Bomba neumática de membrana
¿Qué es una bomba neumática de membrana?
La bomba neumática de diafragma es una bomba de desplazamiento positivo que utiliza aire comprimido para mover líquidos mediante una fuerza de vaivén y una válvula de bola o de clapeta. El nombre de esta bomba proviene de una membrana de diafragma utilizada para realizar la acción de bombeo. Esta membrana funciona según el principio de desplazamiento del aire. La membrana es empujada y extraída dentro y fuera de la cámara de bombeo para permitir el flujo del fluido. Este tipo de bomba es muy versátil, ya que puede transportar líquidos con viscosidades alta, baja y media, así como fluidos con partículas en suspensión. Los fabricantes de bombas neumáticas de diafragma diseñan esta bomba para su uso incluso en productos químicos agresivos como los ácidos, ya que se pueden construir con varios tipos de materiales y diafragmas resistentes a los corrosivos., Esta bomba se puede utilizar en el manejo de una amplia variedad de fluidos en diversas industrias como el abastecimiento de agua, minería, productos químicos, petróleo y gas, papel y pasta de papel entre otros.
Figura: Bomba neumática de membrana
Componentes de una bomba neumática de membrana
Motor
El motor se utiliza para proporcionar la energía que acciona el sistema neumático para producir aire comprimido. La potencia del motor se transmite mediante un eje. El eje acciona un pistón para producir aire comprimido. El pistón está montado en la parte central de la membrana, lo que hace que ésta oscile al mover el fluido desde el extremo de succión al de descarga.
Eje de transmisión
Se trata de un eje que transmite la energía del motor a la bomba conectando la biela y el cigüeñal.
Biela y cigüeñal
La biela y el cigüeñal se utilizan para convertir el movimiento de rotación en movimiento oscilatorio. La biela conecta el eje del motor con el pistón.
Diafragma
Se trata de un componente de caucho o material termoplástico que se monta sobre el pistón. La función del diafragma es expandir y contraer el volumen de fluido de la cámara de bombeo para garantizar el funcionamiento de la bomba. El diafragma también tiene la misión de separar las piezas de transmisión y bombeo y evitar que el fluido penetre en las demás piezas de la bomba. Los fabricantes de bombas neumáticas de diafragma tienen en cuenta varios factores a la hora de diseñar el diafragma para garantizar que la bomba tenga una larga vida útil en función de dónde se vaya a utilizar.
Válvulas de aspiración e impulsión
La válvula de aspiración se utiliza para controlar el caudal de fluido que entra en la bomba y también para impedir cualquier intento de reflujo del fluido. La válvula de descarga controla el flujo de fluido desde la bomba y evita que cualquier fluido vuelva a la bomba.
Figura: Componentes de una bomba neumática de membrana
¿Cómo funciona una bomba neumática de membrana?
Esta bomba funciona mediante el uso de dos diafragmas flexibles. Las membranas se mueven hacia delante y hacia atrás para crear un vacío temporal. Este vacío sirve para mover el líquido hacia el interior de la bomba. Las membranas del diafragma actúan como tabiques entre el líquido y el aire. El funcionamiento de esta bomba consta de dos carreras. En la primera, las membranas se conectan a través de un eje por la parte central, donde se encuentra la válvula de aire. Esta válvula se utiliza para mover el aire comprimido detrás del primer diafragma y forzarlo a alejarse de la parte central. De este modo, el primer diafragma produce una carrera de presión que transporta el fluido de la bomba. Al mismo tiempo, el segundo diafragma succiona el proceso.
El aire situado detrás de la segunda membrana se libera a la atmósfera y la presión atmosférica desplaza el fluido hacia el lado de aspiración. En la segunda carrera, la válvula de salida es empujada fuera de su asiento. Cuando se completa la segunda carrera, la válvula de aire desplaza el aire detrás de la primera membrana y se repite todo el ciclo.
Figura: Funcionamiento de una bomba neumática de membrana
Tipos de bombas neumáticas de membrana
Bomba neumática de membrana de plástico para ingeniería
Se trata de una bomba fabricada con material plástico de ingeniería. Este material tiene mejores propiedades térmicas y mecánicas que los plásticos de uso común, como el PVC y el poliestireno. Sin embargo, una bomba fabricada con este material es bastante cara en comparación con las fabricadas con plásticos comunes como el PVC. La temperatura de funcionamiento de esta bomba es algo más alta que la de la bomba de plástico porque los materiales de ingeniería tienen mayor resistencia térmica en relación con los plásticos.
Bomba neumática de membrana de aluminio
Se trata de una bomba fabricada con material de aluminio. Este tipo de bomba se prefiere por su ligereza y su alta resistencia y resistencia a las altas temperaturas, lo que la hace fiable y segura en su funcionamiento. La alta resistencia del aluminio permite a esta bomba producir un flujo de fluido a alta presión adecuado para el transporte a larga distancia. El aluminio también tiene otras ventajas, como no ser tóxico y tener una excelente resistencia a la corrosión, lo que lo hace adecuado para su uso en fluidos corrosivos. Debido al material de aluminio, la bomba es fácil de mecanizar y producir debido a la maleabilidad del material de aluminio. Sin embargo, esta bomba es cara en comparación con las bombas de plásticos técnicos.
Bomba neumática de membrana de acero inoxidable
Se trata de una bomba neumática de diafragma fabricada en acero inoxidable. Esta bomba es muy fuerte en relación con las bombas hechas de plásticos de ingeniería y aluminio. Como tal, esta bomba es adecuada para su uso donde se necesita alta presión. El acero inoxidable también es resistente a la corrosión y tiene una baja expansión térmica adecuada para altas temperaturas. Sin embargo, esta bomba es más pesada que las de plástico técnico y aluminio.
Factores a tener en cuenta al seleccionar una bomba neumática de diafragma
Requisitos de volumen
Es importante seleccionar la bomba de forma que funcione a 50% de su máximo potencial durante un uso normal. Si funciona a 50% de su máximo potencial, podrá funcionar durante largos periodos sin mantenimiento. Los fabricantes de bombas neumáticas de diafragma diseñan esta bomba con su capacidad de trabajo en galones por minuto en el manual. Esto ayudaría a seleccionar una bomba mejor para 50% capacidad de fluido.
Material de la bomba
Los fabricantes de bombas neumáticas de diafragma producen estas bombas a partir de diferentes materiales. Uno de los principales materiales de los componentes que hay que tener en cuenta es la bola, los materiales del asiento de la bomba y los materiales del cuerpo de la bomba. La elección del material de revestimiento utilizado determina el tipo de fluido con el que puede funcionar la bomba. También dicta la temperatura de funcionamiento y la elección de sólidos contenidos en el fluido. Por ejemplo, el acero inoxidable es resistente a la corrosión y al desgaste, pero es caro. El material plástico, como el PTFE, es resistente a la corrosión y de bajo coste, pero no resiste el desgaste abrasivo.
Curva de rendimiento de la bomba
Los fabricantes de bombas neumáticas de diafragma diseñan cada bomba con una curva de rendimiento específica. Esta curva muestra el rendimiento de la bomba a una determinada altura de presión y caudal, así como la cantidad de aire necesaria a distintos niveles de funcionamiento. Esto ayuda a saber si la bomba que se está considerando será capaz de suministrar la carga de fluido requerida.
Aplicaciones de las bombas neumáticas de diafragma
- Minería. Estas bombas se utilizan para el achique de agua en minas y canteras subterráneas y en superficie, el transporte de lodos y fangos y el transporte de combustible para vehículos pesados de construcción.
- Plantas de procesamiento químico. Las bombas neumáticas de diafragma se utilizan en procesos de carga y descarga, como bombas portátiles de servicios públicos, dosificación o dosificación de productos químicos.
- Cerámica. Se utiliza en engobes cerámicos, moldes de llenado y transferencia de tanques diurnos.
- Recubrimientos. La bomba neumática de membrana se utiliza para transportar, dispensar y dosificar tinta o pintura, para pistolas pulverizadoras.
- Galvanoplastia y anodizado. Se utiliza para reponer los productos químicos en los tanques de acabado de metales o galvanoplastia, filtración y agitación de soluciones de limpieza.
- Industria papelera. Se utiliza para transportar colas, tintas de impresión y adhesivos a granel.
- Agua y tratamiento de aguas Las bombas neumáticas de diafragma se utilizan en el transporte de agua doméstica y comercial, así como de medios en suspensión como las aguas residuales.
- Petróleo y gas. Se utiliza en un filtro prensa, en el trasvase de balsas de decantación y en el trasvase de combustible a granel.
Ventajas de las bombas neumáticas de membrana
- Estas bombas no necesitan aceite y tienen menos juntas, a diferencia de las bombas centrífugas.
- Tiene una excelente resistencia al desgaste, por lo que es adecuado para su uso en abrasivos.
- Puede cebarse por sí solo para una cabeza de unos 6 m.
- Las bombas neumáticas de membrana tienen grandes volúmenes de desplazamiento de fluido.
- Tiene un diseño sencillo y compacto.
- Es fácil de limpiar y reparar.
- Es de gran versatilidad, ya que puede trabajar en casi todas las industrias, excepto en las que implican temperaturas muy elevadas.
- Esta bomba puede trasvasar fluidos tóxicos, abrasivos y corrosivos.
- Las bombas neumáticas de membrana pueden transportar fluidos muy viscosos, como grasa y alquitrán.
- Estas bombas tienen menos desgaste en el diafragma en relación con las bombas de diafragma accionadas mecánicamente debido al equilibrio de presión por el aire comprimido.
- El diseño de estas bombas ayuda a separar las partes líquidas y sensibles de la bomba y reduce así las posibilidades de reparación.
Desventajas de las bombas neumáticas de diafragma
- Estas bombas tienen bajas velocidades de funcionamiento.
- Su eficiencia energética es bastante baja en comparación con otras bombas.
- Las bombas neumáticas de membrana no son adecuadas para su uso a altas temperaturas.
- No producen una presión elevada en comparación con las bombas centrífugas.
Resolución de problemas de las bombas neumáticas de diafragma
La bomba no arranca
- Diafragma roto. Sustituya el diafragma.
- Caudal de aire bajo. Compruebe las conexiones de las tuberías, el tamaño y el consumo de la bomba en relación con otros dispositivos conectados en la misma línea.
- Baja presión de aire. Ajuste el nivel de presión. Compruebe también el consumo de la bomba en comparación con otros dispositivos montados en la misma línea.
- Falta de aire. Asegúrese de que las válvulas, los circuitos de aire y las conexiones funcionan correctamente.
- La válvula de control está dañada. Sustituya la válvula de control.
- La válvula de aspiración está cerrada. Abra la válvula de aspiración.
- La válvula de descarga está cerrada. Abra la válvula de descarga.
- El intercambiador neumático está dañado. Sustituya el intercambiador.
- La bomba se ha parado. Reajuste la bomba de acuerdo con el fabricante de la bomba neumática de diafragma.
La bomba no suministra ningún fluido
- La bola de la válvula no asienta correctamente. Desmonte la válvula de bola siguiendo las instrucciones del fabricante de la bomba neumática de diafragma y limpie el asiento y la bola de la válvula o sustitúyalos si es necesario.
- Altura de aspiración demasiado elevada. Reduzca la altura de aspiración.
- Viscosidad del fluido demasiado alta. Aumentar el diámetro del tubo de admisión y reducir los ciclos de la bomba.
- Tubería de aspiración obstruida. Abra la bomba y retire el material de bloqueo.
Los ciclos de bombeo reducen
- El tubo de aspiración está obstruido. Compruebe el tubo de aspiración y elimine cualquier material que lo obstruya.
- Fluido muy viscoso. Aumente el diámetro de la tubería o utilice una bomba más grande. Asegúrese de que la bomba se utiliza para la viscosidad de fluido recomendada por el fabricante de la bomba neumática de diafragma.
- Tubería de suministro obstruida. Limpie los materiales de bloqueo.
Bajo caudal de fluido
- Fluido muy viscoso. Utilice tuberías de gran diámetro, una bomba de gran tamaño y hágala funcionar a baja velocidad.
- El tubo de admisión no está conectado correctamente. Conecte el tubo correctamente.
Resumen
Una bomba neumática de diafragma es una bomba de desplazamiento positivo que funciona con aire comprimido. Como su nombre indica, esta bomba utiliza un componente de diafragma hecho de materiales como teflón, caucho o termoplástico para crear un movimiento alternativo que ayuda a mover el líquido. Los fabricantes de bombas neumáticas de diafragma diseñan esta bomba para utilizar dos diafragmas flexibles que están montados en un eje compartido para moverse hacia delante y hacia atrás repetidamente mientras bombean el fluido dentro y fuera de la cámara de la bomba. Este tipo de movimiento crea un vacío en la bomba que ayuda a la entrada de líquido a través de un puerto de entrada.
Los fabricantes de bombas neumáticas de diafragma producen varios tipos de bombas basadas en distintos materiales, como bombas de plásticos técnicos, bombas de acero inoxidable y bombas de aluminio, entre otros. Las aplicaciones de estas bombas incluyen la minería, el suministro de agua, el tratamiento de aguas residuales, el petróleo y el gas, el papel y la pulpa, el procesamiento químico y el recubrimiento en polvo, entre otros. Las ventajas de estas bombas son la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión, la facilidad de limpieza y reparación, la versatilidad, la autocebado y el gran desplazamiento de fluido.