Caractersticas generales de funcionamiento

Las bombas de este tipo son bombas de desplazamiento que crean la succin y la descarga, desplazando agua con un elemento mvil. El espacio que ocupa el agua se llena y vaca alternativamente forzando y extrayendo el lquido mediante movimiento mecnico.

El trmino positivo, significa que la presin desarrollada est limitada solamente por la resistencia estructural de las distintas partes de la bomba y la descarga no es afectada por la carga a presin sino que est determinada por la velocidad de la bomba y la medida del volumen desplazado.

Las bombas de desplazamiento positivo funcionan con bajas capacidades y altas presiones en relacin con su tamao y costo. Este tipo de bomba resulta el ms til para presiones extremadamente altas, para operacin manual, para descargas relativamente bajas, para operacin a baja velocidad, para succiones variables y para pozos profundos cuando la capacidad de bombeo requerida es muy poca.

CLASES DE BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Hay dos clases de bombas de desplazamiento positivo:

a) Las de pistn o reciprocantes, que desplazan el liquido por la accin de un mbolo o pistn con movimiento rectilneo alternativo, o con movimiento de oscilacin.b) Las rotatorias, en las cuales, el desplazamiento se logra por el movimiento de rotacin de los elementos de la bomba.

1 Bombas reciprocantes

Caractersticas de funcionamiento

En las bombas reciprocantes el pistn crea un vaco parcial dentro del cilindro permitiendo que el agua se eleve ayudada por la presin atmosfrica. Como hace falta un espacio determinado de tiempo para que se llene el cilindro, la cantidad de agua que entra al espacio de desplazamiento depender de la velocidad de la bomba, el tamao de las vlvulas de entrada y la efectividad del material sellante de las vlvulas y del pistn. Como se muestra en la figura 7.2.

Debido a la resistencia friccional que se desarrolla en sus partes en movimiento, las bombas reciprocantes tienen una eficiencia relativamente baja; las prdidas en las correas, los engranes y las chumaceras se aaden a la resistencia de las partes mviles para dar un rendimiento bajo en proporcin a la potencia suministrada por la unidad motriz.

Las vlvulas de las bombas de pistn son de dos tipos las de succin, que permiten la entrada al espacio de desplazamiento, y las de descarga, que dejan que el agua pase hacia el tubo de descarga, Estas vlvulas operan por la fuerza que ejerce sobre ellas el peso del agua, o por la accin ejercida por elemento de desplazamiento

Las foto 7.1 y figura 7.3 nos muestran modelos tpicos de bombas reciprocantes.

FOTO 7.1 BOMBA RECIPROCANTE O DE PISTON HORIZONTAL

FIG. 7.2 ESQUEMA DE BOMBA RECIPROCANTE DE EFECTO SIMPLE

FIG. 7.3 BOMBA RECIPROCANTE HORIZONTAL DE TRANSMISIN DE DOBLE EFECTO

Ventajas y desventajas de las bombas reciprocantes

Las ventajas de las bombas reciprocantes de pozo llano son:

- Alta presin disponible- Autocebantes (dentro de ciertos lmites)- Flujo constante para cargas a presin variable- Adaptabilidad a ser movidas manualmente o por motor

Las desventajas son:

- Baja descarga- Baja eficiencia comparada con las bombas centrifugas- Muchas partes mviles- Requieren mantenimiento a intervalos frecuentes- Succin limitada- Costo relativamente alto para la cantidad de agua suministrada- Requieren un torque considerable para llevarlas a su velocidad- Flujo pulsante en la descarga

2 Bombas rotatorias

Caracteres generales de su funcionamiento

Las bombas rotatorias son unidades de desplazamiento positivo, que consisten en una caja fija que contiene engranes, aspas u otros dispositivos que rotan, y que actan sobre el lquido atrapndolo en pequeos volmenes entre las paredes de la caja y el dispositivo que rota, desplazando de este modo el lquido de manera similar a como lo hace el pistn de una bomba reciprocante. Como se muestra en la figura 7.4.

Pero las bombas rotatorias en vez de suministrar un flujo pulsante como sucede con las bombas reciprocantes, descargan un flujo uniforme, por el movimiento de rotacin de los engranes que es bastante rpido.

Las bombas rotatorias se usan generalmente para aplicaciones especiales, con lquidos viscosos, pero realmente pueden bombear cualquier clase de lquidos, siempre que no contengan slidos en suspensin. No obstante, debido a su construccin, su uso ms comn, es como bombas de circulacin o transferencia de lquidos.

Caractersticas principales:

- Son de accin positiva- Desplazamiento rotativo- Flujo uniforme- Construccin compacta- Carga alta- Descarga relativamente baja- Velocidades de operacin de moderadas a altas- Pocas partes mviles- Requieren toda la potencia para llevarlas a su velocidad de operacin- Flujo constante dentro de ciertos lmites para carga variable- Aspiracin limitada

Como las piezas que originan el desplazamiento son de metal y rotan, el contacto metlico entre las partes mviles origina desgastes que posibilitan los resbalamientos a altas presiones, es por eso que la efectividad de las bombas rotatorias disminuye con el uso.

Distintos tipos de bombas rotatorias

Las bombas ms comunes y ms efectivas de este tipo son las de engranes externos (figura 7.4). Segn los dientes se separan en el lado de succin de la bomba, el espacio entre dos dientes consecutivos se llena de lquido y de esta forma es arrastrado hasta quedar atrapado entre estos y la pared de la caja de la bomba; el movimiento de rotacin del engrane lleva entonces el lquido atrapado hasta el lado de descarga, en donde al quedar libre es impulsado hacia afuera por la llegada constante de nuevas cantidades de liquido. Las bombas rotatorias son generalmente fabricadas para capacidades que no exceden de 500 gpm (31.54 l/s) y cargas que no sobrepasan 500 pies (152.4 m).

Existen bombas rotatorias de engranes internos, de levas, lobulares de tornillo, de paletas, etc. En las figuras 7.4 a 7.7 se muestran distintos tipos de bombas rotatorias.

FIG. 7.4 BOMBA ROTATORIA DE ENGRANES EXTERNOS

FIG. 7.5 BOMBA ROTATORIA DE DOS TORNILLOS

FIG. 7.6 BOMBA ROTATORIA DE PALETAS DESLIZANTES

FIG. 7.7 BOMBA ROTATORIA DE LEVA Y PISTON

3 Usos ms corrientes de las bombas de desplazamiento positivo

- Bombeo en pozos llanos- Bombeo en pozos profundos- Para niveles de agua variable- Bombas de incendio- Bombas de transferencia y circulacin- Operacin por molinos de viento- Altas cargas a presin- Alimentacin de calderas- Bombeo de aceite y gasolina- Fumigadores de cosechas

BOMBASSiempre que tratemos temas como procesos que este involucrado la circulacin de fluidosestamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas.El funcionamiento en si de la bomba ser el de un convertidor de energa, o sea, transformarala energa mecnica en energa cintica, generando presin y velocidad en el fluido.Existen muchos tipos de bombas para diferentes aplicaciones.Los factores ms importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado son:presin resultante, presin de proceso, velocidad de bombeo ( flujo ), tipo de sustancia abombear (la eficiencia de cada bomba vara segn el tipo de sustancia).Las bombas se clasifican en tres tipos principales:1. De mbolo rotativo2. De mbolo alternativo3. RotodinmicasLos dos primeros operan sobre el principio de desplazamiento positivo y el tercer tipo debe sunombre a un elemento rotativo, llamado rodete, que comunica velocidad al lquido y generapresin, estas son de desplazamiento no positivo.Se dice que una bomba es de desplazamiento positivo, cuando su rgano propulsor contieneelementos mviles de modo tal que por cada revolucin se genera de manera positiva unvolumen dado o cilindrada, independientemente de la contrapresin a la salida. En este tipo debombas la energa mecnica recibida se transforma directamente en energa de presin que setransmite hidrostticamente en el sistema hidrulico.En las bombas de desplazamiento positivo siempre debe permanecer la descarga abierta, puesa medida que la misma se obstruya, aumenta la presin en el circuito hasta alcanzar valoresque pueden ocasionar la rotura de la bomba; por tal causal siempre se debe colocarinmediatamente a la salida de la bomba una vlvula de alivio o de seguridad. con una descargaa tanque y con elemento de registro de presin.Se dice que una bomba es de desplazamiento No positivo cuando su rgano propulsar nocontiene elementos mviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas enuna sola.A este caso pertenecen las bombas centrfugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio.En este tipo de bombas, se transforma la energa mecnica recibida en energa hidro-cinticaimprimiendo a las partculas cambios en la proyeccin de sus trayectorias y en la direccin desus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas notenga contrapresin pues si la hubiera, dado que la misma regula la descarga , en el casolmite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguira enmovimiento no generando caudal alguno trabajando.DESCRIPCIN DE BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVOBOMBAS ROTATORIASLas bombas rotatorias, que generalmente son unidades de desplazamiento positivo, consistende una caja fija que contiene engranajes, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., queoperan con un claro mnimo. En lugar de "arrojar" el liquido, como en una bomba centrfuga,una bomba rotatoria lo atrapa, lo empuja contra la caja fija. La bomba rotatoria descarga unflujo continuo. Aunque generalmente se les considera como bombas para lquidos viscosos, lasbombas rotatorias no se limitan a este servicio solo, pueden manejar casi cualquier liquido queeste libre de slidos abrasivos.Tipos de bombas rotatorias:Bombas de Leva y PistnTambin llamadas "Bombas de mbolo rotatorio", consisten de un excntrico con un brazoranurado en la parte superior (Fig. 1). La rotacin de la flecha hace que el excntrico atrape elliquido contra la caja. Conforme contina la rotacin, el liquido se fuerza de la caja a travs dela ranura a la salida de la bomba.Fig. 1Bombas de engranajes externosEstas constituyen el tipo rotatorio mas simple. Conforme los dientes de los engranajes seseparan en el lado de succin de la bomba (Fig. 2), el liquido llena el espacio entre ellos. Estese conduce en trayectoria circular hacia fuera y es exprimido al engranar nuevamente losdientes.Fig. 2Bombas de engranajes internosEste tipo (Fig. 3) tiene un motor con dientes cortados internamente y que encajan en unengrane loco, cortado externamente. Puede usarse una particin en forma de luna crecientepara evitar que el liquido pase de nuevo al lado de succin de la bomba.Fig. 3Bombas lobularesstas se asemejan a las bombas del tipo de engranajes en su forma de accin, tienen dos omas motores cortados con tres, cuatro, o mas lbulos encada motor (Fig. 4, 5 y 6). Los motores se sincronizan para obtener una rotacin positiva pormedio de engranajes externos. Debido al que el liquido se descarga en un numero masreducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranajes, el flujo del tipolobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranajes.Bombas de tornilloEstas bombas tienen un eje en forma de espiral , que gira dentro de un cilindro que a su vezposee cavidades en espiral. El eje gira desplazando el fluido a traves de las cavidades,avanzando en forma continua, produciendose un flujo axial.Bombas de aspas o PaletasLas bombas de aspas oscilantes tienen una serie de aspas articuladas que se balanceanconforme gira el motor, atrapando al liquido y forzndolo en el tubo de descarga de la bomba.Las bombas de aspas deslizantes usan aspas que se presionan contra la carcaza por la fuerzacentrfuga cuando gira el motor. El liquido atrapado entre las dos aspas se conduce y fuerzahacia la descarga de bomba.Bombas PeristlticasEl lquido es desplazado por el interior de una manguera colocada en forma perimetral dentrode la carcasa de la bomba. Este desplazamiento es provocado por una rueda que posee doslevas, las cuales al girar van comprimiendo la manguera. Para disminuir el desgaste provocadopor el roce entre la manguera y las levas, este sistema esta sumergido en un lubricante.BOMBAS ALTERNATIVAS O RECIPROCASLas bombas alternativas o reciprocas son tambin unidades de desplazamiento positivodescargan una cantidad definida de liquido durante el movimiento del pistn o mbolo a travsde la distancia de carrera.En este tipo de bombas el fludo se desplaza mediante movimientoalternativo ; al moverse en un sentido succiona y en el sentido inverso expulsa.Tipos de bombas alternativasEl flujo de descarga de las bombas centrfugas y de la mayor parte de las bombas rotatorias escontinuo. Pero en las bombas alternativas el flujo pulsa, esto puede reducirse con una cmaracolchn o pulmn regulador.Igual que otras bombas, las bombas alternativas no succionan los lquidos. Reducen solamentela presin en la cmara de succin y la presin externa, generalmente la atmosfrica, empujael liquido en la bomba potencia.Bombas de diafragmaLa bomba combinada de diafragma puede ser comandada mecnica, hidrulica oneumticamente. En una bomba de diafragma existe un flexible que va sujeto a una camarapoco profunda, y este es accionado . Un diafragma de material flexible no metlico puedesoportar mejor la accin corrosiva o erosiva que las partes metlicas de algunas bombasalternativas.Tambin son apropiados para pulpas gruesas, drenajes, lodos, disolusiones cidas y alcalinas,as como mezclas de agua con slidos que pueden ocasionar erosin.Bomba de mbolo ( buzo )El lquido es desplazado en forma axial dentro de un cilindro, por un embolo que por medio devlvulas permite succionar o expulsar el fludo. El movimiento rectilinio del embolo esprovocado por un sistema de cigeal.Bomba de pistonesEl lquido es desplazado en forma axial dentro de un cilindro, por un pistn que por medio devlvulas permite succionar o expulsar el fludo.DESCRIPCIN DE BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVOBombas centrfugasLas industrias qumicas son usuarios principales de bombas de todos los tipos, pero enparticular de las centrfugas.Las bombas centrfugas, tambin denominadas rotativas, tienen un motor de paletas giratoriosumergido en el liquido. El liquido entra en la bomba cerca del eje del motor, y las paletas loarrastran hacia sus extremos a alta presin. El motor tambin proporciona al liquido unavelocidad relativamente alta, que puede transformarse en presin en una parte estacionaria dela bomba, conocida como difusor; el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficietransversal aumente de forma gradual para reducir la velocidad. El motor debe ser cebadoantes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de liquido cuando se arranca labomba.La gran holgura ofrecida en este tipo de bombas al paso de los fluidos, hace que estas resultenadecuadas para la manipulacin de fluidos que lleven en suspensin partculas slidas, yadems permiten el estrangulado o aun el cierre temporal de la vlvula de la tubera dedescarga (de impulsin).

Tipos de bomba centrfugasBombas volutaaqu el impulsor descarga en una caja espiral que se expande progresivamente,proporcionada en tal forma que la velocidad del lquido se reduce en forma gradual. Por estemedio, parte de la energa de velocidad del liquido se convierte en presin esttica

Bombas difusorlos paletas direccionales estacionarios rodean el motoro impulsor en una bomba del tipo difusor. Esos pasajes con expansin gradual cambian ladireccin del flujo del liquido y convierten la energa de velocidad a columna de presin.

Bombas turbinaTambin se conocen como bombas de vrtice, perifricas y regenerativas; en este tipo seproducen remolinos en el liquido por medio de los paletas a velocidades muy altas dentro delcanal anular en el que gira el impulsor. El liquido va recibiendo impulsos de energa. La bombadel tipo difusor de pozo profundo, se llaman frecuentemente bo