Bombas Reciprocantes
Las bombas reciprocantes son unidades de
desplazamiento positivo descargan una cantidad definida de liquido durante el
movimiento del pistón o émbolo a través de la distancia de carrera. Sin
embargo, no todo el líquido llega necesariamente al tubo de descarga debido a
escapes o arreglo de pasos de alivio que puedan evitarlo. Despreciando éstos,
el volumen del líquido desplazado en una carrera del pistón o émbolo es igual
al producto del área del pistón por la longitud de la carrera.
Existen
básicamente dos tipos de bombas reciprocantes las de acción directa, movidas
por vapor y las bombas de potencia. Pero existen muchas modificaciones de los
diseños básicos, construidas para servicios específicos en diferentes campos.
Algunas Se clasifican como bombas rotatorias por los fabricantes, aunque en
realidad utilizan movimiento reciprocante de pistones o émbolos para asegurar
la acción de bombeo.
Bombas de
Acción Directa.- En este tipo, una varilla común de pistón conecta un pistón de
vapor y uno de líquido o émbolo. Las bombas de acción directa se constituyen de
simplex (un pistón de vapor y un pistón de líquido, respectivamente) y duplex
(dos pistones de vapor y dos de líquido). Los extremos compuestos y de triple
expansión, que fueron usados en alguna época no se fabrican ya como unidades
normales.
Bombas de
Potencia.- Estas tienen un cigüeñal movido por una fuente externa
generalmente un motor eléctrico, banda o
cadena. Frecuentemente se usan engranes entre el motor y el cigüeñal para
reducir la velocidad de salida del elemento motor. Cuando se mueve a velocidad
constante, las bombas de potencia proporcionan un gasto casi constante para una
amplia variación de columna, y tienen buena eficiencia. El extremo líquido, que
puede ser del tipo de pistón o émbolo, desarrollará una presión elevada cuando
se cierra la válvula de descarga. Por esta razón, es práctica común el
proporcionar una válvula de alivio para descarga, con objeto de proteger la
bomba y su tubería. Las bombas de acción directa, se detienen cuando la fuerza
total en el pistón del agua iguala a la del pistón de vapor; las bombas de
potencia desarrollan una presión muy elevada antes de detenerse. La presión de
parado es varias veces la presión de descarga normal de las bombas de potencia.
Las bombas de potencia se encuentran particularmente bien adaptadas para
servicios de alta presión y tienen algunos usos en la alimentación de calderas,
bombeo en líneas de tuberías, proceso de petróleos y aplicaciones similares.
 Bombas del Tipo Potencia de Baja Capacidad.- Estas unidades se conocen también como bombas de capacidad variable, volumen controlado y de "proporción". Su uso principal es para controlar el flujo de pequeñas cantidades de líquido para alimentar calderas, equipos de proceso y unidades similares. Como tales ocupan un lugar muy importante en muchas operaciones industriales en todo tipo de plantas. La capacidad de estas bombas puede variarse cambiando la longitud de la carrera. Puede usarse un diafragma para bombear el líquido que se maneja, accionado por un émbolo que desplaza aceite dentro de la cámara de la bomba. Cambiando la longitud de la carrera del émbolo se varía el desplazamiento del diafragma.
Bombas del Tipo
de Diafragma. La bomba combinada de diafragma y pistón generalmente se usa sólo
para capacidades pequeñas. Las bombas de diafragma se usan para gastos elevados
de líquidos, ya sea claros o conteniendo sólidos. También son apropiados para
pulpas gruesas, drenajes, lodos, soluciones ácidas y alcalinas, así como
mezclas de agua con sólidos que puedan ocasionar erosión. Un diafragma de
material flexible no metálico, puede soportar mejor la acción corrosiva o
erosiva que las partes metálicas de algunas bombas reciprocantes.
Características Principales. Con el nombre general de Bombas Positivas se conoce
a las Bombas Reciprocantes y a las Rotatorias, de las cuales a continuación
expondremos sus características principales.
a).—Bombas Reciprocantes El 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.
b). Bombas Rotatorias. Las Bombas Rotatorias no tienen
válvulas ni tampoco partes reciprocantes, obteniéndose el desalojamiento del
líquido mediante la acción combinada de dos elementos que giran y que en todo
se asemejan a dos ruedas dentadas o engranes .
Las Bombas Rotatorias pueden trabajar a grandes
velocidades sin el peligro de que se produzcan presiones de inercia, debido a
que su gasto de descarga es casi uniforme,
Ventaja de las Bombas Positivas.—Las 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.
Tipos, terminología y definiciones
Hay muchas variedades de bombas rotatorias para
aplicaciones normales o especiales. En Hydraulic Institute Standard se describe
la bomba rotatoria como... “una bomba de desplazamiento positivo, consistente
en una cámara en donde están colocados engranes, excéntricos, tornillos, aspas
(alabes), émbolos o elementos similares accionados por la rotación relativa del
eje (árbol) de propulsión y la carcasa v que no tiene válvulas separadas para
admisión y descarga”.
Algunos términos requieren definición para aplicación
a las bombas rotatorias de desplazamiento positivo, al contrario de otros tipos
de bombas.
La pérdida llamada a veces flujo inverso, es un factor
importante porque influye directamente en la descarga neta de la bomba y varía
según el tipo de liquido que se maneje. Se puede definir como la diferencia
entre el desplazamiento teórico de una bomba dada (en volumen por revolución o
por unidad de tiempo) y la descarga real neta, Q, y se expresa con:
Q=D-S
en donde Q es la capacidad real: g.p.m.; D es el
desplazamiento: r.p.m., y S es la pérdida.
Los elementos rotatorios se llaman rotores, engranes,
tornillos o lóbulos; no se los denomina impulsores como en las bombas
centrifugas. Otros tipos de bombas rotatorias tienen movimiento con placas
oscilantes, con excéntrica y pistón, pistón circunferencial, rotor con alabes
deslizables con tubo flexible o camisa flexible como elementos rotatorios v se
denominaran con esos términos específicos.
La holgura importante en las bombas rotatorias. Indica
las holguras entre los elementos rotatorios v la carcasa o entre los elementos
en sí. Se expresa como axial y diametral. En la Figura 1 se ilustra una bomba
de engranes v los lugares en donde se determinan las holguras. Por lo general,
el usuario no especifica las holguras en una bomba rotatoria; es labor del
ingeniero de diseño de bombas.
Referencias:
monografias
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martes, 23 de diciembre de 2014
Tipos de Bombas en operaciones petroleras - Bombas Reciprocantes
lunes, 22 de diciembre de 2014
Tipos de Bombas en operaciones petroleras - Bombas Centrifugas
CARACTERÍSTICAS:
*La característica principal
de la bomba centrífuga es la de convertir la energía de una fuente de
movimiento (el motor) primero en velocidad (o energía cinética) y después
en energía de presión.
*Existen bombas centrifugas de
una y varias etapas. En las bombas de una etapa se pueden alcanzar
presiones de hasta 5 atm, en las de varias etapas se pueden
alcanzar hasta 25 atm de presión, dependiendo del número de etapas.
*Las bombas centrifugas sirven
para el transporte de líquidos que contengan sólidos en suspensión, pero
poco viscosos. Su caudal es constante y elevado, tienen bajo
mantenimiento. Este tipo de bombas presentan un rendimiento elevado para un
intervalo pequeño de caudal pero su rendimiento es bajo cuando transportan
líquidos viscosos.
*Este tipo de bombas son las
usadas en la industria química, siempre que no se manejen fluidos muy viscosos.
*Las bombas centrífugas de una
etapa y monoblock, son ideales para movimientos de líquidos en general, con una
profundidad máxima de aspiración de 7 m. ó 9 m.
*Estas bombas son adecuadas
para bombear agua limpia, sin sólidos abrasivos.
PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA:
Carcasa: Es la parte
exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de
velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se
lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del
área.
Impulsores: Es el
corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de
la cual depende la carga producida por la bomba.
Anillos de desgaste: Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de
remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el
impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así la necesidad de
cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.
Estoperas, empaques y sellos: la función de estos elementos es evitar el flujo hacia
fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la
bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.
Eje o Flecha: Es el eje de
todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmitiendo además el
movimiento que imparte la flecha del motor.
Cojinetes: Sirven de
soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación
con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes
en la bomba.
Bases: Sirven de
soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.
TIPOS DE BOMAS CENTRIFUGAS:
Bombas centrífugas de flujo radiales Las bombas centrifugas de flujo radial se utilizan para
cargas altas y caudales pequeños, sus impulsores son por lo general angostos.
El movimiento del fluido se inicia en un plano paralelo al eje de giro del
impulsor de la bomba y termina en un
plano perpendicular a éste.
Bombas centrífugas de flujo axiales Estas bombas se utilizan para cargas pequeñas y grandes
caudales, tienen impulsores tipo propela, de flujo completamente axial. La
corriente líquida se verifica en superficies cilíndricas alrededor del eje de
rotación. La energía se cede al líquido por la impulsión ejercida por los
álabes sobre el mismo
Bombas centrífugas diagonales Estas bombas se utilizan para cargas y caudales
intermedios. La corriente líquida se verifica radial y axialmente,
denominándose también de flujo mixto. La energía se cede al líquido mediante la
acción de la fuerza centrífuga y la impulsión ejercida por los álabes sobre el
mismo.
CLASIFICACIÓN DE LA BOMBAS CENTRIFUGAS:
A. Número de Pasos
·
Bombas de un solo paso. Son aquellas en las cuales la
carga dinámica total es desarrollada por un solo impulsor.
·
Bombas de varios pasos. Son aquellas en las cuales la
carga dinámica total es desarrollada por más de un impulsor.
B. Tipo de Succión
·
Bombas de succión simple. Son aquellas provistas de uno o
más impulsores de succión simple.
·
Bombas de succión doble. Son aquellas provistas de uno o
más impulsores de succión doble.
C. Posicion del Eje
·
Bombas horizontales. Son aquellas cuya
posición del eje, normalmente es horizontal.
·
Bombas verticales. Son aquellas cuya posición del eje, normalmente es
vertical.
D. Tipo de
Impulsor
Las bombas pueden tener uno o
dos impulsores abiertos, semiabiertos o cerrados.
E.Tipo de Carcaza
Bombas con carcaza bipartida: La carcaza de la bomba puede estar bipartida horizontal
o verticalmente sobre la línea de centros de la bomba, o en cualquier otra
dirección radial.
Bombas de voluta: Son aquellas cuya carcaza está construida en forma de
espiral o de voluta.
Bombas de carcaza circular: Son aquellas cuya carcaza está construida de sección
transversal constante, concéntrica con el impulsor.
Bombas de difusor. Son aquellas provistas de un difusor.
F. Materiales de Construcción
Las bombas centrífugas, pueden
fabricarse de casi todos los metales comunes conocidos o de sus aleaciones, así
como de porcelana, vidrio, cerámica, materiales sintéticos y otros.
FUNCIONAMIENTO:
El flujo entra a la bomba a
través del centro u ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que
las paletas del rodete lo transportan
hacia fuera en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento
de energía de presión y cinética, lo cual es debido a la forma de caracol de la
voluta para generar un incremento gradual en el área de flujo de tal manera que
la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de presión a la salida
VENTAJAS DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS:
·
Su construcción es simple, su precio es bajo.
·
La línea de descarga puede interrumpirse, o reducirse
completamente, sin dañar la bomba.
·
Puede utilizarse con líquidos que contienen grandes
cantidades de sólidos en suspensión, volátiles y fluidos hasta de 850°F.
·
Sin tolerancias muy ajustadas.
·
Poco espacio ocupado.
·
Económicas y fáciles de mantener.
·
No alcanzan presiones excesivas aún con la válvula de
descarga cerrada.
·
Máxima profundidad de succión es 15 pulgadas.
·
Flujo suave no pulsante.
·
Impulsor y eje son las únicas partes en movimiento.
·
No tiene válvulas ni elementos reciprocantes.
·
Operación a alta velocidad para correa motriz.
·
Se adaptan a servicios comunes, suministro de agua,
hidrocarburos, disposición de agua de desechos, cargue y descargue de carro
tanques, transferencia de productos en oleoductos.
Referencias:
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