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Introducción a la bomba

Una bomba es una máquina que mueve o presuriza un fluido. Transfiere la energía mecánica del motor primario u otra energía externa al líquido para aumentar la energía del líquido. La bomba se utiliza principalmente para transportar líquidos como agua, aceite, líquidos ácidos y alcalinos, emulsiones, suspoemulsiones y metales líquidos, y también puede transportar líquidos, mezclas de gases y líquidos que contengan sólidos suspendidos. Las bombas generalmente se pueden dividir en tres categorías según sus principios de funcionamiento: bombas de desplazamiento positivo, bombas de impulsor y otros tipos de bombas.

Características de rendimiento de la Bomba de Pistón

La bomba de pistón es adecuada para ocasiones de alta presión y flujo pequeño, especialmente cuando el caudal es inferior a 100 m3/h y la presión de descarga es superior a 9,8 MPa, muestra su alta eficiencia y buen rendimiento operativo.
Tiene un buen rendimiento de succión y puede aspirar líquidos de diversos medios y viscosidades. Se puede utilizar para inyección de agua, inyección de petróleo y producción de petróleo en campos petrolíferos y vetas de carbón. Si las partes mojadas son de acero inoxidable, puede transportar líquidos corrosivos. Además, según los diferentes materiales estructurales, también puede transportar alquitrán de alta temperatura, limo mineral, mortero de alta concentración, líquido de alta viscosidad, etc. Las bombas de pistón se utilizan ampliamente en la industria petroquímica, la industria de fabricación de maquinaria, la fabricación de papel, procesamiento de alimentos, producción farmacéutica, etc.

Principio de funcionamiento

La bomba de pistón, al ser una bomba de desplazamiento positivo, genera alta presión mediante el movimiento del pistón.
Para el movimiento del pistón, la bomba está conectada a una fuente de alimentación.
La cantidad de pistones necesarios está determinada por los requisitos de aplicación y presión.
Para gestionar el flujo y el estado del flujo, se requiere un dispositivo de control.
El funcionamiento de la bomba de pistón es similar al de las bombas PD. Porque funcionan con la ayuda de la fuerza del mecanismo de bombeo para aumentar el volumen del líquido. Estas bombas pueden utilizar la energía de fuentes de energía.
Estas bombas incluyen más de un pistón con un conjunto de dispositivos de control. La bomba dúplex incluye dos pistones y dos dispositivos de control. De manera similar, una bomba triplex incluye tres pistones y tres dispositivos de control. Es muy importante verificar los dispositivos de control en ambos lados para garantizar que la dirección del flujo del líquido en ambos lados fluya o no.
Estas bombas son bombas de acción simple o doble. Las bombas de doble acción implican dos conjuntos de dispositivos de control y líquido en ambos extremos. Esto permite que la bomba complete un ciclo de bombeo fluyendo en una dirección a otra. Cuando el pistón gira en una dirección, se escapará por el otro lado. Esta bomba necesita versiones de acción única para fluir en ambas direcciones para completar un ciclo.

Tipos de bomba de pistón

Hay cuatro tipos diferentes de bombas de pistón: bombas de elevación, bombas de fuerza, bombas axiales y bombas de pistones radiales. Las bombas de elevación y fuerza se pueden operar manualmente o con la ayuda de un motor desde estas bombas.

Bomba de pistón de elevación

El pistón puede aspirar fluido hacia la sección inferior del cilindro con la ayuda de un mecanismo de control llamado válvula en este tipo de bomba. El fluido fluye hacia el área superior del cilindro a través de mecanismos de control ubicados en el pistón en la carrera inferior. Luego, el líquido puede ser expulsado desde la zona superior del cilindro a través de un pico en la carrera ascendente.
Esta forma de bomba de pistón aspira el fluido desde la válvula de succión hasta la parte inferior del cilindro. El pistón se eleva durante la carrera ascendente, provocando succión. Como resultado de esto, el fluido ingresa al cilindro a través de la válvula. El pistón ahora se desliza hacia abajo durante la carrera descendente, ejerciendo presión sobre el fluido. En el pistón, unas válvulas permiten que el fluido pase al lado opuesto. El fluido en la parte superior del cilindro sale durante la carrera ascendente, mientras que el fluido en la mitad inferior del cilindro es aspirado. Como resultado, se necesitan tres carreras del pistón para aspirar y distribuir el fluido. La bomba de pistón de elevación funciona de esta manera.

Bomba de pistón de fuerza

La carrera ascendente de la bomba de pistón podría extraer líquido a través de una válvula de admisión hasta el cilindro en este tipo de bomba (tubo). El nivel de líquido se puede vaciar en el tubo de salida mediante una válvula de salida al final de la carrera descendente. La bomba de fuerza funciona de manera similar a la bomba de elevación.
La principal distinción entre una bomba forzada y una bomba de elevación es que una bomba de elevación requiere una carrera ascendente adicional para liberar el fluido, mientras que una bomba forzada no. Para succionar el fluido, las bombas forzadas requieren sólo una carrera ascendente y una carrera descendente. Para llenar la bomba eléctrica con agua, basta con un movimiento hacia arriba y otro hacia abajo. El fluido es descargado por las bombas de elevación en el segundo movimiento ascendente, mientras que el fluido es descargado por las bombas de fuerza en el primer movimiento descendente. Una especie de bomba de pistón de fuerza es la conocida "bomba manual".

Bomba de pistones axiales

Se trata de una bomba de desplazamiento positivo (PD) con muchos pistones dispuestos en una matriz circular dentro de un bloque de tubos. Con un eje esencial conectado a los pistones de bombeo, este bloque puede funcionar para hacer girar su eje de simetría. Estas bombas se pueden utilizar como compresor para un automóvil, como bomba independiente o como motor hidráulico.
Los pistones de esta bomba están dispuestos en fila paralela al cigüeñal motriz. Las bombas axiales se pueden utilizar para aplicaciones de desplazamiento constante y variable. El cilindro y los pistones se alternan alrededor del eje vertical central de estas bombas. A medida que se mueven sobre una placa oscilante fija con un ángulo variable, la zapata y los pistones oscilan hacia adentro y hacia afuera en el cilindro.
El pistón cambia entre las válvulas de succión y descarga a medida que gira. El líquido se inyecta en la cámara del pistón cuando el pistón pasa a través de la válvula de succión. Drena el líquido de la cámara del pistón cuando pasa por la válvula de descarga.
La velocidad de rotación del pistón está controlada por la entrada de rotación mecánica del cigüeñal. El ángulo del bloque oscilante controla la cantidad de líquido aspirado por el cilindro de compresión durante el movimiento del pistón. Las bombas de pistones axiales se dividen a su vez en las siguientes categorías:
Bomba de pistones de eje recto
Bomba de pistón de eje inclinado
Los pistones de la bomba de pistones de eje doblado están en ángulo con el eje impulsor y la placa de empuje. Una conexión universal, no visible, conecta el eje del bloque del pistón con el eje motor. Todos los componentes del eje de transmisión, la placa de empuje, el eje del bloque del pistón y el bloque del pistón giran.A diferencia de una bomba de plato cíclico, donde los vástagos del pistón se deslizan a través de un plato cíclico estacionario, las bielas están unidas a la placa de empuje y giran con ella.
Los puertos de salida son orificios semicirculares en la placa de la válvula, que se pueden ver en el borde en el extremo derecho del sistema y en una vista frontal debajo, a la derecha. La mitad de los pistones aspiran líquido cuando pasan por el puerto de admisión mientras la bomba gira. El fluido de los otros pistones se descarga a través del puerto de salida. La bomba de pistones radiales, la bomba de plato oscilante y la bomba oscilante deben compararse con esta bomba.

Bomba de pistones radiales

Esta bomba es un tipo de bomba hidráulica en la que los pistones de trabajo se expanden siguiendo una trayectoria radial simétricamente cerca del eje motor, en contraposición a la dirección de expansión de la bomba de pistones axiales. Algunos pistones están alojados en un bloque cilíndrico que rodea el cubo del rotor en las bombas de pistones radiales. Un eje, un pistón y un rotor forman el cilindro. El fluido entra y sale del cilindro mediante el pivote.
La carcasa de la bomba está unida excéntricamente al rotor. El aceite hidráulico ingresa a la cavidad del cilindro y se drena de la cavidad del cilindro a medida que el pistón entra y sale del cilindro. La válvula en el eje central alberga la entrada y salida de la bomba.Cuando un pistón se expande, se conecta a la entrada y cuando se contrae, se conecta a la salida. Las bombas de pistones radiales se utilizan en aplicaciones de alta presión (presiones de trabajo que oscilan entre 400 y más de 700 bar), como prensas, máquinas procesadoras de plásticos y máquinas herramienta para mantener la presión del aceite. Proporcionan una variedad de beneficios, que incluyen alta eficiencia, capacidad de alta presión de hasta 1000 bar (14 000 psi), bajas fluctuaciones de flujo y presión, mínimo desarrollo de ruido, carga extremadamente alta a baja velocidad, excelente confiabilidad y más.
Debido a sus enormes dimensiones radiales, es más importante que una bomba axial y, por lo tanto, no siempre está disponible en situaciones con espacio limitado.

Aplicaciones de la bomba de pistón

Las bombas de pistón se utilizan para gestionar caudales extremadamente bajos a alta presión.
Estas bombas se utilizan para transportar fluidos con alta viscosidad.
Solían ser los encargados de bombear el aceite hidráulico.
La limpieza a alta presión también se realiza utilizando la bomba de pistón. Bombas como esta se utilizan en equipos de procesamiento industrial.

Ventajas de la bomba de pistón

A continuación se presentan algunos beneficios de las bombas de pistón:
Adecuado para fluidos con alta viscosidad.
El ritmo es lento.
Alta productividad.
Hay un amplio rango de presión.
La altura no influye en la descarga de la bomba.
Las bombas dosificadoras se utilizan ampliamente.
Cuando no hay flujo, normalmente resulta excepcionalmente difícil regular la fuerza.
La presión del líquido o gas no influye en el rendimiento de la bomba.
Puede manejar abrasivos, lodos y otros materiales abrasivos con facilidad.