BOMBASUna bomba es una máquina generadora que transforma la energía (generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía hidráulica del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos.  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.

Las bombas se clasifican de la siguiente manera.

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas de pistón: Es una bomba hidráulica que genera el movimiento en el mismo mediante el movimiento de un pistón.  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

Partes de la bomba de pistón: -Válvulas de entrada y salida.-Biela.-Cigüeñal.-Pistones.-Empaquetadura.-Eje de acondicionamiento.

FUNCIONAMIENTO BASICO DE LA BOMBA DE PISTON. Unos pistones aspiran líquido, otros lo impulsan, consiguiendo así un flujo menos pulsante. El liquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansión y posteriormente es expulsado en su carrera de compresión, produciendo así el caudal.

CLASIFICACIÓN Axiales: los pistones son paralelos entre si y también paralelos al

eje. Radiales: los pistones son perpendiculares al eje, en forma de

radios. Transversales: los pistones, perpendiculares al eje, son

accionados por bielas.

BOMBAS DE DIAFRAGMA:Las bombas de diafragma son un tipo de bombas de desplazamiento positivo (generalmente alternativo) que utilizan paredes elásticas (membranas o diafragmas) en combinación con válvulas de retención (check) para introducir y sacar fluido de una cámara de bombeo.

PARTES: Válvula. Membrana. Cambiador automático coaxial.

Cuerpo bomba. Colector.

COMPONENTES: Extremos de líquidos : Son todas las piezas que contienen o

están en contacto de alguna forma con el líquido que se está bombeando.

Válvulas : Dentro de estas encontramos los siguientes tipos de válvulas.

o VALVULA DE DESAHOGO DE PRESION

Protege la bomba y el motor contra una presión hidráulica excesiva.

o VALVULA COMPENSADORA DE VACIO

Se incluye en el sistema hidráulico para mantener el volumen correcto de aceite.

o VALVULA DE PURGA

Su función es eliminar el aire o vapores que se puedan acumular, pudiendo ser de accionamiento manual o automático.

o VALVULAS DE RETENCION

Localizadas en los tubos de succión y descarga del pistón dosificador.

Mecanismos de ajuste de carrera: Diseñados para variar la capacidad dosificadora de la bomba modificando la longitud de carrera del pistón.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBA DE DIAFRAGMA.

La bomba de membrana o bomba de diafragma es un tipo de bomba de desplazamiento positivo, generalmente alternativo, en la que el aumento de presión se realiza por el empuje de unas paredes elásticas —membranas o diafragmas— que varían el volumen de la cámara, aumentándolo y disminuyéndolo alternativamente. Unas válvulas de retención, normalmente de bolas de elastómero, controlan que el movimiento del fluido se realice de la zona de menor presión a la de mayor presión.

TIPOS DE BOMBAS.

De mando mecánico: Incluyen la inyección de ácidos y bases para control de pH, biocidas, cloración, coagulantes y fertilizantes.

De mando hidráulico: Aplicaciones típicas incluyen la inyección de ácidos y bases para control de pH, inhibidores de corrosión, metanol, coagulantes, lodos de procesos.

De mando neumático: En general las bombas de diafragma de todos los tipos no tienen sellos, son autocebantes(es decir, no es necesario llenar la columna de aspiración de líquido para que funcionen) y tienen una capacidad de variación casi infinita en lo que a capacidad y presión se refiere dentro de los rangos de operación de la bomba.

BOMBA TORNILLODefiniciónBomba hidráulica de:

desplazamiento positivo. engranajes de caudal axial.

Para bombear fluidos viscosos, con altos contenidos de sólidos, que no necesiten removerse o que formen espumas si se agitan.

Pueden operar con flujos fijos a su descarga, aún cuando bombeen contra una red de presión variable.

Funcionamiento

El fluido que rodea los rotores en la zona de aspiración es atrapado a medida que el tornillo gira, es empujado y forzado a salir por el otro extremo.

Utiliza un tornillo helicoidal excéntrico que se mueve dentro de una camisa y hace fluir el líquido entre el tornillo y la camisa.

ClasificaciónDE UN TORNILLOEl rotor es de una hélice externa simple y el estator de una hélice interior.

DE DOBLE TORNILLOEl conducido se descarga completamente, accionado por el conductor que es el que realiza el trabajo de desplazamiento.

DE TRIPLE TORNILLO El Central es el conductor y los dos laterales los conducidos.

Rangos de Aplicación

BOMBAS CENTRIFUGAS

Definición

• Transforma la energía mecánica en energía cinética, su principal característica es que poseen un órgano propulsor rotativo, el rotor, que comunica generalmente energía hidráulica cinética al fluido.

Partes

Carcasa: Es la parte de la bomba que cubre las partes internas de la misma, sirve de contenedor del liquido que se impulsa, y su función es la de convertir la energía de velocidad impartida al liquido por el impulsor en energía de presión.

Eje o flecha: Es una pieza de forma tubular en la que se sujetan todas las partes rotatorias de la bomba centrifuga.

Impulsores: El órgano propulsor, rotor o impulsor es esencialmente una pieza cónica o troncocónica dotada de palas.

Anillos de desgastes: Los anillos de desgastes son colocados para cumplir la función de aislantes al roce o fricción en aquellas zonas en donde se produciría un desgaste.

Funcionamiento

1. El fluido a bombear entra a la tubería de aspiración 2. El líquido penetra axialmente por la tubería de aspiración

hasta la entrada del impulsor 3. Las partículas de líquido rotan siendo proyectadas por

fuerza centrífuga, creando altura dinámica 4. Las partículas abandonan el impulsor hacia la carcasa a

gran velocidad

5. La carcasa recoge el líquido, cambia su dirección y lo encamina hacia la brida de impulsión

6. El líquido es evacuado a la presión y velocidad creadas en la bomba por la tubería de impulsión

Clasificación

Cavitación

NPSH :( NET POSITIVE SUCTION HEAD) carga neta positiva de succión.

NPSH Disponible: es la presión total de succión disponible en el sistema en la conexión de succión de la bomba menos la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo.

NPSH Requerida: es la presión total de succión requerida por la bomba en su conexión de succión, menos la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo.

NPSH requerida >NPSH Disponible = Cavitación

La presión del líquido es menor a la presión de vapor. Hay formación de burbujas de gas en el líquido

Esto produce:

Disminución de la capacidad de bombeo. Disminución del rendimiento de la bomba.

Rangos de operación

¿QUÉ ES UNA VÁLVULA?

Propiedad Mínimo Máximo

Presión (Psi) 50 5000

Temperatura (ºC) --------- 280

Viscosidad (cP) --------- 500000

Flujo de descarga (m^3/h)

--------- 1000

Propiedad Mínimo Máximo

Presión (Psi) 50 2130

Altura succión (ft) --------- 14,76

Volumen a manejar (BPD)

1900 3500

Contenido de aire y gas (%)Vol.

--------- 0,5

Una válvula es un dispositivo mecánico destinado a controlar, retener, regular o dar paso a un fluido.

TAMAÑO: Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 300 ft (90 m) o más de diámetro.

TEMPERATURA: Puede trabajar con temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C).

PRESIÓN: Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta más de 20000 lb/in² (140 Mpa).Partes comunes de las Válvulas:

Las Válvulas independientemente de su tipo disponen de algunas partes comunes necesarias para el desarrollo de su función:

1. Obturador.2. Eje. 3. Asiento.4. Empaquetadura del eje.5. Juntas de cierre.6. Cuerpo y Tapa.7. Extremos.8. Pernos de unión.9. Accionamiento.

TIPOS DE VÁLVULAS

Aislamiento: Su misión es interrumpir el flujo de la línea en de forma total y cuando sea preciso.

Retención: Su misión es impedir que el flujo no retroceda hacia la zona presurizada cuando esta decrece o desaparece.

Regulación: Su misión es modificar el flujo en cuanto a cantidad, desviarlo, mezclarlo o accionarlo de forma automática.

Seguridad: Utilizadas para proteger equipos y personal contra la sobre presión.

1. Válvulas de AislamientoTambién llamadas Válvulas de cierre, de interrupción, de bloqueo o de corte en virtud de su propósito dentro del sistema de fluidos.

Son clasificadas en dos grandes grupos en función del movimiento que realizan para la obstrucción del fluido.

Válvulas de aislamiento lineal. Válvulas de aislamiento giratorias o rotatorias.

2. Válvulas de Retención.Las Válvulas de Retención son aquellas que accionadas por la propia presión del fluido permiten el paso del mismo e impiden el retroceso del mismo hacia la parte presurizada cuando la presión del sistema cesa.Son válvulas unidireccionales que abren en un sentido del flujo y son cerradas en el sentido opuesto del flujo.

Existen diversos tipos de Válvulas de Retención en función de su diseño: Válvulas de Retención de tipo Clapeta oscilante. Válvulas de Retención con Clapeta excéntrica (“Tilt Check”) Válvulas de Retención de disco partido o doble plato. Válvulas de Retención de disco con muelle. Válvulas de Retención de bola. Válvulas de Retención labiadas. Válvulas de Retención de tipo pistón.

3. Válvulas de Regulación.Son aquellas que modifican la cantidad de fluido en un sistema. Las Válvulas de regulación más habituales son las accionadas por una fuente de energía externa (eléctrica o neumática por ejemplo).Estas Válvulas se consideran como el elemento final del sistema de control por donde el fluido circula y normalmente son empleadas en procesos donde sea necesaria la realización de movimientos continuos y de regulación precisa.Las Válvulas de control pueden ser diseñadas en paso recto pero también con tres vías de paso para realizar funciones de mezcla o derivación.

4. Válvulas de Seguridad y Alivio de Presión Las Válvulas de Seguridad y Alivio son dispositivos auto accionados por el fluido que previenen la sobre presión en recipientes presurizados, líneas y otros equipos generales.Las Válvulas suelen ser diseñadas en ángulo de 90º para facilitar la evacuación del fluido del sistema.

ALGUNOS TIPOS DE VÁLVULAS

1. VÁLVULA TIPO COMPUERTA Es utilizada para el flujo de fluidos limpios y sin interrupción.

Cuando la válvula está totalmente abierta, el área de flujo coincide con el diámetro nominal de la tubería, por lo que las pérdidas de carga son relativamente pequeñas.

Este tipo de válvula supera en número a los otros tipos de válvulas en servicios en 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 restringen la circulación y producen turbulencia con la compuerta parcialmente abierta.

Las características principales del servicio son: cierre completo sin estrangulación, operación poco frecuente y mínima resistencia a la circulación.

La operación de obertura y cierre es lenta. Debido al desgaste producido por la fricción no se recomienda en instalaciones donde su uso sea frecuente.

Requiere de grandes actuadores difíciles de automatizar. Son difíciles de reparar en la instalación.

2. VÁLVULAS DE ALIVIO A fin de evitar ambigüedades se necesitan varias definiciones:

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.

Se requiere el desahogo o descarga de la presión siempre que la presión de diseño de un sistema excede la que puede controlar.

La válvula de desahogo de presión, debido a su sencillez y funcionamiento automático, es quizá la más confiable para producir el cierre cuando ocurre una sobrepresión.

La presión de diseño del sistema que se va a proteger con la válvula de desahogo determinará la presión de graduación de ésta.

3. VÁLVULAS TIPO GLOBO Las válvulas de globo se utilizan para cortar o regular el flujo del

líquido y este último es su uso principal. El cambio de sentido del flujo (dos vueltas en ángulo recto) en la válvula ocasiona turbulencia y caída de presión. Esta turbulencia produce menor duración del asiento.

Las principales características de los servicios de estas válvulas son operación frecuente, estrangulación al grado deseado de cualquier flujo, cierre positivo para gases y aire, y alta resistencia y caída tolerable de presión en la línea.

El cierre puede ser metal-metal lo cual permite su uso en condicones críticas, esto hace que su mantenimiento sea costoso, aunque ya hay asientos de materiales elastoméricos. Estas limitaciones explican por qué son inadecuadas para servicio con pastas aguadas.

Son de uso frecuente gracias a su poca fricción y pueden controlar el fluido con la estrangulación al grado deseado.

El movimiento lineal del eje es más corto que en las válvulas de compuerta, lo que ahorra tiempo y desgaste. Válvulas de grandes tamaños requieren de grandes actuadores.

4. VÁLVULAS TIPO BOLA No hay obstrucción al flujo. Se utilizan para líquidos viscosos y

pastas aguadas. Cierre positivo. Se utiliza totalmente abierta o cerrada.

Aunque se han utilizado desde hace mucho tiempo, su empleo estaba limitado debido al asentamiento de metal contra metal, que no permitía un cierre a prueba de burbujas. Los adelantos en los plásticos han permitido sustituir los asientos metálicos con los de plastómeros y elastómeros modernos.

Estas válvulas se utilizan en forma principal para servicio de corte y no son satisfactorias para estrangulación. 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.

La válvula de bola está limitada a las temperaturas y presiones que permite el material del asiento. Cuando está cerrada, se atrapa algo de líquido entre el asiento y el orificio de la bola, lo cual es indeseable en muchos casos.

Estas válvulas 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.

5. VÁLVULAS TIPO MARIPOSA Su uso principal es para 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.

Las válvulas de mariposa son uno de los tipos más antiguos que se conocen. Son sencillas, ligeras y de bajo costo.

El costo de mantenimiento también es bajo porque tienen un mínimo de piezas movibles.

El diseño abierto de flujo rectilíneo evita la acumulación de solidos y produce baja caída de presión.

Su operación es fácil y rápida con una manija. Es posible moverla desde la apertura total hasta el cierre total con gran rapidez. La regulación del flujo se efectúa con un disco de válvula que sella contra un asiento. Las principales características de los servicios de las válvulas de mariposa incluyen apertura total, cierre total o estrangulación, operación frecuente, cierre positivo para gases o líquidos y baja caída de presión.

COMPRESORES

Son máquinas que aspiran aire ambiente a la presión y temperatura atmosférica y lo comprime hasta conferirle una

presión superior. Son las maquinas generadoras de aire comprimido. Llamados también corazón del sistema de refrigeración ya que bombea el

refrigerante lo mismo que el corazón bombea la sangre.

FUNCIONES

Aspirar el gas que proviene del evaporador y transportarlo al condensador aumentando su presión y temperatura

Mantener en la aspiración en todo momento la presión de evaporación que corresponda a la cámara más fría.

CLASIFICACION

Se clasifican según su construcción. Según su desplazamiento.

Según su Construcción

Compresores herméticos: Son aquellos que están construidos dentro de una carcasa de metal.Trabajan con velocidades de 1,750 a 3,500 rpm con motores de 2 y 4 polos.Estos motores se fabrican desde 1/20 HP a 7 ½ HP. Ventajas: Silenciosos, baratos

Desventajas: No se puede reparar

Compresores semihermeticos: Están encerrados dentro de una carcasa con tapa de acceso para realizar inspecciones.Estos tienen su gran uso en la refrigeración comercial y se fabrican en caballajes de 2HP en adelante.Ventajas: Se pueden reparar.Desventajas: Son caros.

Compresores abiertos: Se diferencian de los semisellados porque tienen un eje que sale al exterior.Estos son movidos por motores externosEstos se fabrican desde 1HP a 300HP.

Se utilizan en fábricas, barcos, autobuses.

Según su desplazamiento

Desplazamiento positivo: Se comprimen dentro de un espacio cerrado.

Compresores de Pistón:

Son los de uso más difundido, en donde la compresión se efectúa por el movimiento alternativo de un pistón accionado por un mecanismo biela-manivela.

El campo de utilización de estos compresores va desde 50 a 25.000m/h de capacidad y presiones desde a 1.000 o 2.000 bar.

VENTAJAS:

Alta eficiencia con altas relaciones de  compresión.Fiabilidad gracias a la temperatura de descarga controlada y a una baja diferencia de presión.Facilidad de instalación.Facilidad de mantenimiento: con muchas partes comunes con los compresores de una etapa.

Compresores Rotativos:

También llamados compresores helicoidales. La compresión de estas máquinas es efectuada por dos rotores helicoidales, uno macho y otro hembra que son prácticamente dos tornillos engranados entre sí y

contenidos en una carcasa dentro de la cual giran.

El campo de aplicación de estos va desde 600 a 40.000 m

/h y se logran presiones de hasta 25 bar.

Se clasifican en lóbulos y tornillos:

Compresores rotativos de Lóbulos

Los compresores de lóbulos tienen dos rotores simétricos en paralelo sincronizados por engranajes.

Características

Producen altos volúmenes de aire seco a relativamente baja presión.

Este sistema es muy simple y su funcionamiento es muy parecido a la bomba de aceite del motor de un auto donde se requiere un flujo constante.

Tienen pocas piezas en movimiento.

HERMETICOS

SEMIHERMETICOS

SEMIHERMETICOS

Son lubricados en general en el régimen de lubricación hidrodinámica aunque algunas

partes son lubricadas por salpicadura del aceite. A veces los rodamientos o cojinetes pueden estar lubricados por grasas.

Compresores rotativos tipo Tornillo

Los compresores a tornillo tienen dos tornillos engranados o entrelazados que rotan paralelamente con un juego o luz mínima, sellado por la mezcla de aire y aceite.

Características

Silencioso, pequeño, bajo costo Flujo continuo de aire Fácil mantenimiento Presiones y volúmenes moderados

Operación: Al girar los tornillos, el aire entra por la válvula de admisión con el aceite. El espacio entre los labios es progresivamente reducido al correr por el compresor, comprimiendo el aire atrapado hasta salir por la válvula de salida.

Compresores rotativos tipo Paletas En el compresor rotativo a paletas el eje gira a alta velocidad mientras la fuerza centrífuga lleva las paletas hacia la carcasa (estator) de afuera. Por la carcasa ovalada, continuamente entran y salen por canales en su rotor. Este sistema es parecido a la bomba hidráulica a paletas como la bomba utilizada en la dirección hidráulica del auto. Por la excentricidad de la cámara, los compartimientos llenos de aire entre paletas se achican entre el orificio de entrada y el de salida, comprimiendo el aire. El lubricante sella las paletas en el rotor y contra el anillo de la carcasa.

Características

Silencioso y pequeño Flujo continuo de aire Buen funcionamiento en frío Sensibles a partículas y tierra Fácil mantenimiento Presiones y volúmenes moderados

Desplazamiento Dinámico:

Los compresores dinámicos pueden ser Radiales (centrífugos) o de Flujo Axial. Una de las ventajas que tienen ambas es que su flujo es continuo. Estos compresores tienen pocas piezas en movimiento, reduciendo la pérdida de energía con fricción y calentamiento.

Compresor Radial

Una serie de paletas o aspas en un solo eje que gira, chupando el aire/gas por una entrada amplia y acelerándolo por fuerza centrífuga para botarlo por el otro lado.

Características

El gas o aire sale libre de aceite Un flujo constante de aire Caudal de flujo es variable con una presión fija El caudal es alto a presiones moderadas y bajas Régimen de lubricación es hidrodinámico.

La lubricación es por aceite de alta calidad R&O o Grasa.

Compresores de Flujo Axial

Contiene una serie de aspas rotativas en forma de abanico que aceleran el gas de un lado al otro, comprimiéndolo. Esta acción es muy similar a una turbina.Funciona en seco. Solo los cojinetes requieren lubricación.

Características

Gas/Aire libre de aceite Flujo de aire continuo Presiones variables a caudal de flujo fijo Alto caudal de flujo. Presiones moderadas y bajas

Régimen de lubricación de cojinetes y engranajes es hidrodinámica.