GLOBAL Una bomba de desplazamiento positivo es un equipo que atrapa un volumen fijo de fluido y lo mueve físicamente a través de un sistema. Una bomba alternativa es un tipo más específico de bomba PD que utiliza el movimiento repetido de un pistón, émbolo o diafragma.
Este movimiento cíclico se conoce como movimiento alternativo y es el mecanismo por el cual el fluido es impulsado a través de la bomba.
La nomenclatura de una bomba alternativa se deriva del componente que impulsa la presión. En una bomba de pistón, el componente principal es un cilindro, o pistón, con un sello en su diámetro exterior. Una varilla lisa conocida como émbolo se mueve a través de un sello estacionario en una bomba de émbolo. Para una bomba de diafragma, un elemento flexible llamado diafragma se expande o se contrae.
¿Cómo funciona?
Un pistón, émbolo o diafragma es un componente principal de una bomba alternativa. Esto funciona dentro de una cámara que define el volumen final de la bomba. Una biela está unida a una manivela de motor en un extremo y al pistón, émbolo o diafragma en el otro. Una tubería de succión permite que el fluido ingrese a la cámara, mientras que una tubería de suministro permite que se descargue el fluido. Las válvulas de entrada y salida verifican el flujo de fluido dentro y fuera de la cámara.
A un alto nivel, las acciones de una bomba alternativa se pueden dividir en dos fases:
Fase de succión: el pistón, el émbolo o el diafragma se tira hacia atrás, lo que aumenta el volumen de la cámara y, por lo tanto, crea un vacío. Este proceso abre la válvula de entrada y cierra la válvula de salida. El vacío que actúa sobre la cámara empuja el fluido a través de la entrada.
Fase de compresión: una vez que el pistón, el émbolo o el diafragma han alcanzado su desplazamiento máximo, se empujan hacia la cámara. La válvula de entrada se cierra y la válvula de salida se abre. Luego, el fluido se descarga bajo presión a través de la salida.
¿Cuáles son sus ventajas?
Las bombas alternativas son capaces de producir una enorme presión, con algunos diseños que generan más de 69 Mpa (10 000 psi). También tienen un volumen fijo de desplazamiento de fluido a una velocidad dada, lo que les permite funcionar bien en aplicaciones de bajo flujo, como dispensación y medición. Las bombas recíprocas son efectivas en el manejo de fluidos de alta viscosidad como pinturas, aceites y resinas. También pueden manejar fluidos que contienen sólidos que, de otro modo, podrían erosionar los componentes de una bomba rotativa de alta velocidad. Las bombas de diafragma en particular se pueden utilizar para el manejo de productos químicos especialmente agresivos.
Si bien las bombas alternativas tienen varias ventajas, una desventaja es la producción de pulsaciones de presión creadas por este movimiento alternativo. Se pueden instalar amortiguadores de pulsaciones para minimizar el daño a la bomba y a los sistemas circundantes. Otra desventaja frente a las bombas rotativas es el mantenimiento relativo que requieren. Si bien el tiempo medio entre mantenimiento (MTBM) puede ser menor, el costo y el tiempo de reparación aún son relativamente bajos.
¿Dónde se usan?
Las bombas recíprocas se utilizan en numerosas industrias, incluidas las de petróleo y gas, procesamiento químico, automotriz, médica y otras. Estos pueden pasarse por alto, ya que en algunos casos se utilizan en equipos con los que estamos familiarizados.
Una bomba de pistón o de émbolo se usa cuando se perfora en un campo petrolífero para entregar un fluido llamado lodo. Este lodo puede consistir en muchas partículas suspendidas. Actúa para enfriar la broca, evitar que el orificio perforado se colapse y devolver las virutas perforadas a la superficie.
La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) es una técnica analítica utilizada para identificar y cuantificar los componentes de una mezcla. Es una herramienta importante en aplicaciones farmacéuticas para evaluar formulaciones. La bomba de émbolo puede superar los 138 Mpa (20 000 psi) a través de una columna de fluido.
La inyección química se utiliza para inhibir los depósitos, limitar la corrosión y mantener el flujo de los sistemas. Esto se usa cada vez más en operaciones upstream y midstream en petróleo y gas. Los productos químicos se entregan en dosis e incluyen solventes, inhibidores de corrosión, biocidas y muchos otros.
Desafíos de sellado de bombas de pistón y émbolo
Se debe mantener el sello alrededor del pistón, el sello estacionario a través del cual se mueve el émbolo o el diafragma para evitar fugas. Los desafíos de sellado para las bombas de diafragma pueden ser algo diferentes, y para enfocarse en los desafíos de sellado de pistones y bombas, vea a continuación algunas de las condiciones que pueden limitar la vida útil del sello y causar intervalos MTBM frecuentes:
Solución de sellado incorrecta: Es necesaria la selección adecuada del material para garantizar la compatibilidad con el medio fluido y en todo el rango de temperatura de la aplicación. La geometría del diseño debe garantizar un sellado eficaz contra la presión.
Instalación inapropiada del sello: las pautas son útiles para garantizar una instalación adecuada y consistente. En algunos casos, se pueden necesitar herramientas para ayudar a facilitar el proceso.
La lubricación es insuficiente: la lubricación insuficiente puede provocar una fricción excesiva, un alto calor y la consiguiente falla del sello. La selección del material es esencial y puede ser necesaria la inyección de lubricante.
Desalineación del pistón con el orificio del sello o el émbolo con el espacio de la empaquetadura: la carga excéntrica puede provocar un sellado deficiente. Los dispositivos de centralización ubicados cerca del sello pueden ayudar a minimizar esto.
Desgaste excesivo en el orificio del sello o en el émbolo: el material del sello o los medios fluidos pueden ser particularmente abrasivos. Es posible que sea necesario endurecer o recubrir el orificio del sello o el émbolo.
Presencia de sólidos en el medio: si bien las bombas alternativas son relativamente capaces de manejar medios con partículas, los dispositivos de exclusión pueden estar garantizados para proteger los sellos y las superficies de sellado.
AR