Indice
1.
Clasificación de las bombas
2. Bombas
centrífugas
3. Bombas Rotatorias
4. Bombas Reciprocantes
5. Bombas de desplazamiento
positivo
1. Clasificación de las
bombas
Las bombas se
clasifican según las consideraciones generales
diferentes:
- La que toma en consideración la características de movimiento
de los líquidos. - La que se basa en el tipo de aplicación
especifica para los cuales se ha diseñado la
bomba.
Clases y tipos.- Hay tres clases de bombas en uso
común del presente: centrífuga, rotatoria y
reciprocante. Nótese estos términos se aplican
solamente a la mecánica del movimiento de
líquido y no al servicio para
el que se a diseñado una bomba.
Bombas de tipo Voluta.- El impulsor descarga en una caja
espiral que se expande progresivamente, proporcionada en tal
forma que la velocidad del
líquido se reduce en forma gradual. Por este medio, parte
de la energía de velocidad del
líquido se convierte en presión
estática.
Bombas de Tipo Difusor.- Los álabes direccionales
estacionarios rodean al rotor o impulsor en. una bomba del tipo
de difusor. Esos pasajes con expansión gradual cambian la
dirección del flujo del líquido y
convierten la energía de velocidad a columna de presión.
Bombas de Tipo Turbina.- También se conocen como bombas de
vértice, periféricas y regenerativas; en este tipo
se producen remolinos en el líquido por medio de los
álabes a velocidades muy altas dentro del canal anular en
el que gira el impulsor. El líquido va recibiendo impulsos
de energía. Las bombas del tipo difusor de pozo profundo,
se llaman frecuentemente bombas turbinas.
Tipos de Flujo
El flujo puede ser mixto o axial, las bombas de flujo mixto
desarrollan su columna parcialmente por fuerza
centrifuga y parcialmente por el impulsor de los álabes
sobre el líquido. El diámetro de descarga de los
impulsores es mayor que el de entrada. Las bombas de flujo axial
desarrollan su columna por la acción de impulso o
elevación de las paletas sobre el líquido.
Aplicaciones de Bombas Centrifugas
La mayor parte de las bombas rotatorias son autocebantes y
pueden, de ser necesario, trabajar con gas o aire. Las
aplicaciones típicas incluyen el paso de líquido de
todas las viscosidades, procesos
químicos, alimento, descarga de barcos, lubricación
a presión, pintura a
presión, sistemas de
enfriamiento, servicio de
quemadores de aceite, manejos de grasa, gases licuados
(propano, butano, amonio, freón, etc.), y un gran
número de otros servicios
industriales. Cuando han de bombearse líquidos a
temperaturas arriba de 82 grados C, debe consultarse al
fabricante para obtener sus recomendaciones.
Las bombas rotatorias que generalmente son unidades de
desplazamiento positivo, consisten de una caja fija que
contiene engranes, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos,
etc., que operan con un claro mínimo. En lugar de
"aventar" el liquido como en una bomba centrifuga, una bomba rota
y a diferencia de una bomba de pistón, la bomba rotatoria
descarga un flujo continuo. Aunque generalmente se les considera
como bombas para líquidos viscosos, las bombas rotatorias
no se limitan a este servicio sólo. Pueden manejar casi
cualquier liquido que esté libre de sólidos
abrasivos. Incluso puede existir la presencia de sólidos
duros en el liquido si una chaqueta de vapor alrededor de la caja
de la bomba los puede mantener en condición fluida. Las
bombas rotatorias se clasifican en:
Bombas de Leva y Pistón.- También se llaman bombas
de émbolo rotatorio, y consisten de un excéntrico
con un brazo ranurado en la parte superior. La rotación de
la flecha hace que el excéntrico atrape el liquido contra
la caja. Conforme continúa la rotación el liquido
se fuerza de la
caja a través de la ranura a la salida de la bomba.
Bombas de Engranes Externos.- Éstas constituyen el tipo
rotatorio más simple. Conforme los dientes de los engranes
se separan en el lado el líquido llena el espacio, entre
ellos. Éste se conduce en trayectoria circular hacia
afuera y es exprimido al engranar nuevamente los dientes. Los
engranes pueden tener dientes simples, dobles, o de involuta.
Algunos diseños tienen agujeros de flujo radiales en el
engrane loco, que van de la corona y del fondo de los dientes a
la perforación interna. Éstos permiten que el
liquido se comunique de un diente al siguiente, evitando la
formación de presiones excesivas que pudiesen sobrecargar
las chumaceras y causar una operación ruidosa.
Bombas de Engrane Interno.- Estas tienen un rotor con dientes
cortados internamente y que encajan en un engrane loco, cortado
externamente. Puede usarse una partición en forma de luna
creciente para evitar que el líquido pase de nuevo al lado
de succión de la bomba.
Bombas Lobulares .- Éstas se asemejan a las bombas del
tipo de engranes en su forma de acción, tienen dos o
más rotores cortados con tres, cuatro, o más
lóbulos en cada rotor. Los rotores se Sincronizan para
obtener una rotación positiva por medio de engranes
externos, Debido a que el líquido se descarga en un
número más reducido de cantidades mayores que en el
caso de la bomba de engranes, el flujo del tipo lobular no es tan
constante como en la bomba del tipo de engranes. Existen
también combinaciones de bombas de engrane y
lóbulo.
Bombas de Tornillo. Estas bombas tienen de uno a tres tornillos
roscados convenientemente que giran en una caja fija. Existe un
gran número de diseños apropiados para varias
aplicaciones. Las bombas de un solo tomillo tienen un rotor en
forma espiral que gira excéntricamente en un estator de
hélice interna o cubierta. El rotor es de metal y la
hélice es generalmente de hule duro o blando, dependiendo
del líquido que se maneje. Las bombas de dos y tres
tornillos tienen uno o dos engranes locos, respectivamente, el
flujo se establece entre las roscas de los tornillos, y a lo
largo del eje de los mismos. Pueden usarse tornillos con roscas
opuestas para eliminar el empuje axial en la bomba.
Bombas de Aspas.- Tienen una serie de aspas articuladas que se
balancean conforme gira el rotor, atrapando al líquido y
forzándolo en el tubo de descarga de la bomba. Las bombas
de aspas deslizantes usan aspas que se presionan contra la
carcasa por la fuerza centrifuga cuando gira el rotor. El liquido
atrapado entre las dos aspas se conduce y fuerza hacia la
descarga de la bomba.
Bombas de junta universal.- Tienen un pequeño tramo de
flecha en el extremo libre del rotor, soportado en una chumacera
y
80 grados con la horizontal. El extremo opuesto del rotor se
encuentra unido al motor. Cuando el
rotor gira, cuatro grupos de
superficies planas se abren y cierran para producir una
acción de bombeo o cuatro descargas por revolución.
Un excéntrico en una cámara flexible produce la
acción de bombeo exprimiendo al miembro flexible contra la
envoltura de la bomba para forzar el líquido hacia la
descarga.
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.
Las bombas reciprocantes son unidades de desplazamiento
positivo descargan una cantidad definida de liquido durante
el movimiento del pistón o émbolo a través
de la distancia de carrera. Sin embargo, no todo el
líquido llega necesariamente al tubo de descarga debido a
escapes o arreglo de pasos de alivio que puedan evitarlo.
Despreciando éstos, el volumen del
líquido desplazado en una carrera del pistón o
émbolo es igual al producto del
área del pistón por la longitud de la carrera.
Existen básicamente dos tipos de bombas reciprocantes las
de acción directa, movidas por vapor y las bombas de
potencia. Pero
existen muchas modificaciones de los diseños
básicos, construidas para servicios
específicos en diferentes campos. Algunas Se clasifican
como bombas rotatorias por los fabricantes, aunque en realidad
utilizan movimiento reciprocante de pistones o émbolos
para asegurar la acción de bombeo.
Bombas de Acción Directa.- En este tipo, una varilla
común de pistón conecta un pistón de vapor y
uno de líquido o émbolo. Las bombas de
acción directa se constituyen de simplex (un pistón
de vapor y un pistón de líquido, respectivamente) y
duplex (dos pistones de vapor y dos de líquido). Los
extremos compuestos y de triple expansión, que fueron
usados en alguna época no se fabrican ya como unidades
normales.
Bombas de Potencia.- Estas
tienen un cigüeñal movido por una fuente externa
generalmente un motor
eléctrico, banda o cadena. Frecuentemente se usan engranes
entre el motor y el cigüeñal para reducir la
velocidad de salida del elemento motor. Cuando se mueve a
velocidad constante, las bombas de potencia proporcionan un gasto
casi constante para una amplia variación de columna, y
tienen buena eficiencia. El
extremo líquido, que puede ser del tipo de pistón o
émbolo, desarrollará una presión elevada
cuando se cierra la válvula de descarga. Por esta
razón, es práctica común el proporcionar una
válvula de alivio para descarga, con objeto de proteger la
bomba y su tubería. Las bombas de acción directa,
se detienen cuando la fuerza total en el pistón del
agua iguala a
la del pistón de vapor; las bombas de potencia desarrollan
una presión muy elevada antes de detenerse. La
presión de parado es varias veces la presión de
descarga normal de las bombas de potencia. Las bombas de potencia
se encuentran particularmente bien adaptadas para servicios de
alta presión y tienen algunos usos en la alimentación de
calderas,
bombeo en líneas de tuberías, proceso de
petróleos y aplicaciones similares.
Bombas del Tipo Potencia de Baja Capacidad.- Estas unidades se
conocen también como bombas de capacidad variable,
volumen
controlado y de "proporción". Su uso principal es para
controlar el flujo de pequeñas cantidades de
líquido para alimentar calderas,
equipos de proceso y
unidades similares. Como tales ocupan un lugar muy importante en
muchas operaciones
industriales en todo tipo de plantas. La
capacidad de estas bombas puede variarse cambiando la longitud de
la carrera. Puede usarse un diafragma para bombear el liquido que
se maneja, accionado por un émbolo que desplaza aceite
dentro de la cámara de la bomba. Cambiando la longitud de
la carrera del émbolo se varía el desplazamiento
del diafragma.
Bombas del Tipo de Diafragma. La bomba combinada de diafragma y
pistón generalmente se usa sólo para capacidades
pequeñas. Las bombas de diafragma se usan para gastos elevados
de líquidos, ya sea claros o conteniendo sólidos.
También son apropiados para pulpas gruesas, drenajes,
lodos, soluciones
ácidas y alcalinas, así como mezclas de
agua con
sólidos que puedan ocasionar erosión.
Un diafragma de material flexible no metálico, puede
soportar mejor la acción corrosiva o erosiva que las
partes metálicas de algunas bombas reciprocantes.
5. Bombas de desplazamiento
positivo
Las bombas de desplazamiento positivo abarcan dos de los
grupos
principales, a saber:
1) las alternativas
2) las rotativas o rotoestáticas
Aunque mientras que las bombas alternativas tienen características esencialmente de
desplazamiento positivo, no todas las bombas rotativas son
máquinas de desplazamiento verdaderamente
positivo. También hay algunas máquinas
no rotativas o dispositivos que dan flujos positivos cuya
modalidad de funcionamiento se sale del campo abarcado por las
dos clasificaciones principales. Las características
principales de todas las bombas de desplazamiento positivo
son:
a) que la capacidad la determinan específicamente las
dimensiones de la bomba y su velocidad de funcionamiento.
b) que la capacidad o descarga logradas dependen muy poco de la
altura desarrollada.
Autor:
Nelson Diaz Tapia