Bombas Hidráulicas de desplazamiento positivo.
DEFINICIÓN.- La bomba es una máquina que
absorbe energía mecánica que puede
provenir de un motor eléctrico, térmico, etc.,
y la transforma en energía que la transfiere a un fluido como energía
hidráulica la cual permite que el fluido pueda ser transportado de un lugar a
otro, a un mismo nivel y/o a diferentes
niveles y/o a diferentes velocidades.
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO. Estas bombas
guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria, el
cual siempre está contenido entre el elemento impulsor, que puede ser un
embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el
cilindro.
“El movimiento del desplazamiento positivo”
consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen
de una cámara. Por consiguiente, en una
máquina de desplazamiento positivo, el elemento que origina el intercambio de
energía no tiene necesariamente movimiento alternativo (émbolo), sino que puede
tener movimiento rotatorio (rotor).
Este tipo de bomba resulta más útil para presiones extremadamente altas,
para operación manual, para descargas relativamente bajas, para operación a
baja velocidad, para succiones variables y para pozos profundos cuando la
capacidad de bombeo requerida es muy poca.
No tienen límite de presión máxima de
impulsión, esta presión de salida puede llegar a valores que ponen en peligro
la integridad de la bomba si el conducto de escape se cierra completamente.
Para garantizar el funcionamiento seguro de ellas, es necesaria la utilización
de alguna válvula de seguridad que derive la salida en caso de obstrucción del
conducto.
Bombas de engranes.
En un cuerpo cerrado están colocados dos
engranes acoplados de manera que la holgura entre estos y el cuerpo sea muy
pequeña.
Son bombas robustas de caudal fijo, con
presiones de operación hasta 250 bar (3600psi) y velocidades de hasta 6000 rpm.
Con caudales de hasta 250 cc/rev
combinan una alta confiabilidad y tecnología de sellado especial con una alta eficacia.
Las bombas de Engranaje están especialmente
diseñadas para bombear: aceites, lubricantes, pinturas, resinas, etc. En
general, para todo fluido denso y viscoso sin partículas sólidas en suspensión.
El accionamiento de la bomba se realiza por
un árbol acoplado a uno de los engranes y que sale al exterior. Este engrane
motriz arrastra el otro.
Los engranes al girar atrapan el líquido en
el volumen de la cavidad de los dientes en uno de los lados del cuerpo, zona de
succión, y lo trasladan confinado por las escasas holguras hacia el otro lado.
En este otro lado, zona de impulsión, el líquido es desalojado de la cavidad
por la entrada del diente del engrane conjugado, por lo que se ve obligado a
salir por el conducto de descarga.
La presión a la salida en estas bombas es
también pulsante como en las bombas de pistones, pero los pulsos de presión son
en general menores en magnitud y más frecuentes, por lo que puede decirse que
tienen un bombeo mas continúo que aquellas.
Tipos de bombas de engranajes:
-Bombas de aluminio con rodamientos
-Bombas de aluminio con cojinetes
-Bombas de fundición con rodamientos
-Bombas de fundición con cojinetes
-Bombas para camiones
Bombas de engranajes externos:
Producen
caudal al transportar el fluido entre los dientes de dos engranajes acoplados.
Uno de ellos es accionado por el eje de la bomba (motriz), y éste hace girar al
otro (libre).
Bombas de engranajes externos de baja
presión
Lo que sucede es el origen de un vacío en la aspiración cuando se
separan los dientes, por el aumento del volumen en la cámara de aspiración. En
el mismo momento los dientes se van alejando, llevándose el fluido en la cámara
de aspiración. La impulsión se origina
en el extremo opuesto de la bomba por la disminución de volumen que tiene lugar
al engranar los dientes separados.
Bombas de engranajes externos de alta
presión:
El tipo de bomba más utilizado son las de engranajes rectos, además de
las helicoidales y behelicoidales. En condiciones óptimas estas bombas pueden
llegar a dar un 93% de rendimiento volúmetrico.
Bombas de engranajes internos:
Están
compuestas por dos engranajes, externo e interno. Tienen uno ó dos dientes
menos que el engranaje exterior. Su
desgaste es menor por la reducida relación de velocidad existente. Son
utilizadas en caudales pequeños y pueden ser de dos tipos: semiluna y gerotor.
Bombas de paletas.
Todas las bombas de paleta mueven aceite
por medio de un rotor ranurado en el que se alojan paletas, que está acoplado
al eje de accionamiento y gira dentro de un anillo ovalado. Las paletas siguen
la superficie interna del anillo cuando el rotor gira.
Respecto al eje del cuerpo de la bomba está
colocado de forma excéntrica el rotor, respecto al que durante la rotación las
aletas realizan movimientos alternativos o de vaivén.
Son muy sensibles al nivel de limpieza del
aceite. Un aceite con partículas en suspensión podrá originar una avería en la
bomba.
Generalmente, se requiere una velocidad
mínima de 600 rprn en el arranque para que la fuerza centrífuga y la presión
aplicada en la parte inferior de las paletas las mantengan apoyadas contra el
anillo.
Las bombas de paletas cubren la zona de
caudales pequeños y medios con presión es de funcionamiento hasta 3000 psi
(206,82 bar) (20.682,00 kpa) Son fiables, de rendimiento elevado, y de fácil
mantenimiento.
Dentro de un cuerpo con una cavidad
interior cilíndrica se encuentra un rotor giratorio excéntrico por donde entra
el movimiento a la bomba. En este rotor se han practicado unos canales que
albergan a paletas deslizantes, construidas de un material resistente a la
fricción. Cada paleta es empujada por un resorte colocado en el fondo del canal
respectivo contra la superficie interior de la cavidad del cuerpo. Este resorte
elimina la holgura entre la paleta y el interior de la bomba, con independencia
de la posición del rotor, y además compensa el desgaste que puede producirse en
ellas con el uso prolongado.
Cuando el rotor excéntrico gira, los
espacios entre las paletas de convierten en cámaras que atrapan el líquido en
el conducto de entrada, y lo trasladan al conducto de salida. Observe que,
debido a la excentricidad, del lado de la entrada, la cámara se agranda con el
giro y crea succión, mientras que del lado de la salida, la cámara se reduce y
obliga al líquido a salir presurizado.
Se dividen en bombas de una
carrera , bombas de dos carreras y caudal variable
Bombas de paletas de una carrera:
El rotor esta descentrado de la carcasa.
Al girar succiona el fluido desde la
entrada de la bomba, generando al girar unos espacios o cámaras entre las
paredes del rotor, del estator y las paletas. Cuando este espacio comienza a
comprimirse la bomba deja salir el fluido por el orificio de salida.
Las paletas salen radialmente, apoyándose
en la carcasa.
La forma de salir es debida a la entrada de
aceite dentro del rotor, asegurando en todo momento que la paleta apoya en la
carcasa.
Bomba de paletas de dos carreras:
Estas bombas tienen una carcasa o estator
ovalado o doble excéntrico.
Con dos entradas y dos salidas, se sitúa un
estator de palas en el centro, generando dos zonas de cámara “amplia”.
El resto del funcionamiento es similar al
de la bomba de paletas de una carrera, con la diferencia de que realiza dos
procesos por cada ciclo.
Bomba de paletas de caudal variable:
El funcionamiento de esta bomba consiste en
desplazar el estator de tal forma que variamos la excentricidad entre el rotor
y el estator.
De esta manera variamos el caudal de la
bomba, variando el volumen de las cámaras.
Bombas de pistones
Las Bombas de Pistones son unidades que
usan el principio de las bombas oscilantes para producir caudal. Se trata de
pistones (similares a los de las bombas alternativas) en los que el movimiento
de vaivén se consigue mecánicamente a partir de un movimiento rotativo del eje.
Estas bombas disponen de varios conjuntos
pistón-cilindro de forma que mientras unos pistones están aspirando líquido,
otros lo están impulsando, consiguiendo así un flujo menos pulsante, siendo más
continuo cuanto más pistones haya en la bomba.
Al igual que las bombas oscilantes, el
líquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansión y
posteriormente es expulsado en su carrera de compresión, produciendo así el
caudal.
Según la disposición de los pistones, con
relación al eje que los acciona, estas bombas pueden clasificarse en :
AXIALES: Las bombas de pistón axial son las
bombas más comunes que se encuentran. Las bombas de pistón axial derivan su
nombre del hecho que los pistones se mueven dentro y fuera sobre un plano
paralelo al eje de la flecha impulsora.
RADIALES: La bomba de pistón radial, aloja
los pistones deslizantes dentro de un bloque del cilindro que gira alrededor de
un perno o clavija estacionaria o flecha portadora.
En las bombas de pistón radial se logra una
eficiencia volumétrica alta debido a los ajustes estrechos de los pistones a
los cilindros y por el cierre adecuado entre el bloque del cilindro y el perno
o clavija alrededor del cual gira.
TRANSVERSALES: Los pistones,
perpendiculares al eje, son accionados por bielas.
Bombas de pistón de barril angular
(Vickers): Las cargas para impulsión de la bomba y las cargas de empuje por la
acción del bombeo van soportadas por tres cojinetes de bolas de hilera simple y
un cojinete de bolas de hilera doble. Este diseño de bomba ha dado un excelente
servicio a la industria aeronáutica.
Bombas de pistón de placa de empuje angular
(Denison): Este tipo de bombas incorpora zapatas de pistón que se deslizan
sobre la placa de empuje angular o de leva. La falta de lubricación causará
desgaste.
Las bombas de pistón axiales con plato
inclinado giratorio
Este tipo de bomba puede trabajar en ambas
direcciones. El plato inclinado es movido por el eje y el ángulo del plato
determina la carrera del pistón. Las válvulas son necesarias para dirigir el
flujo en la dirección correcta.
Las bombas neumáticas de pistón
Las bombas neumáticas de pistón están
compuestas de un motor de aire y de una estructura definida “grupo de bombeo”.
Las partes fundamentales del motor neumático son el pistón y el dispositivo de
válvulas. Este permite la inversión automática del movimiento del pistón. El
caudal de una bomba de pistón depende de la cantidad de material que suministra
en cada ciclo.
Principio del funcionamiento de las bombas
neumáticas de pistón
Estas bombas de pistón funcionan acopladas
a un motor neumático alternativo accionado con aire. El movimiento alternativo
se repite indefinidamente mientras esté conectado el suministro de aire,
independientemente de si la bomba está alimentada con líquido o no.
1:Varilla en posición inferior.
2:Se produce la apertura de la válvula de
succión y el llenado de la bomba. Simultáneamente, por el cierre de la válvula
de la varilla, es desalojado el producto que se encuentra sobre el sello del
émbolo.
3:Varilla en posición superior.
4 :Por la acción de la varilla, que se
desplaza hacia abajo, se produce la apertura de la válvula del émbolo y el
cierre de la válvula de succión, desalojándose producto por la salida en un
volumen igual al ocupado por la varilla.
5: Varilla en posición inferior.
La eficiencia de las Bombas de Pistones es,
en general, mayor que cualquier otro tipo, venciendo, generalmente, presiones
de trabajo más elevadas que las bombas de engranajes o de paletas. Las
tolerancias muy ajustadas de estas bombas las hacen muy sensibles a la
contaminación del líquido.
Principales características de las bombas
de pistón
En la gran variedad de las bombas de pistón
encontramos las siguientes características:
-Bombeo de productos particulados y
productos sensibles a esfuerzos de cizalla.
-Manejo de frutas y verduras enteras,
hojas, rodajas, trozos y dados de fruta.
-Diseño higiénico.
-Temperatura de trabajo: 120º C o más según
el diseño.
-Trabajo en vacío.
RESUMEN
El funcionamiento en si de la bomba será el
de un convertidor de energía, o sea, transformara la energía mecánica en
energía cinética, generando presión y velocidad en el fluido.Los factores más
importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado son: presión
última, presión de proceso, velocidad de bombeo, tipo de gases a bombear (la eficiencia
de cada bomba varía según el tipo de gas). Generalmente es utilizado para
referirse a las máquinas de fluido que transfieren energía, o bombean fluidos
incompresibles, y por lo tanto no alteran la densidad de su fluido de trabajo. Algunas de las actividades en las cuales se utiliza la
hidráulica son por ejemplo la irrigación de cultivos y el suministro de agua
para las comunidades en donde se hace indispensable el uso de algunos
dispositivos, en los que se encuentra la bomba hidráulica
Las bombas se clasifican de acuerdo:
-como se transfiere la energía al
fluido
*(Bombas de desplazamiento positivo) son utilizados para fluidos
viscosos
-bombas de movimiento alterno
*bombas de pistón
-bombas rotatorias
*bombas de engranajes
-bombas de presión
*radial y axial
CUESTIONARIO
1¿Cual es la función principal de una bomba ?
R=es una máquina que absorbe energía mecánica que puede provenir de un
motor eléctrico, térmico, etc., y la
transforma en energía que la transfiere a un fluido como energía hidráulica la
cual permite que el fluido pueda ser transportado de un lugar a otro
2¿En que cociste el desplazamiento positivo ?
R= consiste en el movimiento de un fluido causado por la
disminución del volumen de una cámara
3¿Mensiona los tipos de de bombas de desplazamiento positivo:?
4:¿ En que cociste la Bomba de engranajes externos de baja presión?
R= Lo que
sucede es el origen de un vacío en la aspiración cuando se separan los dientes,
por el aumento del volumen en la cámara de aspiración.
5:___ Las bombas de paleta ____Generalmente, se requiere una velocidad mínima de 600
rprn en el arranque para que la fuerza centrífuga y la presión aplicada en la parte inferior
de las paletas las mantengan apoyadas contra el anillo.
6:___Bombas de engranes___en un cuerpo cerrado están colocados dos
engranes acoplados de manera que la holgura entre estos y el cuerpo sea muy
pequeña.
7:___Bombas de paletas.___paleta mueven aceite por medio de un rotor ranurado en
el que se alojan paletas
8:están especialmente diseñadas para bombear:
aceites, lubricantes, pinturas, resinas, etc. En general, para todo fluido
denso y viscoso sin partículas sólidas en suspensión.
a) . Bombas de paletas. b) . Bombas de engranes. c) Bombas de pistones.
9: son unidades que usan el principio de las bombas
oscilantes para producir caudal
a) . Bombas de paletas. b) . Bombas de engranes. c) Bombas de pistones.
10: están compuestas de un motor de aire y de una
estructura definida “grupo de bombeo
a) . Bombas de paletas. b) . Bombas de engranes.
c Las bombas neumáticas de pistón
BIBLIOGRAFIA
