Bombas Rotatorias

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 mnimo. En lugar de "aventar" el liquido como en una bomba centrifuga, una bomba rota y adiferenciade una bomba de pistn, la bomba rotatoria descarga un flujo continuo. Aunque generalmente se les considera como bombas para lquidos viscosos, las bombas rotatorias no se limitan a este servicio slo. Puedenmanejarcasicualquier liquido que est libre de slidos abrasivos. Incluso puede existir la presencia de slidos duros en el liquido si una chaqueta de vapor alrededor de la caja de la bomba los puede mantener en condicin fluida. Las bombas rotatorias se clasifican en:Bombas de Leva y Pistn.- Tambin se llaman bombas de mbolo rotatorio, y consisten de un excntrico con un brazo ranurado en la parte superior. La rotacin de la flecha hace que el excntrico atrape el liquido contra la caja. Conforme contina la rotacin el liquido se fuerza de la caja a travs de la ranura a la salida de la bomba.Bombas de Engranes Externos.- stas constituyen el tipo rotatorio ms simple. Conforme los dientes de los engranes se separan en el lado el lquido llena el espacio, entre ellos. ste 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 diseos tienen agujeros de flujo radiales en el engrane loco, que van de la corona y del fondo de los dientes a la perforacin interna. stos permiten que el liquido se comunique de un diente al siguiente, evitando la formacin de presiones excesivas que pudiesen sobrecargar las chumaceras y causar una operacin 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 particin en forma de luna creciente para evitar que el lquido pase de nuevo al lado de succin de la bomba.Bombas Lobulares .- stas se asemejan a las bombas del tipo de engranes en su forma de accin, tienen dos o ms rotores cortados con tres, cuatro, o ms lbulos en cada rotor. Los rotores se Sincronizan para obtener una rotacin positiva por medio de engranes externos, Debido a que el lquido se descarga en un nmero ms 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 tambin combinaciones de bombas de engrane y lbulo.Bombas de Tornillo. Estas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados convenientemente que giran en una caja fija. Existe un gran nmero de diseos apropiados para varias aplicaciones. Las bombas de un solo tomillo tienen un rotor en forma espiral que gira excntricamente en un estator de hlice interna o cubierta. El rotor es de metal y la hlice es generalmente de hule duro o blando, dependiendo del lquido 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 lquido y forzndolo 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 pequeo tramo de flecha en el extremo libre del rotor, soportado en una chumacera y80 grados con la horizontal. El extremo opuesto del rotor se encuentra unido almotor. Cuando el rotor gira, cuatrogruposde superficies planas se abren y cierran para producir una accin de bombeo o cuatro descargas porrevolucin.Un excntrico en una cmara flexible produce la accin de bombeo exprimiendo al miembro flexible contra la envoltura de la bomba para forzar el lquido hacia la descarga.Bombas de tubo flexible.- Tienen un tubo de hule que se exprime por medio de un anillo de compresin sobre un excntrico ajustable. La flecha de la bomba, unida al excntrico, lo hace girar. Las bombas de estediseose construyen con uno o dos pasos. Existen otros diseos de bombas de tubo flexible.

BOMBAS ROTATIVAS

Este tipo de movimiento es el que traslada el fluido desde la aspiracin hasta la salida de presin. Segn el elemento que trasmita tal movimiento, se clasifican en bombas de engranajes, paletas, pistones etc.

Bombas De Engranajes Externos

Produce caudal al transportar el fluido entre los dientes de dos engranajes acoplados. Uno de ellos es accionado por el eje de la bomba (motriz), y este hace girar al otro (libre).

Fig. 7. Bomba de engranajes externos de baja presin

Lo que sucede es el origen de un vaco en la aspiracin cuando se separan los dientes, por el aumento del volumen en la cmara de aspiracin. En el mismo momento los dientes se van alejando, llevndose el fluido en la cmara de aspiracin. La impulsin se origina en el extremo opuesto de la bomba por la disminucin de volumen que tiene lugar al engranar los dientes separados.

Fig. 8. Bomba de engranajes externos de alta presin

El tipo de bomba ms utilizado son las de engranajes rectos, adems de las helicoidales y behelicoidales.

En condiciones ptimas estas bombas pueden llegar a dar un 93% de rendimiento volumtrico.

Son sin lugar a dudas las bombas ms ruidosas del mercado. Por ello no se emplean en aplicaciones fijas e interiores, donde su nivel sonoro puede perjudicar a los operarios que las trabajan.

Bombas De Lbulos

Son bombas rotativas de engranajes externos, que difieren de estas en la forma de accionamiento de los engranajes. Aqu ambos engranajes son accionados independientemente por medio de un sistema de engranajes externo a la cmara de bombeo.

Fig. 9. Bomba de Lbulos

Ofrecen un mayor desplazamiento, pero su coste es mayor y sus prestaciones de presin y velocidad son inferiores a las de las bombas de engranajes.

Bombas De Husillos

Tambin llamadas de tornillos, son bombas de engranajes de caudal axial. Existen tres tipos de bombas de husillo: de un solo husillo, un rotor en forma de espiral excntricamente en el interior de un estator. De doble husillo, dos rotores paralelos que se entrelazan al girar en una carcasa mecanizada con ciertas tolerancias. De triple husillo, un rotor central (motriz), y dos rotores que se entrelazan con el primero.

En estas bombas, el fluido que rodea los rotores en la zona de aspiracin es atrapado a medida que estos giran, es empujado y forzado a salir por el otro extremo. Las principales aplicaciones de este tipo de bombas son en sistemas hidrulicos donde el nivel sonoro debe controlarse.

Bombas De Engranajes Internos.

Estn compuestas por dos engranajes, externo e interno. Tienen uno o dos dientes menos que el engranaje exterior. Tienen un desgaste menor por la reducida relacin de velocidad existente. Son utilizadas en caudales pequeos. Y pueden ser de dos tipos: semiluna y gerotor.

Bombas De Semiluna.

En estas bombas entre los dos engranajes hay una pieza de separacin en forma de media luna. Est situada entre los orificios de entrada y salida, donde la holgura es mxima. La estanqueidad se consigue entre el extremo de los dientes y la semiluna; posteriormente en el orificio de salida, los dientes se entrelazan, reducen el volumen y forzan a salir el fluido. Estas bombas se emplean actualmente para modelos de dos etapas para presiones superiores a 280 bar.

Fig. 10. Bomba de semiluna

Bombas Gerotor

Consiste en un par de engranajes que estn siempre en contacto. El rotor interno arrastra al externo que a su vez tiene un diente ms, girando en la misma direccin.

Fig. 11. Bomba gerotor

El fluido entra a la cmara donde los dientes se separan y es expulsado cuando se entrelazan de nuevo.

Bombas de paletas

Un determinado nmero de paletas se desliza en el interior de unas ranuras de un rotor que a su vez gira en un anillo. Las cmaras de bombeo se generan entre las paletas, el rotor y el anillo.

Durante la rotacin, a medida que aumenta el espacio comprendido entre las paletas, el rotor y el anillo, se crea un vaco que hace que entre el fluido por el orificio de aspiracin. Cuando se reduce el espacio, se ve forzado a salir. La estanqueidad se consigue entre el conjunto paletas-rotor y las placas laterales, as como al ajustar el vrtice de las paletas y el anillo.

Normalmente estas bombas no estn recomendadas a trabajar en velocidades inferiores a 600 r.p.m.

Fig. 12. Bomba de paletas

Bombas De Paletas No Compensadas

Aqu el alojamiento es circular y dispone de un solo orificio de aspiracin y otro de presin. Teniendo las cmaras opuestas, generan cargas laterales sobre el eje motriz. Y pueden ser de caudal fijo o variable, normalmente usadas a presiones inferiores a 175 bar.

Bombas De Paletas Compensadas

Slo existen para caudales fijos, se diferencian en que su anillo es elptico, lo que permite utilizar dos conjuntos de orificios de aspiracin y de impulsin. En estas bombas se anulan los esfuerzos laterales, puesto que las dos cmaras estn separadas 180 grados lo que hace que las fuerzas laterales se equilibren.

Fig. 13. Bomba de paletas compensadas

Bombas De Paletas Fijas

No se utilizan en sistemas hidrulicos por su pequea cilindrada y por ser ruidosas. Tienen el rotor elptico, anillo circular y paletas fijas internamente.

Bombas De Pistones

Son unidades rotativas, que disponen de conjuntos pistn-cilindro. Parte del mecanismo gira alrededor de un eje motor que crea un movimiento oscilante del pistn, haciendo que este aspira el fluido hacia el interior del cilindro en la carrera de expansin y expulsarlo en la carrera de compresin. Son de dos tipos: axiales y axiales en lnea.

Bombas De Pistones Axiales

Los pistones en estas bombas oscilan axialmente, es decir paralelos al eje as que el movimiento rotativo del eje motriz se convierte en un movimiento axial oscilante de los pistones. Suelen utilizar varios pistones y vlvulas de retencin.

Fig. 14. Bomba de pistones axiales

Bombas De Pistones Axiales En Lnea

Tiene como diseo ms sencillo el de barrilete de cilindros que gira accionado por eje motriz. Los pistones en los orificios del barrilete se conectan al plato inclinado y de una anillo de retroceso.

A medida que el barrilete gira, los pies de los pistones siguen apoyados al plato, haciendo que se muevan linealmente respecto al eje. Los orificios en la placa de distribucin permiten que los pistones pasen por el orificio de entrada cuando empiezan a salir de sus alojamientos y por la salida cuando entran al alojamiento de nuevo.

Bombas De Pistones Axiales En ngulo

Estn compuestas por un eje motriz, el barrilete de cilindros y una placa de vlvulas, encarada esta ltima con los orificios de los cilindros del barrilete. El eje motriz est en ngulo con relacin al eje del barrilete. La placa de vlvulas tiene orificios dispuestos de forma que la aspiracin est abierta a los orificios de los cilindros en la zona de revolucin. Su orificio de salida est encarado a los orificios de los pistones en la zona en la que los pistones se acercan a la placa de vlvulas. Esto permite que en el giro de la bomba los pistones succionen fluido hacia el interior de los cilindros, y lo expulsen por la cmara de salida.

Bombas De Pistones Axiales Con Placa Oscilante

La diferencia entre esta bomba y la axial en lnea es que los pistones son estticos y lo que gira es la placa inclinada. Gira la placa y produce el desplazamiento de los pistones, lo que permite que los pistones aspiren y expulsen el fluido.

Bombas De Pistones Radiales

En estas bombas los pistones estn ubicados radialmente en un bloque de cilindros, y se mueven perpendicularmente con relacin al eje. Dos tipos bsicos de bombas de pistones radiales son los de caudal fijo y caudal variable.

Fig. 16. Bomba de pistones radiales

Esta figura muestra el bloque de cilindros que gira sobre un pivote estacionario en el interior de un anillo circular o rotor. A medida que el bloque gira, el pistn sigue la superficie interna del anillo.

Bombas De Pistones Oscilantes

Al igual que un motor de explosin, los pistones se mueven en un sentido por el esfuerzo transmitido por un cigeal, una excentricidad del eje o un plato. La diferencia entre estas comparaciones es que lo que en el motor de explosin es el eje de salida, en la bomba es el eje primario por el que recibe la energa; y los pistones del motor son los que en la bomba generaran la presin y el caudal.

Fig.17 Bomba de pistones oscilantes

Estas bombas tienen como ventajas: ofrecen un sistema de estanqueidad mucho mejor entre la entrada y la salida, adems que en estas bombas la lubricacin de las partes mviles puede hacerse con un fluido distinto al bombeado.

Efecto de la Viscosidad

Las bombas centrfugas tambin se utilizan para bombear lquidos con viscosidades diferentes a las del agua. Al aumentar la viscosidad, la curva altura caudal se hace mas vertical y que la potencia requerida aumenta. La lnea discontinua indica los puntos de mximos rendimiento para cada curva. Se observa que tanto la altura como el caudal disminuyen en el punto de mximo rendimiento.

Dos de las principales prdidas en una bomba centrfuga son por friccin con el fluido y friccin con el disco. Estas perdidas varan con la viscosidad del lquido de manera que la carga - capacidad de salida, as como de la toma mecnica difiere de los valores que se obtienen cuando se maneja agua.

Es necesario, sin embargo, conocer las tres unidades diferentes que pueden encontrarse para describir la viscosidad de un lquido en especial:

Segundos Saybolt Universal, o SSU

Centistokes - que define la viscosidad cinemtica.

Centiposes - que definen la viscosidad absoluta.

Se han hecho muchas pruebas experimentales para determinar el efecto de la viscosidad del lquido en el funcionamiento de diversas bombas centrfugas. Aun con datos muy extensos sobre el efecto de la viscosidad.

Es difcil predecir con precisin el funcionamiento de una bomba cuando maneje un fluido viscoso de su comportamiento cuando emplea agua fra.

Cuando se aplican bombas ordinarias de agua fra para usarse en el bombeo de lquidos viscosos, se debe tener cuidado para asegurarse de que el diseo de la flecha es lo bastante fuerte para la potencia necesaria, que puede ser un considerable esfuerzo en los caballos de fuerza al freno para agua fra, aunque pueda ser el peso especfico del lquido menor que el del agua.