Sistema de Bombeo en la
INDICE • Desarrollo…………………………………………… • 4.1 Principio de funcionamiento…………………… • 4.2 Tipos de bombas rotatorias………………… • 4.3 Aplicaciones típicas para las bombas rotatorias…………… • 4.4 Limitaciones de las bombas rotatorias, normatiidad……… • !onclusi"n…………………………………………………………… • #iblio$rafía……………………………………………………………
DESARROLLO 4.1 Principio de funcionamiento Las bombas rotatorias son unidades de despla%amiento positio, &ue consisten en una ca'a fi'a &ue contiene en$ranes, aspas u otros dispositios &ue rotan, ( &ue act)an sobre el lí&uido atrap*ndolo en pe&ue+os ol)menes entre las paredes de la ca'a ( el dispositio &ue rota, despla%ando de este modo el lí&uido de manera similar a como lo ace el pist"n de una bomba reciprocante.
(FIG. 1) Pero las bombas rotatorias en e% de suministrar un flu'o pulsante como sucede con las bombas reciprocantes, descar$an un flu'o uniforme, por el moimiento de rotaci"n de los en$ranes &ue es bastante r*pido. Las bombas rotatorias se usan $eneralmente para aplicaciones especiales, con lí&uidos iscosos, pero realmente pueden bombear cual&uier clase de lí&uidos, siempre &ue no conten$an s"lidos en suspensi"n. -o obstante, debido a su construcci"n, su uso m*s com)n, es como bombas de circulaci"n o transferencia de lí&uidos.
Características principales:
/on de acci"n positia
Despla%amiento rotatio
0lu'o uniforme
!onstrucci"n compacta
!ar$a alta
Descar$a relatiamente ba'a
elocidades de operaci"n de moderadas a altas
Pocas partes m"iles
e&uieren toda la potencia para llearlas a su elocidad de operaci"n
0lu'o constante dentro de ciertos límites para car$a ariable
Aspiraci"n limitada
Pasos en que funciona una bomba rotatoria 1. l lí&uido entra a la bomba por el canal de succi"n, entre el en$rane eterior 5 en $rande de ma(or tama+o6 ( el en$rane interior. 2. l lí&uido flu(e a tra7s de la bomba en medio de los espacios &ue a( entre los dientes. La forma creciente 5forma de media luna6 diide al lí&uido ( act)a como sello entre la entrada ( la salida. 3. La presi"n del lí&uido es eleada 'usto antes de &ue este sal$a por el conducto de salida. 4. Los dientes de los dos en$ranes se acoplan completamente, formando un sello e&uidistante, entre el conducto de entrada ( el de salida. l sello fuer%a al lí&uido a salir por el conducto de salida.
Produce caudal al transportar el fluido entre los dientes de dos en$rana'es acoplados. 8no de ellos es accionado por el e'e de la bomba 5motri%6, ( este ace $irar al otro 5libre6. La bomba de en$rana'es funciona por el principio de despla%amiento9 el pi+"n es impulsado se$)n se indica en la fi$ura9 se ace $irar al pi+"n # en sentido contrario. n la bomba, la c*mara / 5de admisi"n6, por la separaci"n de los dientes, en la relaci"n se liberan los uecos de dientes. sta depresi"n prooca la aspiraci"n del lí&uido desde el dep"sito. Los intradientes llenados impelen el lí&uido a lo lar$o de la pared de la carcasa acia la c*mara P. n la c*mara P los pi+ones &ue en$ranan impelen el lí&uido fuera de los intradientes e impiden el retorno del lí&uido de la c*mara P acia la c*mara /. Por lo tanto el lí&uido de la c*mara P tiene &ue salir acia el receptor, el olumen del lí&uido suministrado por reoluci"n se desi$na como olumen suministrado 5cm3:re6. l caudal te"rico en m3:s de las bombas de en$rana'es eternos sería; ?6 Dr m b n Dr = Di*metro primitio de la rueda motri%
4.2 ipos de bombas rotatorias
Bombas Rotator ias Rotor Simpl e
Rotor Múltiple
Bomba Bombas s de Bombas Bombas de Bombas Engran Bomba de Lobular s de Engrane de Tubo es Tornillo es s Aspas. Flexible Interno Externos s !ombas de ornillo: stas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados conenientemente &ue $iran en una ca'a fi'a. iste un $ran n)mero de dise+os apropiados para arias aplicaciones. Las bombas de un solo tomillo tienen un rotor en forma espiral &ue $ira ec7ntricamente en un estator de 7lice interna o cubierta. l rotor es de metal ( la 7lice es $eneralmente de ule duro o blando, dependiendo del lí&uido &ue se mane'e. Las bombas de dos ( tres tornillos tienen uno o dos en$ranes locos, respectiamente, el flu'o se establece entre las roscas de los tornillos, ( a lo lar$o del e'e de los mismos. Pueden usarse tornillos con roscas opuestas para eliminar el empu'e aial en la bomba.
(FIG. 2)
!ombas de "n#ranes "$ternos: @stas constitu(en el tipo rotatorio m*s simple. !onforme los dientes de los en$ranes se separan en el lado el lí&uido llena el espacio, entre ellos. @ste se conduce en tra(ectoria circular acia afuera ( es eprimido al en$ranar nueamente los dientes. Los en$ranes pueden tener dientes simples, dobles, o de inoluta. Al$unos dise+os tienen a$u'eros de flu'o radiales en el en$rane loco, &ue an de la corona ( del fondo de los dientes a la perforaci"n interna. @stos permiten &ue el li&uido se comuni&ue de un diente al si$uiente, eitando la formaci"n de presiones ecesias &ue pudiesen sobrecar$ar las cumaceras ( causar una operaci"n ruidosa.
(FIG.%)
!ombas de tubo fle$ible: Tienen un tubo de ule &ue se eprime por medio de un anillo de compresi"n sobre un ec7ntrico a'ustable. La fleca de la bomba, unida al ec7ntrico, lo ace $irar. Las bombas de este dise+o se constru(en con uno o dos pasos.
(FIG.4)
!ombas de "n#rane Interno: stas tienen un rotor con dientes cortados internamente ( &ue enca'an en un en$rane loco, cortado eternamente. Puede usarse una partici"n en forma de luna creciente para eitar &ue el lí&uido pase de nueo al lado de succi"n de la bomba.
(FIG.&)
!ombas 'e bulos: /on bombas rotatias de en$rana'es eternos, &ue difieren de estas en la forma de accionamiento de los en$rana'es. A&uí ambos en$rana'es son accionados independientemente por medio de un sistema de en$rana'es eterno a la c*mara de bombeo.
(FIG.*)
!ombas de +spas: Tienen una serie de aspas articuladas &ue se balancean conforme $ira el rotor, atrapando al lí&uido ( for%*ndolo en el tubo de descar$a de la bomba. Las bombas de aspas desli%antes usan aspas &ue se presionan contra la carcasa por la fuer%a centrífu$a cuando $ira el rotor. l lí&uido atrapado entre las dos aspas se conduce ( fuer%a acia la descar$a de la bomba. #ombas de 'unta uniersal. Tienen un pe&ue+o tramo de fleca en el etremo libre del rotor, soportado en una cumacera (? $rados con la ori%ontal. l etremo opuesto del rotor se encuentra unido al motor. !uando el rotor $ira, cuatro $rupos de superficies planas se abren ( cierran para producir una acci"n de bombeo o cuatro descar$as por reoluci"n. 8n ec7ntrico en una c*mara fleible produce la acci"n de bombeo eprimiendo al miembro fleible contra la enoltura de la bomba para for%ar el lí&uido acia la descar$a.
(FIG.,)
!ombas 'e -usillos: Tambi7n llamadas de tornillos, son bombas de en$rana'es de caudal aial. isten tres tipos de bombas de usillo; de un solo usillo, un rotor en forma de espiral ec7ntricamente en el interior de un estator. De doble usillo, dos rotores paralelos &ue se entrela%an al $irar en una carcasa mecani%ada con ciertas tolerancias. De triple usillo, un rotor central 5motri%6, ( dos rotores &ue se entrela%an con el primero.
(FIG.)
!ombas de e/a 0 Pistn. Tambi7n se llaman bombas de 7mbolo rotatorio, ( consisten de un ec7ntrico con un bra%o ranurado en la parte superior. La rotaci"n de la fleca ace &ue el ec7ntrico atrape el lí&uido contra la ca'a. !onforme contin)a la rotaci"n el lí&uido se fuer%a de la ca'a a tra7s de la ranura a la salida.
(FIG.)
4.% +plicaciones típicas para las bombas rotatorias Las aplicaciones típicas inclu(en el paso de lí&uido de todas las iscosidades, procesos &uímicos, alimento, descar$a de barcos, lubricaci"n a presi"n, pintura a presi"n, sistemas de enfriamiento, sericio de &uemadores de aceite, mane'os de $rasa, $ases licuados 5propano, butano, amonio, fre"n, etc.6, ( un $ran n)mero de otros sericios industriales. BOMBAS ESPECIALES
Para alimentaci"n de calderas
Para $rasa
De po%o profundo
Para lodos ( drena'e
1.Bane'o de lí&uidos de cual&uier iscosidad. 2.Procesos &uímicos. 3.Bane'o de alimentos. 4.Descar$as marinas. C.#ombas para car$ar carros tan&ue. >.Proteccion contra incendios. .Transmisiones idr*ulicas de potencia. .Lubricacion a presi"n. E.Pintura. 1?.nfriamiento para ma&uinas erramientas. 11.#ombeo de petr"leo 5líneas, oleoductos6. 12.#ombas para &uemadores de petr"leo. 13.efinerias. 14.Bane'o de $rasas. 1C.Fases licuados 5propano, butano, amoniaco, fre"n6. 1>.Aceites calientes
1.Las bombas rotatorias son $eneralmente fabricadas para capacidades &ue no eceden de C?? $pm 531.C4 l:s6 ( car$as &ue no sobrepasan C?? pies 51C2.4 m6.
4.4 imitaciones de las bombas rotatorias3 normati/idad -ormas de PBG para bombas centrífu$as n 2??2 PBG epide una norma de referencia para el dise+o de bombas centrífu$as. sta -orma inclu(e nieles m*imos de ibraci"n para las bombas centrífu$as típicas de sus plantas; #ombas ori%ontales. Límites de ibraci"n para bombas con impulsor en cantil7er ( entre co'inetes. #ombas erticales. Límites de ibraci"n para bombas erticalmente suspendidas.
Din*mica.
An*lisis torsional. A menos &ue PBG especifi&ue otra cosa, el an*lisis torsional lo debe reali%ar el proeedor cuando se ten$a al$uno de los si$uientes accionadores; • • • •
Botor el7ctrico o turbina de 1C?? HI 52??? JP6 ( ma(ores. Botor de combusti"n interna de 2C? HI 533C JP6 ( ma(ores. Botores síncronos de C?? HI 5>? JP6 ( ma(ores. Botor el7ctrico de frecuencia ariable de 1??? HI 513C? JP6 ( ma(ores.
l an*lisis debe considerar todo el con'unto, a menos &ue se ten$a un mecanismo de acoplamiento din*mico d7bil. Las frecuencias torsionales naturales no amorti$uadas del con'unto, deben estar al menos entre K 1? de la frecuencia de ecitaci"n en el ran$o de elocidades de operaci"n especificados. l proeedor debe reali%ar un reporte detallado del an*lisis &ue inclu(a los si$uientes conceptos;
• •
Descripci"n del m7todo usado para calcular las frecuencias naturales. Dia$rama de masa el*stica.
• •
Bomento m*sico ( ri$ide% torsional de cada elemento del con'unto. Dia$rama de !ampbell.
ibraci"n. Durante la prueba de comportamiento se debe medir las ibraciones sin filtrar ( reali%ar el espectro de transformadas de 0ourier 500T6 para cada punto de prueba, ecepto a flu'o cero. Las mediciones se deben reali%ar como se indica a continuaci"n. •
•
n los alo'amientos de co'inetes o locali%aciones e&uialentes, para todas las bombas en las posiciones mostradas en las fi$uras -o. 4 ( C. n la fleca de las bombas con co'inetes idrodin*micos o $uía de co'inetes suministrados con probetas de proimidad, en una posici"n ad(acente al co'inete. -o se aceptan mediciones reali%adas con barra de fleca.
l espectro 00T debe incluir un ran$o de frecuencia entre C J% ( 2M eces la elocidad, 5donde M es el n)mero de enas del impulsor. n bombas multietapas con diferentes impulsores, M ser* el n)mero m*s alto de enas en cual&uier etapa6. Las mediciones de ibraci"n durante la prueba no deben eceder los alores mostrados en las tablas -o. ( . A cual&uier elocidad ma(or &ue la elocidad m*ima continua, inclu(endo la elocidad de disparo del accionador, la ibraci"n no debe eceder 1C? del alor m*imo re$istrado a la elocidad m*ima continua. La medici"n de la ibraci"n del alo'amiento o soporte de co'inetes se debe ape$ar a lo establecido en el ap7ndice / del est*ndar APN >1? o su e&uialente.
C5C67I5
+5"87
FIG. 1 !9!+ +I+ '" "5G+5"7 "8"57
FIG 2 !9!+ '" 5I
FIG.3 BOBA DE ENGRANES E!"ERNOS
FIG.# BOBA DE "$BO FLE!IBLE
FIG.% BOBA DE ENGRANES IN"ERNOS
FIG.* !9!+ '" !67
FIG., !9!+ '" +7P+7
FIG. !9!+ '" -67I7
FIG. !9!+7 '" ";+ < PI7=5
!I!IG+FI+
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