Diseo de probada eficiencia con la tecnologa ms moderna

Bombas de despla-zamiento positivo

2 Transporte y procesamiento de slidosBombas de desplazamiento positivo

Las materias primas tienen que transportarse antes de poder ser refinadasSuena obvio, pero frecuentemente se pasa por alto la importancia del transporte . El material extraido de las minas, primero tiene que ser transportado, antes de que pueda ser procesado y refinado, para poder ser usado en varios procesos de fabrica-cin. El transporte del material en crudo desde su localizacin original y entre las operaciones de proceso individuales es un elemento clave en la maximizacin del valor y la reduccin de costos. Aker Wirth tiene aos de experiencia suministran-do bombas para slidos para el transporte de este tipo de materiales dentro de las operaciones de procesamiento.

Bombas de pistn confiabilidad comprobadaAker Wirth introdujo las bombas de desplaza-miento positivo a principios de los aos 1900, cuando estas bombas se usaban inicialmente en la industria de perforacin. Dentro del surtido de Aker Wirth, las bombas de pistn representan una solucin tecnolgicamente ptima y sencilla, y la que requiere el ms bajo costo de inversin.

Bombas de pistn de diafragma inteligente diseo ahorrativoPara reducir al mnimo el desgaste de los compo-nentes bsicos involucrados en el transporte de materiales altamente abrasivos, Aker Wirth desa-rroll en 1968 una bomba de pistn de diafragma que usaba un diafragma y un medio intermedio para evitar que los materiales transportados entra-ran en contacto con los pistones y componentes de sellado de la bomba.

Bombas para altas temperaturas el mejor estndarLas bombas para altas temperaturas se usan en la ingeniera de procesos y en refinacin cuando la temperatura del producto que se bombea exce-de los 130 C. ste es el caso, por ejemplo, en las modernas operaciones de refinacin de oro y nquel. Aqu, el material tiene una temperatura de 160 a 220 C.

Transporte y proce-samiento de slidos

3 Transporte y procesamiento de slidosBombas de desplazamiento positivo

Manejo de materiales antes y despus de la refinacin.Muy pocos metales se usan en su forma pura. La mayoria de los productos de nuestra era, deriva-dos de metales, involucran aleaciones. La com-binacin de estos metales hace posible obtener propiedades sobresalientes en los materiales para cualquier aplicacin que se desee.El nquel, por ejemplo, es un componente crucial de varias aleaciones. El acero inoxidable solamen-te se hace duro, fuerte y resistente a la corrosin despus de que se le ha agregado nquel y cromo. Sin embargo, se requieren varios complejos procesos fsicos y qumicos (bajo altas presiones y a temperaturas de hasta 220 C) antes de poder producir nquel de grado industrial a partir de la mena de nquel.

Alimentando las autoclavesEstos procesos de refinacin utilizan bombas de slidos de Aker Wirth para alimentar las autoclaves (recipientes a presin). En esta aplicacin, las altas temperaturas, agregadas a las presiones y las cantidades que se transportan, representan una prueba particularmente difcil para los conocimien-tos de los diseadores.

Las bombas de pistn de diafragma desarrolla-das por Aker Wirth, que se usan principalmente con productos abrasivos, poseen un sistema de enfriamiento de caractersticas nicas que ha sido especialmente desarrollado para esta rea de aplicacin. Este sistema permite que las bombas transporten materiales a temperaturas tan altas como 220 C sin tener que enfriar antes el produc-to. Al mismo tiempo, el diafragma est protegido contra un sobrecalentamiento. Los beneficios son los bajos requerimientos de mantenimiento cuando se comparan con las bombas de pistn convencionales, lo cual tiene como consecuencia menores costos.

Aker Wirth es experto en la industria de bombas para slidos, con ms de 4 000 bombas construi-das hasta la fecha y en uso en todo el mundo.

4 Transporte hidrulicoBombas de desplazamiento positivo

Qu significa el transporte hidrulico de slidos?

Razones Incremento de la poblacin Escasez de materias primas Formacin de comunidades econmicas Influencias polticas Ms altos estndares de vida Carencia de expertos para ensamblaje y opera-

ciones complicadas Cambio del volumen de transporte para las mate-

rias primas/los productos Mayor conciencia ecolgica

Efectos Aumento en los requerimientos de materias pri-

mas, de energa y de alimentos Desarrollo de nuevas fuentes de materias primas Planeacin de unidades de recuperacin (recicla-

je de materiales) Aumento en el volumen de materiales Desplazamiento del volumen de material y forma-

cin de reservas Industrializacin, mayores intercambios de

bienes, requerimientos de proteccin medioam-biental

Automatizacin Nuevas tecnologas de transporte

La naturaleza nos ha mostrado cmo el agua puede transportar arena, grava y piedras pesadas a diferentes velocidades.

La capacidad de los fluidos para transportar sli-dos constituye la base del transporte hidrulico de los slidos. Dado que la velocidad de los slidos es menor que la velocidad de flujo del fluido trans-portador, las partculas slidas quedan rodeadas por el fluido. La resistencia de flujo resultante per-mite que sean transportadas las partculas slidas. El transporte hidrulico de slidos no sera posible sin una resistencia de flujo semejante.

Este procedimiento, que es simple y favorable para el medio ambiente, usa las probadas ventajas del transporte por tuberas usado para transpor-tar petrleo, agua y gas. Los materiales pueden transportarse por largas distancias y a grandes al-turas debido a la muy baja compresibilidad de los fluidos transportadores. Las bombas proporcionan la energa requerida para superar las cadas de presin a lo largo de toda la distancia del transpor-te, y para generar el flujo.

Adems, se requieren equipos de alimentacin y separacin al principio y al final de la tubera de transporte, para introducir y luego extraer los ma-teriales. El diseo de estos equipos vara, depen-diendo de la aplicacin, para asegurar un transpor-te hidrulico ptimo de los slidos.

Tendencia creciente hacia los requerimientos de transporte

5 Transporte hidrulicoBombas de desplazamiento positivo

Los slidos son hidrulicamente ...

... conducidos Para la extraccin en minera de materias primas

a grandes profundidades marinas: mdulos de manganeso, mezclas de mena de

hierro En la extraccin en minera de carbn suave:

carbn en crudo, material en flotacin Para excavacin hmeda: extensin de paisaje,

produccin de arena y grava Construccin y mantenimiento de vas acuticas

navegables, canales de irrigacin y desecacin

... y transportados Para suministrar carbn a las plantas elctricas Para surtir menas en crudo a las plantas

metalrgicas Para suministrar piedra caliza a las plantas

cementeras Para retirar los desechos (cenizas, escoria) de las plantas elctricas y plantas metalrgicas. Para alimentar de slidos a las autoclaves Para retirar el material de flotacin de las plantas

de tratamiento de carbn Para recultivar los sitios de minera explotados al

aire libre

Los principales criterios de seleccin para el uso econmico de las bombas de desplazamiento positivo son el carcter abrasivo del medio que se va a bombear, la presin de transporte y el tamao del grano de los slidos. Actualmente se usan los siguientes tipos de bombas para el transporte hidrulico de slidos a lo largo de grandes distan-cias:

Bombas de pistn dplex Bombas de pistn triplex Bombas de pistn dplex de diafragma Bombas de pistn triplex de diafragma

Las bombas de desplazamiento positivo (BDP) han sido parte del programa de fabricacin de Aker Wirth por ms de 100 aos. Las primeras bombas BDP de Aker Wirth fueron introducidas al cambio del ltimo siglo para la industria de la perforacin. A lo largo de los aos, las pequeas bombas ori-

ginales de baja potencia han evolucionado hasta convertirse en unidades con potencias de hasta 2500 kW, al mantener el paso con las crecientes profundidades de perforacin y los requerimientos de volumen suministrado.

Debido a su vasta experiencia en la industria de la perforacin, resultaba lgico que Aker Wirth fuera la primera compaa europea en decidir en los aos 1920 expandir su experiencia y desarrollar sistemas para el transporte hidrulico de slidos.

En 1964, una fbrica de cemento y piedra caliza instal una tubera de transporte de 5 km (3.1 millas) para mover de la mina a su fbrica cargas de piedra caliza con un contenido de slidos de 85%. Aker Wirth suministr cinco bombas de pistn dplex, tipo LKP7 1/4x16/428. La capacidad mxima de toda la estacin de bombeo es de 625 m 3/ h (2 760 US GPM).

6 Sistemas de bombeo de alta presinBombas de desplazamiento positivo

> Bomba de pistn de accin simple (TPK)>> Bomba de pistn de doble accin (DPK)

> Bomba de pistn de accin simple con diafragma (TPM)>> Bomba de pistn de doble accin con diafragma (DPM)

Partes sujetas a desgaste DPK TPK DPM TPM

piezas

1 Revestimientos 2 3

2 Ejes del pistn 2

3 Cajas de empaquetadura 2

4 Cuerpos de pistn 2 3

5 Sellos de pistn 4 3

6 Conos de vlvula 8 6 8 6

7 Asientos de vlvula 8 6 8 6

8 Placas de vlvula 8 6 8 6

7 Bombas de pistnBombas de desplazamiento positivo

Materiales de mediana y baja abrasividad

Dentro del surtido de productos de Aker Wirth, las bombas de pistn representan la solucin ms simple tcnicamente y la que requiere la inversin ms baja. En trminos de recuperacin de la inversin, los costos iniciales no son solamente el nico factor decisivo. Al seleccionar el tipo de bomba, tambin deberan tomarse en consideracin a otros aspectos, incluyendo el coeficiente de abrasividad de los productos, y la presin de descarga requerida, as como el tamao del grano del material slido.

Caractersticas y ventajas Solucin tcnicamente sencilla, que requiere los

menores costos de inversin Los pistones, sellos y revestimientos entran en

contacto directo con el producto

Las bombas de pistn dplex y trplex de Aker Wirth sirven a un amplio rango de aplicaciones. Estas bombas de contacto directo proporcionan contacto directo entre los pistones, los sellos y el producto. Las bombas de pistn son un medio econmico para bombear productos de carcter abrasivo bajo a mediano. Las bombas dplex y trplex estn disponibles actualmente en una potencia de hasta 2500 kW. La bomba de pistn dplex de doble accin es el tipo tradicional de bomba y la que ha estado en uso por varias dca-das. La importancia de la bomba de pistn simple trplex aument dramticamente en los aos 1960, cuando las presiones de descarga continuaron incrementndose. La bomba de pistn trplex proporciona un menor grado de pulsacin que la bomba de pistn dplex. La pulsacin de flujo de salida de este tipo de bombas se compensa con un amortiguado de aproximadamente 98 por cien-to por medio de amortiguadores de pulsacin.

Las bombas de pistn tienen una tasa de flujo de salida de hasta 1000 m3 / h y pueden alcanzar pre-siones de operacin de hasta 55 MPa, aunque las presiones de descarga para las bombas de slidos estn limitadas aqu a 30 MPa.

Bombas de pistn dplex y trplex de Aker Wirth (DPK/TPK)

8 Bombas de pistn de diafragmaBombas de desplazamiento positivo

9 Bombas de pistn de diafragmaBombas de desplazamiento positivo

Para productos altamente abrasivos

Para reducir al mnimo el desgaste de los componen-tes bsicos involucrados en el transporte de materia-les altamente abrasivos, Aker Wirth desarroll en 1968 una bomba de pistn con diafragma. Esta bomba usaba un diafragma y un medio intermedio para evitar que los materiales transportados entraran en contac-to con los pistones y componentes de sellado de la bomba.

Este desarrollo de Aker Wirth se ha convertido en la aplicacin estndar para el transporte hidrulico de productos altamente abrasivos.

Caractersticas y ventajas Para transporte de productos altamente abrasi-

vos Los pistones y sellos no entran en contacto con

el producto. Los pistones, los ejes de los pistones, y las cami-

sas de los cilindros ya no son componentes de alto desgaste

Uso econmicoLas bombas de pistn con diafragma dplex y trplex de Aker Wirth son la solucin econmica para transportar la mayor parte de los productos abrasivos. El beneficio del diseo es que los pistones, los ejes de los pistones y las camisas de los cilindros ya no son piezas de alto desgaste, y no disminuyen las ventajas de las bombas de pistn. Aunque el costo inicial de una bomba de pistn con diafragma es ms alto que el de una bomba de pistn, estos costos mayores son ms que compensados en el curso de unos pocos aos por la menor tasa de reemplazo de componentes de alto desgaste y los reducidos costos de mantenimiento. Una vida til de 15 000 horas de servicio del diafragma se considera normal actualmente. Las bombas de pistn con diafragma tienen tasas de flujo de salida de hasta 800 m3/h. Se pueden alcanzar presiones de descarga de hasta 30 MPa.

Bombas de pistn dplex y trplex con diafragma de Aker Wirth (DPM/TPM)

10 Bombas de pistn de diafragmaBombas de desplazamiento positivo

Minera Suministro de carbn a plantas elctricas Suministro de carbn a plantas metalrgicas Transporte de material de carbn, de aguas

negras, y agua de mina con slidos de niveles subterrneos a nivel de superficie

Bombeo de residuos y mezclas con material en flotacin

Industria Suministro de mezclas acuosas de creta, piedra

caliza y arena a fbricas de cemento Bombeo de bauxita y lodos rojos Alimentacin de digestor de autoclave Alimentacin de prensa de filtro de alta presin Transporte de materias primas (por ejemplo,

mena, fosfato, pirita) Retiro de cenizas y escorias de plantas elctricas

y metalrgicas

Principales caractersticas de las bombas de Aker Wirth Suavidad en su funcionamiento Unidades propulsoras de la bomba para un

funcionamiento de carga permanente, con un alto grado de estabilidad

Robusto marco de construccin soldada con modernas partes prefabricadas

Cojinetes de bolas antifriccin para un soporte completo de rodamientos

Ruedas de engranaje y eje del motor de acero sometido a tratamiento trmico, resistentes al desgaste

El dentado doble helicoidal asegura un alto nivel de suavidad en la operacin, y evita que se ejerza una carga axial sobre los cojinetes externos de la varilla del pin y la varilla del cigeal

Varilla del cigeal de acero sometido a trata-miento trmico

Combinacin de materiales entre la cruceta y las gua de correderas, de acuerdo con la tecnologa actual

Sistema de lubricacin a presin para todas las partes mviles

Partes sujetas a desgaste de larga vida til Elementos de vigilancia y control para la rpida

localizacin de averas Cierres hidrulicos para las carcasas de los cilin-

dros y vlvulas Asientos y cmaras de las vlvulas de acuerdo

con el estndar API Herramientas hidrulicas auxiliares para un fcil

y rpido intercambio de las partes sujetas a desgaste

Amortiguador de pulsaciones del diafragma, para flujos de entrega con pocas pulsaciones

Entrega y transporte de slidos econmicos y ecolgicamente beneficiosos

Bombas de pistn dplex y trplex con diafragma de Aker Wirth

11 Bombas de alta temperaturaBombas de desplazamiento positivo

Las bombas para altas temperaturas se usan en la ingeniera de procesos y en refinacin, cuando la temperatura del producto que se est bombeando excede los 130 C. Por ejemplo en las modernas operaciones de refinacin donde la mezcla tiene una temperatura de 160 a 220 C, se han desarrollado bombas especiales para bombear los materiales a estas altas temperaturas.

Caractersticas y ventajas Extensas aplicaciones de probada eficiencia en

ingeniera de procesos y refinacin Capaz de bombear mezclas a temperaturas de 160 a 220 C

Para transporte de productos altamente abrasi-vos

Transferencia de la mezcla sin enfriamientoPara transportar mezclas extremadamente abrasivas y cidas se tienen que usar bombas de pistn con diafragma. Un desafo complicado, por el hecho de que el diafragma generalmente slo puede soportar temperaturas de hasta 120 C. La respuesta de Aker Wirth fue desarrollar un elemen-to de enfriamiento para enfriar el material antes del diafragma. Al mismo tiempo, la bomba est dise-ada para canalizar la mezcla caliente pasando por sus componentes crticos sin reducir su tempe-ratura. La unidad especial de enfriamiento est instalada entre la vlvula de succin y descarga y la cmara del diafragma.

Las bombas de alta temperatura tienen tasas de flujo de salida de hasta 600 m3/h. Las presiones de descarga caen generalmente en un rango de aproximadamente 5 10 MPa.

Bombas de alta temperatura de Aker Wirth

Usos en ingeniera de procesos y refinacin

Bombas de despla-zamiento positivo

Diseo de probada eficiencia con la tecnologa ms moderna

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