Bombas Alternativas o Reciprocantes

BOMBAS ALTERNATIVAS O RECIPROCANTES

Introducci Intro ducción ón

En las Bombas alternativas la energía de presión transmitida al líquido se logra a través del movimiento alternativo (o reciprocante) de un pist pistón ón o diaf diafra ragm gmaa que que en su acci acción ón alte alterna rna de trab trabaj ajo o succ succio iona na y comp compri rime me un volumen de líquido constante en cada carrera. Son del tipo de desplazamiento positivo es decir que el caudal que erogan no depende de la contrapresión del sistema, sino que es función propia de las dimensiones del conjunto cilindro-pistón, de la velocidad del movimiento, de las condiciones de succión y del rendimiento. Dicho de otro modo si la presión del sistema varía, la bomba absorberá más o menos potencia, pero el caudal entregado será el mismo. Pueden normalmente autocebarse dentro de un cierto tiempo, extrayendo los vapores de la línea de succión hacia el sistema de descarga. Se fabrican de “simple efecto” una compresión compresión por cada carrera carrera y “doble efecto” dos compresiones por carrera, en el momento que un extremo del cilind cilindro ro se está está llena llenando ndo el otro otro extrem extremo o esta esta compri comprimie miendo ndo,, bombea bombeando ndo líquido tanto en avance como en retroceso. Los términos simplex, duplex, triplex, quintuplex están asociados al numero de pistones dispuestos en el cuerpo hidráulico: 1, 2, 3 y 5. La acción cíclica del movimiento alternativo origina también un efecto cíclico en el caudal erogado que es compensado por la cantidad de pistones y su disposición geométrica en el recorrido.

1


Clasificación Acción Directa

Una varilla común conecta un pistón de vapor (acción motora) y uno de líquido. Se construyen simplex o Dúplex. Su uso ha disminuido progresivamente.

Potencia

Poseen un cigüeñal movido por una fuente externa a través de correas o cadenas. El acople puede ser directo o a través de engranajes para reducir la velocidad. A través del mecanismo biela-manivela transforman el movimiento de rotación en alternativo. Pueden ser del tipo “pistón” cuando la empaquetadura de ajuste está sobre éste o de “émbolo” cuando la empaquetadura se halla fija al cuerpo de la bomba.

Diafragma

El movimiento alternativo de los diafragmas genera la succión e impulsión del líquido a través de las válvulas. Este movimiento es producido por aire comprimido o gas que se distribuye a ambos diafragmas a través de la válvula de alimentación. Regulando esta válvula se modifica el caudal de bombeo.

Rotativa Pistón

Los pistones están dispuestos en círculo conectados a una placa de articulación común accionada por un motor. La rotación de la placa produce el movimiento alternativo de los pistones causando las acciones de succión y descarga.

2


BOMBAS ALTERNATIVAS DE POTENCIA

En toda bomba alternativa de potencia se pueden distinguir dos partes:

1. Cuerpo Hidráulico CH

CM

Es la sección donde se realiza el trabajo hidrodinámico de la bomba. Está constituido por un conjunto de pistón y cilindro, válvulas de succión y descarga, empaquetaduras y bridas de conexión. Se construye con materiales de alta resistencia y según el fluido a bombear con revestimientos para minimizar los efectos de la corrosión.

2. Cuerpo Mecánico

Es la sección donde se desarrolla la acción motriz. En función de las relaciones de giro y las r.p.m. del motor se determinan las emboladas por minuto de la bomba.

3


Capacidad, Rendimiento y Potencia

El movimiento alternativo de los pistones define las características cinemáticas de la bomba. La velocidad instantánea será cero en los puntos muertos y máxima en la mitad de la carrera, siguiendo una curva senoidal a lo largo de la misma. Al ser el caudal función de la velocidad también seguirá una ley senoidal pues el área del cilindro es constante (recordar Q= A x V). Como la presión de descarga es función del caudal esta también será senoidal. Por lo tanto los tres parámetros serán “pulsantes”. El fenómeno de pulsación se repite para cada pistón, pero el efecto se va amortiguando por la superposición de las ondas senoidales desfasadas entre sí de todo el conjunto de pistones. Las condiciones de pulsación propias del bombeo alternativo se ven magnificadas si el llenado de la bomba no es bueno (bajo ANPA). Para minimizar sus efectos se recurre el montaje de amortiguadores de pulsación tanto en la succión como en la descarga. Las bombas alternativas no tienen, al igual que las centrífugas, una curva característica, ya que por ser de desplazamiento positivo el caudal de bombeo es independiente de la presión del sistema. Los fabricantes proveen tablas que especifican los valores de caudal en función de:   

Diámetro de los pistones Carrera Emboladas por minuto

4


El diámetro de los pistones limitará la máxima presión de trabajo del conjunto. A medida que el diámetro disminuye, la presión contra la cual la bomba puede trabajar será mayor, pero el volumen barrido será menor por lo que el caudal disminuirá. Lo inverso ocurre si aumentamos el diámetro.

Los caudales se tabulan basados en una eficiencia volumétrica del 100 % (sin pérdidas). Rendimiento Volumétrico (vol) =

Volumen bombeado Volumen cilindro

Rendimiento Energético (ene) =

Potencia Hidráulica efectuada sobre el líquido Potencia Eléctrica o Mecánica entre ada

Potencia Hidráulica

Define el trabajo efectivamente hecho sobre el líquido por la bomba. La fórmula siguiente es muy útil para determinar luego en función del rendimiento, la potencia necesaria mecánica o eléctrica que necesitaremos para los requerimientos de caudal y presión del sistema. P HP = 0.03653 x Presión kg/cm

2

3

x Caudal m /h

5


Consideraciones de Instalación y Operación

Al igual que en las bombas centrífugas la instalación anexa a la bomba será determinante en su trabajo eficiente en el tiempo. La instalación de alimentación diseñada debe asegurar, para cualquier solicitud de caudal, el ANPA requerido por la bomba. Será de fundamental importancia los diámetros de las cañerías de alimentación, así como las longitudes a los tanques (tan corta y recta como sea posible). Las válvulas deben ser de apertura total y la recirculación en caso de apertura de la válvula de seguridad o para control de caudal debe reingresar al tanque, nunca a la línea. El buen diseño de la soportería y el conexionado libre de tensiones reducirán la vibración del sistema. Los filtros de succión deben mantener un pasaje completo en todo momento, asegurando que su sección de pasaje sea igual o mayor a 3 veces el área de la cañería La cañería de impulsión debe estar libre de restricciones y de cambios de dirección hasta por lo menos 5 ó 6 mts. de la brida de descarga de la bomba. La utilización de amortiguadores es muy conveniente en los casos en que la bomba se utilice a diferentes regímenes de caudal. Estos se construyen con una vejiga interna de goma cargada con nitrógeno de manera que la energía de pulsación de líquido es absorbida en un ciclo y devuelta en el otro manteniendo un flujo sin picos serios de variación.

6


La bomba debe ser puesta en marcha siempre con válvula de descarga y recirculación abiertas, posteriormente se deberá tomar carga cerrando progresivamente la válvula de recirculación hasta alcanzar el régimen de bombeo deseado. Como en toda instalación los ruidos y vibraciones anormales que se presenten son indicativos para el operador de posibles fallas. La válvula de seguridad y su rápida respuesta es fundamental para la vida del equipo ya que un bloqueo aguas abajo producirá un aumento y golpe de presión de serias consecuencias. Los elementos de protección tanto para alarmas como paro y que se encuentran en contacto directo con el líquido deben ser revisados periódicamente para evitar taponamientos y lecturas incorrectas. El recambio continuo de empaquetaduras reflejará daños en los vástagos motivados por la acción del líquido por efectos abrasivos o corrosivos.

7


BOMBA TIPO DOBLE DIAFRAGMA

Estas bombas no poseen ningún elemento rotante y son de acción neumática (aire o gas). Cuando un diafragma está succionando el otro está desplazando fluido por la descarga. Pueden bombear sólidos en suspensión, productos abrasivos, corrosivos o viscosos. La válvula reguladora de alimentación controla la velocidad de desplazamiento de los diafragmas y por lo tanto el caudal de descarga.

8

Bombas Alternativas o Reciprocantes

Recommend Documents