Principios de operación de las diversas bombas hidráulicas.
La bomba es probablemente, el componente más importante y menos entendido de un sistema sistema hidráulic hidráulico. o. Su función función es convertir convertir la energía energía mecánica mecánica en energía energía hidrául hidráulica ica al empujar empujar el fluido hidráuli hidráulico co dentro dentro del sistema sistema.. Las bombas bombas se hacen de muchos tipos tipos y tamaños mecánicas y manuales con muchos y diferentes mecanismos de bombeo y para muchos muchos y diverso diversos s propósitos propósitos.. Sin embargo, embargo, todas todas las bombas caen caen en una de las dos categorías, hidrodinámicas o hidrostáticas.
Hidrodinámicas.
Las bombas hidrodinámicas o de desplazamiento no positivo, tales como las de diseño de turbina turbina o centríf centrífugas ugas,, se usan usan principa principalmen lmente te para para transfer transferir ir fluidos fluidos en donde donde la nica nica resistencia encontrada es la creada por el peso y la fricción del mismo fluido. La mayorí mayoría a de las las bomba bombas s de despl desplaz azami amient ento o no posit positiv ivo o oper operan an por por medio medio de fuerza fuerza centrífuga centrífuga en donde los fluidos entran al centro de la caja de la bomba y son e!pulsados por el rápido empuje empuje de un impulsor. impulsor. "o hay sello positivo positivo entre los orificios orificios de entrada entrada y de salida y la capacidad de presión es a causa del impulso de velocidad, estas bombas dan un flujo suave y continuo y su salida es reducida al aumentar la resistencia. #s posible obstaculizar obstaculizar completamente completamente la salida salida al estar funcionando funcionando la bomba. $or esta y otras razones las bombas de desplazamiento no positivo son rara vez usadas en sistemas hidráulicos actuales.
Hidrostáticas.
Las bombas hidrostáticas o de desplazamiento positivo dan una cantidad específica de fluido por cada carrera, revolución o ciclo.
Su salida, e!ceptuando las p%rdidas por fuga es
independiente a la presión de entrada, haci%ndolas ideales para usarlas para transmitir potencia.
Características de la bomba.
Las bombas de desplazamiento positivo suministran determinado volumen de fluido en cada revolución, pulso o ciclo. Sus elementos de bombeo hacen contacto deslizante o en red de metal a metal, reduci%ndose así el deslizamiento interno de la bomba. #sto significa &ue la salida está positivamente aislada de la entrada y la salida de la bomba es constante sin importar la presión.
'ebido a esta salida constante, la bomba de desplazamiento positivo puede producir un flujo de fluido a altas presiones haciendo posible la transmisión de potencia a grandes distancias y con poca perdida de energía.
Características de presión.
#l porcentaje de presión de una bomba es determinado por el fabricante basado en un cálculo razonable de durabilidad en el uso bajo condiciones especificadas. #s importante saber &ue no hay un factor estándar de seguridad en las industrias en estos porcentajes. (perar la bomba a presiones más altas puede desgastarla o causarle daños mayores.
Desplazamiento.
La capacidad de flujo de la bomba es lo &ue se llama su desplazamiento por revolución o por su salida en gpm. 'esplazamiento es el volumen de lí&uido transferido en una revolución. #s igual al volumen de una cámara bombeadora multiplicado por el nmero de cámaras &ue pasan por la salida por revolución. #l desplazamiento se e!presa en pulgadas cbicas por revolución. La mayoría de las bombas tienen un cierto desplazamiento &ue no puede ser cambiado e!cepto cuando se reemplazan ciertas partes. Sin embargo, es posible en algunas variar el tamaño de la cámara bombeadora y en consecuencia su desplazamiento por medio de controles e!ternos.
Abastecimiento en gpm.
)na bomba puede tener un suministro nominal de unidad de *+ gpm. ealmente puede bombear más &ue eso bajo condiciones sin carga y menos &ue eso a su porcentaje de presión operante. Su abastecimiento tambi%n es proporcional al impulso de velocidad del eje. La mayoría de los fabricantes dan una tabla o gráfica mostrando los abastecimientos de la bomba y los caballos de fuerza re&ueridos bajo pruebas en condiciones específicas relacionadas con la velocidad del impulso y presiones.
Eficiencia volumtrica.
#n teoría, una bomba abastece una cantidad igual de fluido a su desplazamiento en cada ciclo o revolución.
#n realidad, la salida actual se reduce por las fugas intensas o
deslizamientos. -uando la presión aumenta, las fugas &ue regresan de la salida a la entrada o al drenaje aumentan y la eficiencia volum%trica disminuye. La eficiencia volum%trica es igual a la salida real dividida por la salida teórica. Se e!presa como porcentaje Eficiencia
Salida =
Re al
Salida Teórica
$or ejemplo, si teóricamente una bomba debiera abastecer *+ gpm pero abastece sólo / gpm a *+++ psi, su eficiencia volum%trica a esa presión es de /+ 0. #ficiencia 1 / 2 *+ 1 +./ o /+0
!ombas de engranes.
)na bomba de engranes desarrolla flujo al llevar fluido entre los dientes de dos engranes dentados. )no de los engranes es impulsado por el eje impulsor y gira el otro. Las cámaras bombeadoras &ue se forman entre los dientes del engrane están cubiertos por la caja de la bomba y las placas de los lados 3frecuentemente llamados placas de presión o desgaste4. )n vacío parcial se crea en la entrada de la bomba cuando se van girando los engranes. #l fluido fluye en el espacio para llenarlo y es girado hacia afuera del engrane. -uando se van encontrando los dientes del engrane en la salida el fluido es e!pulsado. )na alta presión en la salida de la bomba implica una carga desbalanceada en los engranes y en sus soportes.
8omba de engranaje interno.
#n el diseño de las bombas típicas de engranes internos5 las cámaras bombeadoras tambi%n se forman entre los dientes del engrane. )n sello en forma de luna creciente es ma&uinado adentro del cuerpo de la válvula entre la entrada y la salida en donde el espacio de los dientes es mayor.
Características de la bomba de engrane.
La mayoría de las bombas de tipo engrane tienen desplazamiento arreglado. Su porcentaje de salida es desde muy bajo a muy alto volumen. 6 causa de la carga de lado del eje, son unidades de baja presión normalmente aun&ue a algunas se las pueda usar a 7+++ psi. Las fugas internas aumentan con el desgaste. Sin embargo las unidades son bastantes duraderas y son más tolerantes al polvo &ue otros tipos.
)na bomba de engrane con
muchas cámaras de bombeo genera alta frecuencia y por eso tiende a correr ruidosamente, aun&ue se les han hecho mejoras significativas en los años recientes. !ombas de paleta.
#l funcionamiento principal de las bombas de paleta es el siguiente )n rotor ranurado es insertado al eje impulsor y gira dentro de un anillo de leva. Las paletas están ajustadas a las ranuras del rotor y siguen la superficie interior del anillo cuando gira el rotor. La fuerza centrífuga y la presión bajo las paletas las mantienen hacia afuera en contra del anillo. Las cámaras de bombeo se forman entre las paletas y son encerradas por el rotor, el anillo y las dos placas de los lados. #n la entrada de la bomba, un vacío parcial se crea cuando el espacio entre el rotor y el anillo aumenta.
#l aceite &ue entra a&uí es atrapado en las cámaras bombeadoras y
entonces es empujado a la salida cuando disminuye el espacio. #l desplazamiento de la bomba depende del ancho del anillo y del rotor.
Dise"o balanceado hidráulicamente.
La mayoría de las bombas de paleta de diseño arreglado en la actualidad usan el diseño del cartucho balanceado usado por el Señor 9arrv :ic;ers &ue desarrollo la primera bomba hidráulica de paletas balanceadas, de alta velocidad y alta presión
en */<+. #sta bomba y los inventos subsecuentes &ue el Señor :íc;ers hizo contribuyeron ampliamente al rápido crecimiento de la industria de 6lta $otencia del =lido y la compañía &ue %l fundó &ue se conoce como 'ivisión :i;ers de la -orporación de Sperry and.
#n este diseño, el anillo de la leva es más bien elíptico &ue redondo y permite dos juegos de orificios. Los dos orificios de salida tienen una separación de *>+ grados para &ue las fuerzas de la presión sobre el rotor sean canceladas evitando así la carga de lado del eje impulsor y de los soportes. #l desplazamiento del diseño balanceado no puede ser ajustado. 6nillos intercambiables se pueden conseguir con diferentes levas haciendo así posible modificar la bomba disminuyendo o aumentando su abastecimiento.
!ombas tipo paleta #redonda$
)no de los primeros diseños de las bombas :ic;ers de paletas balanceadas, es el conocido como como bombas ?redondas? por la forma de la cabeza y el cuerpo. #n esta bomba el cartucho de bombeo consiste de un anillo, un rotor, unas paletas, perno y dos placas de los
lados. Las placas de los lados en este diseño normalmente se les llaman camisa por&ue sus roscas están ma&uinadas para soportar las roscas del rotor. Los soportes del soporte del eje motor están en la cabeza y el cuerpo.
!omba de dos pasos.
)na bomba de dos pasos funciona como una bomba sencilla, pero con el doble de capacidad de presión. #l cartucho de la bomba redonda está diseñado para *+++ psi de presión má!ima. #n la versión de dos pasos los dos cartuchos funcionan en serie y con presiones operantes hasta de <+++ psi es dividida entre ellos en partes iguales con una válvula divisora. 'os pistones en la válvula divisora sienten la presión en la salida de la bomba y en la cámara entre las dos unidades bombeadoras. #l pistón e!puesto a la presión de salida tiene la mitad del área del pistón actuado por la presión intermedia.
-ual&uier diferencia en el desplazamiento de los dos cartuchos bombeadores tienden a aumentar o disminuir la presión intermedia. #sto ocasiona &ue el pistón se mueva dejando &ue pase el flujo dentro o fuera de las cámaras como se re&uiere para asegurar una caída de presión igual a trav%s de cada paso.
!ombas de paletas tipo #cuadrada$.
Las bombas de paletas tipo @cuadrada fueron diseñados originalmente para aplicaciones móviles. Aambi%n son balanceadas hidráulicamente pero su construcción es mucho más sencilla &ue la de las bombas redondas. #l cartucho consiste de un anillo prensado entre el cuerpo de la bomba y la cubierta, un rotor, doce paletas y una placa con resorte cargado de presión. #l orificio de entrada está en el cuerpo y la salida en la cubierta la cual puede ser ensamblada en cual&uiera de las cuatro posiciones &ue sean convenientes para el sistema de cone!ión.
Características del funcionamiento de la bomba de paleta.
Las bombas de paletas cubren los promedios de baja, media y alto volumen con presiones operantes de hasta 7 +++ psi. Son confíales, eficientes y fáciles de mantener. La superficie del anillo y las puntas de las paletas son los puntos de mayor desgaste lo cual se compensa al sacar un poco las paletas de su ranuras.
La limpieza y el aceite apropiado son esenciales para su durabilidad. Se recomienda el aceite de petróleo por cualidades adecuadas contra el desgaste.
Sin embargo muchas
bombas de paletas están funcionando bien con fluido sint%tico.
!ombas de pistón.
#l principio bajo el cual actan todas las bombas de pistón es de un pistón recíproco en su calibre jalando fluido hacia adentro cuando se retracta y lo e!pulsa en la siguiente carrera. Los diseños básicos son radial y a!ial, los dos se pueden conseguir como modelos de desplazamiento arreglado o variable.
)na bomba radial tiene los pistones arreglados
radialmente en una sección del cilindro, mientras &ue en las unidades a!iales los pistones están paralelos entre ellos y el eje de la sección del cilindro. #l anterior puede ser dividido más adelante dentro de la línea 3placa oscilante u ondulante4 y tipos de eje inclinado.
Características del funcionamiento de una bomba de pistón.
Las bombas de pistón son unidades altamente eficientes disponibles en un amplio porcentaje de capacidad, ya sea desde muy pe&ueñas a muy altas. La mayoría puede funcionar en los porcentajes medios o altos de presión 3* B++ a 7 +++ psi4 con otras siendo capaces de más.
Siendo variables y reversibles sirven muy bien para aplicaciones en prensas grandes e impulsos hidrostáticos. $or tener piezas finamente ajustadas y superficies bien ma&uinadas, la limpieza y la buena calidad de los fluidos es vital para &ue trabajen bien por mucho tiempo. %esumen.
)na bomba convierte potencia mecánica rotativa en fuerza transmitida por medio de fluidos. Las dos clases de bombas son
•
'e desplazamiento positivo.C -ontinan suministrando fluido aun con el sistema cerrado, lo cual puede aumentar la presión rápidamente y dañar la bomba.
•
'e desplazamiento no positivo.C $roducen una má!ima presión con cero flujo y no puede ser dañada por su propia presión.
9ay tres categorías de bombas de desplazamiento positivo •
8ombas de engranaje
•
•
•
8ombas de engranaje e!terno
•
8ombas de engranaje interno.
8ombas de aletas. •
8ombas de aletas balanceadas
•
8ombas de aletas desbalanceadas
8ombas de pistones. •
8omba de pistones a!iales
•
8omba de pistones radiales
