BOMBAS Principio y Funcionamiento : Un equipo de bombeo es un transformador de energía, mecánica que puede proceder de un motor eléctrico, térmico, etc. Un fluido se adquiere en forma de presión, de posición y de velocidad. Normalmente un generador hidráulico (bomba) es accionado por un motor eléctrico, térmico, etc. La clasificación de las diferentes clases de bombas están dadas por el “Hidraulic Institute” (Instituto de hidraulica) de E.U.A. (1984) parece ser la más adecuada.
DESPLAZAMIENTO POSITIVO
PISTON EMBOLO
DOBLE ACCION
SIMPLE DOBLE
VAPOR
SIMPLE ACCION DOBLE ACCION
SIMPLE DOBLE TRIPLE MULTIPLE
POTENCIA
RECIPROCANTES
DIAFRAGMA ROTOR ASPAS SIMPLE PISTON MIEMBRO FLEXIBLE TORNILLO
SIMPLE MULTIPLE
OPERADA P/FLUIDO OPERADA MECANICAMENTE
ROTATIVAS
BOMBAS
ENGRANES ROTOR LOBULOS MULTIPLE BALANCINES TORNILLO
FLUJO RADIAL SIMPLE SUCCION FLUJO MIXTO DOBLE SUCCION
AUTOCEBANTES CEBADAS P / MEDIO EXTERNOS
UNIPASO MULTIPASO
CENTRIFUGAS
DINAMICAS
FLUJO AXIAL
PERIFERICAS UNIPASO MULTIPASO
SIMPLE SUCCION UNIPASO MULTIPASO
AUTOCEBANCTES CEBADAS P / MEDIO EXTERNOS
ESPECIALES SIMPLE SUCCION
IMPULSOR ABIERTO IMPULSOR SEMIABIERTO IMPULSOR CERRADO
IMPULSOR ABIERTO IMPULSOR CERRADO
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO bombas hidrostáticas de desplazamiento positivo son los elementos
Las destinados a transformar la energía mecánica en hidráulica. Estas bombas son aquellas que suministran la misma cantidad de liquido en cada ciclo o revolución del elemento de bombeo, independiente de la presión que encuentre el liquido a su salida, guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria. “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). Sin embargo, en las máquinas de desplazamiento positivo, tanto reciprocantes como rotatorias, siempre hay una cámara que aumenta de volumen (succión) y disminuye volumen (impulsión), por esto a éstas máquinas también se les denomina Volumétricas.
Bombas de Desplazamiento Positivo
VENTAJAS
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Las bombas positivas tienen la ventaja de que para poder trabajar no necesitan "cebarse”, es decir, no es necesario llenar previamente el tubo de succión y el cuerpo de la bomba para que ésta pueda iniciar su funcionamiento, tal como acontece en las bombas centrífugas. En las bombas positivas, a medida que la bomba por sí misma va llenándose de líquido, éste va desalojando el aire contenida en la tubería de succión, iniciándose el escurrimiento a través del sistema cuando ha acabado de ser desalojado el aire. Campo de aplicaciones Genéricamente, el caudal de las bombas de desplazamiento positivo es proporcional a la velocidad de accionamiento, son reversibles, autoaspirantes, y pueden bombear líquidos de baja y alta viscosidad. Entre las cuales están: •Alimentación y Bebidas En todo tipo de aplicaciones sanitarias y donde se requiera una suave acción de bombeo •Farmacéutico Manejo suave e higiénico de productos con alta precisión en la dosificación •Química Manejo de productos químicos agresivos y peligrosos, slurris y pastas •Petroquímica Plantas asfálticas, productos bituminosos, fuel, aceites
Bombas de Desplazamiento Positivo
RECIPROCANTES
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Llamadas también alternativas, en estas máquinas, el elemento que proporciona la energía al fluido lo hace en forma lineal y alternativa. La característica de funcionamiento es sencilla El funcionamiento de una Bomba Reciprocante depende del llenado y vaciado sucesivo de receptáculos de volumen fijo, para lo cual cierta cantidad de agua es obligada a entrar al cuerpo de la bomba en donde queda encerrada momentáneamente, para después ser forzada a salir por la tubería de descarga. Clasificación : Bombas de diafragma. Bombas de pistón. Bombas de embolo.
Bombas de Desplazamiento Positivo
RECIPROCANTES
BOMBAS DE DIAFRAGMA El elemento de bombeo en este caso es un diafragma flexible, colocado dentro de un cuerpo cerrado que se acciona desde el exterior por un mecanismo reciprocante. Este movimiento reciprocante hace aumentar y disminuir el volumen debajo del diafragma, observe que un par de válvulas convenientemente colocadas a la entrada y la salida fuerzan el líquido a circular en la dirección de bombeo. Como en las bombas de diafragma no hay piezas fricionantes, ellas encuentran aplicación en el bombeo de líquidos contaminados con sólidos, tal como los lodos, aguas negras y similares.
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Bombas de Desplazamiento Positivo
RECIPROCANTES
BOMBA DE DIAFRAGMA CON RESORTE Estas bombas son en principio iguales que las bombas de diafragma tratadas anteriormente, la diferencia principal es que el mecanismo de accionamiento solo mueve el diafragma en la dirección de succión, la carrera de impulsión se hace por el empuje de un resorte. La fuerza de este resorte es la que determina la presión máxima de bombeo. El típico uso de estas bombas es como elemento de trasiego del combustible desde el depósito hasta el carburador en los motores de combustión interna
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Bombas de Desplazamiento Positivo BOMBA DE PISTON
RECIPROCANTES
Durante la carrera de descenso del pistón, se abre la válvula de admisión accionada por el vacío creado por el propio pistón, mientras la de descarga se aprieta contra su asiento, de esta forma se llena de líquido el espacio sobre él. Luego, cuando el pistón sube, el incremento de presión cierra la válvula de admisión y empuja la de escape, abriéndola, con lo que se produce la descarga. La repetición de este ciclo de trabajo produce un bombeo pulsante a presiones que pueden ser muy grandes. Estas bombas de pistones son de desplazamiento positivo, y dada la incompresibilidad de los líquidos no pueden funcionar con el conducto de salida cerrado, en tal caso. se produciría o bien la rotura de la bomba, o se detiene completamente la fuente de movimiento, por ejemplo, el motor eléctrico de accionamiento.
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Bombas de Desplazamiento Positivo BOMBA DE EMBOLO
RECIPROCANTES
La figura muestra un esquema simplificado de una bomba seccionada de un solo émbolo, esto aplica para bombas de múltiples émbolos, ya que en este caso, lo que se hace es repetir en línea los émbolos necesarios de acuerdo al número de cilindros del motor con el adecuado cambio en el ángulo de cada leva con respecto a las otras. Cuando la leva gira el resorte mantiene apretado el seguidor junto con el pistón copiando su perfil, de esta manera el pistón sube y baja constantemente. Cuando el pistón está en la posición mostrada se ha abierto el paso a la parte superior desde la cámara de alimentación visto en el punto anterior. En la carrera de ascenso el propio pistón cierra el paso al bloquear el conducto de entrada lateral y el combustible atrapado sobre la su cabeza no tiene otra posibilidad que levantar la válvula de descarga y salir por el tubo al inyector.
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Bombas de Desplazamiento Positivo
RECIPROCANTES
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BOMBA DE POTENCIA – de pistón y de embolo
Una bomba de potencia es una máquina alternativa de velocidad constante, par motor constante y capacidad casi constante, cuyos émbolos o pistones se mueven por medio de un cigüeñal, a través de una fuente motriz externa. La capacidad de la bomba varía con el número de émbolos o pistones. En general, mientras mayor sea el número, menor es la variación en capacidad, a un número dado de rpm. La bomba se diseña para una velocidad, presión, capacidad y potencia específicas. La bomba puede aplicarse a condiciones de potencia menores que las del punto específico de diseño, pero con sacrificio de la condición más económica de operación. Las Bombas se construyen en versiones tanto verticales como horizontales. La construcción horizontal se utiliza en bombas de émbolo de hasta 200 HP. Esta construcción es generalmente abajo del nivel de cintura y proporciona facilidad en el ensamble y mantenimiento. Se construyen con tres o cinco émbolos. Las bombas horizontales de pistón llegan hasta los 2.000 HP y normalmente tienen dos o tres pistones, que son de acción simple o doble. La construcción vertical se usa en bombas de émbolo hasta 1.500 HP, con el extremo de fluido sobre el extremo motriz..
Bombas de Desplazamiento Positivo
RECIPROCANTES
BOMBA DE VAPOR – de pistón y embolo Una bomba alternativa de desplazamiento positivo es aquella en la que el émbolo o pistón desplaza un volumen dado de fluido en cada carrera. El principio básico de una bomba alternativa es que un sólido desplazará un volumen igual de líquido. Por ejemplo, un cubo de hielo dejado caer dentro de un vaso completamente lleno de agua, derramará un volumen de agua fuera del vaso, igual al volumen sumergido del cubo de hielo.
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Bombas de Desplazamiento Positivo
ROTATIVAS
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Llamadas también rotoestáticas, debido a que son máquinas de desplazamiento positivo, provistas de movimiento rotatorio. Tienen muchas aplicaciones según el elemento impulsor. El fluido sale de la bomba en forma constante, puede manejar líquidos que contengan aire o vapor. Su principal aplicación es la de manejar líquidos altamente viscosos, lo que ninguna otra bomba puede realizar y hasta puede carecer de válvula de admisión de carga. No tienen válvulas ni partes reciprocantes; el movimiento del líquido es efectuado por la acción combinada de dos elementos giratorios semejantes a las ruedas dentadas. Clasificación : ROTOR SIMPLE: Aspas, pistón, miembro flexible, tornillo. ROTOR MULTIPLE: Engranes, lóbulos, balancines, tornillo
Bombas de Desplazamiento Positivo
ROTATIVAS
ROTOR SIMPLE - Bombas de Aspas o paletas. 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.
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Bombas de Desplazamiento Positivo
ROTATIVAS
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ROTOR SIMPLE - Bombas de pistón o embolo. Las bombas rotativas de émbolo se utilizan tanto con diseños de cinemática plana, con émbolos o pistones radiales, como con cinemática espacial, con émbolos o pistones axiales.
Bombas de pistón radiales de pistón axiales Constan de un estator, y un rotor que lleva una serie de alojamientos radiales cilíndricos, en los que encajan unos émbolos que desempeñan el papel de desplazadores, realizando a medida que gira el rotor, un movimiento de vaivén respecto a éste, al tiempo que sus extremos deslizan sobre la superficie interior del estator.
Bombas
En este tipo de bombas, el mecanismo de transmisión del movimiento a los desplazadores tiene una cinemática espacial. Las cámaras de trabajo cilíndricas van dispuestas en el rotor paralelamente al eje de rotación, o con un cierto ángulo respecto a dicho eje.
Bombas de pistón radiales de pistón axiales
Bombas
Bombas de Desplazamiento Positivo
ROTATIVAS
ROTOR SIMPLE - Bombas de miembro flexible. En éstas el bombeo del fluido y la accion de sellado dependen de la elasticidad de los miebros flexibles, que pueden ser un tuvo, una corona de aspas o una camisa, En una bomba de elemento flexible, las acciones de sellamiento y de bombeo dependen de la elasticidad de los elementos flexibles, que pueden ser un tubo o paletas.
Bombas de tubo flexible .- Tienen un tubo de hule que se exprime por medio de un anillo de compresión sobre un excéntrico ajustable. La flecha de la bomba, unida al excéntrico, lo hace girar. Las bombas de este diseño se construyen con uno o dos pasos. Existen otros diseños de bombas de tubo flexible.
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Bombas de Desplazamiento Positivo
ROTATIVAS
ROTOR SIMPLE Y MULTIPLE - Bomba de tornillo
Esta bomba utiliza un tornillo helicoidal excéntrico que se mueve dentro de una camisa y hace fluir el líquido entre el tornillo y la camisa. Está específicamente indicada para bombear fluidos viscosos, con altos contenidos de solidos, que no necesiten removerse o que formen espumas si se agitan. Como la bomba de tornillo desplaza el líquido, este no sufre movimientos bruscos, pudiendo incluso bombear uvas enteras. Este tipo de bombas son ampliamente utilizadas en la industria petrolera a nivel mundial, para el bombeo de crudos altamente viscosos y con contenidos apreciables de sólidos. Nuevos desarrollos de estas bombas permiten el bombeo multifásico.
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Bombas de Desplazamiento Positivo
ROTATIVAS
ROTOR MULTIPLE - 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. 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.
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Bombas de Desplazamiento Positivo
ROTATIVAS
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ROTOR MULTIPLE – Bomba de lóbulos
La bomba de engranajes tipo lóbulos es una bomba mecánica, volumétrica y de desplazamiento positivo. Unas cámaras de trabajo desplazan el líquido. Bombas de lóbulos externos Son bombas rotativas de engranajes externos, que difieren de estas en la forma de accionamiento de los engranajes. Ambos engranajes tienen sólo tres dientes que son mucho más anchos y más redondeados que los de una bomba de engranajes externos. Su accionamiento es independiente por medio de un sistema de engranajes externo a la cámara de bombeo. Ventajas de las bombas de lóbulos externos •Los lóbulos son accionados independientemente por medio de un sistema de engranajes externo a la cámara de bombeo. •Ofrecen un mayor desplazamiento, pero su costo es mayor a las bombas de otro tipo. •Esta bomba es adecuada para utilizarla con fluidos más sensibles al efecto del esfuerzo tangencial (o de cizalle). •Es excelente para el manejo de fluidos con gases o partículas atrapadas.
Bombas de lóbulos internos Son bombas rotativas de engranajes internos, que difieren de estas en la forma de accionamiento de los engranajes. Esta bomba combina un engranaje interno dentro de otro externo. El engranaje interno está montado en el eje y lleva un diente menos que el engranaje exterior. Ventajas principales de las bombas de lóbulos internos •Esta bomba tiene mayor eficiencia volumétrica que la de semiluna trabajando a bajas velocidades. •El rendimiento volumétrico y total de este tipo de bombas es generalmente similar al que ofrecen las bombas de engranajes externos.
Bombas de Desplazamiento Positivo
ROTATIVAS BOMBAS DE LOBULOS
BOMBAS DE LOBULOS EXTERNOS
INTERNOS
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Bombas de Desplazamiento Positivo ROTOR MULTIPLE - Bomba
ROTATIVAS con balancines
Es el sistema más reconocido de bombeo. Utiliza un movimiento vertical transmitido por contrapesos y un brazo mecánico que sube y baja. La bomba en sí misma se encuentra en el fondo y se le transmite el movimiento a través de varillas que hacen su recorrido por dentro del tubing. Al descender, la válvula inferior se cierra y el pistón de la bomba baja llenándose de petróleo. Al subir, la válvula inferior se abre y mientras el pistón jala el petróleo que tiene dentro hacia arriba, a la vez llena la parte inferior por succión con una nueva carga que posteriormente elevará. Así opera en forma alternativa o batch. Dado el gran brazo de torque que tienen, son el tipo de bomba preferido en caso de tener que generar grandes presiones. La motorización puede ser eléctrica o con motor a explosión.
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BOMBAS DINAMICAS Se clasifican en bombas periferias y especiales.
centrifugas,
BOMBAS CENTRIFUGAS . Son aquellas en que el fluido ingresa a ésta por el eje y sale siguiendo una trayectoria periférica por la tangente. BOMBAS PERIFÉRICAS . Son también conocidas como bombas tipo turbina, de vértice y regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el líquido por medio de los álabes a velocidades muy altas, dentro del canal anular donde gira el impulsor. El líquido va recibiendo impulsos de energía No se debe confundir a las bombas tipo difusor de pozo profundo, llamadas frecuentemente bombas turbinas aunque no se asemeja en nada a la bomba periférica.
BOMBAS DINAMICAS – Bombas bombas son de gran Centrifugas importancia en
Las el trasiego de fluidos, debido a su capacidad de producir vacío, con lo cual se puede empujar el fluido hacia donde se desee transportar.
Existen distintos tipos de bombas las cuales tienen distintas funciones, dependiendo del tipo de fluido, de la temperatura a la cual se va a transportar y la que se soportará. presión Las bombas centrífugas son máquinas de gran velocidad en comparación con las de movimiento alternativo, rotativas o de desplazamiento. Funcionan a altas velocidades, acopladas directamente al motor de accionamiento, consiguiendo que las pérdidas por transmisión sean mínimas.
CARACTERISTICAS – Bombas Centrifugas Son las bombas que más se aplican en la industria. Las razones de estas preferencias son las siguientes: • Son aparatos giratorios. • No tienen órganos articulados y los mecanismos de acoplamiento son muy sencillos. • La impulsión eléctrica del motor que la mueve es bastante sencilla. • Para una operación definida, el gasto es constante y no se requiere dispositivo regulador. • Se adaptan con facilidad a muchas circunstancias. Además se unen las siguientes ventajas económicas: • • El precio de una bomba centrífuga es relativamente menor. • Utilizan menos espacio. • El peso es menor y por lo tanto las cimentaciones también lo son. • El mantenimiento de una bomba centrífuga sólo se reduce a renovar el aceite de las chumaceras, los empaques del presa-estopa y el número de elementos a cambiar es muy pequeño.
BOMBAS DINAMICAS – Bombas BOMBA CON IMPULSOR DE FLUJO AXIAL, RADIAL Centrifugas Y MIXTO
Para definir este tipo de bomba centrifuga se tiene la clasificación según la trayectoria del líquido en el impulsor: •Bombas de flujo Radial En este tipo de bomba el liquido penetra al impulsor en dirección paralela al eje de la bomba y sale en dirección perpendicular al eje del impulsor. Las cargas manométricas a manejar son las altas.
•Bombas de flujo Axial Aquí el liquido penetra axialmente en el impulsor y su salida es en la misma dirección, es utilizada para cargas manométricas bajas.
•Bombas de flujo Mixto El flujo penetra axialmente en el impulsor y sale en una dirección intermedia entre radial y axial, las cargas manométricas manejadas son medias.
BOMBAS DINAMICAS – Bombas Centrifugas BOMBA SEGÚN NUMERO DE IMPULSORES Para definir este tipo de bomba centrifuga se tiene la clasificación según el tipo de impulsor: •IMPULSOR ABIERTO: En esta clase de impulsor las paletas están unidas directamente al núcleo del impulsor sin ningún plato en los extremos. Su uso está limitado a bombas muy pequeñas, pero se puede manejar cualquier liquido y además inspeccionarlo es muy sencillo. •IMPULSOR SEMI - ABIERTO: Su construcción varia en que está colocado un plato en el lado opuesto de la entrada del liquido y por ende esta más reforzada que el impulsor abierto como las paletas a estar unidas tienen la función de disminuir la presión en la parte posterior del impulsor y la entrada de materiales extraños se alojan en la parte posterior del mismo. •IMPULSORES CERRADOS: Este impulsor se caracteriza porque además del plato posterior lo rodea una corona circular en la parte anterior del impulsor. Esta corona es unida también a las paletas y posee una abertura por donde el liquido ingresa al impulsor. Este es el impulsor mas utilizado en las bombas centrifugas por su rendimiento que es superior a las dos anteriores. Hay que hacer notar que debe ser utilizado en líquidos que no tienen sólidos en suspensión.
BOMBAS DINAMICAS – Bombas Centrifugas BOMBA SEGÚN LA SUCCION Para definir este tipo de bomba centrifuga se tiene la clasificación según el tipo de succión: •Simple succión •Doble succión Las bombas de simple succión admiten agua solo por un lado del impulsor, mientras que las de doble succión lo hacen por ambos lados. Hay que hacer notar que las bombas de doble succión lo hacen por ambos lados. Hay que hacer notar que las bombas de doble succión funcionan como si existieran doble (dos) impulsores, uno en contra posición del otro y esto elimina el problema de empuje axial. Otra ventaja es la seguridad con la que trabajan frente a la cavitación, ya que el área de admisión del agua es superior a las de las bombas de simple succión.
BOMBAS DINAMICAS – Bombas Centrifugas BOMBA SEGÚN NUMERO DE IMPULSORES Para definir este tipo de bomba centrifuga se tiene la clasificación según del numero de impulsores empleados: Bombas de una fase Bombas de múltiples fases Las bombas de una sola fase es la que la carga o altura manométrica total es proporcional por un único impulsor. Ahora la bomba de múltiples fases alcanza su altura manométrica o carga con dos o más impulsores, actuando en serie en una misma carcaza y un único eje, es por esto que las bombas de múltiples fases es utilizada en cargas manométricas muy altas.
BOMBAS DINAMICAS – Bombas Periféricas Son también conocidas como bombas tipo turbina, de vértice y regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el líquido por medio de los álabes a velocidades muy altas, dentro del canal anular donde gira el impulsor. El líquido va recibiendo impulsos de energía No se debe confundir a las bombas tipo difusor de pozo profundo, llamadas frecuentemente bombas turbinas aunque no se asemeja en nada a la bomba periférica. La verdadera bomba turbina es la usada en centrales hidroeléctricas tipo embalse llamadas también de Acumulación y Bombeo, donde la bomba consume potencia; en determinado momento, puede actuar también como turbina para entregar potencia.
BOMBAS DINAMICAS – Bombas Especiales
