Bomba de engranajes magnéticos
¿Qué es una bomba magnética de engranajes?
Se trata de una bomba de desplazamiento positivo que utiliza tecnología magnética para conectar el motor y la bomba. El sitio bomba magnética funciona sellando una cierta cantidad de líquido mediante engranajes entrelazados. El líquido se mueve cuando los engranajes giran. Este tipo de bomba transmite un flujo de fluido sin pulsaciones cuya cantidad es proporcional a la velocidad de los engranajes. Esta bomba es adecuada para su uso cuando se necesita alta presión, como en adhesivos, hidrocarburos, aceites de motor y combustibles líquidos, entre otros. Este tipo de bomba tiene un desplazamiento fijo del flujo de fluido. Esto significa que la bomba puede suministrar un caudal constante a una velocidad uniforme a pesar de los cambios de presión. Por lo tanto, por cada rotación del eje del engranaje, hay una cantidad constante de flujo de fluido. Los fabricantes de bombas de engranajes magnéticos diseñan esta bomba con dos engranajes: el engranaje impulsor y el engranaje conducido o loco. El engranaje impulsor es accionado por el motor a través de imanes. La bomba utiliza dos imanes que son el imán impulsor y el imán conducido. El imán impulsado hace girar el eje impulsor de la bomba que contiene.
Figura: Bomba magnética de engranajes
Componentes de una bomba magnética de engranajes
Motor
El motor es el componente que proporciona energía a la bomba. El motor funciona convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica que acciona la bomba.
Imanes
Hay dos imanes: el motor (imán exterior) y el accionado (imán interior). El imán exterior es accionado por el motor a través del eje del motor. El imán exterior hace girar al imán interior mediante la fuerza del campo magnético.
Marcha atrás
Es el engranaje accionado por el motor mediante acoplamiento magnético. Este engranaje gira a la misma velocidad que el motor.
Rueda loca/engranaje motriz
Es la rueda dentada que engrana con la rueda motriz. Debido al engrane, este engranaje es accionado por el engranaje motriz y, por tanto, gira en sentido contrario.
Vivienda
La carcasa está destinada a cubrir los engranajes y otras piezas internas de la bomba. Los fabricantes de bombas de engranajes magnéticos fabrican la carcasa con materiales metálicos resistentes para garantizar que la bomba pueda soportar altas presiones.
Sección de entrada
Esta es la parte por la que el líquido entra en la bomba. El líquido a baja presión entra en la bomba por este lado.
Sección de salida
Es la parte que lleva el líquido al destino deseado. Esta pieza está conectada a la tubería que llega hasta el lugar donde se necesita el líquido.
Figura: Componentes de una bomba magnética de engranajes
¿Cómo funciona una bomba magnética de engranajes?
Este tipo de bomba funciona utilizando un movimiento de engranaje giratorio para transportar el líquido. Este funcionamiento se basa en el principio de una bomba de desplazamiento positivo. Para poner en marcha la bomba, se enciende el motor. Esto permite el suministro de electricidad al motor. De este modo, el eje del motor empieza a girar a gran velocidad. La rotación del eje obliga al anillo magnético exterior a girar a la misma velocidad. Debido al patrón de campo magnético creado entre el imán exterior y el interior, el imán interior empieza a girar a la misma velocidad. El imán interior está conectado al eje del engranaje motriz para que giren a la misma velocidad angular. La rotación del eje del engranaje motriz deja al engranaje conductor en rotación.
Como el engranaje conductor y el conducido están engranados, el engranaje conducido gira en sentido contrario. Debido a la rotación de los dos engranajes, se crea un vacío parcial en la sección de entrada de la bomba. De este modo, el líquido del lado de aspiración de la bomba es aspirado por los engranajes. Una vez aspirado, el líquido queda bloqueado entre la carcasa y el engranaje. El líquido bloqueado entre la carcasa y los dientes del engranaje se mueve cuando los dientes del engranaje giran mientras el líquido fluye desde el lado de entrada al de salida. Lo mismo ocurre con el engranaje accionado, en el que el líquido se desplaza del lado de entrada al de salida. El fluido se descarga por el lado de salida de la bomba. Los engranajes impulsor y conducido están totalmente engranados entre sí, por lo que no hay espacio para que el líquido se mueva. Como tal, el líquido no puede fluir directamente hacia el lado de descarga o desde el lado de succión hacia el lado de salida. El líquido sólo puede fluir a través de la bomba cuando se produce la rotación de los engranajes; de lo contrario, el líquido no puede fluir.
Figura: Funcionamiento de una bomba magnética de engranajes
Tipos de bombas magnéticas de engranajes
Bomba de engranajes externa magnética
Se trata de una bomba de engranajes magnéticos diseñada con engranajes idénticos. Los dos engranajes giran en sentidos opuestos. El engranaje motor es accionado por el motor eléctrico a través del acoplamiento magnético para que pueda accionar el engranaje loco. Cada engranaje está montado en un eje soportado por cojinetes. Cuando los engranajes del lado de entrada salen del engranaje, el volumen de líquido aumenta en el lado de succión. Cuando los engranajes empiezan a girar contra la carcasa de la bomba, el líquido se desplaza hacia la cavidad y queda atrapado por los dientes de los engranajes. El líquido atrapado se desplaza por la carcasa desde la entrada hasta la salida. Cuando los dientes de los engranajes engranan en el lado de salida de la bomba, el volumen de líquido se reduce y el líquido se drena a presión.
Los fabricantes de bombas de engranajes magnéticos diseñan la bomba de forma que el líquido no pueda retornar desde el centro entre los engranajes si éstos están engranados. Debido a la estrecha tolerancia entre los engranajes de la bomba y la carcasa, la bomba produce succión en el lado de entrada e impide el retorno del líquido por el lado de salida. Para este tipo de bomba de engranajes magnéticos se pueden utilizar engranajes rectos, engranajes helicoidales o engranajes de espiga.
Figura: Bomba magnética de engranajes externos.
Bomba magnética de engranajes internos
Esta bomba funciona de forma similar al tipo externo de bomba de engranajes, pero tiene un tamaño distinto de los dos engranajes. Uno de los engranajes gira en el otro engranaje. El engranaje interno es el más grande y sus dientes sobresalen hacia dentro. El engranaje externo más pequeño dentro de esta zona está situado excéntricamente. Los fabricantes de bombas de engranajes magnéticos diseñan esta bomba de forma que los engranajes engranen en puntos específicos. El engranaje loco se sujeta mediante un piñón y un casquillo montados en la bomba. Esta bomba no es pulsante y puede funcionar en seco durante poco tiempo. También es bidireccional, lo que la hace adecuada para la carga y descarga de buques. Esta bomba magnética de engranajes es fiable y fácil de mantener y utilizar.
El volumen de líquido aumenta cuando se desacoplan los engranajes del lado de entrada. A medida que los engranajes giran con respecto a la carcasa, el líquido se desplaza hacia la cavidad de la bomba y queda atrapado por los dientes de los engranajes. A continuación, el líquido atrapado se desplaza alrededor de la carcasa desde el lado de aspiración hasta el de descarga. Cuando los engranajes del lado de salida engranan, el volumen de líquido se reduce y el líquido se drena.
Figura: Bomba magnética de engranajes internos.
Bomba de engranajes magnética sanitaria
Esta bomba está diseñada para mejorar los altos niveles de higiene. Engranaje magnético fabricantes de bombas diseñan esta bomba para su uso en aplicaciones que requieren altos niveles de higiene, como el procesado de alimentos y bebidas y la industria farmacéutica. Los niveles de higiene de esta bomba se consiguen teniendo en cuenta varios factores, como el material utilizado para fabricarla y consideraciones de diseño. El material utilizado debe ser inerte para el producto transportado y también seguro para el consumo humano. El diseño debe facilitar la limpieza de la bomba para garantizar que no haya olores ni acumulación de suciedad en su interior.
Eficacia de la bomba magnética de engranajes
Hay dos factores principales que afectan a la eficacia de una bomba de engranajes magnéticos:
Holgura del engranaje. Cuando el juego del engranaje es grande, se producen fugas de fluido. Sin embargo, dicho juego ayuda a reducir el desperdicio de energía al atrapar el fluido entre los dientes del engranaje.
Liquidación. La holgura entre el diámetro exterior y el extremo del engranaje permite el reflujo y la fuga de fluido. Sin embargo, el aumento de este juego reduce la fricción hidrodinámica y, por tanto, mejora la eficiencia.
Aplicaciones de la bomba magnética de engranajes
- Las bombas de engranajes magnéticos se utilizan en la industria alimentaria en aplicaciones como el transporte de aceites vegetales, azúcar, melazas, manteca de cacao, rellenos, chocolate y muchas otras.
- Esta bomba se utiliza en las industrias del papel y la pasta de papel para transportar látex, lodos, cal, caolín, lejía, licor negro, ácido, jabón y otros productos.
- Se utiliza para transportar resinas y adhesivos.
- La bomba magnética de engranajes se utiliza en plantas de procesamiento químico para trasvasar productos químicos mezclados, ácidos, isocianatos, plásticos y silicato sódico, entre otros.
- Se utiliza en las industrias de pinturas y tintas.
- Se utiliza en productos petroquímicos como aceites crudos, aceites lubricantes, brea, gasóleos, betún y productos similares.
- Se utilizan en el suministro y tratamiento de agua.
Ventajas de las bombas de engranajes magnéticos
- Tiene una larga vida útil. Esta bomba utiliza tecnología magnética para acoplar el eje del engranaje impulsor al motor. El acoplamiento magnético rara vez se rompe, lo que aumenta la vida útil de la bomba.
- Insensible a la densidad y viscosidad del fluido. A diferencia de la bomba centrífuga, que tiende a verse afectada por la viscosidad del fluido, esta bomba puede mover fluidos de alta y baja viscosidad utilizando su característica de desplazamiento positivo.
- Las bombas de engranajes magnéticos permiten el flujo de fluidos garantizando un caudal constante y uniforme. Cada rotación del engranaje produce un volumen específico de fluido a pesar de la presión.
- Estas bombas son autocebantes, a diferencia de las bombas centrífugas.
- Estas bombas toleran la contaminación, a diferencia de otras bombas que se obstruyen con la suciedad.
- La bomba magnética de engranajes es bidireccional, lo que permite su uso tanto para carga como para descarga.
- Tienen un diseño compacto y sencillo.
- Tiene un alto rendimiento al bombear fluidos muy viscosos, ya que las fugas son mínimas o nulas.
Desventajas de la bomba magnética de engranajes
- Estas bombas utilizan engranajes en malla, por lo que el uso de fluidos abrasivos supone un reto.
- Hacen mucho ruido.
- Las bombas de engranajes magnéticos son de pequeño tamaño, por lo que no pueden utilizarse para caudales de fluido de gran capacidad.
Solución de problemas de la bomba de engranajes magnética
La bomba gira pero no fluye líquido
- La válvula de aspiración está cerrada. Abra la válvula de aspiración.
- Baja altura neta positiva de aspiración (NPSH). Aumente el NPSH.
- Fuga de aire en la bomba. Repare la bomba.
- El depósito de suministro está vacío. Llene el depósito con el líquido a bombear.
- Colador obstruido. Abra el filtro y retire los materiales que lo obstruyen.
- Válvula de descarga cerrada. Abra la válvula de descarga.
Bajo caudal de fluido
- La bomba funciona muy rápido. Reduzca la velocidad de la bomba.
- Fuga en la bomba. Compruebe si hay fugas en la bomba y repárelas si es necesario.
- La válvula de aspiración no está completamente abierta. Abra la válvula por completo.
- Colador obstruido. Retire el material que pueda obstruir el filtro.
- La temperatura del líquido es demasiado alta. Haga funcionar la bomba a la temperatura recomendada por el fabricante de la bomba de engranajes magnéticos.
La bomba produce un exceso de presión
- La velocidad del motor es demasiado alta. Reduzca la velocidad del motor regulando la tensión y/o la frecuencia.
- Alta viscosidad del líquido. Asegúrese de que el líquido es el recomendado por el fabricante de bombas magnéticas.
- La válvula de descarga está cerrada. Abra la válvula.
Resumen
Una bomba de engranajes magnéticos utiliza tecnología magnética para conectar la bomba y el motor eléctrico. Esta tecnología magnética utiliza dos anillos magnéticos dispuestos con sus polos opuestos. Esta disposición tiene por objeto crear un patrón de campo magnético. Uno de los imanes (imán exterior) es accionado por el eje del motor cuando éste gira. Debido a esta rotación, el imán interior gira. Este imán interior tiene su eje con el engranaje de accionamiento para que el engranaje pueda girar cuando el motor está alimentado. La rotación del engranaje motriz hace girar el engranaje conducido, ya que ambos están en engrane constante. La rotación de los dos engranajes mueve el fluido desde el lado de entrada hasta el lado de salida de la bomba.
Los fabricantes de bombas de engranajes magnéticos producen varios tipos de bombas, como bombas sanitarias, bombas de engranajes externos y bombas de engranajes internos, entre otras. Las aplicaciones de esta bomba incluyen alimentos y bebidas, papel y pulpa, productos químicos y petroquímicos, entre otros. Las ventajas de las bombas de engranajes magnéticos son su durabilidad, facilidad de funcionamiento y mantenimiento, caudal de fluido constante y uniforme, y diseño sencillo y compacto.