TIPOS DE CIRCUITOS

BOMBA DE PALETAS OPERADA DIRECTAMENTE

BOMBA DE PALETAS COMPENSADA POR PRESIÓN Y OPERADA CON PILOTO

BOMBA VARIABLE DE PISTONES AXIALES

BOMBA VARIABLE DE PISTONES DE EJE QUEBRADO

· El fluido después de pasar por el sistema retorna al tanque.

· Se recomienda usar en el reservorio 3 veces el fluido transportado por la bomba en 1 minuto. (Si 30 GPM à 90 Gal).

· El flujo debe tener solo una dirección, el mov. del actuador es independiente del flujo de la bomba puesto que este se controla con una direccional.

· Varios actuadores pueden operar simultáneamente, con una bomba simple y un reservorio como base.

· La condiciones del aceite son optimizadas por el diseño del reservorio.

· La desventaja es el gran tamaño y peso, por el volumen requerido.

· Se elimina la necesidad de un gran deposito de aceite

· Se pueden usar en equipos móviles· Comunes con bombas de pistones

axiales de desplazamiento variable· El aceite retorna después del

actuador directamente a la bomba· La bomba puede recibir la misma

cantidad de aceite en la succión que el bombeado.

· Es necesario un circuito de precarga (bomba fija 15% Cb bomba principal, Válvula de seguridad, Intercambiador de calor y pequeño reservorio de aceite)

· La bomba puede enviar flujo en cualquier sentido, cambiando la rotación del motor.

· Característico de las bombas de pistones de eje quebrado variables.

· Son similares a los circuitos cerrados, pero permiten el uso de cilindros pistones.

· Al haber áreas diferenciales, el aceite extra necesario es tomado por la bomba a través de las válvulas cheques.

· El flujo de exceso es luego descargado por una válvula de descarga.

· Este flujo de exceso, enviado al tanque, permite cambiar el aceite, pasándolo por un filtrado y un enfriamiento.

CIRCUITO ABIERTO CIRCUITO CERRADO

· La precarga trabaja a menor presión que el principal.

· El aceite es filtrado y las válvulas cheques previenen la cavitación.

· Un % de aceite es sangrado para efectos de enfriamiento y se almacena en el pequeño reservorio para retornarlo después al sistema.

· PRESION PRECARGA: 100 – 300 psi, determinada por los requerimientos.

· La contra-balances se usan como elementos de seguridad del motor en caso de sobrecargas.

· No son válvulas de alivio, esto ocasionaría sobrecalentamiento en el aceite.

Circuito Precarga Función contra-balances

· Se puede tener grandes sistemas de potencia compactos.

· Deposito de aceite mínimo.

· Altamente eficientes, si los controles de la bomba son dimensionados correctamente según los requerimientos de presión de la carga.

· La bomba realiza todo tipo de control (dirección, aceleraciones, velocidad, torque) se elimina la necesidad de otros elementos.

Ventajas

· La bomba variable solo puede controlar una sola función de salida.

· Este circuito generalmente solo se usa cuando el actuador es un motor.

Desventajas

CIRCUITO SEMI-CERRADO

· La capacidad se puede variar mediante 3 elementos.· 1. TORNILLO PARA POSICIONAMIENTO DE LA CILINDRADA· Modifica directamente la distancia estator-rotor, lo cual modifica

directamente la cilindrada de la bomba.· 2. TORNILLO DE AJUSTE DE ALTURA· Varía la posición en sentido vertical. Influye sobre el ruido y la

dinámica de la bomba.· 3. TORNILLO DE AJUSTE PARA PRECISIÓN MAXIMA DE SERVICIO· Determina la presión máxima de servicio.

ELEMENTOS PARA VARIAR LA CAPACIDAD

BOMBA CON CONTROL DE COMPENSACIÓN DE PRESIÓN:

(LIMITACIÓN DE LA PRESIÓN MÁX DEL SISTEMA)

· El anillo es circular en vez de elíptico.· La bomba desplaza fluido porque los resortes

mantienen excéntrico el anillo.· No esta balanceada hidráulicamente. La razón es

porque las fuerzas de presión atrapadas dentro de el anillo y el rotor es un parte integral de la bomba.

· El costo inicial de estas bombas es alto comparadas con las bombas fijas, pero se compensan los costos por no requerir ciertas válvulas de control.

CARACTERISTICAS

· Cuando la bomba alcanza presión en el puerto de salida, las fuerzas resultantes esta intenta empujar el anillo.

· La fuerza de presión producida (FP), cuyas componentes, (Fv, la más grande) absorbida por el tornillo de ajuste de altura y (Fh) que actúa sobre el tonillo de ajuste para precisión, cuya fuerza es (Ff).

· Mientras Ff sea mayor que Fh, el estator esta excéntrico.

· SI la presión en el sistema FP aumenta, también sus componentes. Si la comp. Fh supera la fuerza del resorte Ff, el estator tiende a centrarse y por lo tanto a reducir el desplazamiento.

· Solo existe una caudal de fuga de la cámara del resorte, por las tolerancias hacía el tanque.

· La bomba mantiene la presión del sistema, en desplazamiento nulo, gracias al resorte para precisión máxima.

· El aceite de fugas elimina el calor por fricción y asegura la lubricación de los elementos internos en servicio de desplazamiento nulo.

FUN

CIO

NA

MIEN

TO

· El máximo control de volumen se realiza por la acción de un tornillo que limita la excentricidad del anillo de la bomba.

· Entre más se restrinja dicho desplazamiento, la bomba desplazara menos fluido.

· Si se ajusta a un valor menor del 50% de la máxima capacidad se perderá la eficiencia volumétrica. (todo se iría por el drenaje).

CONTROL DE VOLUMEN

· La potencia consumida es reducida a medida que disminuye la rata de flujo.

· No se genera calor excesivo (El caudal no se desvía a tanque)

· Se reduce la complejidad del circuito hidráulico· El circuito permanece presurizado para operar

dispositivos con presión piloto. · Existen compensadores de dos etapas.· Cuando la cámara del resorte esta despresurizada, la

presión máxima del sistema depende de que tan contraído este el resorte.

· Cuando se admite (válvula solenoide) presión en la cámara del resorte, la presión máxima del sistema esta regulado por la pequeña válvula de control de presión (balín asentado).

· La presión adicional permite que el anillo permanezca en flujo total. La presiones, baja y alta, son obtenidas por la orden de una válvula solenoide.

· Este control permite mantener un nivel de presión piloto, pero reduce el flujo a un nivel bajo para disminuir la perdidas de potencia.

CO

MP

ENSA

DO

R 2

ETA

PA

S

· El rotor y las paletas giran dentro de las placas laterales, una de las cuales es usada para llevar el fluido a la entrada y a la salida.

· Las tolerancias deben ser controladas para evitar las fugas.

LA VENTAJA PRINCIPAL ES EL

AHORRO DE ENERGÍA (NO SE DESPERDICIA

POTENCIA)

· La forma de la curva depende del resorte seleccionado para un presión dada.

· El decrecimiento gradual en el flujo desde la presión mínima hasta el punto anterior a la compensación, es función únicamente del drenaje (fugas).

· En el punto de corte la K del resorte es suficientemente rígida como para que no hay desplazamiento del resorte, por lo tanto no hay decrecimiento de flujo por el cambio de excentricidad del anillo.

· El desplazamiento del resorte comienza donde el caudal cae drásticamente con respecto a la presión creciente. La pendiente de esta caída depende de la rigidez del resorte.

· Cada resorte da un comportamiento diferente y optimo a cierto rango de presiones.

· En el ejemplo se muestra un resorte que es óptimo a 1500 psi pero tarado a 900 psi

· La consecuencias son:· El rango de presión de corte y cabeza muerta muy

ancho afecta directamente la salida de velocidad del actuador dentro del rango mencionado. Si el rango es muy ancho los requerimientos de presión permitirían que el actuador funcionara a velocidad reducida. Idealmente, no debería ocurrir en la bombas compensadas por presión

EL RESORTE NUNCA SE DEBE AJUSTAR POR DEBAJO DEL 50%

DEL RANGO DE MÁXIMA PRESIÓN

· El caudal que desplaza una bomba de paletas está determinado por la diferencia entre la distancia Max y Min a las cuales se extienden las paletas y el ancho de las paletas (no se puede cambiar).

· Modificar la distancia a la que se extienden las paletas es la solución.

NIVELES DE RUIDO

· El compensador de presión es el resorte grande ajustable que mantiene el anillo excéntrico en contra del ajustador de caudal.

· La presión produce una fuerza interna en el anillo, esta fuerza tiende a mover el anillo en la dirección del cojinete de empuje axial. Una parte de esta fuerza la absorbe el compensador.

· Cuando la presión es muy alta, el anillo se mueve contra el resorte y se reduce el caudal. Reduciendo Cb, compensando la Potencia entregada.

· El anillo no puede cruzar al sentido opuesto, se intercambiaría el sentido del flujo, porque el vacío producido al lado del resorte haría que este empuje de nuevo el anillo a su posición excéntrica.

COMPENSADOR DE PRESIÓN

Potencia = Caudal * Presión

· Solenoide + Piloto + Orificio del sistema.

· Solenoide: cerrada atrapa la presión del sistema en la cámara del resorte. Esta se suma a la del resorte y desplazan la bomba contra el ajuste de caudal.

· Piloto: ajusta la máxima presión del fluido.

· El compensador depende del resorte y la presión del fluido.

COMPENSADOR DUAL

Las bombas variables y

presión compensada

deben drenarse externamente

Directas: hasta 1500 psi y 20 gpmPiloto: hasta 2400 psi y 60 gpm

· Estas bombas trabajan a bajos niveles de ruido.· Este se ajusta gracias al tornillo vertical del anillo.· Sin embargo, puede ocasionar problemas de implosión o

explosión de fluido cuando algunas cámaras no se presurizan correctamente.

· Se puede ajustar la pre-compresión del tornillo con la del sistemas para evitar este problema, pero solo funcionaria para esta presión.

· La condición de cabeza muerta es la más ruidosa. Si la bomba trabaja mucho tiempo en esta condición, el tornillo se puede ajustar a este nivel, dañando la condición de operacional normal.

· La bomba pilotada tiene mejor eficiencia volumétrica, por la presión cargada en los platos.

· La bomba pilotada no esta directamente influenciada por la constante del resorte.

DIFERENCIAS ENTRE LAS BOMBAS

· La grafica superior esboza la condición de flujo de la bomba.

· La grafica inferior esboza la condición de no flujo de la bomba (cabeza muerta).

· Después del punto de corte mostrado, es cuando actúa el compensador, haciendo caer la potencia rápidamente hasta la cabeza muerta.

· La cabeza muerta es una medida de las ineficiencias mecánicas y volumétricas e indica la cantidad de calor generado durante las condiciones de no-flujo.

· La ventaja esta en que la potencia es función de los requerimientos de presión del sistema, no hay gasto innecesario.

POTENCIA CON COMP. PRESIÓNREGULADOR DE PRESIÓN

· La placa se puede variar mecánica (Pivote) o hidráulicamente (pistón de posicionamiento)

· La placa se mueve fácilmente, esta apoyada sobre cojinetes de deslizamiento y la posición cero esta dada por un resorte.

· A mayor ángulo, mayor cilindrada y viceversa.· Ángulo cero = Cilindrada cero.· Se puede invertir la dirección del flujo con esta

bomba.

· Los variadores de posición (mecánicos e hidráulicos), pueden ser comandados mecánica, hidráulica o eléctricamente.

· Los más conocidos son ELECTROPROPORCIONAL, REGULACIÓN DE PRESIÓN (O CARRERA NULA) Y REGULACIÓN DE POTENCIA

CARACTERÍSTICAS

VARIADORES DE POSICIÓN

VARIACIÓN DEL DESPLAZAMIENTO (COMPENSADOR)

· El compensador combina la presión de un resorte + la presión del fluido.

· Consiste: pistón de regulación + conmutador compensador + válvula piloto ajustable + resortes.

· La válvula piloto ajustable y el conmutador compensador actúan como una válvula de alivio operada por piloto.

CO

MP

ENSA

DO

R

DU

AL

· Incorpora una válvula solenoide + otra válvula piloto.

· La solenoide abre paso para un segundo nivel de presión más bajo que el principal, en casos donde los requerimientos del actuador lo exijan.

Hasta presiones de 5000 psi

· El ángulo de inclinación se puede ajustar en forma continua dentro de ciertos limites. La variación de este ángulo varía la cilindrada de la bomba.

· La variación se puede hacer mecánicamente por un husillo o hidráulicamente por un pistón.

· Los variadores a su vez se comandan, hidráulica, mecánica o eléctricamente.

· Ejemplos: variador por volante manual, mando electro-proporcional, regulación de presión y regulación de potencia.

· Alta eficiencia volumétrica y mecánica.

· Especial para circuitos abiertos

Hasta presiones de 4600 psi (continua) 5800 psi (intermitente)

Flujos de 158 GPM @1200 RPM

· Tiene un tiempo de respuesta de 5 a 10 veces mayor que en las de línea.

· Esta compuesto de 2 pistones que actúan sobre el bloque basculante:

· Pistón inclinador (o de MTO) (PI) , cargado siempre con la presión del sistema.

· Pistón actuador (movimiento) (PA), área mayor, cuando se presuriza, barre con el otro.

· La presión actúa sobre el PA a través de una válvula (corredera + muelle), la cuál se abre cuando la presión del sistema es vence el muelle. Por la diferencias de áreas, el PA mueve la bascula a Cb=0. Cuando la presión baja la corredera vuelve a posición y la bascula retorna a Cb=máxima.

CARACTERÍSTICAS

COMPENSADOR DE PRESIÓN