Bombas de desplazamiento positivoCaractersticas PrincipalesEntregan una cantidad definida del fluido por cada carrera del pistn, diafragma o revolucin de la pieza mvil principal.Fig.1 Mapa conceptual de ClasificacinVentajas: Son adecuados para el manejo de lquidos viscosos. Son menos susceptibles a la presencia de gas en el lquido. Manejan capacidades consistentes. Tienen eficiencia mayor que las bombas centrfugas.

Fig. 2 Manejo de Fluidos Viscosos.BOMBAS RECIPROCANTES Es una bomba de DP que recibe un volumen fijo de lquido en condiciones casi de succin, lo comprime a la presin de descarga y lo expulsa por la boquilla de descarga. La compresin se logra por el movimiento alternativo de un pistn, mbolo o diafragma.Clasificacin: Elemento de bombeo: Pistn, embolo y diafragma.

Nmeros de carrera de descarga por ciclo de cada biela: Accin sencilla o doble accin. Nmero de varillas o bielas de mando: simplex, dplex, triplex. Vertical y HorizontalParmetros de OperacinLas bombas hidrostticas de desplazamiento positivo son los elementos destinados a transformar la energa mecnica en hidrulica.Estas bombas son aquellas que suministran la misma cantidad de liquido en cada ciclo o revolucin del elemento de bombeo, independiente de la presin que encuentre el liquido a su salida.Estas bombas guan al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria, el cual siempre esta contenido entre el elemento impulsor, que puede ser un embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro.El Movimiento del desplazamiento positivoconsiste en el movimiento de un fluido causado por la disminucin del volumen de una cmara.Tanto reciprocantes como rotatorias, siempre hay una cmara que aumenta de volumen (succin) y disminuye volumen (succin) y disminuye volumen (impulsin), por esto a estas maquinas tambin se les denomina volumtricas.

BOMBAS ROTATORIASSon las que una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presin) hasta la zona de salida (de alta presin) de la mquina. Algunos ejemplos de este tipo de mquinas son la bomba de paletas, la bomba de lbulos, la bomba de engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristltica. Aunque generalmente se les considera como bombas para lquidos viscosos, las bombas rotatorias no se limitan a este servicio slo. Pueden manejar casi cualquier liquido que est libre de slidos abrasivos.

Fig. 3 Bomba RotatoriaCaracteres generales de su funcionamiento

Las bombas rotatorias son unidades de desplazamiento positivo, que consisten en una caja fija que contiene engranes, aspas u otros dispositivos que rotan, y que actan sobre el lquido atrapndolo en pequeos volmenes entre las paredes de la caja y el dispositivo que rota, desplazando de este modo el lquido de manera similar a como lo hace el pistn de una bomba reciprocante.Pero las bombas rotatorias en vez de suministrar un flujo pulsante como sucede con las bombas reciprocantes, descargan un flujo uniforme, por el movimiento de rotacin de los engranes que es bastante rpido.Las bombas rotatorias se usan generalmente para aplicaciones especiales, con lquidos viscosos, pero realmente pueden bombear cualquier clase de lquidos, siempre que no contengan slidos en suspensin. No obstante, debido a su construccin, su uso ms comn, es como bombas de circulacin o transferencia de lquidos.

Caractersticas principales:- Son de accin positiva- Desplazamiento rotativo- Flujo uniforme- Construccin compacta- Carga alta- Descarga relativamente baja- Velocidades de operacin de moderadas a altas- Pocas partes mviles- Requieren toda la potencia para llevarlas a su velocidad de operacin- Flujo constante dentro de ciertos lmites para carga variable- Aspiracin limitada

Como las piezas que originan el desplazamiento son de metal y rotan, el contacto metlico entre las partes mviles origina desgastes que posibilitan los resbalamientos a altas presiones, es por eso que la efectividad de las bombas rotatorias disminuye con el uso.TIPOS DE BOMBAS ROTATORIASLas bombas ms comunes y ms efectivas de este tipo son las de engranes externos . Segn los dientes se separan en el lado de succin de la bomba, el espacio entre dos dientes consecutivos se llena de lquido y de esta forma es arrastrado hasta quedar atrapado entre estos y la pared de la caja de la bomba; el movimiento de rotacin del engrane lleva entonces el lquido atrapado hasta el lado de descarga, en donde al quedar libre es impulsado hacia afuera por la llegada constante de nuevas cantidades de liquido. Las bombas rotatorias son generalmente fabricadas para capacidades que no exceden de 500 gpm (31.54 l/s) y cargas que no sobrepasan 500 pies (152.4 m).Existen bombas rotatorias de engranes internos, de levas, lobulares de tornillo, de paletas, etc. En las figuras se muestran distintos tipos de bombas rotatorias.

Bombas de paletas deslizantes. Son dispositivos de desplazamiento que consisten en paletas montadas en un rotor que gira dentro de una cavidad . Se utilizan en el sector petrolero, transferencia de agua en sistemas de refrigeracin ,etc.Fig.4 Bombas de paletas deslizantesBombas de Leva y Pistn. Tambin se llaman bombas de mbolo rotatorio, y consisten de un excntrico con un brazo ranurado en la parte superior.

Fig.5 Bomba de leva y pistn.

Bomba rotatoria de tornillosLas bombas de tornillo son un tipo especial de bombas rotatorias de desplazamiento positivo y su flujo es independiente de la presin.1. Pistn de acero endurecido, evita los efectos de fuerzas axiales.2. Carcaza del tornillo helicoidal.3. Tornillos helicoidales conducidos.4. Entrada rotativa en pasos de 90 grados para una conexin fcil a la tubera.5. Flecha de accionamiento de la bomba de tornillo.6. Cojinete externo, permanentemente engrasado.7. Sello mecnico para mantener la hermeticidad interior.8. Soportes de la bomba de tornillo.9. Tornillo helicoidal principal de acero endurecido.10. Rotor balancn, evita cargas axiales.Clasificacin de las bombas de tornilloDebido a la gran variedad de las bombas de tornillo, estas pueden clasificarse como: Bombas de un tornillo (Cavidad progresiva): Cuentan con un solo tornillo y son de simple flujo. Existen solamente en un nmero limitado de aplicaciones. Bombas de doble tornillo, doble flujo: Cuentan con dos tornillos bihelicoidales, sincronizados en su rotacin por ruedas dentadas. Bombas de triple tornillo, simple flujo: Cuentan con un tornillo simple helicoidal conductor y dos tornillos conjugados, conducidos. Bombas de triple tornillo, doble flujo: Cuentan con un tornillo doble helicoidal conductor y dos tornillos conjugados, conducidos.Principales caractersticas de las bombas de tornilloEn la gran variedad de las bombas de tornillo encontramos las siguientes caractersticas: Son un tipo de bomba hidrulica de desplazamiento positivo. Pueden estar provistas de camisas de calefaccin o refrigeracin. Funcionan en todo rgimen de revoluciones. Prcticamente libre de pulsaciones y vibraciones. Bajsimos niveles sonoros. Mnima agitacin del fluido por su transporte axial en cmaras estancas. Manejan todo tipo de fluidos: Lubricantes y no lubricantes. De viscosidad baja, media o alta. Agresivos o neutros.

Fig. 6 Bomba de Doble Tornillo Fig.7 Bomba de Tipo Tornillo

Ventajas principales de las bombas de tornilloUna de las ventajas de las bombas de tornillo es que generan un impulso continuo de fluido por medio del desplazamiento permanente de sus cmaras estancas en sentido axial de los tornillos impulsores.Evita por completo daos en los sistemas de tuberas. Larga vida til. Alto rendimiento. Gradual generacin de presin. Bajsimo nivel sonoro.

Bombas de Engranes Externos.stas constituyen al tipo rotatorio ms simple. Conforme los dientes de los engranes se separan en el lado el lquido llena el espacio, entre ellos.

Fig. 7 Bomba de engrane externo.Bombas de Engrane Interno.Tienen un rotor con dientes cortados internamente y que encajan en un engrane loco, cortado externamente.

Fig.8 Bomba de Engrane Interno.AplicacionesLas aplicaciones tpicas incluyen el paso de lquido de todas las viscosidades, procesos qumicos, alimento, descarga de barcos, lubricacin a presin, pintura a presin, sistemas de enfriamiento, servicio de quemadores de aceite, manejos de grasa, gases licuados (propano, butano, amonio, fren, etc.), y un gran nmero de otros servicios industriales.

Caractersticas generales de funcionamientoLas bombas de este tipo son bombas de desplazamiento que crean la succin y la descarga, desplazando agua con un elemento mvil. El espacio que ocupa el agua se llena y vaca alternativamente forzando y extrayendo el lquido mediante movimiento mecnico.El trmino positivo, significa que la presin desarrollada est limitada solamente por la resistencia estructural de las distintas partes de la bomba y la descarga no es afectada por la carga a presin sino que est determinada por la velocidad de la bomba y la medida del volumen desplazado.Las bombas de desplazamiento positivo funcionan con bajas capacidades y altas presiones en relacin con su tamao y costo. Este tipo de bomba resulta el ms til para presiones extremadamente altas, para operacin manual, para descargas relativamente bajas, para operacin a baja velocidad, para succiones variables y para pozos profundos cuando la capacidad de bombeo requerida es muy poca.Bombas Reciprocantes.-Las bombas reciprocantes son unidades de desplazamiento positivo descargan una cantidad definida de liquido durante el movimiento del pistn o mbolo a travs de la distancia de carrera. Sin embargo, no todo el lquido llega necesariamente al tubo de descarga debido a escapes o arreglo de pasos de alivio que puedan evitarlo. Despreciando stos, el volumen del lquido desplazado en una carrera del pistn o mbolo es igual al producto del rea del pistn por la longitud de la carrera. Existen bsicamente dos tipos de bombas reciprocantes las de accin directa, movidas por vapor y las bombas de potencia.Caractersticas de funcionamientoEn las bombas reciprocantes el pistn crea un vaco parcial dentro del cilindro permitiendo que el agua se eleve ayudada por la presin atmosfrica. Como hace falta un espacio determinado de tiempo para que se llene el cilindro, la cantidad de agua que entra al espacio de desplazamiento depender de la velocidad de la bomba, el tamao de las vlvulas de entrada y la efectividad del material sellante de las vlvulas y del pistn.Debido a la resistencia friccional que se desarrolla en sus partes en movimiento, las bombas reciprocantes tienen una eficiencia relativamente baja; las prdidas en las correas, los engranes y las chumaceras se aaden a la resistencia de las partes mviles para dar un rendimiento bajo en proporcin a la potencia suministrada por la unidad motriz.Las vlvulas de las bombas de pistn son de dos tipos las de succin, que permiten la entrada al espacio de desplazamiento, y las de descarga, que dejan que el agua pase hacia el tubo de descarga, Estas vlvulas operan por la fuerza que ejerce sobre ellas el peso del agua, o por la accin ejercida por elemento de desplazamiento

Bombas de Accin Directa.- En este tipo, una varilla comn de pistn conecta un pistn de vapor y uno de lquido o mbolo. Las bombas de accin directa se constituyen de simplex (un pistn de vapor y un pistn de lquido, respectivamente) y dplex (dos pistones de vapor y dos de lquido). Las bombas de accin directa, se detienen cuando la fuerza total en el pistn del agua iguala a la del pistn de vapor; las bombas de potencia desarrollan una presin muy elevada antes de detenerse. La presin de parado es varias veces la presin de descarga normal de las bombas de potencia.

Fig. 9 Bombas de Accin directa.

Bombas de Potencia.-Estas tienen un cigeal movido por una fuente externa generalmente un motor elctrico, banda o cadena. Frecuentemente se usan engranes entre el motor y el cigeal 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 variacin de columna, y tienen buena eficiencia. El extremo lquido, que puede ser del tipo de pistn o mbolo, desarrollar una presin elevada cuando se cierra la vlvula de descarga. Por esta razn, es prctica comn el proporcionar una vlvula de alivio para descarga, con objeto de proteger la bomba y su tubera. Las bombas de potencia se encuentran articularmente bien adaptadas para servicios de alta presin y tienen algunos usos en la alimentacin de calderas, bombeo en lneas de tuberas, proceso de petrleos y aplicaciones similares. Bombas del Tipo Potencia de Baja Capacidad.-Estas unidades se conocen tambin como bombas de capacidad variable, volumen controlado y de "proporcin". Su uso principal es para controlar el flujo de pequeas cantidades de lquido 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. BombasDePistones.-Son unidades rotativas, que disponen de conjuntos pistn-cilindro.

Fig. 10 Bomba de pistn.Parte del mecanismo gira alrededor de un eje motor que crea un movimiento oscilante del pistn, haciendo que este aspira el fluido hacia el interior del cilindro en la carrera de expansin y expulsarlo en la carrera de compresin. Son dedos tipos: axiales y axiales en lnea.

Bombas De Pistones Axiales.-Los pistones en estas bombas oscilan axialmente, es decir paralelos al eje as que el movimiento rotativo del eje motriz se convierte en un movimiento axial oscilante de lospistones. Suelen utilizar varios pistones yvlvulas de retencin.

Fig.11 Bomba de pistones axiales.Bombas De Pistones Axiales En Lnea.-Tiene como diseo ms sencillo el de barrilete de cilindros que gira accionado por eje motriz. Los pistones en los orificios del barrilete se conectan al plato inclinado y de un anillo de retroceso. A medida que el barrilete gira, los pies de los pistones siguen apoyados al plato, haciendo que se muevan linealmente respecto al eje. Los orificios en la placa de distribucinpermiten que los pistones pasen por el orificio de entrada cuando empiezan a salir de sus alojamientos y por la salida cuando entran al alojamiento de nuevo. Bombas de Pistones Axiales en ngulo.-Estn compuestas por un eje motriz, el barrilete de cilindros y una placa de vlvulas, encarada esta ltima con los orificios de los cilindros del barrilete. El eje motriz est en ngulo con relacin al eje del barrilete. La placa de vlvulas tiene orificios dispuestos deforma que la aspiracin est abierta a los orificios de los cilindros en la zona de revolucin. Su orificio de salida est encarado a los orificios de los pistones en la zona en la que lospistones se acercan a la placa de vlvulas. Esto permite que en el giro de la bomba lospistones succionen fluido hacia el interior de los cilindros, y lo expulsen por la cmara de salida.Bombas De Pistones Axiales Con Placa Oscilante.-La diferencia entre esta bomba y la axial en lnea es que los pistones son estticos y lo que gira es la placa inclinada. Gira la placa y produce el desplazamiento de los pistones, lo quepermite que los pistones aspiren y expulsen el fluido.

Bombas De Pistones Radiales.-En estas bombas los pistones estn ubicados radialmente en un bloque de cilindros, y se mueven perpendicularmente con relacin al eje. Dos tipos bsicos de bombas de pistones radiales son los de caudal fijo ycaudal variable.

Fig. 12 Bomba de pistones radiales.Esta figura muestra el bloque de cilindros que gira sobre un pivote estacionario en el interior de un anillo circular o rotor. A medida que el bloque gira, el pistn sigue la superficie interna del anillo. Bombas De Pistones Oscilantes.-Al igual que un motor de explosin, los pistones se mueven en un sentido por el esfuerzo transmitido por un cigeal, una excentricidad del eje o un plato. La diferencia entre estas comparaciones es que lo que en el motor de explosin es el eje de salida, en la bomba es el eje primario por el que recibe la energa; y los pistones del motor son los que en la bomba generaran la presin y el caudal.

Fig. 13 Bomba de pistones oscilantes.Estas bombas tienen como ventajas: ofrecen un sistema de estanqueidadmucho mejorentre la entrada y la salida, adems que en estas bombas la lubricacin de las partes mvilespuede hacerse con un fluido distinto al bombeado Bomba de Embolo.-Los elementos de una Bomba Reciprocante, comnmente llamada de mbolo o de presin. En ella puede verse que, como la Manivela o Cigeal gira con una velocidad uniforme, accionada por el motor, el mbolo opistn se mueve hacia adelante y hacia atrs en el cuerpo del cilindro; en el golpe hacia afuera un vaco parcial detrs del mbolo permite a la presin atmosfrica que obra sobre la superficie el agua en el pozo hacer subir el agua dentro del tubo de accin, la cual, pasando por la vlvula de succin llena el cilindro; en el golpe hacia adentro, la vlvula de succin se cierre y el agua es presionada a salir hacia el tubo de descarga. Bomba Reciprocante de embolo de descarga variable.-En sistemas de transmisin de circuito hidrulico cerrado, es algunas veces necesaria una forma de bomba cuyo gasto de descarga pueda ser variado sin cambiar la velocidad de rotacin.

Fig. 14 Bomba de embolo de descarga variable.Bombas del Tipo de Diafragma.-Ocasionalmente, las bombas reciprocantes estn provistas de un driafragma flexible recprocamente en vez de un embolo o pistn reciprocante, con lo cual se elimina la friccin y las fugas en el punto donde el embolo atraviesa la caja de empaque. Un ejemplo de esta bomba queda ilustrado en la figura en la cual el movimiento del diagrafma es obtenido mediante una cama excntrica y una palanca: las vlvulas de succin y de descarga trabajan en forma ordinaria.

Tales bombas son muy comunes en la actualidad para levantar combustible de los tanques posteriores de losautomviles a los carburadores de los mismos. Bombas de engranesLas bombas de Engranaje estn especialmente diseadas para bombear: aceites, lubricantes, grasas animales y vegetales, jarabes, pinturas, resinas, melazas, mermeladas, etc. En general, para todo fluido denso y viscoso sin partculas slidas en suspensin.

Fig. Bomba de Engrane.Diferencias entre bombas.-La bomba combinada de diafragma y pistn generalmente se usa slo para capacidades pequeas. Las bombas de diafragma se usan para gastos elevados de lquidos, ya sea claros o conteniendo slidos. Tambin son apropiados para pulpas gruesas, drenajes, lodos, soluciones cidas y alcalinas, as como mezclas de agua con slidos que puedan ocasionar erosin. Un diafragma de material flexible no metlico, puede soportar mejor la accin corrosiva o erosiva que las partes metlicas de algunas bombas reciprocantes.

Usos ms corrientes de las bombas de desplazamiento positivo.

- Bombeo en pozos llanos- Bombeo en pozos profundos- Para niveles de agua variable- Bombas de incendio- Bombas de transferencia y circulacin- Operacin por molinos de viento- Altas cargas a presin- Alimentacin de calderas- Bombeo de aceite y gasolina- Fumigadores de cosechas.

Ventajas y desventajas de las bombas reciprocantesLas ventajas de las bombas reciprocantes son:Ventajas: - Son adecuados para el manejo de lquidos viscosos.- Son menos susceptibles a la presencia de gas en el lquido. - Manejan capacidades consistentes.- Tienen eficiencia mayor que las bombas centrfugas.- Alta presin disponible- Autocebantes (dentro de ciertos lmites)- Flujo constante para cargas a presin variable- Adaptabilidad a ser movidas manualmente o por motoLas desventajas son:- Baja descarga- Baja eficiencia comparada con las bombas centrifugas- Muchas partes mviles- Requieren mantenimiento a intervalos frecuentes- Succin limitada- Costo relativamente alto para la cantidad de agua suministrada- Requieren un torque considerable para llevarlas a su velocidad- Flujo pulsante en la descarga

Ventajas 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 succin y el cuerpo de la bomba para que sta pueda iniciar su funcionamiento, tal como acontece en las bombas centrfugas. En las bombas positivas, a medida que la bomba por s misma va llenndose de lquido, ste va desalojando el aire contenida en la tubera de succin, inicindose el escurrimiento a travs del sistema cuando ha acabado de ser desalojado el aire.

CONCLUSIONESLos productos que manipulan las bombas en la industria de la alimentacin pueden ser desde soluciones acuosas y aceites vegetales ligeros a jarabes y melazas e gran viscosidad, desde lquidos puros a los que tienen gran proporcin de slidos. Dada la extensa variedad de caractersticas de estos medios. La industria emplea casi todos los tipos de bombas, con ciertas preferencias en aplicaciones concretas, como en el caso de las mquinas especficamente proyectadas como bombas para producto alimenticio con partculas atencin con los detalles a estudiar.