La bomba Roots no genera compresión por sí misma: traslada el gas del lado de baja presión al de alta presión, y cuánto puede trasladar depende de cuánto pueda evacuar la bomba de respaldo. Por eso, en la selección de un equipo Roots, la mitad del trabajo está en la proporción de la bomba de respaldo.
1. Dos relaciones que hay que distinguir primero
- Relación de velocidades de bombeo = velocidad de bombeo de la bomba Roots ÷ velocidad de bombeo de la bomba de respaldo. Se puede calcular directamente durante la selección.
- Relación de compresión = presión en el lado de escape ÷ presión en el lado de admisión. Se mide durante el funcionamiento.
En condiciones estables ambas se acercan, pero la relación de compresión también se ve afectada por la temperatura del gas, las fugas y la diferencia de presión. Use la relación de velocidades de bombeo para la preselección y la relación de compresión medida para la verificación.
2. Parámetros básicos de la serie LC
| Modelo | Velocidad de bombeo 50/60Hz | Potencia | Admisión | Escape | Peso |
|---|---|---|---|---|---|
| LC250 | 250 / 300 m³/h | 2.2 kW | ISO63 | ISO40 | 61 kg |
| LC500 | 500 / 600 m³/h | 2.2 kW | ISO100 | ISO63 | 69 kg |
| LC1200 | 1200 / 1440 m³/h | 4.0 kW | ISO160 | ISO100 | 149 kg |
| LC2600 | 2600 / 3120 m³/h | 7.5 kW | ISO160 | ISO100 | 308 kg |
| LC4200 | 4200 / 5040 m³/h | 11 kW | ISO250 | ISO100 | 400 kg |
Tenga en cuenta que la potencia del motor de la serie LC no crece de forma lineal con la velocidad de bombeo: de LC1200 a LC2600 la velocidad de bombeo se duplica con creces, mientras que la potencia pasa de 4.0 kW a 7.5 kW. Esto se debe a que el consumo de la bomba Roots se debe principalmente a la diferencia de presión, no a la velocidad de bombeo.
3. Cómo se determina la proporción
La práctica habitual es tomar una relación de velocidades de bombeo de 2~4:
- 2~3: la mayoría de los procesos continuos, con diferencia de presión moderada y aumento de temperatura controlable.
- 3~4: se usa cuando el proceso exige una velocidad de bombeo mayor y la bomba de respaldo está limitada por el espacio o el costo; hay que vigilar la diferencia de presión y el aumento de temperatura.
- Más de 4: la diferencia de presión es excesiva; tras la dilatación térmica, el rotor puede interferir con la cámara de la bomba, salvo que el proceso sea de bombeo breve e intermitente.
Dos configuraciones concretas:
| Bomba Roots | Relación de velocidades de bombeo | Bomba de respaldo | Observaciones |
|---|---|---|---|
| LC1200 (1200 m³/h) | 1.9 | V0630B (630 m³/h) | Diferencia de presión pequeña, apta para funcionamiento continuo |
| LC2600 (2600 m³/h) | 4.1 | V0630B (630 m³/h) | Cerca del límite superior, solo se recomienda bombeo intermitente |
4. De dónde viene el límite superior de la relación de compresión
Entre el rotor de la bomba Roots y la cámara hay un ajuste sin contacto, sellado por la holgura. Cuanto mayor es la relación de compresión, mayor es la proporción de flujo de retorno a través de la holgura y más rápido disminuye la velocidad de bombeo real. Al mismo tiempo, el calor de compresión del gas provocado por la diferencia de presión eleva la temperatura del rotor y reduce la holgura.
La diferencia de presión admisible indicada por el fabricante es un dato límite. Al seleccionar, calcule la diferencia de presión máxima que pueda aparecer en el proceso, deje un 30% de margen y no configure pegado al límite.
5. El tiempo de bombeo debe calcularse por equipo
Tras el arranque del equipo Roots, la bomba de respaldo lleva primero la presión hasta el rango en el que la bomba Roots puede entrar en servicio (normalmente 10~30 mbar) y después se arranca la bomba Roots. El tiempo de bombeo se calcula en dos tramos:
- Tramo de trabajo solo de la bomba de respaldo: t₁ = (V / S_respaldo) × ln(p₀ / p_conmutación)
- Tramo de trabajo del equipo: t₂ = (V / S_Roots) × ln(p_conmutación / p_objetivo)
Cámara de 1000 L desde presión atmosférica hasta 0.5 mbar, respaldo de 630 m³/h, punto de conmutación 20 mbar, Roots 2600 m³/h:
- t₁ = (1 / 0.175) × ln(1013 / 20) ≈ 5.7 × 3.92 ≈ 22 s
- t₂ = (1 / 0.722) × ln(20 / 0.5) ≈ 1.38 × 3.69 ≈ 5.1 s
En total unos 27 s; en la práctica, sumando la pérdida de presión en las tuberías y el tiempo de accionamiento de las válvulas, planifique 35~40 s.
6. Los datos que necesitamos
Volumen de la cámara, presión objetivo y tiempo de bombeo admisible, desgasificación del proceso, si el gas contiene polvo o componentes corrosivos, alimentación eléctrica del sitio y dimensiones del espacio. Con estos datos se pueden definir juntos la bomba Roots y la bomba de respaldo, sin necesidad de comprar primero una bomba grande y luego ajustar una pequeña.
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