Bombas de desplazamiento positivo

1. BOMBAS DE
DESPLAMIENTO
POSITIVO

2. En el transcurso de los siglos se han diseñado numerosas bombas de desplazamiento
positivo. En todos los diseños, el fluido se aspira dentro de un volumen en expansión y
luego se expulsa cuando ese volumen se contrae, pero el mecanismo que provoca que
cambie el volumen es muy diferente entre los diversos diseños.
Lo ideal es que las bombas de desplazamiento positivo envíen una cantidad fija de fluido
en cada revolución del rotor o eje impulsor de la bomba. La capacidad de la bomba sólo se
ve afectada en forma moderada por los cambios de presión debido a deslizamientos
pequeños ocasionados a su vez por las holguras entre la carcasa y el rotor, pistones, aspas y
otros elementos activos. La mayoría de las bombas de desplazamiento positivo operan con
líquidos de un Rango amplio de viscosidades.
Las bombas de desplazamiento positivo son ideales cuando se necesita alta presión, como
en el bombeo de líquidos viscosos o mezclas, lodos o suspensiones espesas, y donde se
necesita medir o despachar cantidades de líquidos precisas, como las aplicaciones médicas.

3. Las bombas de desplazamiento positivo ofrecen muchas ventajas en comparación con las
dinámicas. Por ejemplo:
• Una bomba de desplazamiento positivo es mejor para conducir líquidos sensibles al
esfuerzo cortante.
• Una bomba de desplazamiento positivo muy bien sellada genera una presión de vacío
importante en su entrada, aun cuando no esté cebada, y, por tanto, es capaz de elevar un
líquido varios metros por abajo de la bomba.
• El rotor o los rotores de una bomba de desplazamiento positivo funcionan a velocidades
menores que la del rotor de una bomba dinámica a cargas similares, lo cual prolonga la
vida útil de los sellos

4. Las bombas de desplazamiento positivo también tienen desventajas. Por ejemplo:
• Su gasto volumétrico no puede cambiar a menos que se modifique la rotación.
• Generan una presión muy alta en el lado de la descarga, y si la salida se bloquea, podría
haber roturas o el motor se puede sobrecalentar.
• Debido a su diseño, las bombas de desplazamiento positivo podrían entregar un flujo
pulsátil que sería inaceptable en algunos usos.

5. CLASIFICACION DE
LAS BOMBAS DE
DESPLAZAMIENTO
POSITIVO.

6. BOMBAS DE
ENGRANES.
Se compone de dos engranes que giran
dentro de una carcasa, en sentido contrario
y muy ajustados uno con el otro. La
periferia exterior de los dientes del
engrane se ajusta muy bien con la
superficie interior de la carcasa. Se lleva
fluido del almacenamiento del suministro
al puerto de la succión, y se conduce en
los espacios entre los dientes al puerto de
descarga, desde donde se envía a alta
presión al sistema. La presión con que se
envía depende de la resistencia del
sistema.

7. BOMBAS DE
PISTÓN.
Los pistones llevan en forma alternada
fluido al interior de sus cilindros a través
de válvulas de succión, y luego lo fuerzan
a salir por válvulas de descarga contra la
presión del sistema. La entregare fluido
varía de cero al máximo, si se cambia el
ángulo de la placa y con ello la carrera de
los pistones.

8. BOMBAS DE ASPAS.
La bomba de aspas, que también se
utilizan para potencia de fluido, consiste
en un rotor excéntrico que contiene un
conjunto de aspas deslizantes que corren
dentro de una carcasa. Un anillo de levas
en la carcasa controla la posición radial de
las aspas. El fluido entra por el puerto de
succión en el lado izquierdo, después es
captura en un espacio entre dos aspas
sucesivas, y así se lleva al puerto de
descarga a la presión del sistema.
Posteriormente las aspas se retraen hacia
sus ranuras en el rotor, conforme regresan
al lado de entrada, o succión, de la bomba.

9. BOMBAS DE
TORNILLO.
Una desventaja de las bombas de
engranes, pistón y aspas es que distribuyen
un flujo por impulsos hacia la salida,
debido a que cada elemento funcional
mueve un elemento, volumen capturado,
de fluido de la succión a la descarga. En
una bomba de tornillo el rotor de
impulsión central, semejante a un espiral,
se acopla muy bien con los dos rotores
impulsados, con lo que se crea un
confinamiento dentro de la carcasa que se
mueve en forma axial de la succión a la
descarga, y proporciona un flujo uniforme
continuo.

10. BOMBAS DE CAVIDAD
PROGRESIVA.
Produce un flujo suave que no pulsa, y se utiliza
sobre todo para enviar fluidos de procesos, más
que en aplicaciones hidráulicas. Conforme el rotor
central grande gira dentro del estator, se forman
cavidades que avanzan hacia el extremo de
descarga de la bomba que mueve el material en
cuestión. Es común que el rotor este hecho de una
placa de acero con capas gruesas de cromo duro,
con el fin de aumentar la resistencia a la abrasión.
Para la mayoría de las aplicaciones, los estatores
están construidos de caucho natural o cualquiera
de varios tipos y fórmulas de cauchos sintéticos.
Entre el rotor metálico y el estator de caucho
existe un acoplamiento de compresión, con objeto
de reducir el balanceo y mejorar la eficiencia.

11. BOMBAS DE
LÓBULO.
La bomba de lóbulo, llamada a veces
bomba de levas, ópera en forma similar a
la de engranes. Los dos rotores que giran
en sentido contrario tienen dos, tres o más
lóbulos que coinciden uno con otro y se
ajustan muy bien en su contenedor. El
fluido se mueve alrededor de la cavidad
formada entre los lóbulos contiguos.

12. BOMBAS DE
DIAFRAGMA.
En la bomba diafragma una barra
reciprocante mueve un diafragma flexible
dentro de una cavidad, con lo que descarga
fluido conforme aquél se mueve a la
izquierda, y lo empuja cuando va hacia la
derecha, en forma alternada. Una ventaja
de este tipo de bomba es que sólo el
diafragma entra en contacto con el fluido,
con lo que se elimina la contaminación
provocada por los elementos de operación.
Las válvulas de succión y descarga se
abren y cierran en forma alternada.

13. BOMBAS
PERISTÁLTICAS.
Las bombas peristálticas son únicas en cuanto a
que el fluido se captura por completo dentro de un
tubo flexible a través del ciclo de bombeo. El tubo
se dirige entre un conjunto de rodillos giratorios y
una carcasa fija. Los rodillos exprimen el tubo y
atrapan un volumen dado entre los rodillos
adyacentes. El diseño en verdad elimina la
posibilidad de que el producto se contamine, lo
que hace atractivas estas bombas para
aplicaciones químicas, médicas, procesamiento de
alimentos, de impresión, tratamiento de aguas,
industriales y científicas. El material del tubo se
selecciona para que tenga resistencia apropiada
ante el fluido que se bombea, ya sea este alcalino,
ácido o solvente.

14. ANÁLISIS DE LAS
BOMBAS DE
DESPLAZAMIENTO
POSITIVO.
El análisis de las bombas de
desplazamiento positivo es directo.
A partir de las características
geométricas de la bomba se calcula
el volumen cerrado (𝑉𝑐𝑒𝑟𝑟𝑎𝑑𝑜) que
se llena (y se descarga) por cada 𝑛
rotaciones de la flecha. El gasto
volumétrico es entonces igual a la
velocidad de rotación 𝑛 que se
multiplica por 𝑉𝑐𝑒𝑟𝑟𝑎𝑑𝑜 y se divide
entre 𝑛:
𝐺𝑎𝑠𝑡𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜: 𝑉 = 𝑛
𝑉𝑐𝑒𝑟𝑟𝑎𝑑𝑜
𝑛

15. CONCLUSION.
Hoy en día las bombas de desplazamiento positivo tienen
aplicaciones en diversas áreas, tales como, la industria naval, la
industria cervecera, en tratamientos de aguas residuales y
urbanas, en la industria papelera, en la química, en la
farmacéutica, e inclusive en la industria alimenticia, por lo que
es de gran importancia conocer a fondo su funcionamiento, así
como sus componentes y su construcción.
Por último, es conveniente saber que en las bombas de
desplazamiento positivo el caudal depende de la altura de
elevación, por lo tanto, pueden ser empleadas como bombas de
inyección y dosificadoras, además son apropiadas para presiones
altas y máximas. Por otra parte, este tipo de bombas posee caudal
ajustable con gran exactitud. Es por ello que son útiles en un
gran número de aplicaciones.