Bomba de diafragma
Bomba de diafragma
Una bomba de diafragma es un tipo de bomba de desplazamiento positivo que utiliza dos diafragmas flexibles y alternativos para aspirar y expulsar el líquido a través de la bomba. Se clasifican dentro de las bombas de desplazamiento positivo porque el caudal no se ve muy afectado por la altura de presión contra la que trabaja la bomba a la velocidad de bombeo.
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¿Qué es una bomba de diafragma?
Una bomba de diafragma es un tipo de bomba de desplazamiento positivo que utiliza dos diafragmas flexibles y alternativos para aspirar y expulsar el líquido a través de la bomba. Se clasifican dentro de las bombas de desplazamiento positivo porque el caudal no se ve muy afectado por la altura de presión contra la que trabaja la bomba a la velocidad de bombeo.
Fig: Bomba de diafragma y sus componentes principales (créditos de la imagen: mechanicalboost.com)
Las bombas de diafragma se utilizan para trasvasar una amplia gama de líquidos, incluidos líquidos que contienen grandes sedimentos y líquidos de viscosidad baja, media o alta. Estas bombas también pueden diseñarse para manejar numerosos productos químicos agresivos en muchas aplicaciones industriales.
Dependiendo del tipo, una bomba de diafragma puede funcionar con electricidad o aire comprimido. Las bombas de diafragma se fabrican con diversos materiales, como plásticos y metales como acero inoxidable o aluminio. Los fabricantes de bombas de diafragma deciden el tipo de material a utilizar en función de las aplicaciones de la bomba.
¿Cómo funciona una bomba de diafragma?
El principio de funcionamiento de la bomba de doble diafragma se basa en el principio de desplazamiento del aire, en el que las membranas actúan como una pared de separación entre el aire y el líquido. La imagen siguiente se utilizará para describir el principio de funcionamiento de una bomba de diafragma.
Fig: Funcionamiento de una bomba de diafragma (créditos de la imagen: mechanicalboost.com
Los dos diafragmas (A y B) están conectados por un solo eje que les permite moverse al unísono. En el centro de los diafragmas hay una válvula de aire que dirige aire comprimido a la parte posterior de los diafragmas. Las cámaras de líquido se llenan y vacían alternativamente mediante fluido que se aspira a través de una entrada común y se descarga a través de una única salida. Cuando la válvula de aire dirige el aire comprimido a la parte posterior del diafragma A, la cámara B comienza su carrera de succión, que se inicia cuando el diafragma B se desplaza hacia el centro de la bomba, creando así un vacío en la cámara B. La presión atmosférica fuerza entonces la entrada de fluido en la cámara B a través de la válvula de bola de entrada. Al mismo tiempo, el diafragma A presurizado se está descargando y cuando alcanza el límite de su carrera de descarga, la válvula de aire redirige el aire presurizado a la parte posterior del diafragma B. Esto inicia la carrera de descarga del diafragma B y las fuerzas hidráulicas desarrolladas dentro de la cámara B fuerzan a la bola de entrada a volver a su asiento y a la bola de descarga a salir de su asiento. Esta condición permite que el fluido fluya a través de la descarga de la bomba. El mismo proceso ocurre en la cámara opuesta constituyendo un ciclo completo.
Características de la bomba de diafragma
- Fluido de descarga con pulsaciones
- La estanqueidad de la válvula de retención es muy importante
- El fluido de bombeo se separa de los componentes de la bomba sentiva
- Excelentes propiedades de ralentí
- capacidad de autocebado
- Aplicable a líquidos inflamables, corrosivos y abrasivos
- Las bombas de diafragma son bombas de desplazamiento
- Buena capacidad de aspiración
Tipos de bombas de diafragma
Los tipos de bombas de diafragma pueden clasificarse en función de los materiales de construcción y la fuente de la fuerza motriz.
Por material
- bomba de diafragma de acero inoxidable
Los componentes de este tipo de bombas de diafragma están fabricados en acero inoxidable. Las bombas de diafragma de acero inoxidable se utilizan mucho para trasvasar líquido en aplicaciones comerciales húmedas. La mayoría de las bombas de acero inoxidable funcionan con aire comprimido. Son adecuadas para el trasiego general por bombeo, el desagüe por dosificación aproximada, el trasiego de bajo cizallamiento, la recirculación de agua o productos químicos, la dispensación, la pulverización, el llenado y la evacuación de combustible. Los fabricantes de bombas secas de acero inoxidable también ofrecen un modelo de bombas con diseño de funcionamiento en seco, que son portátiles e intrínsecamente seguras. Estas bombas tienen numerosas características deseables, como resistencia al sobrecalentamiento y versatilidad de aplicaciones. En general, las bombas de diafragma de acero inoxidable pueden bombear una amplia gama de líquidos, desde ácidos, cáusticos y disolventes hasta líquidos de alta viscosidad sensibles al cizallamiento, como pinturas, tintas y adhesivos. También son adecuadas para abrasivos y lodos.
- Bomba de membrana de plástico
Se trata de bombas de diafragma de plástico. Son las más adecuadas para manipular productos químicos como ácidos y lejía. Sin embargo, es posible que no puedan manipular diversos productos químicos, como estireno y determinadas resinas. Un hecho atractivo de las bombas de diafragma de plástico es que no tienen fugas. Sin embargo, estas bombas requieren una inspección y un mantenimiento regulares en comparación con sus homólogas de acero inoxidable. El funcionamiento de una bomba de diafragma de plástico puede verse afectado por presiones y temperaturas elevadas.
- Bomba de membrana de aluminio
Este tipo de bomba de diafragma se construye principalmente con material de aluminio. La mayoría de estas bombas funcionan con motor y ofrecen un rendimiento de aire óptimo. Las bombas de diafragma de aluminio son capaces de manejar productos químicos agresivos. Su construcción atornillada también
evita las fugas de fluido, por lo que son adecuadas para manipular productos químicos sin fugas. Las bombas también disponen de válvulas de bola y tapones de fluido de fácil acceso, lo que facilita su mantenimiento y reparación.
Por conductor
- bomba neumática de membrana
Una bomba de diafragma accionada por aire es uno de los tipos más comunes de bombas de diafragma. Su funcionamiento se basa principalmente en el aire comprimido, que proporciona la fuerza motriz necesaria para deformar los diafragmas de la bomba y facilitar las carreras de succión y descarga de la bomba. Una bomba de diafragma accionada por aire contiene dos cámaras de líquido con dos diafragmas; de ahí que también se conozca como bomba de doble diafragma accionada por aire (AODD). Además, la bomba incluye válvulas antirretorno de descarga y aspiración en cada cámara de bombeo. En el interior de la bomba se instala un sistema de distribución de aire para ayudar a trasladar el suministro de aire de una cámara a otra. El control sistemático del flujo de aire comprimido de una cámara a la segunda hace que una cámara descargue todo su líquido en la tubería de expulsión mientras que la otra cámara se llena con el líquido. Uno de los principales problemas del diafragma accionado por aire son las pulsaciones en el caudal de descarga, que hacen necesaria la instalación de amortiguadores en la red de tuberías de expulsión.
- bomba eléctrica de membrana
Una bomba eléctrica de diafragma funciona con electricidad. Suelen ser bombas accionadas por motores pequeños y pueden producir una fuerza mecánica de entre 60 y 100 PSI. La bomba eléctrica de diafragma tiene dos estilos diferentes. El primer estilo se denomina estilo primario y contiene interruptores de fuerza fija para encender y apagar la bomba de forma regular y precisa en función de los ajustes de fuerza. El segundo estilo se conoce como estilo bypass. En el estilo bypass, el funcionamiento de la bomba depende de si la válvula de salida está cerrada o abierta, pero no de los ajustes de fuerza. Si la válvula de salida está abierta, la bomba seguirá funcionando independientemente de la magnitud de la fuerza aplicada al sistema. Si la válvula de salida está cerrada, el caudal interno de la bomba se detiene.
Ventajas de la bomba de diafragma
- Extremadamente eficaz porque puede trabajar con una amplia gama de líquidos, desde poco viscosos hasta muy viscosos
- gran volumen de desplazamiento
- Bomba de diafragma autocebante
- puede funcionar en una amplia gama de caudales y presiones
- Larga vida útil
- La bomba de diafragma tiene un alto rendimiento energético; el golpe de avance de la bomba aplica una fuerza extra
- Adecuado para transferir productos químicos corrosivos que serían peligrosos para el medio ambiente
- Puede ayudar a eliminar las fuerzas estacionarias dentro de la línea de flujo
- Portátil y fácil de instalar: se puede trasladar fácilmente a distintos lugares
- Fácil de mantener
Desventajas de la bomba de diafragma
- No suministran alta presión durante el funcionamiento
- Las bombas de diafragma tienen baja velocidad
- Su potente funcionamiento requiere un gran volumen de aire comprimido para elevar 100Psi
- Las bombas de diafragma no son muy eficientes energéticamente
- produce una descarga pulsante
Las pulsaciones en la descarga de la bomba están causadas por la acción cíclica de las membranas de la bomba, que acelera el fluido durante el ciclo de compresión y lo ralentiza durante el ciclo de aspiración. Una descarga pulsante de la bomba no es deseable porque produce fuertes vibraciones en la tubería de descarga de la bomba que pueden aflojar las conexiones de la bomba y provocar fugas. Las pulsaciones pueden solucionarse mediante dos técnicas principales. La primera consiste en instalar un amortiguador en la parte superior de la bomba para reducir las pulsaciones. La otra técnica consiste en utilizar dos cilindros, uno en la fase de compresión y otro en la de aspiración. Sin embargo, esta última técnica requiere la instalación de un amortiguador a la salida de la bomba.
- El funcionamiento de la bomba puede ser ruidoso
El funcionamiento ruidoso es más común en las bombas de membrana accionadas por aire. El ruido procede del purgado de las válvulas de aire y de la vibración debida a la acción pulsante de las membranas de la bomba. Para reducir el nivel de ruido, se puede instalar un silenciador en la línea de purga de aire.
Aplicaciones de las bombas de diafragma
Las bombas de diafragma se utilizan ampliamente en las industrias químicas para mover una gran variedad de líquidos, entre los que se incluyen los siguientes:
- productos químicos corrosivos, por ejemplo, ácido sulfúrico
- Lodos abrasivos y agua sucia
- Fluidos muy viscosos y pegajosos
- Sólidos más pequeños
- Aceite, cremas y geles
- Disolventes volátiles
- productos farmacéuticos
- alimentos sensibles
Las bombas de diafragma también se aplican en los siguientes procesos industriales
- mezcla química
- filtración de pintura
- recubrimiento en polvo
- suministro o transferencia de aire pulverizado
- impresión y tinta
- elaboración de alimentos y bebidas
Mantenimiento de la bomba de diafragma
El mantenimiento de las bombas es una actividad esencial para evitar reparaciones costosas y retrasos en la producción. Las bombas de diafragma son fáciles de mantener en comparación con otros tipos de bombas, que están formadas por muchos componentes mecánicos y eléctricos. Sin embargo, el mantenimiento eficaz de la bomba de diafragma requiere conocer las 4 áreas principales de mantenimiento.
- Entradas y salidas-Las entradas y salidas de las bombas, también llamadas puertos de succión y descarga, deben inspeccionarse y limpiarse constantemente para evitar la acumulación de residuos o piedras, que pueden bloquear el flujo de la bomba.
- Calidad del aire: la calidad del aire y el contenido de humedad afectan al funcionamiento de una bomba neumática de diafragma. Mantener la mejor calidad del aire puede ayudar a prolongar la vida útil de la bomba. Los filtros de aire deben revisarse y limpiarse periódicamente para evitar que se obstruyan con aire de mala calidad. El contenido de humedad en el aire se controla para mejorar el flujo adecuado de la bomba. Asimismo, debe regularse la presión del aire para garantizar que esté dentro del límite de funcionamiento de la bomba. Los fabricantes de bombas de diafragma suelen proporcionar un manual para orientar sobre los límites de presión y los caudales de la bomba.
- Componentes elásticos-Básicamente, se refiere a las membranas de la bomba. La membrana debe examinarse cada dos meses para evitar un desgaste irregular.
- Par de apriete- Un par de apriete demasiado alto puede comprimir y dañar la bomba, especialmente las bombas de diafragma de plástico. El par de apriete de los pernos de la bomba debe comprobarse periódicamente y mantenerse dentro del intervalo recomendado por el fabricante de la bomba.
Solución de problemas de bombas de diafragma
La bomba funciona en vacío o no mantiene la presión en vacío.
- Bolas, asientos o juntas tóricas de la válvula de retención desgastados (Sustituya las bolas, asientos o juntas tóricas de la válvula).
La bomba de diafragma no cicla o cicla y luego se para
- Bola de válvula muy desgastada (sustituir bola y asiento)
- Válvula de bola encajada en el asiento por presión excesiva (instalar válvula limitadora de presión)
- La válvula dispensadora está obstruida (reduzca la presión y despeje las válvulas)
Funcionamiento errático de la bomba de diafragma
- conducto de aspiración obstruido (inspeccionar y limpiar el conducto de aspiración)
- Válvula de bola con fugas o pegajosa (limpiar o sustituir las válvulas)
- Rotura del diafragma (Sustituir el diafragma)
- Escape restringido (eliminar restricción)
- Válvulas piloto, válvulas de aire, juntas dañadas (inspeccionar y sustituir los componentes dañados).
- Suministro de aire errático
- Hielo en el silenciador de escape (utilice un suministro de aire más seco).
La bomba de diafragma funciona pero no se ceba
- Velocidad de la bomba demasiado alta que provoca cavitación antes del cebado (reducir la presión de entrada de aire)
- Bolas de las válvulas de retención muy desgastadas (sustituir las bolas)
- entrada o salida obstruida (limpiar)
- accesorios de entrada o colectores perdidos (Apretar)
fallo prematuro del diafragma
- Cavitación (aumente el diámetro de la tubería en el lado de aspiración de la bomba o acérquese al producto)
- Presión excesiva en el lado de aspiración (eleve la bomba o colóquela encima del depósito para reducir la presión.
- Placas de diafragma incorrectas o instaladas al revés (consulte la guía del fabricante sobre la instalación correcta).
- Arranque con toda la presión (los fabricantes de bombas de diafragma recomiendan arrancar la bomba a baja presión)
Ciclismo desequilibrado
- Elevación excesiva de la aspiración (llenar las cámaras con líquido para cebar la bomba)
- fluido bombeado en el silenciador del aire de escape
- Fuga de aire en el lado de aspiración
- Válvulas de retención obstruidas (desalojar la obstrucción en la cavidad de la válvula de retención)
- Aire atrapado o bloqueo de vapor en la cámara (utilice tapones de ventilación para purgar las cámaras)
Burbuja de aire en el fluido
- Tubería de aspiración suelta (apretar)
- placa de diafragma del lado del fluido suelta
Congelación de la válvula de aire de la bomba de diafragma
- Humedad excesiva en el aire comprimido (utilice un filtro para eliminar la humedad del aire comprimido; instale un generador de aire caliente o un secador para el aire comprimido).
Escape excesivo de la bomba
- Bloque de válvulas de aire, juntas tóricas, placa, bloque piloto, copas en U o juntas tóricas del pasador piloto desgastados (inspeccionar y sustituir si es necesario).
- Juntas del eje desgastadas (sustituir)
Resumen
Este artículo ofrece información detallada sobre las bombas de diafragma. Estas bombas utilizan dos membranas flexibles para aspirar y bombear líquidos a través de la bomba. Son una forma excelente de mover grandes volúmenes de líquidos con facilidad y eficacia. Las bombas de diafragma están disponibles en diferentes diseños que aumentan su uso para diferentes fines industriales.
Estas bombas se clasifican en función del material de construcción y del tipo de accionamiento utilizado para una bomba determinada. Según el tipo de materiales, las bombas de diafragma son de tres tipos principales: bombas de diafragma de acero inoxidable, de plástico y de aluminio. En cuanto a la fuente de la fuerza motriz, la bomba de diafragma puede clasificarse en bomba de diafragma accionada por aire y bomba de diafragma accionada eléctricamente. En general, las bombas de diafragma se utilizan ampliamente en la industria química para mover una variedad de líquidos, incluyendo productos químicos corrosivos, lodos abrasivos y líquidos volátiles. También se utilizan en mezclas químicas, revestimientos en polvo, filtración de pinturas y procesamiento de alimentos y bebidas.
Una bomba de diafragma ofrece muchas ventajas, como un gran volumen de desplazamiento, capacidad de autocebado, alto rendimiento energético y larga vida útil. Un inconveniente importante de las bombas de diafragma en las aplicaciones es la producción de pulsaciones en la descarga Aunque las pulsaciones pueden reducirse significativamente instalando un amortiguador de pulsaciones, ello supone un coste añadido para la bomba. Además, la mayoría de las bombas son de baja velocidad y suministran líquido a baja presión. uno de los problemas más comunes de las bombas de diafragma es el escape excesivo de la bomba. Este problema está causado por bloques de válvulas de aire desgastados, sellos del eje desgastados. Otros problemas son la congelación en la válvula de aire de la bomba, los ciclos irregulares de la bomba, el fallo prematuro del diafragma, los ciclos de la bomba en un punto muerto o la falta de mantenimiento de la presión en un punto muerto. Este artículo también destaca claramente la posible causa de estos problemas y las posibles soluciones.