Portada » Tecnología » Ejercicios resueltos de bombas hidráulicas
Las bombas son máquinas hidráulicas que tienen
La carácterística de transformar el trabajo o energía mecánica que
Reciben de un medio externo en energía cinética que es transmitida
Al fluido.
. En general, una bomba se utiliza para incrementar la
Presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico,
Para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra
De mayor presión o altitud.
Funcionamiento: Consiste en el movimiento de un
Fluido, causado por la disminución del volumen de una cámara. El
Elemento que origina el intercambio de energía tiene movimiento
Alternativo o rotatorio. Siempre hay una cámara que aumenta de
Volumen (succión) y disminuye volumen (impulsión), por esto a estas
Máquinas también se les denomina Volumétricas.
La transferencia
De energía al fluido es hidrostática, un cuerpo de desplazamiento
Reduce el espacio de trabajo lleno aplicando presión sobre el fluido
Y este es bombeado a la tubería.
Existen dos tipos de bombas de
Desplazamiento positivo:
1) Las reciprocantes o de pistón, que
Desplazan el liquido por la acción de un embolo o pistón con
Movimiento rectilíneo alternativo, o con movimiento de
Oscilación.
2) Las rotatorias, en las cuales, el desplazamiento
Se logra por el movimiento de rotación de los elementos de la
Bomba.
Ventajas
•El caudal no depende de la altura de
Trabajo, escasas perdidas generadas por rozamiento
•Homogeneidad
De caudal
•No es necesario cebarlas
•Caudal
Ajustable
•Adecuadas para fluidos de viscosidad
Alta
Desventajas
• El principio de funcionamiento no
Incluye ningún límite de presión, por tanto, se requiere una
Válvula de seguridad o limitadora de presión
• Mayor
Numero de piezas mecánicas que una bomba centrifuga.
Una bomba de pistón es una bomba
Hidráulica que genera el movimiento en el mismo mediante el
Movimiento de un pistón. Se emplean para el movimiento de fluidos a
Alta presión o fluidos de elevadas viscosidades o densidades. Este
Tipo de bomba hidráulica es utilizada por lo general, para facilitar
El transporte de fluidos no compresibles y de gran potencia, ya que
Bombea fluido a presiones más elevadas que la de las bombas de
Paletas tradicionales. Su funcionamiento es similar al de los motores
A pistón, se trata de varios cilindros y pistones o de uno grande y
Axial, el cual comienza a aspirar liquido y luego a expulsarlo, de
Manera que este salga con presión. A mayor numero de pistones, mayor
Es la potencia que se puede obtener. Las bombas de pistón son
Utilizadas generalmente en la industria por su alto rendimiento y por
La facilidad de poder trabajar a presiones superiores 2000 lb/plg2 y
Tienen una eficiencia volumétrica aproximadamente de 95 a 98%.
Las
Bombas de pistón o reciprocantes se clasifican en:
a) Bombas de
Pistón radial: Los pistones se deslizan radialmente dentro del
Cuerpo de la bomba que gira alrededor de una flecha.
Bombas de
Pistón de barril angular (Vickers): Las cargas para impulsión de la
Bomba y las cargas de empuje por la acción del bombeo van soportadas
Por tres cojinetes de bolas de hilera simple y un cojinete de bolas
De hilera doble. Este diseño de bomba ha dado un excelente servicio
A la industria aeronáÚtica.
Bombas de pistón de placa de empuje
Angular (Denison): Este tipo de bombas incorpora zapatas de pistón
Que se deslizan sobre la placa de empuje angular o de leva. La falta
De lubricación causará desgaste.
Bombas de pistón axial: Los
Pistones se mueven dentro y fuera sobre un plano paralelo al eje de
La flecha impulsora. Son tanto de caudal fijo como de caudal
Variable.
Las mismas tienen el principio de funcionamiento de
Plato oscilante. En este tipo de bomba los cilindros y pistones se
Disponen paralelamente entre si en forma circular. Los émbolos son
Desplazados alternativamente dentro de sus respectivos cilindros
Mediante una placa, inclinada respecto al eje de los cilindros.
Variando el ángulo de inclinación del plato se consigue variar la
Velocidad de salida del fluido, así como su presión. Trabajan hasta
320 Bares.
• Alta capacidad de trabajo en
Tamaño reducidos
• Sencillez del mecanismo de variación de
Caudal
• Dificultad
de
Fabricación
• Alto
costo de fabricación debido a
Tolerancias.
Estas bombas constan de
Una única cámara que contiene una, dos o más piezas sometidas a
Movimientos de, y que en su trayecto arrastran al fluido,
Encerrándolo entre la pared de la cámara y su cavidad de retención
Y obligándolo a fluir en una dirección a una elevada presión.
Este
Tipo de bombas desplazan el fluido de forma más uniforme y continúo
Que las bombas de desplazamiento positivo oscilantes o alternativas.
Las mismas pueden ser de rotor simple o rotores múltiples.
Es aquella en la cual todos
Sus elementos que giran lo hacen con
respecto a un mismo eje, el
Cual puede ser excéntrico o centrado.
Este
Tipo de bomba utiliza un tornillo helicoidal excéntrico que se mueve
Dentro de una camisa y hace fluir el líquido entre el tornillo y
La
camisa. Se utiliza para bombear fluidos viscosos con altos
Contenidos de sólidos.
Este tipo de
Bomba cuenta con una serie de aletas alojadas en unas ranuras del
Rotor, las mismas pueden ser deslizantes o oscilantes, o pueden estar
Unidas con resortes al rotor. Al estar funcionando, las mismas son
Empujadas hacia fuera por medio de la cinemática, generando un
Cierre hermético con el estátor.
El principio de funcionamiento
Se basa en un rotor excéntrico que gira y empuja las paletas hacia
Fuera, haciendo que estas empujen el fluido y lo hagan pasar por una
Sección del estátor con volumen menor, haciendo que aumente la
Presión del mismo, siendo luego
expulsado con mayor presión y
Velocidad.
Variando los materiales de construcción, se puede
Trabajar con dos rangos máximos de presión, las Vickers, hasta 70
Bares, y las Denilson, hasta 140 Bares. Variando la excentricidad del
Eje de la bomba se puede modificar el caudal que esta produce.
PALETAS NO COMPESADAS: Alojamiento
Circular que dispone de una abertura de aspiración y otra de
Expulsión. Las cámaras opuestas generan cargas laterales sobre el
Eje motriz. El caudal puede ser fijo o variable y su presión debe
Ser inferior a 175 Bares.
PALETAS COMPESADAS: Alojamiento
Elíptico que dispone de dos conjuntos de aberturas y de expulsión.
Cuenta con dos cámaras separadas 180° que equilibran las fuerzas
Laterales. Únicamente para caudales fijos.
PALETAS
FIJAS: Poseen rotor elíptico, anillo circular y paletas fijas
Internamente.
Las mismas están
Montadas sobre un rotor elastómero y dentro de una caja cilíndrica.
En esta caja va un bloque en media luna que procura un paso
Excéntrico para el barrido de las paletas flexibles de rotor. Su
Bombeo maneja productos livianos, viscosos, sensibles al esfuerzo de
Corte y con partículas. Paletas desequilibradas o de eje excéntrico:
Un rotor con ranuras es girado por la flecha impulsora. Las paletas
Planas rectangulares se mueven por la fuerza centrífuga dentro de
Las ranuras del rotor y siguen a la forma de la carcasa de la bomba.
El rotor está colocado excéntrico con respecto al eje de la bomba.
El deslizamiento de
contacto entre las superficies de paletas y
Carcaza generan desgaste. Paletas deslizantes: La mayoría de
Las bombas de paletas deslizantes son de una cámara.
Estas
Máquinas son de gran velocidad, de capacidades pequeñas o moderadas
Y sirven para fluidos poco viscosos. Según la forma de la caja hay
También bombas de paletas deslizantes de doble o triple cámara.
1000 lb/plg2 de presión (VICKERS) 2000 lb/plg2 de presión
(Denison)
• Sentido de flujo
Independiente del sentido de rotación del eje
• No hay
Compresión, empuja y arrastra
• Gran vida útil
•
Sencillez técnica
Sus elementos
Rotativos tienen la forma de ruedas talladas como engranajes con
Diferentes configuraciones posibles.
Ambas ruedas tienen la misma forma, igual diámetro
Y engranan montadas en ejes paralelos. El cárter que encierra los
Engranajes debe ajustar con precisión. Sólo uno de los engranajes
Es propulsado. Estas bombas pueden crear presiones entre 100 y 150
Atmósferas. Para obtener presiones más elevadas, se utilizan a
Veces bombas de engranajes de etapas múltiples, es decir, se hace un
Montaje de varias bombas de engranajes acopladas en serie, así se
Genera una presión igual a la suma de las alturas
Manométricas
correspondientes a las diversas etapas.
Para
Garantizar el llenado, el suministro de cada etapa anterior debe ser
Mayor que el caudal impulsado por la siguiente.
La rueda más pequeña va montada
Excéntricamente e incluida en el contorno de otra rueda interna,
Situada dentro de un cárter
cilíndrico. La acción de bloqueo
Necesaria para evitar el reflujo suele correr cargo de un tabique en
La medialuna montado en el cárter
contra el lado de juego, pero
También puede conseguirse por la configuración de los engranajes.
Estas bombas se emplean en grupos
que no necesitan de altas
Presiones. En las bombas de engranajes interiores, el rotor es una
Corona, mientras que el piñón es la parte que se desplaza. Esto
Asegura el cierre de las cámaras de trabajo, es decir los espacios
Entre los dientes de ambos engranajes.
Por cada vuelta del
Engranaje conductor se suministra un volumen de líquido igual al
Correspondiente a dos veces el número de dientes de dicho
Engranaje.
Esta bomba produce caudal al
Transportar el fluido entre los dientes de dos engranajes
Acoplados.
Uno de ellos es accionado por el eje de bomba y este
Hace girar al libre. Al accionarse el aceite entra por el orificio de
Entrada de la bomba debido a la depresión creada al separarse los
Dientes. El aceite es transportado a través de los flancos de los
Dientes del engranaje hasta llegar al orificio de salida de la bomba,
Donde, al juntarse los dientes del eje conductor con los del
Conducido, el aceite es impulsado hacia el orificio de salida
(presión).
• Mayopoder de aspiración.
•
Mantenimiento sencillo y rápido. Sencillo y rápido.
•
Capacidad de transportar productos de alta viscosidad.
•
Sencillez técnica.
•Larga duración en condiciones
Extremas.
•Diseño compacto.
•Amplio rango de
Aplicaciones.
•Bajo nivel sonoro.
• El
Flujo es controlado por la velocidad de rotación del eje
De transmisión y por lo tanto requiere de un motor de
Velocidad variable para cambiar el flujo.
Consiste en
Un rodete o impulsor que gira dentro de una envoltura o carcasa.
El
Rodete consiste en un cierto número de álabes o paletas, abiertos o
Encerrados en una corona, montados sobre un eje que sobresale de la
Carcasa. El eje de rotación de los rodetes se coloca horizontal o
Vertical, según el trabajo que haya de realizar. Los rodetes pueden
De ser de simple aspiración o de doble aspiración, esto es, que el
Líquido entra por un costado solamente o por los dos costados. Es
Más adecuada para manejar más cantidad de líquido que la bomba de
Desplazamiento positivo.
Se aplica energía procedente de una fuente
Exterior al eje que hace girar el rodete, dentro de la
envoltura
Fija. Los álabes o paletas del rodete, al girar, producen un vacío
Parcial en la entrada o boca del rodete. Esto hace que el líquido
Entre en el rodete desde la tubería de aspiración, D. Este líquido
Es impulsado hacia afuera, a lo largo de las paletas, con una
Velocidad creciente. La carga de velocidad que ha adquirido cuando
Abandona los extremos de las aletas se transforma en carga de presión
Cuando el líquido pasa dentro de la cámara en voluta y sale de ésta
Por la descarga.
Las principales ventajas de la bomba
Centrífuga son su sencillez, su bajo costo inicial, su gasto
Uniforme (sin pulsaciones), el pequeño espacio que ocupa, su gasto
De conservación bajo, su funcionamiento silencioso y la
Adaptabilidad para su acoplamiento a un motor
eléctrico o una
Turbina.