Bombas de Vacío a sello hidráulico
“50 Años comprendiendo los requerimientos de nuestros clientes, hallando y dando soluciones a todos los problemas problema s que dependan de nuestra nue stra ciencia”
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INDICE 1 2.
Características fundamentales de las Bombas de Vacío Andriani Principio de funcionamiento
3. Características
Técnicas de las Bombas de Vacío Andriani
4 . Funcionamiento de la Válvula de descarga. 5 . Donde pueden ser empleadas nuestras Bombas. 6 . Detalles Constructivos 6 . 1 . Medidas Fundamentales 6.2.
Conexiones.
7.Características 7.1.
Operativas de las Bombas
Disminución porcentual del desplazamiento volumétrico
7 . 2 . Capacidades (en m.m.) 8.
Materiales Constructivos 8.1..
9.
Rodamientos y Crapodinas, y empaquetaduras
Variación del Caudal de Aspiración y la presión Absorbida de las
bombas de vacío ANDRIANI en caso de compresiones a presiones superiores a 760 mmhg. 10. Tipos
de Montaje de Líquidos de de servicio.
10.1.
Montaje para Bomba de Vacío A2 y B3
10.2.
Montaje para Bomba de Vacío A1.
11.
Líquido de Funcionamiento
12.
Sello del Arbol. Refrigeración de Prensa Estopa
13.
Puesta en Marcha
14.
Mantenimiento en Marcha
Problemas mas comunes de nuestras Bombas 1 5 Problemas mas 1 6 . Servicios
ro tor y los fluidos fl uidos que 1 7 . Descripción del intercambio de energía entre el rotor llenan la cámara de compresión de las bombas. 1 8 . Curvas Características Bombas de Vacío Andriani de Aspiración en la zona de vacío en función 19. Variación del Caudal de de la presión de aspiración, de la temperatura del líquido de entrada, de refrigeración y de la presión de vaporización.
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CARACTERISTICAS 1. CARACTERISTICAS PARTICULARES DE LAS LAS BOMBAS DE VACIO VACIO ANDRIANI
riesgo de someter al gas a calentamiento nocivos.
1.1. Máquinas diseñadas para aspirar gases, pero pueden eliminar líquidos mientras el caudal no sea muy grande.
1.6. Apropiadas para trabajar con gases con tendencia a la polimerización. En caso de que ésta tenga lugar dentro de d e la bomba, las partículas sólidas son evacuadas de la misma, sin ulteriores consecuencias.
1.2 Gran confiabilidad de marcha y junto a esta característica, característica, mantenimiento casi nulo. Es normal encontrar que la bomba exige menos mantenimiento que el motor eléctrico que la comanda. 1.3. No hay roturas ni problemas referentes con los pasajes de gas-vapor de líquidos líquid os y de partículas extrañas de consistencia blanda. 1.4. Compresión exenta de aceite, pues no hay piezas que necesiten ser lubricadas en la cámara de compresión. 1.5. Compresión prácticamente isotérmica, lo que elimina todo riesgo ri esgo en el manejo de gases explosivos permitiendo también el secado de gases húmedos, pues podemos hacerlo con la condensación de sus vapores y sin
1.7. El caudal de aspiración no se modifica cuando el fluido aspirado es caliente o contiene vapores. Esto se cumple, hasta un cierto límite, dado por la capacidad de absorber calor del líquido de refrigeración, superado este límite si seguimos enviando por ejemplo muchos vapores tendremos incremento incr emento de temperatura de la bomba y con esto severas restricciones en la capacidad de la misma y si llegamos a alcanzar la temperatura de vaporización del agua a los vacíos que necesitamos trabajar, se anula la capacidad de trabajo de las mismas. 1.8. Por problemas de evacuación del agua, el líquido de funcionamiento, puede circular en circuito cerrado.
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1.9. Manejo de líquidos sin sacudidas y sin ruidos. No hacen falta fundaciones especiales, ni ningún reservorio de equilibrado de presión. 1.10. Fácil acceso al interior de la bomba por las aberturas de inspección, lo que permite el control y/o recambio de las válvulas de plaqueta y el control del interior de la bomba (por aberturas, se puede controlar la luz entre el rotor y
los discos de comando en forma simple y rápida
1.11. 1234-
1.11. Las bombas pueden ser provistas en materiales especiales resistentes a la corrosión e inclusive algunas piezas pueden ser revestidas con materiales resistentes a la acción ácida o alcalina de los materiales con que se va ha trabajar (clading) 1.12. Las bombas son construidas para un servicio continuo para todas las presiones de aspiración comprendidas entre 600 y 25 Torr y descarga de las mismas a la presión atmosférica.
Fig. 1 Principio de funcionamiento
Lumbrera de descarga Lumbrera de Admisión Entrada de Líquido de Servicio Mezcla Gas -Liquido
5- Disco de Mando 6- Anillo Líquido 7- Compresión Mezcla 8- Rotor
9- Expulsión Mezcla Gas - Liquido 10- Válvula de Descarga 11- Admisión 12- Pedestal
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2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO H
D E
A
B C
Fig. 2 Principio de Funcionamiento
Nuestros modelos constan de un cuerpo cilíndrico (A) que contiene agua hasta un determinado nivel y en cuyo interior, mediante un rotor que esta fuera del centro con respecto al cilindro (B). La acción de la fuerza centrífuga causado por el movimiento del rotor fuerza al liquido de servicio a ingresar por canales (D), hacia las periferias de la Bomba formando el Anillo Líquido (C). Por la rotación del rotor el líquido es proyectado hacia el exterior formando así un anillo líquido, el cual guiado por el cuerpo de la bomba y los discos de comando gira a igual velocidad que el rotor. Este anillo líquido giratorio adquiere una forma de red celular en forma de estrellas. Cada Célula esta limitada por las paredes de dos alabes sucesivos, el fondo es siempre el cuerpo del rotor, las partes mas alejada del centro es un alinea imaginaria dada por
J
K
Gases de Aspiración. Líquido de Servicio Mezcla Liq. - Gas
el diámetro del rotor y las paredes laterales son los discos de comando Entre el rotor y liquido queda un espacio vacío, que llega al máximo en el punto contrario a la excentricidad del eje y que será llenado por gases que penetran por sendos orificios (H), ubicados en dos placas laterales (E,K) que sellan el cilindro y el rotor axialmente, A medida que el rotor avanza, el espacio entre alabes se va agrandando y admitiendo mas gases, complementándose en la parte inferior ( máxima excentricidad); allí comienza la compresión, que al ponerse en contacto con los orificios de salida de la placas de cierres (J), que por su forma en hoz evacua progresivamente los gases retenidos, totalizando la misma al llegar a la parte superior (mínima excentricidad), volviendo a iniciar un nuevo ciclo como el ya descrito.
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7.1
7
7.2
8
6
1 Rodete 2 Cubo del Rodete 3 Cuerpo 4 Lumbrera de Aspiración 5 Lumbrera de Impulsión 6 Liquido de Economizador 7 Vaso Separador 8 Líquido de Servicio .
Fig. 3. Circulación de fluidos
2.1. Resumiendo El anillo líquido hace las veces de pistón, cuya carrera esta delimitada por las distancias entre el anillo líquido y el rotor excéntrico, en donde la compresión y admisión las podemos ubicar en: Zona inferior o de máxima excentricidad, es la indica la cámara
de aspiración, causada por la separación gradual entre el anillo líquido y el rotor Zona Superior o de mínima excentricidad, en este punto se realiza
la Compresión, causada por la disminución gradual de las distancias entre el anillo líquido y el rotor, Además del gas comprimido, una parte del líquido es igualmente evacuada. Esta mezcla Líquido Gas es dirigida a un vaso separador 7, ubicado en la zona
superior de la Bomba de Vacío. Este vaso separador esta instalado de la misma manera en todos sus modelos. El vaso separado cumple la función de separar la mezcla - Gas – Líquido generada durante el proceso de aspiración – compresión. Los gases son evacuados a la atmósfera 7.1, mientras que parte del líquido reingresa a la bomba 8 a modo de optimizar el uso de agua, y el restante es eliminado fuera de la misma 7.2. El complemento del líquido de funcionamiento del anillo liquido llega desde las cámaras colectoras por el empalme del liquido de funcionamiento 6 y 8 a partir de aquí se reparten las luces laterales entre el rotor y los discos de comando, sellando lateralmente las células y dirigiendo al flujo hacia el anillo liquido.
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Al mismo tiempo, este líquido evacua el calor de la compresión, refrigera y lubrifica la parte interior de la prensa estopa. Además de esta función el líquido de servicio debe complementar el déficit de agua del anillo líquido que sale por la lumbrera de escape La mayor parte de la Bomba necesita menos agua de alimentación para los cierres estancos y enfriamiento, que para el complemento de formación del anillo liquido Para asegurar una fiable consecución de liquido de refrigeraron una parte del liquido del separador es retornado a la bomba. La bomba lo aspira por el empalme economizador y completa de esta manera el anillo liquido (montaje económico)
1. Bomba de Vacío Andriani 2. Conducto de Aspiración 6. Separador de Líquido 8. Conducto para el liquido de recirculación 9. Conducto para liquido de servicio 17. Bomba alimentación intercambiador de calor 18. Intercambiador de Calor Fig. 4 Circuito Cerrado
La totalidad del líquido de funcionamiento puede ser utilizado en circuito cerrado, en caso o razón de exigencias térmicas o poca disposición de agua de servicio(fig 4). Por el empalme de refrigeración, se conduce a la bomba Andriani el líquido reciclado refrigerante, se instala delante de la bomba un intercambiador de calor y en ciertos casos una bomba de elevación de presión. Hacemos notar que si trabajamos con gases aspirados calientes, es válido agregar agua fría por todas las entradas en un afán de hacer funcionar la bomba con una eficiencia adecuada.
Las bombas Andriani son utilizadas hasta vacíos de 680 mm..de Hg. (El máximo vacío teórico está dado por la presión de vaporización del agua a la temperatura con que la alimentamos as la bomba y por supuesto a la temperatura de los gases y vapores que aspire la bomba y que podrían alterar la temperatura del agua. El valor de 640 a 680 mm de Hg. es típico para gases de aspiración de temperaturas del orden de 30º C y agua de enfriamiento de unos 20 a 25ºC. Para vacíos superiores se hace necesario llegar a montajes especiales. Caso de montajes de eyectores de aire antes de la alimentación a la bomba.
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3. Características técnicas de las Bombas de Vacío Andriani Como sello del eje con las tapas existe un montaje de doble empaquetadura, con un buje de bronce en el medio de las mismas, y que sirve pata proteger al eje del ataque de líquidos y gases que pudieran dañarlo. (Ver Fig. 5 y 6). Para un buen funcionamiento de este montaje es primordial que los mismos reciban permanentemente agua para su refrigeración y lubricación En todos los casos el eje va montado sobre rodamientos a rodillos cilíndricos en
cada extremo y además todos llevan una crapodina en un extremo para asegurar una posición precisa del rotor con el cuerpo y así poder mantener luces estrechas entre estas piezas, condición esencial para poder conseguir altos vacíos. La imposibilidad de conseguir vacíos teóricos correspondientes a la temperatura de evaporación del líquido generalmente agua, está dada por la recirculación de gases de la abertura de salida hacia la abertura de entrada dada por un mal ajuste de las luces de separación rotor-discos de comando.
Regulación de Luz Axial
Para regular la luz de la bomba se debe llevar hacia unos de los laterales el rotor lo mas próximo posible de los discos de comando, luego se debe ir regulando con la tuerca opuesta, y así ir comprobando con la sonda hasta obtener luces adecuadas por lado. Fig 5. Buje montado Sobre el eje.
Fig.6 Prensa Estopa Con doble empaquetadura.
Corte A- B. Simple efecto y una etapa, con doble disco de mando
Fig. 7 Puertas de inspección para regulación
Todos nuestros modelos son de simple efecto, o de una etapa de compresión, por cada disco de mando como se observa en el corte A- B , por lo tanto
Fig. 8Regulación de luz axial
tenemos dos cámaras de aspiración independientes , es decir dos bombas en una, pudiendo emplearse la misma en vacíos independientes.
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4. Funcionamiento de la Válvula de descarga Las bombas de vacío ANDRIANI son construidas para comprimir a la presión atmosférica al gas aspirado, en una relación de presión Pe/ Pa: 7 (Presión de compresión (Pe) casi 100 % de los
casos 760 Torr, Pa. presión de aspiración) Para poder conseguir esta relación es muy importante una correcta ejecución de las aberturas de descarga en los discos de comando
1. Rotor 2. Disco de Comando 3. Orificios del disco de comando 4. Frente de escape en forma de Hoz, sobre el disco de mando 5. Gas transportado 6. Agua de liquido de servicio 7. Anillo líquido en funcionamiento en la cámara de compresión 8. Tapa Lateral
. Con lo anterior, la presión mínima admisible sería 110 Torr para una presión de compresión de 760 Torr. Las aberturas de descarga son calculadas para esta presión mínima de aspiración y ésta podrá ser alcanzada en forma económica. Para evitar una sobre compresión en esta zona de descarga, por generación de torbellinos en las paredes de Las células ocasionados por operar gases a grandes presiones de aspiración o grandes volúmenes de
Fig. 10 Válvula de escape montada sobre disco de mando, Se observa su conjunto de teflón y bronce con sus respectivos bujes de regulación.
Fig. 9. Funcionamiento de la Válvula de teflón. En este esquema se puede apreciar la deformación que sufre la válvula de teflón en f unción de las presiones de descarga
líquidos, se ha previsto una abertura de descarga en forma de hoz, y en sentido inverso al movimiento de rotación del rotor, se han realizado un cierto número de agujeros La apertura de estos agujeros es controlada por válvulas de placas, las que operando sobre estos agujeros los cierran cuando la presión de salida no es elevada y los habilitan cuando ésta sube (Presión de salida en el interior del cuerpo). Con este arreglo las bombas Andriani pueden operar en todo el arco de presiones de aspiración, sin sufrir graves limitaciones cuando esta presión es elevada. (Por ejemplo al comenzar a operar y la presión de aspiración debe bajar desde la presión atmosférica hasta la presión de trabajo, pasando por todas las presiones comprendidas entre estos extremos. Es importante respetar las distancias determinadas por el fabricante entre las válvulas de bronce y el disco de mando, siendo estas determinadas por sus bujes de bronce. Esta distancia determina el recorrido y el grado de deformación permitido para la válvula de teflón.
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DONDE PUEDEN SER EMPLEADAS NUESTRAS BOMBAS
Condensación Filtración Cocimiento Secado Extracción
En cualquier proceso donde se requiera Vacío de grandes capacidades. Nuestra experiencia alrededor de 30 años ha permitido, el desarrollado de una serie de razones para el empleo de las mismas. Estas razones varían con los diferentes tipos de instalaciones Los siguientes puntos pueden ser usados como una especie de guia de comprobación, si cualquiera de ellos se relaciona con una exigencia de su uso, usted seriamente debería considerar una B O M B A D E VACIO ANDRIANI Si las respuestas a varias de sus necesidades son especificadas aquí, la probabilidad que esta sea su selección de equipo más ventajosa será muy alta.
Cu a n d o p u ed e ex i s t i r a l g ún A r r a s t r e d e l íq u i d o
Todas las bombas de Vacío son principalmente designadas para aspirar gases como así también aire. Muchos tipos de bombas pueden comprimir gas de una presión absoluta muy baja y descargar a presiones próximas a la atmosférica. Pero pocas bombas pueden trabajar en condiciones húmedas de aspiración. Es decir si existe algún arrastre de humedad con el líquido de aspiración esto puede dañar seriamente a la bomba durante el proceso de compresión. Las B om b a s A n d r i a n i , no son vulnerables ante el ingreso de líquido con el gas de aspiración. Ya sea pequeñas gotas ocasionales o un flujo continuo de gotas arrastradas pueden ser aceptadas. Sin afectar las capacidades de aspiración de la bomba. Cu a n d o el a i r e a r r a s t r a p a r t íc u l a s s ól i d a s
Las Bombas de Vacío Andriani, pueden aceptar el ingreso de sólidos junto a los gases o el aire de aspiración. Por supuesto, la abrasión provocara la disminución de la vida útil de las mismas, además los objetos grandes causarían la fractura y el desequilibrio de su rotor. Se recomienda que estos sean filtrados o eliminados. Pero todos otros tipos de sólidos que contaminan los sistemas de vacío, pueden ser aspirados por la Bomba Andriani, por lo que se considera una muy interesante razón para elegir este tipo de unidades.
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Por ejemplo, las fibras de pulpa que se encuentran en las líneas de vacío de las fábricas de papel o fibras en las fábricas textiles, azucareras entre otras. Cuand o el Gas es corr osivo
Existen muchos factores que permiten a la habilidad de las Bombas de Vacío Andriani para resistir a la corrosión. Para empezar ningún componente del interior de la bomba necesita lubricación. La destrucción química del aceite o la emulsión de películas lubricantes no es de ninguna preocupación aquí. Además el líquido de servicio puede ser utilizado para la protección de la bomba del ataque químico. Una opción es la elección de un líquido compresible que reaccione con el gas para neutralizarlo. Otra opción es seleccionar un líquido que es neutral con respecto al gas corrosivo, pero que tiende a proteger las partes metálicas internas de la bomba por dilución Co n f i a b i l i d a d d e F u n c i on a m i e n t o M en o r c ost o M a n t e n i m i e n t o
Ya sea, porque esto es el producto fabricado o porque su costo hace la recuperación y el re-empleo deseable. El gas de una bomba de vacío que se maneja a menudo será recogido en vez de descargado a la atmósfera en algunos casos la misma cosa debe ser hecha para evitar la polución de la atmósfera con materiales tóxicos. Su mantenimiento se reduce exclusivamente a su limpieza durante muchos períodos de operación
M e c án i c a m e n t e m ás S en c i l l a s .
Por su diseño es una máquina que no tiene desgaste por roces de partes metálicas, no tiene válvulas, pistones, bielas, y posee un pistón líquido Las seguridad de funcionamiento se incrementa. Esto es consecuencia de la simplicidad de su mecanismo y la menor cantidad de elementos en movimiento. No requieren dispositivos de seguridad. Con un control operativo de muy b aja frecuencia Esto es muy importante en aquellos procesos en donde un corte de funcionamiento de la linea de vacío produce grandes costos operativos de planta. Flexibilidad
La sencillez y su tamaño muy reducido a diferencia de una bomba alternativa, la hacen adecuada para aplicarla individualmente en cada aparato. Calidad Nuestras Bombas son fabricadas íntegramente en nuestra empresa, con controles exhaustivos de calidad tanto en su planta de fundición como la de mecanizado.
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6. Detalles Constructivos
1 19
2
18
3
1
17
4
5
16
6
15 14
7 13
8
12
11
10
8 1 Fig. 11 Despiece General Bombas de vacío
1. Conductor Central Cámaras de Aspiración 11. Cuerpo 2. Válvula completa para Bomba de Vacío 12. Disco de Mando B 3. Cuerpo de Prensa Estopa 13. Válvula de descarga líquido de Servicio respectivos nombres y codigos en lo 4. Detallar Árbol las partes principales de la bomba con 14.sus Fijación del Buje protección y luego los materiales en que 5. posible, Cobertura para soporte de eje Cota A se la contrulle. 15. Rodamiento a Bolillas. 6. Cobertura par soporte de eje Cota B 16. Cobertura soporte de Eje 7. Poner Brida foto de Prensa 17. Cuerpo de Soporte de Eje Fijo de 1/ 7Estopa 8. Empaquetadura Grafitada de Prensa Est. 18. Buje de protección 9 Disco de Mando A 19. Pedestal soporte disco de comando 10 Rotor
º 1. Conjunto (Eje – Rotor), única parte móvil de la Bomba 2. Disco de mando que cierran el cuerpo cilíndrico, junto con el forman la cámara de compresión y aspiración 5. Lumbrera de aspiración 6. Lumbrera de impulsión 7. Escudos laterales 8. Conexión para el liquido refrigerante (agua) 9. Casquillos de protección 10. Aberturas para la inspección Fig. 12 Partes principales Bombas de Vacío
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6.1. MEDIDAS FUNDAMENTALES (en m.m.) TIPO A 720 905 590
A-1 A-2 B-3
B
C
D
E
1650 1746 1050
890 1040 695
540 447 200
840 670 470 960 905 530 635 570 345
F
G
H
I
J
K
d
D1
D2
E
735 630 370 320 68 320 150 144 600 500 430 490 80 430 200 170 425 320 290 380 54 290 140 110
6.2.CONEXIONES: 3 4
1 /2 . Entrada agua Servicio y Economizador
2
1
A-1 A-2 B-3
3.
Aspiración Central
4.
Descarga Agua Servicio
1.2.
3
4
1” BSP 1” BSP 1 “ BSP
140 mm 200 mm. 140 mm.
2” 2” 1½“
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7. Características operativas Bombas de Vacio ANDRIANI Caudales
de aspiración: Bajo este
término se designa, el volumen de gas aspirado por unidad de tiempo por la bomba, para presiones y temperaturas de aspiración y descarga dada. Las familias de Curvas características indican los caudales de aspiración para las distintos modelos en función de las presiones de aspiración y la velocidad de rotación. Con una temperatura de entrada de líquido de 15ºc, y con una temperatura de aire aspirado de 20 ºc a una presión de compresión de 760 torrs.
Mezcla de gas-vapor de agua: Si la temperatura de la mezcla gas- vapor de aspiración es superior a la temperatura del líquido de servicio, parte del vapor se condensa en la zona de aspiración. Esto resulta en un aumento importante en el caudal de aspiración.
Gas caliente: Si la temperatura del gas aspirado, es superior a la del líquido de funcionamiento entrante, este lo enfriará y con esto el gas disminuirá su volumen con lo que aumentará el caudal de aspiración. Estos dos ítem son fácilmente manejados por las bombas hasta un cierto límite, en que la capacidad de la bomba de manejar calor y líquidos condensados es desbordada y podemos llegar a tener severas restricciones en el caudal de aspiración en especial si la temperatura de la bomba alcanza un valor tan alto como el correspondiente al de la tensión de vaporización del líquido de
funcionamiento, a la presión que necesitamos trabajar, pues acá se anulan todas las posibilidades de trabajo de estas máquinas, lo que exige medidas adicionales para poder superarla. Por ejemplo enfriar el gas, antes de entrar en la bomba o directamente someter al gas, previo a la entrada a la bomba a una operación de condensado y enfriado. Caso típico de operaciones de evaporación y cocimientos de los ingenios azucareros.
Velocidades de la Bomba. Las Bombas de Vacío Andriani, están diseñadas para trabajar en diferentes velocidades de trabajo. Para algún requerimiento de capacidad, usualmente usted deben elegir entre una bomba pequeñas de gran velocidad de trabajo , o una mas grande a velocidades inferiores de trabajo. Esta elección porsupuesto, corresponde a un estudio de costos de adquisición y operativo. Una bomba pequeña tiene un menor costo de compra, pero tomara mayor potencia para tomar mayores velocidades. Una bomba de mayor tamaño tiene un costo mayor de compra, pero un menor consumo a menores velocidades, llevará a que en un corto plazo se a amortizada su inversión.
Manejo de líquidos: Además del gas y del vapor las bombas pueden manejar líquidos. Esto llega a ser notable en los filtros al vacío y en las partes húmedas de las máquinas de papel. Cuando estas cantidades de líquidos son proporcionalmente grandes aparece un aumento exagerado de la potencia absorbida. Se puede disminuir este problema, incluso se puede llegar a superarlo, abriendo la válvula de descargar de la bomba
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Manejo de partículas sólidas: El gas (aire) fuertemente polucionado con partículas sólidas, debe ser limpiado antes de la entrada a la bomba, el gas con poco contenido de polvo y de sólidos abrasivos que hayan penetrado en la cámara de compresión sera eliminados parcialmente por la bomba ,requiriendo una limpieza interior temporalmente. Acá conviene reiterar que no es conveniente trabajar con gases polucionados con partículas sólidas abrasivas, pues éstas terminan por producir severos daños a las
bombas, esto es, cuando tenemos líquidos de enfriamiento o gases a aspirar con sólidos abrasivos debemos limpiarlos antes de enviarlos a la bomba, caso contrario tendremos severos desgastes a veces inhabilitantes de las bombas, en plazos de tiempo de funcionamientos que pueden ser muy cortos.
7.1. DISMINUCION PORCENTUAL DEL DESPLAZAMIENTO VOLUMETRICO
CAPACIDADES OPERATIVAS
Las temperaturas indicadas son las del líquido de servicio
15
7.2. CAPACIDADES (en m.m.) DESPLAZAMIENTO VOLUMETRICO
MOTOR MODELOS
Q. de Agua Vacio Máximo Requerido. Agua a 15 ºc
Velocidad r.p.m
Potencia Requerida (HP)
.m3/hr.
.m3/min
.m3/hr.
Torr. / mm.hg
750 750 1000
100 150/180 60
2700 5400 1800
45 90 30
5 8 3
650 /710 650 /710 650 /710
A-1 A-2 B-3
Caudales de Aspiración A2 A1 B3
0
20
40
60
80
90
m3/min.
8. MATERIALES DE CONSTRUCCION Modelos Convencionales Fund lam./nod Acero Cuerpo
ASTM 48ª IND01
Disco de mando
ASTM 48ª INDC02 GG22 INDC03 Fund Nodular. Perlt / Ferrit SAE 1045
Pedestales Rotor Eje Separador
SAE 1010
Serie Cr. Acero Cr Ni, Mo
Serie A, B Beta Fund lam./nod Acero, Bronce
ASTM/a351 Aisi 304/16 ASTM/a351 Aisi 304/16 ASTM/a351 Aisi 304/16 ASTM/a351 Aisi 304/16
ASTM 48A IND01
ASTM 48A INDC02 GG22 INDC03
SAE 1045
SAE 1045
ASTM/a351 Aisi 304/16
SAE 1010
SAE 64
16
8.1. CRAPODINAS Y RODAMIENTOS Y EMPAQUETADURAS MODELOS
CRAPODINA
RODAMIENTOS
EMPAQUETAURAS.
1 X BOMBA
1 X BOMBA
GRAFITADA
N.U 315 N.U - ·320 N.U 314
5/8
A-1
51118
A-2 B-3
52217 + 2(dos) U217 54207
¾ ½
9. Variación del Caudal de Aspiración y la presión Absorbida de las bombas de vacío ANDRIANI en caso de compresiones a presiones superiores a 760 mmhg. mCe
MCe
Pe p 10 r e 9 s i 8 o n 7 d e C o m p r e s i o n
10 curva de limite de aspiración
Pe
Pa 460 mm.hg
8 260
6
Pa 460 mm.hg
9
260
7 6
º
5
Pa 460 mm.hg
5
160
¡
4
4 3
3
30
30
2 2 1
1
0 0
100
200
300 400 500 600 700 800 Presión de aspiración Pa (mm.hg)
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
Variación de la Presión absorbida Px/P
1
0,9
0,8
0,7
Variación del Caudal de aspiración Sx/S
Ejemplo: Presión de Aspiración Pa = 260 mmhg.
Presión de Compresión Pe = 5 mCE
Px/P =1,26
Sx/S= 0,925
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10 .TIPOS DE MONTAJE Montaje Económico (fig. 1): Se observa que el líquido proveniente del separador (6), es reingresado por a la bomba por el conducto (8), de recirculación / economizador. El objetivo de este tipo de instalación es optimizar el consumo de agua de la red .
Montaje sin economizador En este tipo de instalación el liquido de servicio o refrigeración proveniente de la red (9), es empleado tambien para alimentar a la bomba, por ambos extremos, izquierdo (8), y derecho (12). Este tipo de instalación es empleado cuando no existen inconvenientes en el suminitro de agua, y cuando la bomba trabaja a altas temperaturas necesitando liquido de alimentación a la menor temperatura posible.
1. Bomba de Vacío Andriani 2. Conducto de Aspiración 3. Válvula 4. Clapeta de Retención 5. Manômetro 6. Separador de Líquido 7. Descarga agua de mezcla
8. Conducto para el liquido de recirculación 9. Conducto para liquido de servicio y refrigeración 10. Válvula de regulación 11. Caudalímetro de liquido 12. Manômetro 13. Conducto para líquido obturador 14. Válvula de descarga de bomba
10. INSTALACION DE LA BOMBA
18
MONTAJE MODELO A2
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11. LIQUIDO DE FUNCIONAMIENTO
En general, en estas bombas, el líquido de funcionamiento es conducido a sobre presión, en tanto que el líquido de enfriamiento está bajo presión cuando se lo hace recircular.
de la bomba y debe alcanzar el empalme 6, de la fig 3 Las recomendaciones relativas del caudal del líquido de refrigeración, son las siguientes:
El líquido de funcionamiento y la necesidad de ser conducido en forma continua a su lugar de servicio, ya ha sido descripta. El líquido de enfriamiento debe ser puesto a disposición por el cliente (tomarlo de la red de distribución de agua) y llevarlo a empalme 9 de la bomba. En tanto sea posible el líquido de enfriamiento debe ser entregado a una presión superior a 0,2 – 0,3 Kg/cm2 a la presión remanente en el empalme 9 La inyección de líquido de refrigeración en el conducto de aspiración ofrece ventajas para la aspiración de vapor y de gas caliente. El líquido reciclado es aspirado en el separador de líquido montado aguas debajo
Líquido, agua a una temperatura de 15ºC Peso Específico de 1 Kgf/ dm3 y una viscosidad de 1,15 cP.
PESO ESPECIFICO DEL LIQUIDO DE FUNCIONAMIENTO
La energía del anillo líquido es en función del peso específico del líquido de funcionamiento y de la velocidad cincunferencial (velocidad de rotación) de la rueda de álabes. La Potencia absorbida varía con el peso específico del líquido de funcionamiento. En el ámbito de = 0,8 a 1,2 Kg./dm3.
º
Nuestra Bombas Vienen equipadas con Un Termostato Electrónico, UN 321 Con el objteto de medir la temperatura De mezcla, (gaz – líquido)
CALOR ESPECIFICO DEL LIQUIDO DE FUNCIONAMIENTO
TEMPERATURA Y PRESION DE VAPORIZACION DEL LIQUIDO DE FUNCIONAMIENTO
En atención a la compresión de gas sensible a la temperatura se deberá utilizar un líquido de funcionamiento, con un calor específico elevado, de modo de asegurar un buen enfriamiento del mismo ya que el 90 % aproximadamente, de la potencia de manejo de la bomba, es transmitida en forma de energía térmica al líquido de funcionamiento.
La
mezcla
intensa,
sobretodo
en
la
aspiración, de gas más vapor y de líquido da como consecuencia un llenado de mezcla de líquido de cada célula del rotor, este vapor se forma a una presión parcial de vaporización Pd, correspondiente a la temperatura de entrada del líquido. En forma general, por la Ley de Dalton, la presión parcial de un gas, para una presión parcial de vaporización 20
constante (temperatura constante del
líquido) disminuye en igual cantidad
que la presión de vaporización del líquido y por ello disminuye el peso de gas transportado.
permanecen estables, se deberá utilizar una bomba de caudal de aspiración diferente a la del manual en una capacidad mayor o menor según lo indicado en este diagrama También podemos expresar este fenómeno físico de la siguiente forma:
Paire = Ptotal – Pvaporización del agua El Caudal de aspiración de la bomba será entonces el correspondiente a esta relación y disminuirá cuando se eleve la temperatura del líquido y en el caso extremo en que la presión de aspiración Pa, sea la correspondiente a la presión parcial de vaporización PD, las células de la rueda de paletas serán llenadas de vapor y la bomba no aspirará nada de gas (aire). Esta relación está representada en el diagrama de la pag. 30 y nos permite, sin cálculos complicados, elegir la bomba necesaria para la aspiración de un aire seco a 20º C, cuando la temperatura de entrada del agua de enfriamiento difiere de 15º C . Entonces con una temperatura de entrada de líquido de enfriamiento diferente y si todas las otras condiciones de funcionamiento
VISCOCIDAD LIQUIDO FUNCIONAMIENTO
DE
La Influencia en el Caudal de aspiración es debida sobretodo al efecto de espesamiento del líquido entre la rueda de paletas y los discos de comando, esta influencia, es en la mayoría de los casos despreciable. Esta influencia sobre la potencia absorbida depende de forma compleja del número de revoluciones. La potencia absorbida está calculada para agua de enfriamiento a 15º C y por ello a (viscosidad del agua a 15º C y en caso de usar otros líquidos deberemos prever una potencia que estará dada por: Px
Px P
1 0,01 *
Nx N
1. Es una ventaja usar líquidos de enfriamiento a bajas temperaturas, por ejemplo a 5º C. Para una necesidad de capacidad de bombeo dada, nos permite usar una bomba de capacidad inferior a la normal. 2. Es una ventaja usar líquidos de enfriamiento de punto de ebullición más elevados que el agua. Por ejemplo etilenglicol. Idem beneficio al obtenido en l. 3. Usar líquido de enfriamiento caliente, es una desventaja que podrá ser compensada con la elección de una bomba de débito de aspiración mayor, según lo indicado el diagrama. P
Px =Potencia en Kw, con un líquido de funcionamiento de viscosidad diferente a la del agua a 15º C P =Potencia en Kw de tablas, con agua a 15º C N = Viscosidad del agua a 15º C. Nx =Viscosidad del líquido en cuestión a 15º C SEPARADOR DE GAS-LIQUIDO
La mezcla de gas liquido dejando la bomba es separada, en un separador, a la salida de la cota de descarga. Allí el gas se va, y al líquido se lo puede eliminar, recuperar parcialmente o totalmente.
En caso de eliminación total o parcial del líquido, el separador está generalmente montado sobre la lumbrera de descarga.
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12. Sello del Árbol Una prensa estopa doble con camara para liquido obturador es la opción mas recomenndable para el sellado en condiciones normales de trabajo
Doble prensa estopa con camara para líquido obturador Líquido Obturador
Empaquetadura Exterior
Empaquetadura Interna Brida de Prensa Estopa
Líquido Obturador para el Sellado del Árbol Este líquido permite la evacuación interna del calor generado por fricción, como así también la entrada de aire a través de las empaquetaduras. La cantidad de líquido obturador que debe ingresar a las cámaras depende principalmente del tipo de modelo, en donde debe estar en un rango entre (1 a 3 L/min.)
Alimentación externa del sistema del sello de arbol La alimentación del líquido obturador proviene del exterior, por ejemplo de la red de distribución de agua Conducto de líquido obturador
Auto alimentación del sistema de sello del Arbol En estes sistema el líquido obturador es provisto por el anillo líquido
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Alimentación Combinada Los conductos del líquido obturador son derivados del conducto del líquido de funcionamiento
Conducto de líquido de funcionamiento
Conducto de líquido obturador
13. PUESTA EN MARCHA Controlar el sentido de giro acorde a la flecha indicadora Aflojar levemente la prensa-estopa y hacer dar vuelta a mano desde manchón de acoplamiento. Debe girar libremente. Abrir válvula de purga colocada en el cabezal frontal de la bomba; simultáneamente abrir válvula de entrada de agua y llenar hasta que desborde por válvula de purga. Acto seguido cerrar ambas válvulas. La bomba se encuentra en condiciones de ser accionada. Por la válvula de purga – una vez la bomba en funcionamiento – se debe cuidar que no aspire aire Abrir un poco la válvula de comunicación línea de vacío y accionar el motor. De inmediato abrir levemente la entrada de agua de servicio. A
medida que toma velocidad, seguir abriendo la comunicación de vacío hasta completar ya con el motor a plena velocidad. Con este proceder anulará el efecto de cavitación tan desagradable que se obtiene con válvula de vacío cerrada. Abrir paulatinamente el agua de servicio hasta conseguir completar el circuito con su drenaje por embudo de salida en tanque separador y que prácticamente la bomba tenga su cilindro lo más frío posible. Controlar la potencia del motor que no se sobrecargue por exceso de agua. Ajustar en forma pareja los prensaestopa, dejando únicamente salida de una pequeña cantidad para mantener lubricadas las empaquetaduras. Agregar 50 gramos de grasa, base litio, a ambos rodamientos radiales y al axial una vez cada 10 días. Parar parrar el grupo, cerrar la válvula comunicación de vacío y parar el motor
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Cerrar el agua y ver el drenaje abriendo válvula de purga 14. MANTENIMIENTO (En marcha)
Controlar la temperatura del cilindro y tratar, regulando el caudal de agua, que se mantenga lo más frío posible (La provisión del Termostato N321 es opcional, para control de temperatura de agua para sello). Controlar la libre salida de agua, normalmente no debe pasar de 100 mm. La altura entre rebalse y fondo de tanque separador. La temperatura del agua de alimentación debe ser lo mas fría posible, mientras mayor es el gradiente de temperatura entre el agua de alimentación y los gases de aspiración, mejor será la eficiencia de operación. Una temperatura de los gases de aspiración muy elevada, provocará una disminución del rendimiento operativo, causado por una disminución de la capacidad de absorción de gases entre los alabes. Es muy importante respetar el nivel de agua, debido a que la energía que consume la bomba para formar el anillo líquido, es en función del peso específico del líquido por el volumen y la velocidad de rotación del rotor
válvula de grasa y por lo tanto drenan el exceso. Para parar el grupo, cerrar la válvula comunicación de vacío y parar el motor. Controlar temperaturas de cojinetes y prensa-estopas. Si las pérdidas de éstas fueran aumentando, apretar despacio y de a poco las mismas, controlando que el agua desalojada por el manguito no caliente en exceso. Si se tiene este caso, aflojar nuevamente y reajustar menor cantidad. Controlar que las válvulas de purgas y juntas entre bomba y cañerías estén estancas lo mismo que las tapas de inspección. Ruido normal de trabajo de bombas es del tipo centrífuga de varias etapas. No debe cavitar ni tener vibraciones. Controlar que no pase agua a las cajas de rodamiento por excesiva pérdida de empaquetadura a pesar que las bombas van provistas de anillos deflectores de agua para evitar este problema. Es normal un incremento de potencia cuando menor sea el vacío en la línea La zona de lubricación de la bomba se encuentra debajo del Rulemán Se debe limpiar y lubricar temporalmente el eje y su rulemán.
Controlar la primera media hora de marcha, la temperatura de las cajas cojinetes. Si están bien lubricadas o algo en exceso, se notará un incremento de temperatura entre los 10 y 15 primeros minutos y luego decrecerá hasta normalizarse. El efecto anterior se debe a que están previstas las cajas de
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15. LISTADO DE LOS PROBLEMAS MAS NOTABLES DE LAS BOMBAS ANDRIANI Problema 1: Funcionamiento de las
bombas con alto consumo de potencia. Falla dianosticable por: La bomba
funciona bien hasta que se alcanza una presión de aspiración dada, a partir de este punto, no puede superarla y si se le da más agua comienza a incrementar la potencia pero sin elevar esta presión, la que aparece como un límite real, imposible de superar. Solución: Faltan las válvulas de placas.
Montarlas. Problema 2: La bomba no muestra
ningún signo de falencia por el consumo de potencia se dispara. Falla dianosticable por: Alto consumo
de potencia y chequeo de que la bomba tenga sus Válvulas placas en buen estado. Si las placas están montadas y todo esta bien. El alto consumo de potencia nos indica gran circulación de líquidos por la bomba. Solución: Abrir la válvula y si esto no alcanza se deberá proceder a eliminar el líquido antes de que llegue a la bomba. Problema 3: Alto consumo de potencia
y la bomba trabaja a una alta temperatura y a un caudal de aspiración muy bajo. Falla dianosticable por: Los síntomas ya descriptos. Solución: Impedir que llegue vapor a la
bomba. Problema 4: Alto consumo de potencia
y bramido característico. Falla dianosticable por: Los síntomas
ya descriptos. Solución: Hay ingreso notable de aire externo. Corregir.
Problema 5: La bomba trabaja bien
pero a un caudal de aspiración muy bajo, Pérdida de rendimiento. Estamos frente a un problema de desgastes, malos ajustes. Enviarla al taller de Andriani para su evaluación y posterior reparación. La bomba gira produciendo grande vibraciones y ruidos. Verificar estado de los cojinetes. Si todo está en orden se deberá verificar estado del rotor y luego balancearlo. Problema
6:
Problema 7: Todos los relativos al
mantenimiento de los cojinetes. Problema 8: Todos los relativos al
mantenimiento de la red de agua a su alrededor. Recordar que la carencia de agua de refrigeración lleva a calentamientos excesivos y esto reduce el débito de aspiración y la falta total de agua de refrigeración lleva a recalentamientos, y puede llegar a dañarse fuertemente a la misma.
Frente a un problema se deberá seguir los siguiente pasos: 1. Verificación del consumo de potencia. 2. Verificar la circulación del agua. 3. Verificar el correcto acople de la tubería de aspiración, en especial, verificar que la misma no esté caliente. (Que no estemos aspirando vapores en forma directa). 4. Verificar temperaturas, ruidos y vibraciones de los casquillos, empaquetaduras, etc. 5. Verificar la existencia de bramidos de succión, que indican falencia de sellado de zona de aspiración con la atmósfera. Recién cuando hayamos terminado esta revisión y no hayamos encontrado fallas, deberemos seguir buscando otros problemas.
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16. Servicios
los requerimientos de las normas ISO, nuestra empresa realiza un chequeo de los siguientes valores:
Entendiendo las necesidades de nuestros clientes, INDUSMET, desarrollo su propio departamento de servicio pos venta para su linea de fabricación de bmbas de vacío Andriani. Este departamento realiza un completo chequeo de las bombas in situ, para determinar si después de algunos años de trabajo continuo, las bombas mantienen una buena eficiencia o necesita un mantenimiento, para recuperar su antigua performance. Trabajando cerca del cliente, y con instrumentos calibrados de acuerdo a
17. DESCRIPCION DEL INTERCAMBIO DE ENERGIA ENTRE EL ROTOR Y LOS FLUIDOS QUE LLENAN LA CAMARA DE COMPRESION DE LAS BOMBAS Si se coloca una rueda estrellada (rotor con álabes largos o paletas) en forma concéntrica en un cilindro, con tapas en los extremos y se lo hace girar llenando parcialmente el mismo con agua, se obtiene un anillo hidráulico que tiene su centro en el centro geométrico del cilindro y el rotor y forma espacios entre paletas de igual tamaño 1 a 6. A consecuencia del movimiento del líquido, este anillo originará una resistencia interna del agua y una gran fricción agua-pared cilíndrica y esto hará necesario mantener un esfuerzo de rotación externo del rotor y de necesidad se producirá calentamiento
Capacidad de la bomba Grado de vacío Velocidad Temperatura de liquido en servicio Temperatura ambiente Potencia absorbida
Después de haber interpretado estos valores, se calcula la curva de funcionamiento de la bomba y se la compara con su curva del fabricante, de esta manera se calcula con las condiciones ideales de funcionamiento. La lectura de estos parámetros detecta si la bomba se encuentra en buenas condiciones, o si necesita un mantenimiento o en el peor de los casos la fabricación de una nueva.
del conjunto y esto nos llevará a prever algún tipo de refrigeración o este sistema colapsará. Por ejemplo abrimos un agujero en las tapas laterales en la zona no afectada por el anillo y abrimos otro agujero de salida de líquido el cual deberá estar cuidadosamente ubicado y dimensionado para permitir la circulación del agua de enfriamiento y acotar el radio interior del anillo al valor deseado e impedir que se nos anule el anillo por simple drenaje o exceso del líquido. Al introducir líquido a velocidad centrífuga “cero” el rotor absorberá una potencia adicional para llevar a este líquido a la velocidad centrífuga ya establecida. Si ahora montamos a esta rueda estrellada en forma excéntrica al eje del cilindro observamos:
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Primero: El anillo no será tal sino que adoptará la forma que le exigen, la rueda al girar y la carcasa que lo resiste. Será un anillo alargado con un radio creciente durante ½ giro y decreciente en la otra mitad. Asimismo los sectores de líquido entre paletas llenarán el espacio en la parte de máximo acercamiento, paletas pared de la carcasa, se irán vaciando en la parte de crecimiento de la luz paletas-carcasa y luego volverán a llenarse en la parte de acercamiento paletas-carcasa. Curiosamente la fuerza centrífuga en cada punto de las paredes de la carcasa tendera a mantenerse igual al caso anterior, ya que donde hay menor velocidad, habrá mayor espesor de anillo. Salvo por un fenómeno que se genera en el punto de máximo acercamiento paletas-carcasa En el punto en cuestión la célula está llena de líquido, luego al incrementar la distancia (en forma de hoz) paleta-carcasa, el líquido va desalojando la célula, hasta vaciarlo, luego comienza a entrar líquido en cada célula, este ingreso de líquido empujando contra la fuerza centrífuga y a la vez empujado hacia la fricción por la fuerza tangencial que hace una paleta y alejarse de la fricción la otra y a la vez tiene que ingresar en un espacio en forma de cuña, generan un movimiento bastante caótico con muchos torbellinos, lo que lleva que en esta zona haya una pérdida de velocidad superior al resto y esto nos da una fuerza sobre la carcasa notablemente mayor. Al pasar este punto de máximo acercamiento el agua fluye rápidamente hacia el espacio creciente creando una zona de mayor velocidad de circulación y esto nos da una menor fuerza negativa sobre el agua contenida en las células, vaciándolas y creando en ellas mas depresión En resumen los esfuerzos sobre la carcasa serán bastante complejos y la forma del anillo nos solo será alargada en el sentido vertical, sino también tendrá diferencias a derecha e izquierda de este punto. Este fenómeno se hará sumamente complejo y difícil de predecir si usamos pocas paletas, esto es, células demasiado grandes. También las deformaciones de la pared interior de la carcasa (normalmente deformaciones producidas por la circulación de material abrasivo, tanto de la
carcasa, como de los extremos de las paletas) alteran fuertemente este flujo. Otra gran alteración la produce la variación de la luz paletas-carcasa. Si se agranda, el pasaje de líquido de zona de máxima presión a zona de baja presión se hace muy rápido y fácilmente y restamos fuerza al ingreso del pistón líquido (pérdida de eficiencia de la bomba), si lo estrechamos de más, la presión de ingreso del pistón crece fuertemente, pero el pasaje de líquido de zona de alta presión a la de baja se hace en forma realmente explosiva y esto crea irregularidades que disminuyen el rendimiento de la bomba. En esta explicación solo nos resta agregar que el ingreso del líquido del anillo dentro de la célula es tan difícil que los álabes del rotor se hacen curvados hacia adelante para facilitarlo. La formación de este anillo con todas sus características se aprovecha para fabricar bombas de vacío llamadas de anillo hidráulico. Comenzando en cero en el punto de máximo acercamiento paletas-carcasa. Inmediatamente el giro de la bomba produce el desalojo del agua de las células lo que produce un vacío en las mismas Haciendo un agujero que comunique la cámara de compresión con el exterior, en las tapas fijas laterales del cilindro, esta cámara aspirará gases y/o líquido del exterior. Como el aumento de la distancia álabes carcasa tiene la forma de hoz en sus comienzos el agujero adoptará esta forma, ya que como debe aspirar gases a la menor presión posible, los volúmenes específicos de los mismos serán realmente grandes, el agujero deberá ser lo más grande posible para permitir la succión de volúmenes adecuados de gases. Luego de la succión y en la otra mitad de la bomba cuando comience el llenado de las células, el líquido deberá ingresar empujando y comprimiendo a los gases aspirados. Cuando alcancen un determinado lugar en la bomba, las células deberán encontrar los agujeros de descarga del gas. Como acá el gas estará comprimido a una presión levemente superior a la atmosférica (sino no descargará) los agujeros de salida serán necesariamente más pequeños que los de entrada y su tamaño y disposición deberán ser cuidadosamente dispuestos para
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que el pistón líquido evacue la mayor cantidad posible del gas aspirado. Vemos que de necesidad algo del agua escapará, de hecho un volumen de agua igual al volumen de gas comprimido, caso contrario, la descarga de gas será mínima y el rendimiento volumétrico de la bomba será bajísimo. Otra observación la de al hecho de que la bomba al comenzar a succionar aspirará aire a la presión atmosférica y este aire se opondrá a ser comprimido con su presión inicial P1 = Patm. Ergo al comienzo de la operación el peso de aire aspirado será máximo, por lo tanto se opondrá con máxima fuerza al ingreso del pistón líquido, y si este lo hace será solo para elevar innecesariamente la presión de descarga, ya que solo necesitamos que sea levemente superior a la presión de atmosférica. Para poder manejar lógicamente a este fenómeno, el agujero de descarga comenzar bastante afuera (Un radio exterior bastante grande) lo que hará que el anillo descargue bastante agua. Luego a medida que la presión de aspiración caiga el gas aspirado tendrá menor presión y por lo tanto el pistón de agua tendrá que ingresar más profundamente en la célula para que el gas contenido se pueda comprimir hasta la presión algo superior a la atmosférica p ero recordemos que va perdiendo agua hasta que llegará a un punto que no podrá comprimir más por falta de agua. Este es el caso de las bombas que carecen de válvulas de regulación del caudal de salida. Tienen un ámbito de presiones de aspiración, superando éste, deberán conseguir otra bomba con agujeros de descarga diseñados, en posición y tamaño, para otro ámbito de presiones de aspiración. Las bombas Andriani están provistas de válvulas de plaquetas que actúan por variaciones de presión dentro de la bomba en la zona de descarga, cerrando y abriendo agujeros de salida y trabajan en todo el campo de presiones de aspiración, ajustando en forma automática la descarga de líquidos de funcionamiento. Para que estos pistones líquidos funcionen, tendremos que reponer continuamente el líquido descargado y lo haremos por orificios practicados en la zona de baja
presión, esto ayudará a enfriar rápidamente al gas aspirado (esto mejorará el rendimiento volumétrico por reducción del volumen de gas) y obviamente en esta zona, es muy fácil agregarlo. El líquido ingresará a velocidad “cero” y el rotor lo llevará a la velocidad de régimen, para descargarlo luego. Como tendremos una zona de baja presión (aspiración) y otra de alta (descarga) separadas solo por una fina capa de líquido, inevitablemente se darán cortocircuitos, los que serán más grandes cuando más groseros sean los ajustes rotor-tapas de funcionamiento. Como deberemos bombear aire a muy baja presión se hace necesario construir bombas de rotor ancho para tener una capacidad adecuada y acá se nos presenta el problema de llenar los espacios entre paletas (células) de manera suficientemente rápida a todo lo largo axial. Por esta razón se preven aperturas de aspiración y presión en las 2 tapas laterales. Al mismo efecto se usa rotores que tienen el fondo de mayor diámetro en el centro que en extremos. Haciendo un resumen, vemos que la energía entregada por el motor será usada en: a) Mantener en rotación rotor y líquido b) Acelerar agua de reposición desde “O” a velocidad del anillo hidráulico. c) Aspirar, comprimir y eliminar un cierto caudal de aire y gas d) Eliminar agua de reposición en la descarga. e) Absorber el calor resultante de la compresión del gas p1 v1 aspiración hasta p2 v2 presión ya que la operación exige que la misma sea isotérmica. f) Cubrir todas las pérdidas de energía de fricción cojinetes, sellos, etc. De estas, la operación más importante y la más consumidora de energía es c) (Objeto de la construcción de la bomba), seguida de cerca por las operaciones a + b. De hecho la operación e) debería figurar en primer lugar, pero como normalmente se manda el agua usada a la acequia, no se generan problemas, porque el agua lleva una temperatura mayor a la salida que a la entrada- Siendo además que el incremento de la temperatura es realmente bajo y no preocupante. Por lo tanto, el uso de la energía es como el descripto.
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Curva Característica Bomba de Vacío Marca Andriani Modelo A2. Capacidad 90 m3/min. Vacío Referencias: Pba= 720 mmhg Tº aire = 20 º C n = 750 R.P.M tº de agua en camara de aire = 29º C tº de agua de refrig.= 20º C Tº de agua de salida= 40 º C
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19. Variación del Caudal de Aspiración en la zona de vacío en función de la presión de aspiración, de la temperatura del líquido de entrada, de refrigeración y de la presión de vaporización .
Torrs.
ºc
P r
Tr.
e s i o n
t e m p.
d e
e n t.
V a p o r i z a c i o n
l i q r e f r i g e r a c i o n
d e l l i q d e e n t r a d a
Presión de Aspiración Pa
torrs.
Línea de líquido en ebull ición Línea de presión de aspiración mínima admisible (riesgo de cavitación, en caso de presiones de aspiración inferiores)
Variación del Caudal de Aspiración Sx/S15 en la zona de vacío en función de l a presión de aspiración, de la temperatura del líquido de entrada, de refrigeración y de la presión de vaporización. Pd
Sx S 15
pa pa
p D 15
pDx
ecuación valida para una Tent de líquido de servicio= 25ºc
Ejemplo: Presión de aspiración = 100 torrs. Temp de líquido de entrada Tx = 25ºc Sx/S15 = 1,15
El caudal de aspiración a emplear en la bomba de vacío debe ser un 15 % mayor, en el caso que la temperatura del liquido de trabajo sea del 15ºc
S15= Caudal de Aspiración (m3/h)
de la bomba de vacío en caso de temperatura de entrada del líquido a 15 ºc. Sx. = Caudal de Aspiración m3/h de la bomba de vacío. Pdx= Presíón parcial de Vap. del líquido a temp. tx ºc Pd15= Precion parcial de vaporización del líquido a temp. de 15ºc. Pa Presión de aspiración.
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