INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

FLUJO DE FLUIDOS

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

PROFESOR: GARCIA DEMEDICES LINO

ALUMNO: MONTAÑO CARMONA RAÚL ALBERTO

GRUPO: 2IV44

MÉXICO, D.F. A 16 DE MARZO DEL 2016

Tubería

Una tubería o cañería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Cuando el líquido transportado es petróleo, se utiliza el término oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza el término gasoducto. También es posible transportar mediante tuberías materiales que, si bien no son un fluido, se adecuan a este sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos encapsulados, etcétera.

Materiales de tuberías

1.-Tuberias metálicas:

Tubos de hierro fundido

Tuberías de acero.

Tuberías de cobre.

Tuberías de bronce.

a) Tuberías de hierro fundido

Se utiliza generalmente en el servicio de agua y desagüe, sobre todo cuando la tubería debe estar en contacto directo con la tierra.

Las tuberías de hierro fundido son largamente utilizados para aguas residuales.

Tubería de hierro fundido

En colectores de alcantarillado, este tipo de tubería se recomienda emplear:

a) Cuando la tubería sea instalada en un lugar de paso de vehículos y con un recubrimiento mínimo (tapada).

b) Cuando la tubería sea instalada a grandes profundidades por sobre los límites de resistencia de otros materiales.

c) Cuando la tubería sea instalada en forma colgada o aparente, donde pueden producirse deformaciones importantes.

d) Cuando existe la necesidad de atravesar o pasar sobre ríos.

e) Cuando existe la necesidad de pasar sobre vanos de puentes donde la vibración afectaría a otro tipo de materiales.

f) Cuando la pendiente del colector es superior a 15 %.

La principal desventaja que se puede mencionar de los tubos de hierro fundido es la abrasión, principalmente en tuberías de impulsión.

Para la utilización en redes de alcantarillado, los tubos, deben ser protegidos contra la corrosión interna y externa mediante por lo menos, un revestimiento de cemento. Modernamente, tales revestimientos son ejecutados empleando materiales vinílicos, resinas epóxicas y ceras micro cristalizadas.

b) Tuberías de acero

Su uso común es en el transporte de agua, vapores, aceites, combustibles y gases.

Se utiliza para altas temperaturas y presiones. Las tuberías con mayor capacidad condujeron al desarrollo de

aceros con un mayor límite de fluencia.

El transporte de gas, petróleo y ácidos requiere de un acero resistente a la corrosión.

Se unen por uniones roscadas, soldadas y con brida.

c) Tuberías de cobre

La mayoría de las instalaciones modernas se hacen con tuberías de cobre, ya que es un material ligero, fácil de manipular y que suelda con facilidad.

Además, sirve para las conducciones tanto de agua fría como de agua caliente.

Existen básicamente dos tipos de tuberías de cobre: Tubos de cobre rígido: se presentan en forma de barras rectas

de 5 metros.

Tubos de cobre blando o recocido: se venden en rollos de 50 metros. Es un material mucho más moldeable.

Cobre

Las tuberías de cobre se pueden doblar y curvar, y si se hace correctamente se puede incluso evitar la instalación de codos. La tubería se introduce en el interior de un muelle y con una simple presión sobre él, el tubo de cobre se curvará sin deformarse ni aplastarse.

El cobre es un metal blando y por lo tanto fácil de cortar. Se puede usar una sierra para metales, aunque, para evitar deformar la tubería y que el corte sea recto y limpio, es preferible usar un corta tubos. Esta herramienta posee unas ruedecillas que, una vez adaptadas al diámetro del tubo, permiten cortarlo sin esfuerzo y sin temor a hundirlo por la presión.

Cobre fácil de cortar

d) Tuberías de bronce

Son apropiadas para el suministro de agua. Se debe unir con accesorios de cobre para evitar corrosión

galvánica. Su costo es elevado comparado con los demás

2.-Tuberias no metálicas:

Tuberías cerámicas

Tuberías de hormigón y de hormigón armado

Tuberías de poliéster

Tuberías de PVC

Tuberías de polietileno (PE) y de polipropileno (PP)

Tuberías no metálicas

a) Tuberías cerámicas

Los tubos cerámicos son químicamente inertes logrando resistir los ataques químicos corrosivos de las aguas domésticas e industriales.

Poseen una buena resistencia a la abrasión.

Son lisas, con bajos coeficientes de fricción, impermeables y poco atacables por ácidos; son sin embargo las que más se deben controlar y comprobar debido a su fragilidad, permeabilidad por fisuras y por la dificultad de ejecución de sus juntas.

Tubos de Cerámica

b) Tuberías de hormigón:

Los tubos de hormigón, se fabrican en moldes metálicos, empleando hormigones ricos en dosificación de cemento.

Los tubos pueden ser de hormigón simple o de hormigón armado.

Los tubos pueden ser de hormigón simple o de hormigón armado.

Las tuberías de hormigón armado deben llevar armaduras de refuerzo solamente cuando se trata de grandes diámetros.

Este tipo de pueden alcanzar un tamaño de diámetro inmenso.

c) Tuberías de poliéster:

Se fabrican con resinas de poliéster, refuerzos de fibra de vidrio y cargas inertes (arenas, carbonato cálcico, etc.) con secciones de 400 a 1500mm.

Poliester

Características: Tienen una gran solidez y son muy flexibles.

Son muy resistentes a la corrosión (ideales para el transporte de salmuera).

Tienen una gran capacidad hidráulica. Se fabrican con 6 metros de longitud. Resistentes a la corrosión electrolítica. No requieren protección catódica o de otro tipo. Tienen un coeficiente de dilatación térmica lineal muy bajo. Se pueden cortar con facilidad en cualquier posición. Son muy impermeables debido a que se trata de un material

muy compacto. Permite conducir aguas con una amplia gamas de pH. Los tubos manifiestan una gran resistencia a la abrasión

(ensayos con lodos abrasivos). Garantizados hasta temperaturas de 35º C para pH entre 1 y 10. Resistente a los ataques químicos. Se pueden almacenar al aire libre sin problemas. Son muy caros.

d) Tuberías de PVC:

Este tipo de tuberías, gracias al gran desarrollo tecnológico de la industria de plásticos y la facilidad de manipulación de todos los productos fabricados con éste material, hacen que en la actualidad tengan gran aceptación para redes de alcantarillado, solamente en diámetros pequeños de 6" y 8" ya que para diámetros mayores el costo es muy alto.

Son de poco peso (Peso específico 1.4 g/cm3). Son inertes a la corrosión por aguas y suelos agresivos.

La superficie interior de los tubos puede considerarse "hidráulicamente lisa".

Baja probabilidad de obstrucciones. No favorecen el desarrollo de algas ni hongos.

Tuberías PVC las más utilizadas

Tubería PVC

e) Tuberías de polietileno (pe) y de polipropileno (pp):

Este tipo de tuberías, se fabrican en forma análoga al P.V.C., es decir, por extrusión, aunque la configuración molecular de ambas es bastante diferente. El polietileno puede ser de baja densidad (< 0,93 g/cm3) o de alta densidad (> 0,94 g/cm3). Durante la instalación, en los tendidos de las tuberías, deben tenerse en cuenta los esfuerzos que se producen por dilataciones y retracciones.

Su utilización es recomendada en especial para lanzamientos submarinos ya que resisten el ataque de microorganismos que pueden producir perforaciones en la tubería.

Polietileno

Válvulas

La válvula es un mecanismo que sirve para regular el flujo de una tubería y esta regulación pude ser desde cero (válvula totalmente cerrada), hasta el flujo total (válvula totalmente abierta), y pasa por todas las posiciones intermedias, entre esos extremos. La válvula está constituida por: El cuerpo, el cual tiene el ducto para el paso del fluido y los asientos. El bonete, que junto con el cuerpo constituyen el armazón general de la válvula, permite el paso del vástago y aloja parte del elemento de cierre cuando la válvula está abierta. El estopero, ó caja de empaque del bonete, sirve para sellar la salida del vástago, por medio de empaques y está formado por el buje de asiento y el bonete. El asiento, es la parte de la válvula que junto con la cuña ó el disco realizan el cierre por el contacto de sus superficies.

El vástago es el elemento principal para trasmitir el movimiento al mecanismo de cierre y que junto al volante constituyen las partes móviles de la válvula.

Factores para la selección de una válvula.

La selección de las válvulas incluye muchos factores y es preferible tener como referencia un sistema que facilite la selección. Se deben tener en cuenta, como mínimo las siguientes características básicas: tipo de válvula, materiales de construcción, capacidades de presión y temperatura, material de empaquetaduras y juntas, costo y disponibilidad.

Tipo de válvula:

El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar sea de cierre (bloqueo), estrangulación ó para impedir el flujo inverso. Estas funciones se deben determinar después de un estudio cuidadoso de las funciones de la unidad y del sistema para los cuales se destina la válvula. Dado que existen diversos tipos de válvula para cada función, también es necesario determinar las condiciones del servicio donde se emplearán las válvulas. Es de importancia primordial conocer las características químicas y físicas de los fluidos, se debe prestar atención

Función de la válvula:

-Válvula de cierre ó bloqueo ( compuerta, bola, macho, mariposa )-Válvula de estrangulación ( globo, aguja, ángulo, Y, mariposa)-Válvula de retención

Tipo de servicio:

-Líquidos -Gases -Líquidos con gases -Líquidos con sólidos -Gases con sólidos -Vapores generados instantáneamente por la reducción de la presión del sistema -Con corrosión ó sin corrosión -Con erosión ó sin erosión

Materiales de construcción:

Luego de tener la función, el servicio y seleccionar el tipo de válvula, se deben tener en cuenta los materiales de construcción para el servicio que se destine la válvula. Todas las partes de la válvula que están en contacto con el fluido, deben tener la resistencia necesaria para la corrosión. Para seleccionar los materiales adecuados para la corrosión se deben tener en cuenta los materiales recomendados por los

fabricantes, si es inadecuada se deben obtener datos mediante pruebas de corrosión en el laboratorio. Entre los materiales de las válvulas disponibles en el mercado para industrias de procesos químicos se encuentran, acero inoxidable, hierro fundido, hierro dúctil, bronce, acero fundido, acero forjado.

Capacidades de presión y temperatura:

Luego de conocidas las presiones y temperaturas máximas de operación, el ingeniero podrá establecer la capacidad de presión requerida por la válvula y se deben consultar y comparar con las listas de presión y temperatura del fabricante.

Materiales de empaquetaduras y juntas:

Esta es tan importante como el material de la válvula para un determinado servicio, ya que la selección inadecuada puede ocasionar fugas en la válvula y requerir un paro del sistema para reemplazarla, además si el fluido es tóxico se originan accidentes en el personal y daños a la planta y su forma física debe ser compatible a las características mecánica de la válvula. Se debe consultar la literatura de los fabricantes y las publicaciones técnicas. Entre los materiales de empaque para válvulas en servicios en diversos procesos se tienen: empaquetaduras metálicas flexibles de aluminio, cobre, asbesto, etc ƒ

Costo y disponibilidad:

Luego de seleccionar la válvula, más de un tipo de válvula será adecuada para un trabajo específico, entonces la selección se hará según el costo y la disponibilidad en el mercado

Principales tipos de válvulas según su función.

- Válvulas de cierre ó bloqueo: Estas válvulas presentan un paso directo del flujo, solo abren o cierran.

- Válvula de Compuerta: Resistencia mínima al fluido en la tubería. Se utiliza totalmente abierta o cerrada. Accionamiento poco frecuente. Se utiliza para servicio de líquidos limpios (contienen poco o ningún material sólido). Este tipo de válvula supera en número a otros tipos de válvulas en servicio donde se requieren circulación ininterrumpida y poca caída de presión. No se recomiendan para servicios de estrangulación, porque la compuerta y el sello tienden a sufrir erosión rápida, cuando se restringe la circulación y producen turbulencia con la compuerta parcialmente abierta. (Figura 8)

- Válvula de Macho: Cierre hermético. Deben estar abiertas o cerradas del todo. Son ideales para manejar corrientes con alto contenido de sólidos, incluso pastas aguadas muy espesas. Dado que el fluido por la válvula es suave e ininterrumpido, hay poca turbulencia dentro de ella y, por tanto, la caída de presión es baja. Son de acción rápida, operación sencilla, espacio mínimo para la instalación, tienen resistencia mínima al flujo. Hay dos tipos principales de válvulas de macho: lubricadas para evitar las fugas entre la superficie del macho y el asiento en el cuerpo y al mismo tiempo reducir la fricción durante la rotación, y las no lubricadas donde el macho tiene un revestimiento que elimina la necesidad de la lubricación. (Figura 9)

- Válvula de Mariposa: Su uso principal es de cierre y estrangulación de grandes volúmenes de gases y líquidos a baja presión. Su diseño de disco abierto, rectilíneo, evita cualquier acumulación de sólidos; la caída de presión es muy pequeña. Apertura total, cierre total o estrangulación, operación frecuente, cierre positivo para gases o líquidos. (Figura 10)

- Válvula de Bola: No hay obstrucción al flujo. Se utilizan para líquidos viscosos y pastas aguadas. Cierre positivo. Se utiliza totalmente abierta o cerrada. No manejan fluidos que se polimerizan o se sedimentan, ya que pueden dañar los asientos y acumularse detrás de la bola. Son básicamente válvulas de macho modificadas. Son rápidas para operarlas, de mantenimiento fácil, no requieren lubricación, producen cierre hermético con baja torsión y su caída de presión es función del tamaño del orificio. No están limitadas a un fluido en particular. Se pueden emplear para vapor, agua, aceite, gas, aire, fluidos corrosivos, pastas aguadas y materiales pulverizados secos. (Figura 11)

- Válvulas de estrangulación: Estas válvulas tiene un cambio en la dirección del flujo, pueden estar en posiciones intermedias llámese abierta a la mitad, ¾ abierta, esto genera mayor caída de presión que las válvulas de cierre o bloqueo.

- Válvula de Globo: Son para uso frecuente. Cierre positivo. El asiento suele estar paralelo con el sentido del flujo, producen resistencia y caída de presión considerable. Se utilizan para cortar o regular el flujo del líquido y este último es su uso principal. El cambio del sentido del flujo (dos vueltas en ángulo recto) en la válvula ocasiona turbulencia y caída de presión. Esta turbulencia produce menor duración del asiento. Alta resistencia y caída tolerable de presión en la línea. (Figura 12)

- Válvula de Aguja: Estas válvulas son básicamente, válvulas de globo que tienen un macho cónico similar a una aguja, que ajusta con

precisión en sus asientos. Se puede tener estrangulación exacta de volúmenes pequeños porque el orificio formado entre el macho cónico y el asiento cónico se puede variar a intervalos pequeños y precisos. (Figura 13)

- Válvulas en Y: Las válvulas en Y son válvulas de globo que permiten el paso rectilíneo y sin obstrucción igual que las válvulas de compuerta. La ventaja es una menor caída de presión en esta válvula que en la de globo convencional. Tienen buena capacidad para estrangulación. (Figura 14)

- Válvula de Ángulo: Son en esencia, iguales que las válvulas de globo. La diferencia principal es que el flujo del fluido en la válvula de ángulo hace un giro de 90°. Su empleo principal es para servicio de estrangulación y presenta menos resistencia al flujo que las de globo. (Figura 15)

- Válvula de Diafragma: Se utilizan en servicios para corte y estrangulación y desempeñan una serie de servicios importantes para

el control de líquidos. Las aplicaciones principales son para bajas presiones y con pastas aguadas que obstruirían o corroerían las piezas funcionales de la mayor parte de otros tipos de válvulas. No requieren empaquetaduras en el vástago. Su vida útil dependerá de las presiones, temperatura y la frecuencia de las aperturas y cierres. (Figura 16)

- Válvula de Mariposa: (Igual a la anterior).

- Válvula de Retención (Check): Son integrales y se destinan para impedir la inversión de flujo en una tubería. La presión del fluido circulante abre la válvula; el peso del mecanismo de retención y cualquier inversión en el flujo la cierran. Hay diferentes tipos de válvulas de retención y su selección depende de la temperatura, caída de presión que producen y la limpieza del fluido. (Figura 17)

- Válvula de retención de bisagra: Se utiliza con bajas velocidades de fluido con inversiones de flujo poco frecuentes; en algunos sistemas se utilizan en combinación con las válvulas de compuerta. Sus características principales son: mínima resistencia al flujo, servicios de baja velocidad y con cambios de dirección poco frecuentes.

- Válvula horizontal de retención: Requieren caídas de presión más o menos grandes. Incluyen cambios frecuentes de dirección, mayor resistencia al flujo y prevención de flujo inverso. Su construcción interna

es similar a la de las válvulas de globo. Se utilizan con válvulas de globo y ángulo.

- Válvula de retención de bola: Están limitadas a tamaños pequeños y para servicio con materiales viscosos o que producen depósitos. - Válvula de retención de mariposa: Son muy similares a las válvulas de mariposa y muchas veces se utilizan en combinación con ellas. Sus características principales de servicio son mínima resistencia al flujo, cambios frecuentes de dirección y para uso en tuberías equipadas con válvulas de mariposa.

Válvulas Especiales:

- Válvula de Purga: Son válvulas de globo modificadas y su uso principal es en servicio de vapor a alta presión para purgar la caldera cada cierto tiempo a fin de mantener una concentración satisfactoria. (Figura 18)

- Válvula de Desahogo: Es una válvula automática para desahogo que funciona con la presión estática en el lado de corriente arriba. La válvula se abre en proporción al aumento en relación con la presión de apertura y su empleo principal es en servicio con líquidos.

- Válvula de Seguridad: Es para desahogo automático de la presión y la acciona la presión estática en el lado de corriente arriba. La válvula se abre o dispara con gran rapidez y se utiliza principalmente en servicios de vapor de agua y gases o vapores. (Figura 19)

- Válvula de Pie: Es un tipo especial de válvulas de retención horizontal, que se utiliza en el tubo de succión de una bomba de suministro para evitar flujo inverso y pérdida de succión y contaminación del líquido en el depósito, su principal desventaja consiste en que aumenta la resistencia en la succión de la bomba y reduce la carga de succión neta disponible (NPSH)d. (Figura 20)

- Válvula de Control: Regula la alimentación de material o energía a un proceso, ajustando la abertura a través de la cual el material fluye, comportándose como un orificio variable en una línea. En sistemas automáticos de control la señal de salida del controlador actúa sobre la válvula a través de un actuador, el cual provee la potencia mecánica necesaria para operar la válvula de control, el actuador puede ser neumático, eléctrico, hidráulico o manual. Entre los tipos más comunes de cuerpos de válvulas y sus aplicaciones se pueden mencionar: globo, tres vías, ángulo, mariposa, bola, etc. (Figura 21)

- Trampa de vapor: Es un dispositivo, que se instala en la salida de todas las unidades de calentamiento como rehervidores, intercambiadores, etc.; que permite eliminar condensado, aire y otros gases no condensables, además de prevenir pérdidas de vapor. (Figura 22)

- Eliminación de condensado: El condensado debe pasar siempre, rápido y completamente a través de la trampa para vapor para obtener un mejor aprovechamiento de la energía térmica del vapor.

- Eliminación de aire y otros gases no condensables: El aire y los gases disminuyen el coeficiente de transferencia de calor. Además, se debe tener presente que el O2 y el CO2 causan corrosión.

- Prevención de pérdidas de vapor: No deben permitir el paso de vapor sino hasta que éste ceda la mayor parte de energía que contiene, también las pérdidas de vapor deben ser mínimas mientras la trampa libera vapor condensado, aire y gases incondensables.

Elementos del sistema de tuberías

Accesorios

Es el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de tuberías de una planta de proceso.

Bridas

Son accesorios para conectar tuberías con equipos (bombas, intercambiadores de calor, calderas, tanques, etc.) o accesorios (codos, válvulas, etc.).

Las ventajas de las uniones bridadas radica en el hecho de que permite el rápido montaje y desmontaje a objeto de realizar reparaciones o mantenimiento.

Tipos y Características de Bridas

Brida roscada. Son bridas que pueden ser instaladas sin necesidad de soldadura y se utilizan en líneas con fluidos con temperaturas moderadas, baja presión y poca corrosión, no es adecuada para servicios que impliquen fatigas térmicas.

Brida ciega. Es una pieza completamente sólida sin orificio para fluido, y se une a las tuberías mediante el uso de tornillos, se puede colocar conjuntamente con otro tipo de brida de igual diámetro, cara y resistencia.

Bridas

Codos

Son accesorios de forma curva que se utilizan para cambiar la dirección del flujo de las líneas tantos grados como lo especifiquen los planos o dibujos de tuberías.

Tipos de Codos

Los codos estándar son aquellos que vienen listos para la pre-fabricación de piezas de tuberías y que son fundidos en una sola pieza (45º,90º,180º).

“T ”

Son accesorios que se utilizan para efectuar fabricación en líneas de tubería.

Tipos Diámetros iguales o te de recta

Reductora con dos orificios de igual diámetro y uno desigual.

Características Diámetro. Las tes existen en diámetros desde ¼’’ hasta 72’’

Espesor. Este factor depende del espesor del tubo o accesorio a la cual va instalada.

Aleación. Acero al carbono, acero inoxidable, galvanizado, etc.

Tubería T

Reducción

Son accesorios de forma cónica que se utilizan para disminuir el volumen del fluido a través de las líneas de tuberías.

Tipos Estándar concéntrica. Se utiliza para disminuir el caudal del

fluido aumentando su velocidad, manteniendo su eje.

Estándar excéntrica. Se utiliza para disminuir el caudal del fluido en la línea aumentando su velocidad perdiendo su eje.

Características

Diámetro. Varía desde ¼’’ x 3/8’’. Aleación. Acero al carbono, acero al cromo, acero inoxidable,

etc.

Reducción

Empaquetaduras

Accesorio utilizado para realizar sellados en juntas mecanizadas existentes en líneas de servicio o plantas en proceso.

Tipos

Empaquetadura flexitalica. Este tipo de Empaquetadura es de metal.

Anillos de acero. Son las que se usan con brida que tienen ranuras para el empalme con el anillo de acero

Empaquetadura de asbesto.

Empaquetaduras de goma.

Empaquetaduras grafitadas

Tapones.

Son accesorios utilizados para bloquear o impedir el pase o salida de fluidos en un momento determinado. Mayormente son utilizados en líneas de diámetros menores.

Tipos Según su forma de instalación pueden ser macho y hembra.

Características Resistencia. Tienen una capacidad de resistencia de 150 libras

hasta 9000 libras Junta. La mayoría de las veces estos accesorios se instalan de

forma enroscable, sin embargo por normas de seguridad muchas veces además de las roscas suelen soldarse.

Tecnologías de las tuberías

Tuberías sumergibles

El 4510 se ha diseñado específicamente para las aplicaciones que demandan una alta relación calidad / precio

Estos sensores mantienen la misma calidad y prestaciones que los sumergibles pero miden la presión absoluta en una tubería llena de líquido o gases. Disponemos de un amplio margen de presiones, salidas eléctricas y de tipos de conexión

Diámetros comerciales

La tabla siguiente presenta los algunos valores de las tuberías mas usuales.

TIPO TUBERÍA

RUGOSIDAD EN METROS

COEFICIENTE DE

MANNING

COEFICIENTE DE  HAZEN

WILLIAMS

DIÁMETROS COMERCIALES EN PULGADAS

PVC 0.00001> 0.009 150

1/2 - 3/4 - 1 - 1 1/4  -    1 1/2 - 2

-  2 1/2 - 3 - 4 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14

HIERRO GALVANIZAD

O0.00015 A 0.00020 0.015 130

1/2   - 3/4  - 1 -  1 1/4   - 1 1/2 - 2 - 3

- 4

HIERRO FUNDIDO

0.00025 A 0.00050 0.013 130

1/2   - 3/4  - 1 - 1 1/4   - 1 1/2 - 2 - 3

- 4                             

 

ACERO 0.0004 A 0.0006 0.012 140

1/2 - 3/4 - 1 - 1 1/2 - 2 - 2 1/2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 8 - 10 - 12 - 16 - 18 - 20 - 24 -

30

COBRE 0.00001> 0.011 140

1/4 - 3/8 -  1/2 -  3/4 - 1 -  1 1/4 - 1 1/2 - 2   - 2 1/2 -

3 - 4    

Diámetro nominal – cedula

Un método para identificar el tamaño de las tuberías fue establecido por ANSI (Instituto Americano de Normas Nacionales). Por convención el tamaño de las tuberías y conexiones están caracterizados en términos de diámetro nominal y la cedula, y se clasifican en función de estos. El diámetro nominal es una expresión estandarizada del diámetro de la tubería y el numero de cedula indica el espesor de la pared. Tuberías de acero comercial con diámetro nominal mayor a 12 pulgadas, el diámetro nominal es igual al diámetro externo real, para tuberías entre 3 y 12 pulgadas, el diámetro nominal es aproximadamente igual al diámetro interno real y para tuberías pequeñas, esto no se cumple. Sin tener en cuenta el espesor de pared el diámetro externo de todas las tuberías correspondientes a un determinado tamaño nominal es el mismo con el fin de intercambiar accesorios. Para un determinado diámetro nominal cuando la cedula disminuye el espesor disminuye y el diámetro interno aumenta.Las tuberías de otros materiales se fabrican con el mismo diámetro externo que las tuberías de acero, con el objeto de poder intercambiar las diversas partes de un sistema de conducción. Estas dimensiones normalizadas de tuberías se les conocen como IPS (Iron Pipe Size) ó NPS (Normal Pipe Size). Tuberia de cobre de 4 pulgadas IPS, significa: una tubería de cobre que tiene el diámetro exterior de una tubería de acero normalizada de 4 pulgadas.

El número de celda indica el espesor de pared y viene dada por la expresión:Donde:

P= Presion interna de trabajo (Kgf/m2)S= Presion que soporta la aleación empleada (Kgf/m2)

Se emplean 10 numeros de celda: 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 y 160. Para otras aleaciones el espesor de pared puede ser mayor ó menor que el de una tubería de acero, dependiendo de la resistencia que posee la aleación.

En la Tabla 1 podemos observa la medida nominal de la tubería en pulgadas paa cada espesor de la tubería o también llamada cedula y se especifica el diámetro exterior, el espesor de la pared y el diámetro interno para cada uno.

Normas para tuberías y válvulas

 Los requisitos o características que debe cumplir una cañería (su diámetro nominal es distinto de su diámetro real) o un tubo (su diámetro, nominal coincide con su diámetro real) están determinados por su aplicación o uso. Estos requisitos consisten fundamentalmente en reunir ciertas propiedades mecánicas y tener ciertas características de resistencia al medio al que serán expuestas, lo que está determinado, fundamentalmente, por el material, método de fabricación y tratamiento térmico de éste.

Con el fin de ordenar, uniformar y asegurar la calidad, se han establecido normas que, se preocupan de estos aspectos. Dado que no es económico imponer exigencias de fabricación que produzcan características no necesarias en una aplicación particular, no existe una norma única y se han desarrollado normas específicas para cada tipo de aplicación. De aquí que el número de normas existentes para cañerías y tubos es muy grande.

Al momento de especificar una cañería o tubo para una aplicación particular se debe tener presente que puede haber varios materiales, contemplados dentro de una norma, que cumplen con los requisitos particulares. Por otro lado, un mismo material, puede estar incluido en varias normas.

Un error muy frecuente es confundir el grado de un acero con su norma de fabricación. Se escucha a usuarios que piden un acero A106 sin especificar cuál, en circunstancias que dentro de esta norma para cañerías sin costura de acero al carbono para alta temperatura, existen los grados A, B y C con cantidades crecientes de carbono que producen valores crecientes de tensión de ruptura.

Normas ASTM(American Section of the International Association for Testing Materials)

Normas ASTM más usadas

 Normas API(American Petroleum Institute)

Especificación para tubos de revestimiento y de producción (Unidades Métricas) Departamento de exploración y ProducciónESPECIFICACIÓN API 5CTQUINTA EDICION, ABRIL 1, 1995

Especificación para tubería de perforaciónESPECIFICACION API 5D QUINTA EDICION, OCTUBRE 2001FECHA EFECTIVA: 30 ABRIL, 2002

Especificación para tuberías de conducciónESPECIFICACION API 5L CUADRAGÉSIMA SEGUNDA EDICION. ENERO, 2000FECHA EFECTIVA: 1 JULIO, 2000

Especificación para líneas de conducción Resistentes a la Corrosión (CRA)ESPECIFICACIÓN API 5LC TERCERA EDICIÓN, JULIO 1998FECHA EFECTIVA: 31 DICIEMBRE, 1998

Especificación para tuberías de acero CRA con revestimiento interior laminado o forrado ESPECIFICACION API 5LD SEGUNDA EDICION, JULIO 1998FECHA EFECTIVA: 31 DICIEMBRE, 1998

Válvulas para líneas de conducciónEspecificación API 6D, Vigésimo segunda edición Enero 2002ISO 14313: 1999, MOD, Industrias del gas natural y del Petróleo - Sistemas de líneas de transporte Válvulas para líneas de conducción.FECHA EFECTIVA: 1 JULIO, 2002ADOPCION NACIONAL PROPUESTA, INCLUIDO EL ANEXO F, NOVIEMBRE 1, 2002

Especificación para pruebas de fuego en válvulasESPECIFICACION API 6FA TERCERA EDICION, ABRIL 1999

Especificación para pruebas de fuego en los extremos de las conexionesESPECIFICACION API 6FB TERCERA EDICIÓN, MAYO, 1998FECHA EFECTIVA: NOVIEMBRE 30, 1998

Especificación para pruebas de fuego en válvulas con cierre posterior automáticoESPECIFICACION 6FCTERCERA EDICION, ABRIL 1998

Tipo lenteja, con orejetas y de doble embridadoSTANDARD API 594 QUINTA EDICION, NOVIEMBRE 1997

Inspección y pruebas de válvulasAPI STANDARD 598 SEPTIMA EDICION, OCTUBRE 19

Válvulas de macho metálico Tipo embridada, roscada y con extremos para soldarSTANDARD API 599QUINTA EDICION, AGOSTO 2002

Válvulas de acero de compuerta con tapa empernada para la industria del Petróleo y gasSTANDADAR API 600DECIMOPRIMERA EDICION, OCTUBRE, 2001ISO 10434: 1998ANSI/API STD 600-2001

Válvulas forjadas de compuerta Tipo bridadas, roscadas, soldadas y extremo con cuerpo extendidoSTANDAR API 602 SEPTIMA EDICION, OCTUBRE 1998

Válvulas de compuerta resistentes a la corrosión con tapa empernada - Extremos bridados o para soldar a tope STANDARD API 603 SEXTA EDICION, MAYO 2001

Ensayo al fuego de válvulas de un cuarto de vuelta con asientos blandosSTANDARD API 607 CUARTA EDICION, MAYO 1993

Válvulas de bola metálica - Extremos bridados, roscados y para soldar a topeSTANDARD API 608 TERCERA EDICION, AGOSTO 2002

Válvulas de Mariposa: Tipo lenteja, con orejetas y embridado dobleAPI STANDARD 609 QUINTA EDICIÓN, MAYO 1997

Normas ANSI(American National Standards Institute)

B1.20.1 Roscas para tubería. General B1.20.3 Junta seca de roscas para tuberías. B16.1 Bridas y accesorios bridados de tubería en fundición de hierro. Clase

25, 125 y 250

B16.3 Accesorios roscados en fundición de hierro maleable. Clase 150 y 300.

B16.4 Accesorios roscados en fundición gris. Clase 150 y 250. B16.5 Bridas y accesorios bridados de tubería (NPS ½" hasta 24"). B16.9 Accesorios de tuberías para soldar a tope. B16.10 Dimensiones de cara a cara y extremo a extremo, en válvulas. B16.11 Accesorios forjados para soldar a enchufe y roscados. B16.12 Accesorios de drenaje roscados en fundición de hierro. B16.14 Tapones, casquillos y tuercas de fijación roscados,  para tuberías

de hierro. B16.15 Accesorios roscados en fundición de bronce. Clase 125 y 250. B16.18 Accesorios de presión en fundición aleada de cobre, con unión para

soldar. B16.20 Juntas metálicas para bridas de tubería: Junta de anillo, 

espirometálica y enchaquetadas. B16.21 Juntas planas, no metálicas, para bridas de tubería. B16.22 Accesorios de presión de cobre y cobre aleado, con unión para

soldar. B16.23 Accesorios de drenaje en aleación de cobre, con unión para soldar. B16.24 Bridas y accesorios bridados de tubería en aleación de cobre

fundido. Clase 150 y 300. B16.25 Extremos para soldar a tope. B16.26 Accesorios de fundición de cobre aleado para tubos de cobre

abocardados. B16.28 Codos y curvas de acero de radio corto, para soldar a tope B16.29 Accesorios de drenaje en cobre y aleación de cobre, con unión para

soldar. B16.33 Válvulas operadas manualmente para uso en un sistema de

tuberías de gas, hasta 125 psi (de ½" hasta 2"). B16.34 Válvulas bridadas, roscadas y con extremos para soldar. B16.36 Bridas de orificio. B16.38 Válvulas metálicas para distribución de gas (operadas

manualmente, desde 2 ½" hasta 12" y un máximo de 125 psi). B16.39 Uniones roscadas de tubería en fundición de hierro maleable. B16.40 Válvulas y válvulas de cierre termoplásticos operadas

manualmente, en un sistema de distribución de gas. B16.41 Requisitos de calificación funcional para conjuntos de válvulas

pilotadas en Plantas Nucleares. B16.42 Bridas y accesorios bridados en fundición de hierro dúctil. Clase

150 y 300.

B16.44 Válvulas metálicas para gas, operadas manualmente, para uso doméstico.

B16.45 Accesorios de fundición de hierro para sistemas de drenaje Sovent. B16.47 Bridas de acero de gran diámetro (NPS 26" hasta 60"). B16.48 Cierres de línea de acero. B16.49 Tubos curvados por inducción para soldar a tope, en un sistema de

transporte y distribución. B31.1 Red de tuberías de energía B31.3 Red de tuberías de proceso. B31.4 Sistema de transporte por tubería para hidrocarburos líquidos y otros

líquidos. B31.5 Tubería de refrigeración y componentes de intercambiadores de

calor. B31.8 Sistema de tuberías para transmisión y distribución de gas. B31.9 Tubería de servicio de edificaciones. B31.11 Sistema de tubería de transporte de lodos. B36.10 Tubería de acero soldada y sin soldadura. B36.19 Tubería de acero inoxidable

Bomba hidráulica   Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma la energía (generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud.

Existe una ambigüedad en la utilización del término bomba, ya que generalmente es utilizado para referirse a las máquinas de fluido que transfieren energía, o bombean fluidos incompresibles, y por lo tanto no alteran la densidad de su fluido de trabajo, a diferencia de otras máquinas como lo son los compresores, cuyo campo de aplicación es la neumática y no la hidráulica. Pero también es común encontrar el término bomba para referirse a máquinas que bombean otro tipo de fluidos, así como lo son las bombas de vacío o las bombas de aire.

Características de las Bombas HidráulicasEn las bombas hidráulicas tenemos que tener en cuenta ciertos valores técnicos y otras consideraciones para la correcta elección de la bomba:

Cilindrada. Su expresión es en cm3/r, donde r son las revoluciones. La cilindrada es el volumen de fluido desplazado según la rotación completa del eje de la bomba. Rendimiento volumétrico. Nunca es del 100%, por dos causas, el rendimiento total y la presión. El rendimiento volumétrico es la relación existente entre el caudal efectivo y el teórico. Caudal. Se expresa en litros/minutos, y su fórmula teórica es:

Cavitación. Es un fenómeno físico que se produce cuando el fluido tiene dificultad de ser aspirado por la bomba, por lo cual, se pierde presión, dando lugar a burbujas en el propio fluido. Las burbujas están constituidas por los vapores del propio fluido. Este fenómeno tiene consecuencias perniciosas para la propia bomba, ya que al pasar las burbujas de la zona de aspiración a la zona de impulsión, las propias burbujas explotan pudiendo arrancar micro partículas de la bomba. Hay que tener en cuenta, que las burbujas al entrar en la zona de impulsión se encuentran bajo presiones elevadas y con temperatura. Una burbuja con temperatura de 100°C puede alcanzar los 500°C si se le añade una presión y se le comprime. Existen varias causas para que se produzca el fenómeno de la cavitación. Entre ellas destacan la suciedad en el filtro de aspiración de la bomba, la poca cantidad de fluido, obstrucción de la tubería de aspiración, demasiada

velocidad de aspiración, baja temperatura del fluido, el orificio de aireación este taponado, etc.

Clasificación de las bombas 

Las Bombas pueden clasificarse sobre la base de las aplicaciones a que están destinadas, los materiales con que se construyen, los líquidos que mueven y aún su orientación en el espacio. Todas estas clasificaciones, sin embargo, se limitan en amplitud tienden sustancialmente a traslaparse entre sí. Un sistema más básico de clasificación, define primero el principio por el cual se agrega energía al fluido, investiga la identificación del medio por el cual se implementa este principio y finalmente delinea las geometrías específicas comúnmente empleadas. Este sistema se relaciona por lo tanto, con las bombas mismas y no se relaciona con ninguna consideración externa a la bomba o aun con los materiales con que puede estar construida. Bajo este sistema, todas las bombas pueden dividirse en dos grandes categorías:

Dinámicas, en las cuales se añade energía continuamente, para incrementar las velocidades de los fluidos dentro de la máquina a valores mayores de los que existen en la descarga, de manera que la subsecuente reducción en velocidad dentro, o más allá de la bomba, produce un incremento en la presión. Las bombas dinámicas pueden, a su vez, subdividirse en otras variedades de bombas centrífugas y de otros efectos especiales.

De Desplazamiento, en las cuales se agrega energía periódicamente mediante la aplicación de fuerza a uno o más límites móviles de un número deseado de volúmenes que contienen un fluido, lo que resulta en un incremento directo en presión hasta el valor requerido para desplazar el fluido a través de válvulas o aberturas en la línea de descarga. Las bombas de desplazamiento se dividen esencialmente en los tipos reciprocantes y rotatorios, dependiendo de la naturaleza del movimiento de los miembros que producen la presión.

Cada una de estas clasificaciones mayores puede, a su vez, subdividirse en varios tipos específicos de importancia comercial, como se indica en la siguiente figura.

Bomba de potencia    

Una bomba de potencia es una máquina alternativa de velocidad constante, par motor constante y capacidad casi constante, cuyos émbolos o pistones se mueven por medio de un cigüeñal, a través de una fuente motriz externa.

La capacidad de la bomba varía con el número de émbolos o pistones. En general, mientras mayor sea el número, menor es la variación en capacidad, a un número dado de rpm. La bomba se diseña para una velocidad, presión, capacidad y potencia específicas. La bomba puede aplicarse a condiciones de potencia menores que las del punto específico de diseño, pero con sacrificio de la condición más económica de operación.

Las Bombas se construyen en versiones tanto verticales como horizontales. La construcción horizontal se utiliza en bombas de émbolo de hasta 200 HP. Esta construcción es generalmente abajo del nivel de cintura y proporciona facilidad en el ensamble y mantenimiento. Se construyen con tres o cinco émbolos. Las bombas horizontales de pistón llegan hasta los 2.000 HP y normalmente tienen dos o tres pistones, que son de acción simple o doble. La construcción vertical se usa en bombas de émbolo hasta 1.500 HP, con el extremo de fluido sobre el extremo motriz. Esta construcción elimina el peso del émbolo sobre los bujes, empaques y la cruceta y tiene un dispositivo de alineamiento del émbolo con el empaque. Se requiere un arreglo especial de sellado para evitar que el líquido del extremo del fluido se mezcle con el aceite del extremo motriz. Pueden haber de tres a nueve émbolos.

Los émbolos son aplicables a bombas con presiones desde 1.000 hasta 30.000 [lb/ pulg^2]. La presión máxima desarrollada con un pistón es de alrededor de 1.000 [lb/ pulg^2]. La presión desarrollada por la bomba es proporcional a la potencia disponible en el cigüeñal. Esta presión puede ser mayor que el rango del sistema de descarga o bomba. Cuando la presión desarrollada es mayor que estos rangos se puede originar una falla mecánica. Para evitar esto debe instalarse un dispositivo de alivio de presión entre la brida de descarga de la bomba y la primera válvula en el sistema de descarga.

 

Bomba de vaporUna bomba alternativa de desplazamiento positivo es aquella en la que el émbolo o pistón desplaza un volumen dado de fluido en cada carrera. El principio básico de una bomba alternativa es que un sólido desplazará un volumen igual de líquido. Por ejemplo, un cubo de hielo dejado caer dentro de un vaso completamente lleno de agua, derramará un volumen de agua fuera del vaso, igual al volumen sumergido del cubo de hielo.

Todas las bombas alternativas tienen una parte que maneja el fluido, comúnmente llamada el extremo líquido, el cual tiene:

o Un sólido que desplaza, llamado émbolo o pistón.

o Un recipiente que contiene al líquido, llamado el cilindro líquido.

o Una válvula de succión de retención que admite el fluido de la tubería de succión hacia el cilindro líquido.

o Una válvula de descarga de retención que admite el flujo del cilindro líquido hacia la tubería de descarga.

o Empaque para sellar perfectamente la junta entre el émbolo y el cilindro líquido y evitar que el líquido se fugue del cilindro y el aire entre al cilindro.

Para bombear, es decir para mover el líquido a través del extremo líquido, el émbolo debe moverse. Cuando el émbolo se mueve hacia afuera del cilindro líquido, como se muestra en la figura 2, la presión del fluido dentro del cilindro se reduce. Cuando la presión llega a ser menor que la de la tubería de succión la válvula de succión de retención se abre y el líquido fluye al cilindro para llenar el volumen vaciado al retirar el émbolo. Durante esta fase de la operación, la válvula de descarga de retención se mantiene cerrada debido a la mayor presión en la tubería de descarga. Esta parte la acción de bombeo de una bomba alternativa de desplazamiento positivo se llama la carrera o golpe de succión.

El movimiento hacia atrás debe pararse antes de que el extremo del émbolo llegue al empaque. Entonces el movimiento del émbolo se invierte, iniciándose la parte de la acción de bombeo conocida como la carrera o golpe de descarga, como se ilustra en la figura 3.

 

 

El movimiento del pistón dentro del cilindro origina un incremento en la presión del líquido ahí contenido. Esta presión inmediatamente llega a ser mayor que la presión en la tubería de succión originando que la válvula de succión de retención se cierre. Mediante los siguientes movimientos del émbolo, la presión del líquido continúa elevándose. Cuando la presión del líquido en el cilindro alcanza la de la tubería de descarga, la válvula de descarga de retención es forzada a abrirse y el líquido fluye hacia la tubería de descarga. El volumen forzado hacia la tubería de descarga es igual al  desplazamiento del émbolo menos pérdidas muy pequeñas.

Bombas centrifugas

Las bombas centrífugas prevén su nombre al hecho de que elevar el líquido por la acción de la fuerza centrífuga, que la imprime un rotor, colocado en su interior, el cual es accionado por un motor eléctrico.

Un físico francés fue el primero que ideó las características esenciales de este tipo de bomba, la cual ha ido evolucionando a través de numerosos patentes. Toda una centrífuga, consta de un rotor de pocos a la vez fijos, el cual gira dentro de la caja envolvente, generalmente de forma espiral. El líquido proveniente de la cañería en que la por el centro del rotor, al girar bruscamente a la masa líquida

una fuerza centrífuga, que lo hace salida que los canales situados entre los alavés, y la envoltura de la caja donde progresivamente la a energía cinética de la corriente líquida se transforma en energía potencial de presión.

Así como la turbina Francis evolucionó hacia la turbina a hélice, con la necesidad de generar más revoluciones, las bombas centrífugas evolucionaron a las bombas de hélice o de flujo axial, como inconveniencia de ir aumentando el diámetro del eje del rotor, para permitir el ingreso de mayores caudales.

Así cuando se desea obtener mayores caudales se dispone de unos o más rotores sobre el mismo árbol motor.

Las bombas centrífugas, debido a sus características, son las bombas que más se aplican en la industria. Las razones de estas preferencias son las siguientes:

o Son aparatos giratorios.

o No tienen órganos articulados y los mecanismos de acoplamiento son muy sencillos.

o La impulsión eléctrica del motor que la mueve es bastante sencilla.

o Para una operación definida, el gasto es constante y no se requiere dispositivo regulador.

o Se adaptan con facilidad a muchas circunstancias.

Aparte de las ventajas ya enumeradas, se unen las siguientes ventajas económicas:

o El precio de una bomba centrífuga es aproximadamente ¼ del precio de la bomba de émbolo equivalente.

o El espacio requerido es aproximadamente 1/8 del de la bomba de émbolo equivalente.

o El peso es muy pequeño y por lo tanto las cimentaciones también lo son.

o El mantenimiento de una bomba centrífuga sólo se reduce a renovar el aceite de las chumaceras, los empaques del presa-estopa y el número de elementos a cambiar es muy pequeño.

Funcionamiento de las bombas centrífugasLas bombas centrífugas mueven un cierto volumen de líquido entre dos niveles; son pues, máquinas hidráulicas que transforman un trabajo mecánico en otro de tipo hidráulico.

Los elementos constructivos de que constan son:

a) Una tubería de aspiración, que concluye prácticamente en la brida de aspiración.

b) El impulsor o rodete, formado por una serie de alabes de diversas formas que giran dentro de una carcasa circular. El rodete va unido solidariamente al eje y es la parte móvil de la bomba. El líquido penetra axialmente por la tubería de aspiración hasta el centro del rodete, que es accionado por un motor,

experimentando un cambio de dirección más o menos brusco, pasando a radial, (en las centrífugas), o permaneciendo axial, (en las axiales), adquiriendo una aceleración y absorbiendo un trabajo.

Los alabes del rodete someten a las partículas de líquido a un movimiento de rotación muy rápido, siendo proyectadas hacia el exterior por la fuerza centrífuga, de forma que abandonan el rodete hacia la voluta a gran velocidad, aumentando su presión en el impulsor según la distancia al eje. La elevación del líquido se produce por la reacción entre éste y el rodete sometido al movimiento de rotación; en la voluta se transforma parte de la energía dinámica adquirida en el rodete, en energía de presión, siendo lanzados los filetes líquidos contra las paredes del cuerpo de bomba y evacuados por la tubería de impulsión.

La carcasa, (voluta), está dispuesta en forma de caracol, de tal manera, que la separación entre ella y el rodete es mínima en la parte superior; la separación va aumentando hasta que las partículas líquidas se encuentran frente a la abertura de impulsión; en algunas bombas existe, a la salida del rodete, una directriz de alabes que guía el líquido a la salida del impulsor antes de introducirlo en la voluta.

Una tubería de impulsión.- La finalidad de la voluta es la de recoger el líquido a gran velocidad, cambiar la dirección de su movimiento y encaminarle hacia la brida de impulsión de la bomba.

La voluta es también un transformador de energía, ya que disminuye la velocidad (transforma parte de la energía dinámica creada en el rodete en energía de presión), aumentando la presión del líquido a medida que el espacio entre el rodete y la carcasa aumenta.

Fig. I.1.- Bomba centrífuga, disposición, esquema y perspectiva

Este es, en general, el funcionamiento de una bomba centrífuga aunque existen distintos tipos y variantes.

La estructura de las bombas centrífugas es análoga a la de las turbinas hidráulicas, salvo que el proceso energético es inverso; en las turbinas se aprovecha la altura de un salto hidráulico para generar una velocidad de rotación en la rueda, mientras que en las bombas centrífugas la velocidad comunicada por el rodete al líquido se transforma, en parte, en presión, lográndose así su desplazamiento y posterior elevación.

Bombas de desplazamiento positivo y no positivoBombas de desplazamiento no positivo

Estas bombas son empleadas generalmente para el trasiego de fluidos, la energía cedida al fluido es cinética y funciona generalmente mediante fuerza centrifuga. Una bomba de desplazamiento no positivo, también llamada hidrodinámica no dispone de sistemas de estanqueidad entre los orificios de entrada y salida; por ello produce un caudal que variara en función de la contrapresión que encuentre el fluido a su salida (Bomba centrífuga).

El caudal suministrado por la bomba no tiene suficiente fuerza para vencer la presión que encuentra en la salida y al no existir estanqueidad entre esta y la entrada, el fluido fuga interiormente de un orificio a otro y disminuye el caudal a medida que aumenta la presión, según la gráfica que se muestra en la figura.

En este tipo de bombas la presión máxima alcanzable variara en función de la velocidad de rotación del elemento impulsor.

Dentro de este grupo de bombas de desplazamiento no positivo se incluyen las bombas peristáticas, que son un intermedio entre estas y las de desplazamiento positivo y principalmente se utilizan para bajas presiones.

Bombas de desplazamiento positivoCaracterísticas PrincipalesLas bombas hidrostáticas de desplazamiento positivo son los elementos destinados a transformar la energía mecánica en hidráulica. Estas bombas son aquellas que suministran la misma cantidad de liquido en cada ciclo o revolución del elemento de bombeo, independiente de la presión que encuentre el liquido a su salida.

Estas bombas guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria, el cual siempre está contenido entre el elemento impulsor, que puede ser un embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro. “El movimiento del desplazamiento positivo” consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara. Por consiguiente, en una máquina de desplazamiento positivo, el elemento que origina el intercambio de energía no tiene necesariamente movimiento alternativo (émbolo), sino que puede tener movimiento rotatorio (rotor).

Sin embargo, en las máquinas de desplazamiento positivo, tanto reciprocantes como rotatorias, siempre hay una cámara que aumenta de volumen (succión) y disminuye volumen (impulsión), por esto a éstas máquinas también se les denomina Volumétricas.

Ventaja de las bombas positivasLas bombas positivas tienen la ventaja de que para poder trabajar no necesitan "cebarse”, es decir, no es necesario llenar previamente el tubo de succión y el cuerpo de la bomba para que ésta pueda iniciar su funcionamiento, tal como acontece en las bombas centrífugas. En las bombas positivas, a medida que la bomba por sí misma va llenándose de líquido, éste va desalojando el aire contenida en la tubería de succión, iniciándose el escurrimiento a través del sistema cuando ha acabado de ser desalojado el aire.

Para completar lo antes dicho relativo a las bombas positivas o de presión mecánica ya sea reciprocante o rotatoria y por lo que respecta a la altura de succión más conveniente en ellas, al final se da el diagrama 8 en el cual puede encontrarse la altura práctica de succión a que conviene instalar una bomba de éstas, con el fin de obtener de ellas su mejor funcionamiento.

Queda entendido que la altura práctica de succión aquí indicada, es igual a la distancia vertical a la que puede ser elevada el agua en la succión, menos las pérdidas de carga por fricción y otras si las hay.

La homogeneidad de caudal en cada ciclo se consigue gracias a unas tolerancias muy ajustadas entre el elemento de bombeo y la carcasa de la bomba. Así, la cantidad de liquido que fuga interiormente en la bomba de desplazamiento positivo es mínima, y despreciable comparada con el máximo caudal de la misma.

Cuando estas bombas presentan fugas internas considerables deben ser reparadas o sustituidas ya que no trabajan correctamente, Orientatívamente el rendimiento volumétrico de las bombas de desplazamiento positivo, aunque varia de un tipo a otro no debe ser inferior al 85%.

La comparación entre las gráficas de rendimiento para cada tipo hace comprender el porqué todas las bombas de los sistemas hidráulicos de aviación son de desplazamiento positivo. Las tres razones más importantes son:

En la bomba de desplazamiento no positivo, cuando el esfuerzo a vencer por el sistema alcance un valor determinado, la bomba dejara de dar caudal y el equipo se detendrá.

En el caso anterior, y aun antes de alcanzar este valor concreto de presión, el caudal va disminuyendo notablemente, por lo que no se dispone de un control preciso de la velocidad de movimiento del sistema.

Las fugas internas en este tipo de bombas implican un elevado consumo de energía mecánica que se desaprovecha al no convertirse en energía hidráulica.

Las bombas hidrostáticas se agrupan según el tipo de elemento de bombeo y se dividen en dos grupos principales: Bombas de caudal fijo y bombas de caudal variable. El desplazamiento de fluido en cada cilindrada de una bomba de caudal fijo se mantiene constante en cada ciclo o revolución, pues el caudal es constante a una velocidad de trabajo determinada; por el contrario, el caudal de salida de una bomba de caudal variable puede cambiarse y alterar la geometría del elemento de bombeo o la cilindrada del mismo.

Bombas de caudal variableAunque todas las bombas pueden variar su caudal de salida, simplemente cambiando la velocidad de trabajo, se entiende por bombas de caudal variable aquellas que, manteniendo constante el régimen de funcionamiento, pueden cambiar el caudal de salida cambiando la geometría o el volumen de las cámaras de bombeo internas; por ello se llaman bombas de cilindrada variable.

La variación de la cilindrada en estas bombas se consigue de diversas formas, entre ellas las más frecuentes son de control manual por palanca, control manual por volante, servocontrol, compensador de presión, pilotaje externo, control electrónico, etc. Este tipo de bombas se emplean principalmente para transmisiones hidrostáticas.

Bombas múltiplesSon muchos los sistemas hidráulicos en los que por uno u otro motivo se precisa de diversas bombas para uno o varios circuitos. Para solucionar este problema de la forma más económica se han desarrollado las bombas múltiples, es decir varias unidades de bombeo, de igual o distinta cilindrada colocadas sobre un mismo cuerpo y accionadas simultáneamente por un mismo eje motriz.

Existen muchos modelos de bombas múltiples, pudiendo estas ser combinaciones de varias bombas de engranajes, o de pistones o combinaciones de las mismas. En la mayoría de las aplicaciones las bombas múltiples se emplean para suministrar energía a diversos circuitos de un mismo sistema hidráulico; sin embargo existen otras aplicaciones para las bombas dobles o múltiples en las que el caudal de la segunda bomba pasa directamente a la primera.

Bombas oscilantesEstas bombas constan de un vástago conectado a un pistón, con sus elementos de estanqueidad, que se desplaza en el interior de un orificio cilíndrico cerrado por el extremo opuesto por donde tiene los orificios de aspiración y salida. Aquí, se transforma la fuerza y el movimiento lineal de un vástago en energía hidráulica.

Se debe saber que mientras no se conecte el orificio de salida a un accionador que genere contrapresión, el accionamiento consumirá muy poca energía, y se limitará a suministrar el caudal determinado. Cuando exista la contrapresión, la energía para mover el émbolo incrementará en función de la presión que alcance el fluido.

A continuación se muestra cómo al salir el pistón se crea vacío en la cámara de bombeo. Este vacío succiona el fluido del depósito a través del antirretorno de aspiración y cierra el antirretorno de salida. Al cambiar el sentido del pistón, el fluido sale, cerrando el antirretorno de aspiración abriendo el de la línea de impulsión.

Todas las bombas hidrostáticas suministran el mismo volumen de líquido en cada ciclo, y esto no varía en función de la velocidad de accionamiento.

Las unidades típicas son: centímetros cúbicos por revolución, o litros por minutos. En la mayoría de los casos el caudal se determina a 1500 r.p.m.

Un ejemplo de bombas oscilantes son las manuales. Son empleadas en los circuitos hidráulicos como fuente de presión y de caudal.

Existen diversos tipos de bombas manuales, simples, donde el bombeo se realiza por una sola cámara del cilindro; dobles, mientras que una cámara del cilindro está aspirando, la otra está bombeando; combinadas, de gran caudal a baja presión y viceversa, para conseguir un avance rápido del accionador y elevada presión a poca velocidad.

En estas bombas la presión máxima se logra en función del esfuerzo aplicado en la palanca de accionamiento.

Bombas rotativasEste tipo de movimiento es el que traslada el fluido desde la aspiración hasta la salida de presión. Según el elemento que trasmita tal movimiento, se clasifican en bombas de engranajes, paletas, pistones etc.

Bombas De Engranajes ExternosProduce 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).

Lo que sucede es el origen de un vacío en la aspiración cuando se separan los dientes, por el aumento del volumen en la cámara de aspiración. En el mismo momento los dientes se van alejando, llevándose el fluido en la cámara de aspiración. La impulsión se origina en el extremo opuesto de la bomba por la disminución de volumen que tiene lugar al engranar los dientes separados.

El tipo de bomba más utilizado son las de engranajes rectos, además de las helicoidales y behelicoidales.

En condiciones óptimas estas bombas pueden llegar a dar un 93% de rendimiento volumétrico.

Son sin lugar a dudas las bombas más 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 LóbulosSon bombas rotativas de engranajes externos, que difieren de estas en la forma de accionamiento de los engranajes. Aquí ambos engranajes son accionados independientemente por medio de un sistema de engranajes externo a la cámara de bombeo.

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

Bombas De HusillosTambién 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 excéntricamente 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 aspiración 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 hidráulicos donde el nivel sonoro debe controlarse.

Bombas De Engranajes Internos.Están compuestas por dos engranajes, externo e interno. Tienen uno o dos dientes menos que el engranaje exterior. Tienen un desgaste menor por la reducida relación de velocidad existente. Son utilizadas en caudales pequeños. Y pueden ser de dos tipos: semiluna y gerotor.

Bombas De Semiluna.En estas bombas entre los dos engranajes hay una pieza de separación en forma de media luna. Está situada entre los orificios de entrada y salida, donde la holgura es máxima. 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.

Bombas GerotorConsiste en un par de engranajes que están siempre en contacto. El rotor interno arrastra al externo que a su vez tiene un diente más, girando en la misma dirección.

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

Bombas de paletasUn determinado número de paletas se desliza en el interior de unas ranuras de un rotor que a su vez gira en un anillo. Las cámaras de bombeo se generan entre las paletas, el rotor y el anillo.

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

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

o Bombas De Paletas No CompensadasAquí el alojamiento es circular y dispone de un solo orificio de aspiración y otro de presión. Teniendo las cámaras opuestas, generan cargas laterales sobre el eje motriz. Y pueden ser de caudal fijo o variable, normalmente usadas a presiones inferiores a 175 bar.

o Bombas De Paletas CompensadasSólo existen para caudales fijos, se diferencian en que su anillo es elíptico, lo que permite utilizar dos conjuntos de orificios de aspiración y de impulsión. En estas bombas se anulan los esfuerzos laterales, puesto que las dos cámaras están separadas 180 grados lo que hace que las fuerzas laterales se equilibren.

o Bombas De Paletas FijasNo se utilizan en sistemas hidráulicos por su pequeña cilindrada y por ser ruidosas. Tienen el rotor elíptico, anillo circular y paletas fijas internamente.

Bombas De PistonesSon unidades rotativas, que disponen de conjuntos pistón-cilindro. Parte del mecanismo gira alrededor de un eje motor que crea un movimiento oscilante del pistón, haciendo que este aspira el fluido hacia el interior del cilindro en la carrera

de expansión y expulsarlo en la carrera de compresión. Son de dos tipos: axiales y axiales en línea.

o Bombas De Pistones AxialesLos pistones en estas bombas oscilan axialmente, es decir paralelos al eje así que el movimiento rotativo del eje motriz se convierte en un movimiento axial oscilante de los pistones. Suelen utilizar varios pistones y válvulas de retención.

o Bombas De Pistones Axiales En LíneaTiene como diseño más 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 distribución 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.

o Bombas De Pistones Axiales En ÁnguloEstán compuestas por un eje motriz, el barrilete de cilindros y una placa de válvulas, encarada esta última con los orificios de los cilindros del barrilete. El eje motriz está en ángulo con relación al eje del barrilete. La placa de válvulas tiene orificios dispuestos de forma que la aspiración está abierta a los orificios de los cilindros en la zona de revolución. Su orificio de salida está encarado a los orificios de los pistones en la zona en la que los pistones se acercan a la placa de válvulas. Esto permite que en el giro de la bomba los pistones succionen fluido hacia el interior de los cilindros, y lo expulsen por la cámara de salida.

o Bombas De Pistones Axiales Con Placa OscilanteLa diferencia entre esta bomba y la axial en línea es que los pistones son estáticos 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.

o Bombas De Pistones RadialesEn estas bombas los pistones están ubicados radialmente en un bloque de cilindros, y se mueven perpendicularmente con relación al eje. Dos tipos básicos de bombas de pistones radiales son los de caudal fijo y caudal variable.

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 pistón sigue la superficie interna del anillo.

o Bombas De Pistones OscilantesAl igual que un motor de explosión, los pistones se mueven en un sentido por el esfuerzo transmitido por un cigüeñal, una excentricidad del eje o un plato. La diferencia entre estas comparaciones es que lo que en el motor de explosión es el eje de salida, en la bomba es el eje primario por el que recibe la energía; y los pistones del motor son los que en la bomba generarían la presión y el caudal.

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

Bombas reciprocantesEl funcionamiento de una Bomba Reciprocante depende del llenado y vaciado sucesivo de receptáculos de volumen fijo, para lo cual cierta cantidad de agua es obligada a entrar al cuerpo de la bomba en donde queda encerrada momentáneamente, para después ser forzada a salir por la tubería de descarga, (ver figura 103). De lo anterior se deduce, en términos generales, que el gasto de una Bomba Reciprocante es directamente proporcional a su velocidad de rotación y casi independiente de la presión de bombeo.

Como el proceso de llenado y vaciado sucesivo de receptáculos de volumen fijo requiere fricción por resbalamiento entre las paredes estacionarias del receptáculo y las partes móviles, estas bombas no son apropiadas para manejar líquidos que contengan arenas o materias en suspensión. Además, la variación cíclica del gasto de descarga puede obligar al empleo de Cámara de aire y de grandes tuberías.

Estas bombas son relativamente de baja velocidad de rotación, de tal manera que cuando tienen que ser movidas por motores eléctricos deben ser intercaladas trasmisiones de engranes o poleas para reducir la velocidad entre el motor y la bomba.

Clasificación:o Bombas de émbolo reciprocante.

o Bombas de embolo reciprocante de descarga variable.

o Bombas reciprocantes de diafragma.

Bomba de diafragmaOcasionalmente, las bombas reciprocantes están provistas de un diafragma flexible recíprocamente en vez de un émbolo o pistón reciprocante, con lo cual se elimina la fricción y las fugas en el punto donde el émbolo atraviesa la caja de empaque. Un ejemplo de esta bomba queda ilustrado en la figura en la cual el movimiento del diafragma es obtenido mediante una cama excéntrica y una palanca; las válvulas de succión y de descarga trabajan en forma ordinaria. Tales bombas son muy comunes en la actualidad para levantar combustible de los tanques posteriores de los automóviles a los carburadores de los mismos.

De pistón

Bomba de emboloLos elementos de una Bomba Reciprocante, comúnmente llamada de émbolo o de presión, están mostrados esquemáticamente en la figura 103. En ella puede verse que, como la Manivela o Cigüeñal gira con una velocidad uniforme, accionada por el motor, el émbolo o pistón ¿e mueve hacia adelante y hacia atrás en el cuerpo del cilindro; en el golpe hacia afuera un vacío parcial detrás del émbolo permite a la presión atmosférica que obra sobre la superficie ¿el agua en el pozo hacer subir el agua dentro del tubo de ¿acción, la cual, pasando por la válvula de succión llena el cilindro; en el golpe hacia adentro, la válvula de succión se cierre y el agua es presionada a salir hacia el tubo de descarga.

Eficiencia Volumétrica de una bomba de émbolo:

Gasto ideal o teórico:

Gasto efectivo:

Presión dinámica o de inercia que tiene lugar en las tuberías de descarga y de succión de una bomba de émbolo:

o 

Bomba reciprocante de embolo de descarga variable.En sistemas de transmisión de circuito hidráulico cerrado, es algunas veces necesaria una forma de bomba cuyo gasto de descarga pueda ser variado sin cambiar la velocidad de rotación. Tal bomba está indicada en la figura, tiene un cierto número de cuerpos cilíndricos paralelos A, hechos formando un bloque B, que gira mediante engranes alrededor de un eje central.

Los pistones o émbolos están articulados a un anillo D que es mantenido en contacto con un platillo E, el cual puede inclinarse fuera de la perpendicular; de este modo cuando el anillo D gira en conjunto con el bloque de cilindros, también se balancea e imparte el movimiento reciprocante necesario a los pistones o émbolos.

En estas bombas no son necesarias las válvulas que tienen las bombas de émbolo antes descritas; en su lugar tienen dos entradas o ranuras semicirculares que obturan las extremidades de los cilindros, una de las entradas está conectada a la tubería de succión y la otra a la de descarga. Así todos los cilindros del bloque en el lado en que suben los émbolos, que es cuando se mueven éstos hacia afuera, son puestos en comunicación directa con la tubería de succión, mientras que el líquido descargado de los cilindros en los cuales bajan los émbolos, tienen salida libre al tubo de descarga.

A fin de variar el gasto de descarga de la bomba, es necesario alterar la carrera de los émbolos, lo cual puede hacerse cambiando el ángulo de inclinación del plato E. Para este objeto el plato está montado sobre ejes, de tal modo que él puede mecerse alrededor de un eje horizontal, transversal al eje principal de la bomba. Mientras más normal se hace el plato E, menor será la descarga, hasta que ésta cesa por completo cuando el plato E, es paralelo a F. Si se sigue variando la inclinación, el escurrimiento vuelve a tener lugar; pero ahora en sentido contrario, saliendo el líquido por el tubo en que antes se hacía la succión.

Debido al hecho de que estas bombas son empleadas exclusivamente para manejar aceite y de que todas las partes móviles están ahogadas en aceite, a pesar del número de superficies de fricción que tienen, alcanzan una alta eficiencia, de un ochenta por ciento o más. La presión media usual de trabajo es de unos 35 kg/cm2.

Bombas rotatoriasEstas bombas, como ya antes se dijo» no tienen válvulas ni partes reciprocantes; el movimiento del líquido es efectuado por la acción combinada de dos elementos giratorios semejantes a las ruedas dentadas. En la bomba Stone-Paramor, el elemento giratorio que es acoplado directamente a la flecha motora, es un piñón de cuatro dientes que engrana con una corona dentada de seis dientes.

Esta corona gira dentro de la armadura de la bomba a 2/3 de la velocidad con que gira la flecha motora. Una lengüeta fija de forma creciente y saliente de la armadura, impide el de descarga a la de succión. La forma en la cual el líquido es llevado de la entrada de la succión a la descarga se ve claramente en la figura

112, donde los puntos son usados para indicar las posiciones sucesivas del líquido en el hueco dejado entre el piñón y la corona, después de que la flecha ha girado 1/8 de revolución. Cuando se bombea aceite lubricante contra una presión de unos 7 kg/cm2 a esta máquina tiene una eficiencia mecánica de más de 70% y una eficiencia, volumétrica de 95%. No debe intentarse el emplearla para el bombeo de líquidos delgados. Debido a su gasto de descarga casi uniforme, las bombas positivas rotatorias pueden trabajar a grandes velocidades sin el peligro de que se presenten presiones de inercia ni aún en el caso de no ser empleadas Cámaras de aire. Las bombas Stone-Paramor, por ejemplo, con una capacidad de 720 litros por minuto pueden trabajar a 300 r.p.m.

Bombas lobularesÉstas 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 especialesPara alimentación de calderas

Para grasa

De pozo profundo

Para lodos y drenaje

Bombas especiales utilizadas en aviacion

En los circuitos hidráulicos utilizados en la aviación para distribuir la presión a diferentes untos donde necesitamos la energía hidráulica, se utilizan tres tipos de bombas especiales, pertenecientes a diferentes grupos. Estas bombas son:

o Bomba stratapower de insuficiencia de entrada

o Bomba stratapower de demanda

o Bomba Vickers de reducción de recorrido.

Estas bombas tienen un diseño especial, pero su principio de funcionamiento es el mismo de las bombas que se utilizan en circuitos hidráulicos normales. Estas bombas deben tener un alto rendimiento tanto volumétrico como mecánico y por lo tanto total.

Bomba stratapower de insuficiencia de entradaEsta bomba es movida por el motor del avión o por un motor eléctrico acoplado mediante estrías al eje impulsor del avión. En su mecanismo interior el eje(E) hace girar la leva(D) lo cual hace que los pisones de resorte(G) se muevan hacia atrás y hacia adelante en sus respectivos cilindros dentro del bloque fijo. Los pistones como los de la bomba de pistón de volumen constante. Los discos de fricciones(F) colocados uno a cada lado de la leva(D)permiten que la leva funcione a una temperatura determinada, más baja y más uniforme. Por cada revolución de la leva, es liberado cada pistón dentro del bloque del cilindro. Los pistones se mantienen en contacto con el disco de fricciones mediante resortes y también regresan los pistones después de cada recorrido hacia adelante.

El rendimiento volumétrico de esta bomba es bastante constante, y para poderlo variar se debe limitar el volumen de fluido tomado por la bomba a medida que aumenta la presión.

Bomba stratapower de demandaHay unas cuantas diferencias estructurales que se pueden ver entre estas bombas y las de tipo insuficiencia de admisión. Las partes giratorias que son el eje impulsor(J) la leva y los discos de fricción(H) son casi iguales. Sin embargo, los pistones(A) tienen centros huecos bastante grandes que están conectados con orificios abiertos de una parte a otra. Además, cada pistón tiene una manga(B) alrededor del mismo. Las magas están fijadas una estrella(C) que está unida al compensador(D) también conocida como válvula de control de volumen; si se aumenta la presión el compensador se mueve hacia la derecha y si se disminuye, la unidad viaja hacia la izquierda por la tensión del resorte de la válvula.

Otra diferencia es que el orificio de retorno esta en el extremo impulsor de la bomba en vez de estarlo en la cabeza.

A medida que se eleva la presión en la tubería, el fluido que fluye por el conducto(G) actúa

sobre el pistón del compensador, forzándolo hacia la derecha y llevando consigo la estrella y las mangas (C) y (B). La rotación de la leva produce una acción de bombeo centrífugo al halar fluido a través de la bomba para enfriamiento y lubricación.

La graduación máxima del compensador se ajusta girando hacia la derecha el tornillo (F) para aumentar la presión y hacia la izquierda para disminuirla.

Bomba Vickers de reducción de recorridoLa bomba de reducción de recorrido tiene básicamente las mismas piezas que la bomba de volumen constante.

El eje impulsor(A) los pistones(N) y el bloque del cilindro(D), giran. La diferencia principal entre esta bomba y la de volumen constante es que el ángulo entre el eje impulsor y el bloque del cilindro varia automáticamente, mientras que en la bomba de volumen constante el ángulo es fijo.

Una horquilla(C) contiene el bloque del cilindro y gira al rededor de unas clavijas de entrada y salida (O). Antes de que las bombas eleven presión alguna, la horquilla es sostenida en la posición de flujo total por el resorte que hay en el pistón de control de presión(L). Cuando la presión de salida esta graduada a un máximo predeterminado, el pistón de control se mueve y hace girar la horquilla. Existe también una válvula interna de desahogo, que protege la bomba en caso de que falle la válvula de control de presión.