Boa tarde pessoal, este é um novo projeto.
Estou buscando informações, e verificando a possibilidade de produzir uma bomba de alta pressão de acionamento direto, com três pistões, como as bombas triplex de alta pressão e vazão.
Eu sei que terei muitas dificuldades, e muitos dirão que não vale a pena, mas isso tudo li e ouvi quando iniciei o projeto da waterjet cutter, mas eu gosto de desafios.

Eu atualmente utilizo uma bomba hidropneumática na nossa waterjet, mas devido à alguns problemas nos selos e retentores, tive que demontá-la praticamente toda hoje, e, ao que me parece, exige precisão, mas não é o fim do mundo para fazer uma bomba.

A idéia seria utilizar o princípio do cabeçote da hidropneumática, e acioná-la com bielas e um motor direto.

Alguns dados.
Meu projeto seria fazer uma bomba que inicialmente desenvolvesse +-0,7L a 1000-1500 bar.

A bomba que tenho aqui me dá até 2400bar (vazão 0), ou 0,5L @1800 bar.
O cilindro dela tem 16cm de diâmetro interno, o que pelos meus cálculos exige 1600 kgf para empurrar o pistão na parte pneumática, e gerar a pressão na parte hidráulica do pistão. Porém, como na ação direta terei três pistôes, caso o curso seja o mesmo, o diâmetro pode diminuir, e caso o diâmetro seja o mesmo, o curso pode diminuir..
Outro ponto é que com o motor eu terei uma frequência/ciclo no pistão muito maior do que na bomba hidropneumática, assim, também me faria diminuir o diâmetro e curso, para ter a mesma pressão e vazão.
Minha idéia seria na cabeça de cada um dos três pistôes ter uma check valve de entrada, e uma de saida, assim, a água seguiria sempre na mesma direção.

Na prática, pelo meu cálculo minha bomba teria o cabeçote da seguinte forma...
3 pistões
Rotação do motor: 300 RPM
Deslocamento por ciclo por pistão (necessário para 0,5LPM): 0,00055L
diâmetro do pistão: 6mm
curso do pistão: 20mm
Deslocamento por ciclo por pistão com pistão e curso escolhidos: 0,000565L
Força necessária para deslocar pistão: 135 KGF
Sendo que sempre teremos 2 pistões em ação, e a distância ao centro do eixo 2cm (deslocamento do pistão) a força necessária no motor seria 540 KGF.cm, correto?

Algum input à respeito disso? Poderia funcionar? Quais seriam os pontos cruciais?
Obrigado!

Eu iria sugerir o uso de virabrequins forjados, mas acredito que mesmo escolhendo os menores, o curso de cada pistão excederia em muito os previstos 20mm...

Pensei que talvez (à titulo de experimentação) poderia usar um comando de válvulas de algum motor - dimensões generosas e curso relativamente curto...

Outra fonte de peças talvez sejam os pulverizadores de alta pressão agrícolas - muitos tem virabrequins forjados, bielas preparadas para o serviço e pistões em cerâmica.

Neste caso talvez tenha que criar alguma solução, pois estas bombas tem vazão muito maior (pelo diâmetro dos pistões) e consequentemente pressão muito menor do que você procura.

Obrigado Gil e Fabio, estou fazendo uns Sketchs do que eu penso em fazer, mas ótimos inputs.

À parte disso, nossa bomba hidropneumática, que eu desmontei para fazer a manutenção, estava com praticamente todos os o-ring seals danificados. Isso não poderia acontecer com tão pouco tempo de uso.. mas agora, preciso reparar para voltar ao trabalho...
Troquei todos, e esta parte está perfeita, porém, na parte de alta pressão, um dos selos está danificado.
O fabricante está para me enviar as especificações, mas acho quase impossível encontrar esse selo aqui. Ele é feito de algum polímero, é como uma luva, que fica dentro do cilindro de alta pressão, algo como este: https://d17kynu4zpq5hy.cloudfront.net/igi/accustream/DfWMkfWo5CDRKpq2.medium

Minha dúvida é, como eu dificilmente encontrarei este selo aqui (creio eu), seria possível fabricá-lo?
A pressão máxima da bomba é 2400 bar.
O mais próximo que encontrei seria este material, que pode trabalhar em baixo d´água, e suporta uma certa pressão.
http://www.igus.com.br/wpck/1913/iglidur_X_Werkstoffdaten
Acreditam que funcionaria, ou eu teria que trabalhar com outro material?
Tem algum que recomendam?
Obrigado!

Hoje peguei para dar mais uma estudada no caso. A força necessária para gerar os 2800 seria +- 1400 kgf (sem contar distancia reduções e vantagens mecanicas).
Acho que a biela teria que ser bem parruda mesmo..
Gil.. você comentou que utilizaria um acionamento mais direto, como pensaria em fazer isso?

Boa noite!
Eu dei uma boa estudada no caso, e o que me pareceu a melhor solução seria uma junção da idéia 1 do gil, com a bomba hidropneumática que já tenho.
A idéia é fazer "2 bombas" ligadas em paralelo.
Cada uma dessas bombas seria acionada por um motor (servo?) e ela moveria um fuso para um lado, acionando um pistão, e depois retornando, acionando o pistão oposto.
Assim creio que seria uma solução bem similar à bomba hidropneumática, e simples, porém efetiva.
Minha pergunta agora, antes de projetar em 3d é a seguinte: Teria alguma opção além do Servomotor, que eu poderia utilizar?
Motor de passo tem torque e rotação baixos, não seria funcional. E o servo ficou um tanto quanto caro, mas caso não haja outra opção, utilizaria ele mesmo.
Pelas minhas contas, eu conseguiria os 0,7LPM @ 2800 bar que eu preciso, acionando com um motor de 12NM @ 1200 RPM.
Grande abraço!
Guilherme

Bom dia pessoal, e desculpas ao Gil por não ter respondido o ultimo retorno dele.
Eu acabei não vendo, e vi agora, quando fui encaminhar mais uma mensagem.
Como estamos finalizando os desenhos (finalmente) eu fui atras de servos para utilizar na bomba, e acabei encontrando alguns no ferro velho, por sorte.
São servos não tão potentes quanto esperava, tem 38kgf de torque, porém com velocidade de até 3000 RPM.
https://nicontrols.com/uk/ds56s-baumuller.html
Iguais a este aí de cima.
Como nunca trabalhei com servos, e os tópicos à respeito aqui são um tanto vagos, tenho algumas dúvidas.
Eu teria que ter um driver específico para esse servo? Ou um driver para servo (que suporte a potencia, claro) genérico poderia ser utilizado?
Outra opção seria pegar direto da China, demoraria um pouco, mas já tem o kit completo.
Grande abraço
Guilherme

Bom dia Gil,
Sim, eu entendo perfeitamente, estamos fazendo todos os calculos com a maior calma do mundo, por isso que está demorando mais do que o normal para o desenvolvimento desta bomba...
A minha dúvida no momento seria apenas para o acionamento do servo, mesmo.. Pois encontrei muita informação aqui, mas muita informação confusa, então, estou meio que descartando a possibilidade de utilizar esses servos do ferro velho, pra evitar dor de cabeça.. hehe

Farei isso, Gil, até por que encontrei servos mais fortes, com menos rotação, o que é minha preferência.
Muito obrigado pelas considerações até agora...