuso Isento GSX 160 GSX 250 GSX 450 GSX 750

5.4 DZS 065 – DZS 300 (Garra isenta de óleo)

Aplicações chave

• Transporte pnuemático

• Segurar e levantar

• Esgoto, banheiro e arraste de água

• Impressoras – soprar e puxar

• Sistemas medicinais

• Transporte de leites e fluídos

• Secagem de produtos

• Entre outros com pressões até 50mbar abs

DZS 300 P DZS 150 P DZS 065 P

Foto Categoria Nome

Laboratórios e Universidades GVD 0,7 GVD 1,5 GVD 3 GVD 5 GVD 8 GVD 12 GVD 18 GVD 28 Indústria pequena GVD 40 GVD 80 Indústria grande GVD 175 GVD 275

2 estágios vácuo de 10-3 mbar(a)

5.5 GVD Range (Palheta dois estágios)

• Laboratórios e Universidades • Refrigeração & ar condicionado • Automotiva • Aeroespacial • Metalúrgica STAGE 2 STAGE 1 INLET INTERSTAGE VOLUME DISCHARGE VALVE GAS BALLAST INTERSTAGE RELIEF VALVE

Picture Name Pumping speed _{@ Patm (m³/h)} differential Maximum pressure Power motor (60Hz) ZRS 250 310 180 mbar 2,2 kW ZRS 500 505 110 mbar 2,2 kW ZRS 1200 1195 90 mbar 3 kW ZRS 2600 2590 80 mbar 11 kW ZRS 4200 4140 60 mbar 11 kW

5.6 ZRS Range (Booster de vácuo)

2º Roots 1000m 3/h + 4º SV300

Pumping Speed / m

3

/hr

2000 1500 1000 500 0

Pressure / mbar

10-2 ₁₀-1 ₁₀0 ₁₀1 ₁₀2 ₁₀3 2º Roots 1000m 3/h + 1º GHS900 • Couro

• Fornos - tratamento térmico

• Fornos – derretimento

• Secagem

• Embalagem de alimentos – Carne

• Simulação de altitude

5.7 Booster & Backing - estágios

Muitas tecnologias de bomba de vácuo podem ser usadas estágio:

• Palheta

• Bombas de parafuso

• Bombas de pistão

• Anel Líquido

Booster também podem ser divididos em estágios para dar maior desempenho do nível de vácuo e máximo fluxo para sistemas de aspiração central.