Características generales de funcionamiento
Las válvulas de las bombas de pistón son de dos tipos las de succión, que permiten la entrada al espacio de desplazamiento, y las de descarga, que de"an que el agua pase )acia el tubo de descarga, Estas válvulas operan por la fuerza que e"erce sobre ellas el peso del agua, o por la acción e"ercida por elemento de desplazamiento
Las bombas de este tipo son bombas de desplazamiento que crean la succión y la descarga, desplazando agua con un elemento móvil. El espacio que ocupa el agua se llena y vacía alternativamente alternativamente forzando y extrayendo el líquido mediante movimiento mecánico. Las foto *. y figura *./ nos muestran modelos típicos de bombas reciprocantes. El término positivo!, significa que la presión desarrollada está limitada solamente por la resistencia estructural de las distintas partes de la bomba y la descarga no es afectada por la carga a presión sino que está determinada por la velocidad de la bomba y la medida del volumen desplazado.
Las bombas de desplazamiento positivo funcionan con ba"as capacidades y altas presiones en relación con su tama#o y costo. Este tipo de bomba resulta el más $til para presiones extremadamente altas, para operación manual, para descargas relativamente ba"as, para operación a ba"a velocidad, para succiones variables y para pozos profundos cuando la capacidad de bombeo requerida es muy poca.
CLASES DE BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIO
0121 *. 31435 6E(7861(592E 1 E 87:219 %167;1925L %ay dos clases de bombas de desplazamiento positivo&
a' Las de pistón o reciprocantes, reciprocantes, que desplazan el liquido por la acción de un émbolo o pistón con movimiento rectilíneo alternativo, o con movimiento de oscilación. b' Las rotatorias, en las cuales, cuales, el desplazamiento se logra logra por el movimiento de rotación de los elementos de la bomba.
! Bom"as reci#rocantes
Características de funcionamiento
En las bombas reciprocantes el pistón crea un vacío parcial dentro del cilindro permitiendo que el agua se eleve ayudada por la presión atmosférica. (omo )ace falta un espacio determinado de tiempo para que se llene el cilindro, la cantidad de agua que entra al espacio de desplazamiento dependerá de la velocidad de la bomba, el tama#o de las válvulas de entrada y la efectividad del material sellante de las válvulas y del pistón. (omo se muestra en la figura *.+.
ebido a la resistencia friccional que se desarrolla en sus partes en movimiento, las bombas reciprocantes tienen una eficiencia relativamente ba"a- las pérdidas en las correas, los engranes y las c)umaceras se a#aden a la resistencia de las partes móviles para dar un rendimiento ba"o en proporción a la potencia suministrada por la unidad motriz.
07<. *.+ E:=>E45 E 31435 6E(7861(592E E E0E(21 :748LE
07<. *./ 31435 6E(7861(592E %167;1925L E 2659:47:7?9 E 13LE E0E(21 enta$as % des&enta$as de las "om"as reci#rocantes
@
0lu"o uniforme
@
(onstrucción compacta
@
(arga alta
@ 5lta presión disponible
@
escarga relativamente ba"a
@ 5utocebantes Adentro de ciertos límites'
@
Celocidades de operación de moderadas a altas
@ 0lu"o constante para cargas a presión variable
@
8ocas partes móviles
@ 5daptabilidad a ser movidas manualmente o por motor
@ 6equieren toda la potencia para llevarlas a su velocidad de operación
Las venta"as de las bombas reciprocantes de pozo llano son&
Las desventa"as son&
@
0lu"o constante dentro de ciertos límites para carga variable
@
5spiración limitada
@ 3a"a descarga @ 3a"a eficiencia comparada con las bombas centrifugas @ 4uc)as partes móviles @ 6equieren mantenimiento a intervalos frecuentes @ :ucción limitada
(omo las piezas que originan el desplazamiento son de metal y rotan, el contacto metálico entre las partes móviles origina desgastes que posibilitan los resbalamientos a altas presiones, es por eso que la efectividad de las bombas rotatorias disminuye con el uso.
@ (osto relativamente alto para la cantidad de agua suministrada @ 6equieren un torque considerable para llevarlas a su velocidad @ 0lu"o pulsante en la descarga
' Bom"as rotatorias
Caracteres generales de su funcionamiento
Las bombas rotatorias son unidades de desplazamiento positivo, que consisten en una ca"a fi"a que contiene engranes, aspas u otros dispositivos que rotan, y que act$an sobre el líquido atrapándolo en peque#os vol$menes entre las paredes de la ca"a y el dispositivo que rota, desplazando de este modo el líquido de manera similar a como lo )ace el pistón de una bomba reciprocante. (omo se muestra en la figura *.B.
8ero las bombas rotatorias en vez de suministrar un flu"o pulsante como sucede con las bombas reciprocantes, descargan un flu"o uniforme, por el movimiento de rotación de los engranes que es bastante rápido.
Las bombas rotatorias se usan generalmente para aplicaciones especiales, con líquidos viscosos, pero realmente pueden bombear cualquier clase de líquidos, siempre que no contengan sólidos en suspensión. 9o obstante, debido a su construcción, su uso más com$n, es como bombas de circulación o transferencia de líquidos.
(aracterísticas principales&
@
:on de acción positiva
@
esplazamiento rotativo
Distintos ti#os de "om"as rotatorias
Las bombas más comunes y más efectivas de este tipo son las de engranes externos Afigura *.B'. :eg$n los dientes se separan en el lado de succión de la bomba, el espacio entre dos dientes consecutivos se llena de líquido y de esta forma es arrastrado )asta quedar atrapado entre estos y la pared de la ca"a de la bomba- el movimiento de rotación del engrane lleva entonces el líquido atrapado )asta el lado de descarga, en donde al quedar libre es impulsado )acia afuera por la llegada constante de nuevas cantidades de liquido. Las bombas rotatorias son generalmente fabricadas para capacidades que no exceden de D gpm A/.DB lFs' y cargas que no sobrepasan D pies AD+.B m'.
Existen bombas rotatorias de engranes internos, de levas, lobulares de tornillo, de paletas, etc. En las figuras *.B a *.* se muestran distintos tipos de bombas rotatorias.
07<. *.B 31435 612521675 E E9<659E: EG2E691:
( )sos m*s corrientes de las "om"as de des#la+amiento #ositi&o
07<. *.D 31435 612521675 E 1: 21697LL1:
@
3ombeo en pozos llanos
@
3ombeo en pozos profundos
@
8ara niveles de agua variable
@
3ombas de incendio
@
3ombas de transferencia y circulación
@
1peración por molinos de viento
@
5ltas cargas a presión
@
5limentación de calderas
@
3ombeo de aceite y gasolina
@
0umigadores de cosec)as
07<. *.H 31435 612521675 E 85LE25: E:L7;592E:
31435: :iempre que tratemos temas como procesos que este involucrado la circulación de fluidos estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas. El funcionamiento en si de la bomba será el de un convertidor de energía, o sea, transformara la energía mecánica en energía cinética, generando presión y velocidad en el fluido. Existen muc)os tipos de bombas para diferentes aplicaciones. Los factores más importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado son& presión resultante, presión de proceso, velocidad de bombeo A flu"o ', tipo de sustancia a bombear Ala eficiencia de cada bomba varía seg$n el tipo de sustancia'. Las bombas se clasifican en tres tipos principales& . e émbolo rotativo +. e émbolo alternativo 07<. *.* 31435 612521675 E LEC5 I 87:219
/. 6otodinámicas Los dos primeros operan sobre el principio de desplazamiento positivo y el tercer tipo debe su nombre a un elemento rotativo, llamado rodete, que comunica velocidad al líquido y genera presión, estas son de desplazamiento no positivo. :e dice que una bomba es de desplazamiento positivo, cuando su órgano propulsor contiene elementos móviles de modo tal que por cada revolución se genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, independientemente de la contrapresión a la salida. En este tipo de bombas la energía mecánica recibida se transforma directamente en energía de presión que se transmite )idrostáticamente en el sistema )idráulico. En las bombas de desplazamiento positivo siempre debe permanecer la descarga abierta, pues
una bomba rotatoria lo atrapa, lo empu"a contra la ca"a fi"a. La bomba rotatoria descarga un flu"o continuo. 5unque generalmente se les considera como bombas para líquidos viscosos, las bombas rotatorias no se limitan a este servicio solo, pueden mane"ar casi cualquier liquido que este libre de sólidos abrasivos. 2ipos de bombas rotatorias& 3ombas de Leva y 8istón 2ambién llamadas J3ombas de émbolo rotatorioJ, consisten de un excéntrico con un brazo ranurado en la parte superior A0ig. '. La rotación de la flec)a )ace que el excéntrico atrape el liquido contra la ca"a. (onforme contin$a la rotación, el liquido se fuerza de la ca"a a través de la ranura a la salida de la bomba. 0ig.
a medida que la misma se obstruya, aumenta la presión en el circuito )asta alcanzar valores
3ombas de engrana"es externos
que pueden ocasionar la rotura de la bomba- por tal causal siempre se debe colocar
Estas constituyen el tipo rotatorio mas simple. (onforme los dientes de los engrana"es se
inmediatamente a la salida de la bomba una válvula de alivio o de seguridad. con una descarga
separan en el lado de succión de la bomba A0ig. +', el liquido llena el espacio entre ellos. Este
a tanque y con elemento de registro de presión.
se conduce en trayectoria circular )acia fuera y es exprimido al engranar nuevamente los
:e dice que una bomba es de desplazamiento 9o positivo cuando su órgano propulsar no
dientes.
contiene elementos móviles- es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola. 5 este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica recibida en energía )idro@cinética imprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección de
0ig. + 3ombas de engrana"es internos Este tipo A0ig. /' tiene u n motor con dientes cortados internamente y que enca"an en un engrane loco, cortado externamente. 8uede usarse una partición en forma de luna creciente para evitar que el liquido pase de nuevo al lado de succión de la bomba. 0ig. /
sus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas no
3ombas lobulares
tenga contrapresión pues si la )ubiera, dado que la misma regula la descarga , en el caso
Kstas se aseme"an a las bombas del tipo de engrana"es en su forma de acción, tienen dos o
límite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguiría en
mas motores cortados con tres, cuatro, o mas lóbulos en
movimiento no generando caudal alguno traba"ando. E:(678(7?9 E 31435: E E:8L5;547E921 81:727C1 31435: 612521675: Las bombas rotatorias, que generalmente son unidades de desplazamiento positivo, consisten
cada motor A0ig. B, D y H'. Los motores se sincronizan para obtener una rotación positiva por medio de engrana"es externos. ebido al que el liquido se descarga en un numero mas reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engrana"es, el flu"o del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engrana"es.
de una ca"a fi"a que contiene engrana"es, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., que
3ombas de tornillo
operan con un claro mínimo. En lugar de Jarro"arJ el liquido, como en una bomba centrífuga,
Estas bombas tienen un e"e en forma de espiral , que gira dentro de un cilindro que a su vez
posee cavidades en espiral. El e"e gira desplazando el fluido a traves de las cavidades,
soportar me"or la acción corrosiva o erosiva que las partes metálicas de algunas bombas
avanzando en forma continua, produciendose un flu"o axial.
alternativas.
3ombas de aspas o 8aletas
2ambién son apropiados para pulpas gruesas, drena"es, lodos, disolusiones ácidas y alcalinas,
Las bombas de aspas oscilantes tienen una serie de aspas articuladas que se balancean conforme gira el motor, atrapando al liquido y forzándolo en el tubo de descarga de la bomba. Las bombas de aspas deslizantes usan aspas que se presionan contra la carcaza por la fuerza centrífuga cuando gira el motor. El liquido atrapado entre las dos aspas se conduce y fuerza )acia la descarga de bomba. 3ombas 8eristálticas El líquido es desplazado por el interior de una manguera colocada en forma perimetral dentro de la carcasa de la bomba. Este desplazamiento es provocado por una rueda que posee dos levas, las cuales al girar van comprimiendo la manguera. 8ara disminuir el desgaste provocado por el roce entre la manguera y las levas, este sistema esta sumergido en un lubricante. 31435: 5L2E69527C5: 1 6E(7861(5: Las bombas alternativas o reciprocas son también unidades de desplazamiento positivo descargan una cantidad definida de liquido durante el movimiento del pistón o émbolo a través de la distancia de carrera.En este tipo de bombas el fluído se desplaza mediante movimiento alternativo - al moverse en un sentido succiona y en el sentido inverso expulsa.
así como mezclas de agua con sólidos que pueden ocasionar erosión. 3omba de émbolo A buzo ' El líquido es desplazado en forma axial dentro de un cilindro, por un embolo que por medio de válvulas permite succionar o expulsar el fluído. El movimiento rectilinio del embolo es provocado por un sistema de cige#al. 3omba de pistones El líquido es desplazado en forma axial dentro de un cilindro, por un pistón que por medio de válvulas permite succionar o expulsar el fluído. E:(678(7?9 E 31435: E E:8L5;547E921 91 81:727C1 3ombas centrífugas Las industrias químicas son usuarios principales de bombas de todos los tipos, pero en particular de las centrífugas. Las bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un motor de paletas giratorio sumergido en el liquido. El liquido entra en la bomba cerca del e"e del motor, y las paletas lo arrastran )acia sus extremos a alta presión. El motor también proporciona al liquido una velocidad relativamente alta, que puede transformarse en presión en una parte estacionaria de
2ipos de bombas alternativas
la bomba, conocida como difusor- el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficie
El flu"o de descarga de las bombas centrífugas y de la mayor parte de las bombas rotatorias es
transversal aumente de forma gradual para reducir la velocidad. El motor debe ser cebado
continuo. 8ero en las bombas alternativas el flu"o pulsa, esto puede reducirse con una cámara
antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de liquido cuando se arranca la
colc)ón o pulmón regulador.
bomba.
7gual que otras bombas, las bombas alternativas no succionan los líquidos. 6educen solamente
La gran )olgura ofrecida en este tipo de bombas al paso de los fluidos, )ace que estas resulten
la presión en la cámara de succión y la presión externa, generalmente la atmosférica, empu"a
adecuadas para la manipulación de fluidos que lleven en suspensión partículas sólidas, y
el liquido en la bomba potencia.
además permiten el estrangulado o aun el cierre temporal de la válvula de la tubería de
3ombas de diafragma La bomba combinada de diafragma puede ser comandada mecánica, )idráulica o neumáticamente. En una bomba de diafragma existe un flexible que va su"eto a una camara poco profunda, y este es accionado . >n diafragma de material flexible no metálico puede
descarga Ade impulsión'.
3ombas difusor los paletas direccionales estacionarios rodean el motor o impulsor en una bomba del tipo difusor. Esos pasa"es con expansión gradual cambian la 2ipos de bomba centrífugas
dirección del flu"o del liquido y convierten la energía de velocidad a columna de presión.
3ombas voluta aquí el impulsor descarga en una ca"a espiral que se expande progresivamente, proporcionada en tal forma que la velocidad del líquido se reduce en forma gradual. 8or este medio, parte de la energía de velocidad del liquido se convierte en presión estática
3ombas turbina 2ambién se conocen como bombas de vórtice, periféricas y regenerativas- en este tipo se producen remolinos en el liquido por medio de los paletas a velocidades muy altas dentro del canal anular en el que gira el impulsor. El liquido va recibiendo impulsos de energía. La bomba del tipo difusor de pozo profundo, se llaman frecuentemente bo
