7/29/2019 Clase 10 - Bomba

1/19

Bombas

Son maquinas que transforman energa mecnica o de

movimiento en energa hidrulica. Hay dos grandes grupos:

Bombas de impulsin y Bombas de desplazamiento positivoBombas de impulsin : Estas bombas entregan la energa

mecnica a travs de un rotor que impulsa a los fluidos.

Transforman la energa cintica recibida en energa potencial o de

presin. Con un circuito convenientemente habilitado esta presin

mueve un determinado volumen en un intervalo de tiempo

(caudal). Se la conoce con el nombre d Bombas centrifugas.

Constan de un cuerpo o estator que tiene una evoluta dentro del

cual est contenido el rotor. El rotor va montado sobre un eje que

se acopla a un motor que le transmite el giro, este tiene una seriede paletas o alabes distribuido en toda su periferia, por el centro

del rotor tenemos la entrada del fluido, el rotor al girar pone en

movimiento al fluido transmitindole un empuje centrifugo por lo

que es impulsado hacia la periferia del rotor de donde sale paraconcentrarse en la evoluta saliendo por la lnea de esta.

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

2/19

La distancia entre la parte frontal del rotor y la pared o carcasa es

pequea de manera que la cantidad de fluido que se recicle en la

bomba sea lo menos posible.

El diseo de los rotores se los puede agrupar en dos grandes

grupos:

- rotores abiertos

- rotores cerrados

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

3/19

Bombas de desplazamiento positivo

En estas bombas el fluido es impulsado por alguna pieza de la

bomba que en su movimiento va empujando el fluido, dentro de

estas bombas podemos citar las de diafragmas, tornillo,

engranaje y las de pistn.

Bomba a diafragma

Estas cuentan con un recipiente donde una de las paredes es undiafragma de material elstico en algunos casos es goma y tela,

en otro un diafragma de metal elstico por ejemplo una lamina de

acero. En la pared opuesta se encuentra la vlvula de aspiracin

y envo que son vlvulas automticas, es decir, se abren o cierran

de acuerdo al valor de la presin dentro de la bomba.

Son aptas para chupar lquido.

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

4/19

La carrera media multiplicada por la seccin del diafragma me da

el volumen por cada golpe, y si a este volumen, lo multiplico por

el nmero de golpes por minuto, obtengo el caudal.

aspiracin envo

deformacin de envo

deformacinde aspiracin

diafragma

mximacarrera

resorte

vstago

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

5/19

Bomba a tornillo

Esta bomba tiene la particularidad de ser apta para transportar o

bombear fluidos semislidos y tambin slidos. Un ejemplo muy

popular de estas maquinas es el tornillo que transporta carne

hacia las cuchillas de una picadora o el tornillo de la

transportadora de granos. Consiste en un tornillo generalmente

metlico (acero o bronce) que se mueve en un cilindro

encamisado con una goma u otro plstico protector, la forma del

cilindro interiormente es tal que copia el perfil del tornillo como lohara una tuerca. El rotor es un tornillo y la carcaza es la tuerca

de ese tornillo. Es una hlice que tiene un paso, que es el que

avanza en una vuelta.

Q=Ah x paso x MQ: caudal

Ah : rea del diente del tornillo

Paso: paso del tornillo

M: n de vueltas por unidad de tiempo

estator

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

6/19

Bomba de tornillos asimtricos (o rotores)

Se utiliza mas como compresor, que como bomba.

Q= Ahlice x paso x n de vueltas

ajuste

pasaje delfluido

barrido

bomba de

eje

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

7/19

Bomba de engranaje

Consta de dos engranajes, uno conductor y otro conducido

encerrados en una caja, que tienen un ajuste muy bueno con

respecto a los engranajes tanto en la periferia como en los

flancos.

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

8/19

Al girar los engranajes el fluido es transportado en los vacios de

uno de ellos, el diente del otro al penetrar en el vacio es el

elemento que desplaza al fluido contenido en el. De esta manera

creamos un ambiente de alta presin en el envo de bomba. El

funcionamiento de sta bomba es muy seguro siempre y cuandola luz entre las paredes

laterales y la envolvente

de los engranajes sea lo

ms pequea que el

funcionamiento lo permita.

El elemento que empuja el

Fluido es el diente de cadaEngranaje.

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

9/19

Bomba alternativa ( a pistn)

En los equipos de perforacin se utilizan como bombas

impulsoras del fluido de perforacin.

Est Compuesto por una camisa, dentro de la cual se mueve unpistn. Este conjunto puede ser reemplazado por otro de distinto

dimetro con lo que obtenemos caudales mximos y mnimos

variables en una misma bomba.

En general en las bombas de los equipos el dimetro de las

camisas vara entre las 3 a 7, dependiendo de la marca y

modelo que este rango sea ms o menos amplio. En la parte

frontal de la bomba hay un espacio dentro del cual van montadas

las vlvulas de aspiracin y de envo, generalmente en la parte

inferior o en la parte frontal van puestas las vlvulas de aspiraciny en la parte superior la vlvula de envo.

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

10/19

se crea un ambiente de depresin

se crea un ambiente de presin

cigueal

vstago

biela

cruceta

pistn

carrera

cilindro

aspiracinvlvula de

vlvulade envo

manivela o

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

11/19

El vstago tiene un movimiento lineal alternativo. El Cigeal

tiene movimiento rotatorio. La cruceta permite la oscilacin de la

biela. Se llama bomba "alternativa" porque el movimiento es

rectilneo: transforma el movimiento circular en alternativo (el

mecanismo encargado de trasformar el movimiento circular enmovimiento rectilneo alternativo es el mecanismo biela-manivela).

Bomba de simple efecto

Se llaman as porque el pistn bombea solamente con la cara del

pistn y no con la parte de atrs. En este caso si llamamos Ca lacarrera del pistn y Dp al dimetro, el volumen que enva por

cada carrera o embolada ser /4 x Dp2x C, esto se conoce

como volumen terico de la bomba. El caudal ser igual a ese

volumen multiplicado por la cantidad de carrera por minuto oembolada por minuto.

Para definir el caudal definimos el volumen por embola (una

embolada: ida y vuelta). El caudal del envo, es el volumen por

embolada. En las bombas alternativas, el caudal es el n deemboladas por unidad de tiempo.

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

12/19

Bombas de doble efecto

A estas bombas, se la utilizan para perforar. La perforacin se

hace utilizando un fluido llamado inyeccin o lodo.

Es de doble efecto porque enva con las dos caras del pistn.

Con este tipo de maquinas conseguimos que el flujo de envo sea

ms constante que en el caso de la bomba anterior, pues como

se puede deducir en la anterior tiene solamente media vuelta deenvo y media vuelta de aspiracin, en el caso de la de doble

efecto mientras que con una de las caras del pistn permitimos el

ingreso del lodo al interior de la bomba, al mismo tiempo estamos

expulsando el volumen contenido frente a la otra cara del pistn.Si la bomba es de doble efecto en la parte derecha el cilindro est

cerrado con una caja de empaquetaduras sobre la cual se desliza

el vstago . Estas empaquetaduras de tipo chevron.

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

13/19

Clculo de caudal por cada vuelta de cigueal

Dv

V2

Dp

1V

2N

carrera

amortiguador depulsaciones

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

14/19

Vembolada = (Apistn + (Ap Avstago)) x C

V1 = x x Dp2 x c

V2 = x x (Dp2 - Dv2)x c

V= V1 + V2

El caudal por vuelta es: V x n emboladas (n vueltas manivela)

V x n emb = ( x x (2Dp2 - Dv2)x c) x nemb (para un pistn)

Bomba duplex: tiene 2 pistones

Entonces V = ( x x (2Dp2 - Dv2)x c) x 2

Bomba triplex: tiene 3 pistones

Entonces V = ( x x (2Dp2 - Dv2)x c) x 3

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

15/19

Rendimiento volumtrico

El rendimiento volumtrico ms comn de una bomba duplex, es

del 80%.

Las bombas triplex por tener carrera corta la porcin de carreraque gasta para crear la depresin es como mximo un 10 % de la

carrera total por lo que el rendimiento volumtrico de estas

bombas esta al 90 95%. Para mejorar aun mas este

rendimiento se intercala entre la pileta de succin y la bomba una

bomba centrifuga de rotor abierto con lo que la bomba ya noaspira sino que es sobrealimentada por esa bomba centrifuga por

lo que conseguimos que el rendimiento sea del 100 %.

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

16/19

Diagrama de presin en funcin del tiempo

Para una bomba

Para disminuir o anular la

Cada de presin se colocaEn la lnea un amortiguador

de pulsaciones.

Su funcin es mantener

La presin constante

El amortiguador tiene en su

Interior un diafragma que

Divide la bocha en dos

Estadios, un sector cargado de nitrogeno

(la presin de la precarga es funcin de

la presin de descarga de la bomba para

cada etapa sobre la presin mxima).

presin

tiempo1 2

1/2 vuelta 1/2 vuelta

p asp

p desc

cada de presinen la lnea de envo

diagrama caracteristico de una actividadpulsatoria (o sea una presin pulsante)

N2

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

17/19

Funcionamiento del amortiguador de pulsaciones

Cuando la bomba enva lodo y en algn momento su presin

supera a la presin de la lnea, en ese momento la burbuja se

encoje permitiendo que el exceso de volumen que provoca la

mayor presin ingrese al acumulador. Cuando la prisin de la

bomba cae por debajo de la presin de la lnea ese volumen

ingresa nuevamente a la lnea, de esta manera la presin en la

lnea de envo se mantiene ms continua. Es necesario verificar

que la presin en el amortiguador este de acuerdo con la presinde envo de la bomba (la relacin entre las dos esta tabulada en

una publicacin que el fabricante entrega con la bomba).

A i d l B b

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

18/19

Accesorios de la Bomba

Hay tres accesorios en las bombas alternativas (bombas de lodo).

De esos tres accesorios hay dos que lo tienen todas las bombas.

Los accesorios son: Vlvula de seguridad, Amortiguadores dePulsaciones y bombas Sobrealimentadoras.

Vlvula de Seguridad:

Estas vlvulas son cnicas y tiene un resorte. El armado de la

vlvula se hace por medio de una palanca. Estas vlvulas semontan en paralelo en la lnea de envo de la bomba (lnea de

salida) y su objetivo es crear un camino alternativo para el fluido

de envo cuando la presin en el circuito principal supera un valor

cercano al del lmite de presin de la camisa. Estas vlvulas

constan de un obturador cnico que est presionado en suasiento por un resorte el cual se le da una tensin previa de

acuerdo a la presin mxima elegida, cuando la presin de envo

de la bomba supera este valor, la presin ejercida contra las

paredes del obturador hace que este se levante o retire delasiento roducindole la descar a.

C d l i l i t i l i t l t l

7/29/2019 Clase 10 - Bomba

19/19

Cuando la presin supera la resistencia el pistn se levanta y el

fludo se escapa. Entonces se calibra el resorte. El lquido

escapado vuelve al tanque chupador.

Bombas sobrealimentadoras

Es una bomba centrifuga que aspira del tanque de succin, a

travs de un filtro y enva a la aspiracin de la bombasalternativas, de esa manera el 100% del volumen del cilindro de

la bomba se llena con el fluido por lo que el rendimiento

volumetrico es 1.