Todo lo que necesitas saber sobre las Bombas de Desplazamiento Positivo

Las bombas hidrostáticas o de desplazamiento positivo son componentes fundamentales en sistemas hidráulicos y oleohidráulicos, que desempeñan un papel crucial en la conversión de energía mecánica en energía hidráulica. Estas ingeniosas máquinas tienen una serie de características y funciones que las hacen esenciales en numerosas aplicaciones industriales. En este artículo, exploraremos en detalle las bombas de desplazamiento positivo, su funcionamiento, sus ventajas y aplicaciones.

¿Cómo funcionan las bombas de desplazamiento positivo?

Cuando una bomba hidráulica opera, realiza dos funciones principales que permiten el movimiento y la transferencia de fluidos en un sistema:

1. Creación de vacío en la línea de aspiración: La acción mecánica de la bomba crea un vacío en la línea de aspiración, lo que permite que la presión atmosférica empuje el líquido desde un depósito o fuente hacia el interior de la bomba. Este proceso se llama aspiración y es esencial para iniciar el flujo del líquido en la bomba.
2. Desplazamiento del líquido hacia la salida: La acción mecánica de la bomba mueve el líquido hacia el orificio de salida, forzándolo a ingresar en el sistema oleohidráulico. Esto se logra mediante el desplazamiento positivo, donde la bomba suministra una cantidad fija de líquido en cada ciclo o revolución, independientemente de la presión en la salida.

La relación entre caudal y presión en las bombas de desplazamiento positivo

Es importante destacar que una bomba de desplazamiento positivo produce flujo o caudal, pero no genera directamente la presión. La presión en el sistema depende de la resistencia que encuentra el fluido en su recorrido a través del circuito. En otras palabras, la presión aumentará a medida que la resistencia a la que se enfrenta el líquido aumente.

Por ejemplo, cuando una bomba no está conectada a un sistema (sin carga), la presión en la salida es cero. Sin embargo, cuando la misma bomba se conecta a un circuito o si se bloquea el orificio de salida, la presión aumentará gradualmente hasta que supere la resistencia de la carga.

Ventajas y aplicaciones de las bombas de desplazamiento positivo

Las bombas de desplazamiento positivo tienen muchas ventajas en comparación con otros tipos de bombas. Algunas de las ventajas clave incluyen:

Precisión en la entrega de fluidos: Estas bombas suministran una cantidad constante de líquido en cada ciclo, lo que las hace ideales en aplicaciones donde se requiere una dosificación precisa.

Alta eficiencia: Son eficientes energéticamente ya que no desperdician energía en la generación de presión a menos que encuentren resistencia en el sistema.

Funcionamiento suave y silencioso: Las bombas de desplazamiento positivo son conocidas por su funcionamiento suave y silencioso, lo que es esencial en aplicaciones donde se requiere un bajo nivel de ruido.

Tipos de Bombas de Desplazamiento Positivo: Una Mirada Detallada

Las bombas de desplazamiento positivo son componentes esenciales en sistemas hidráulicos y oleohidráulicos, y su funcionamiento se basa en la creación de un flujo constante, que permanece prácticamente invariable independientemente de las variaciones de presión a las que se enfrenten. La clave para mantener esta homogeneidad de caudal radica en las tolerancias extremadamente ajustadas entre el elemento de bombeo y la carcasa de la bomba, lo que minimiza las fugas internas.

1. Bombas de Caudal Fijo

Las bombas de caudal fijo son un tipo de bomba de desplazamiento positivo que suministra un volumen constante de líquido en cada ciclo o revolución del elemento de bombeo. Esto significa que el caudal se mantiene constante a una velocidad de trabajo determinada. Estas bombas son ideales cuando se requiere un flujo preciso y constante. Se clasifican según su cilindrada o el caudal suministrado a una velocidad de giro específica, así como la presión máxima de trabajo recomendada por el fabricante.

2. Bombas de Caudal Variable

A diferencia de las bombas de caudal fijo, las bombas de caudal variable permiten ajustar y modificar el caudal de salida. Esto se logra alterando la geometría del elemento de bombeo o cambiando la cilindrada del mismo. Estas bombas son versátiles y se utilizan en aplicaciones donde es necesario controlar la velocidad del sistema hidráulico con precisión.

Clasificación Adicional

Las bombas de desplazamiento positivo también se clasifican según el tipo de elemento de bombeo que utilizan, que puede ser paletas, engranajes, pistones u otros. Cada tipo tiene sus propias ventajas y aplicaciones específicas.

Rendimiento Volumétrico y Ventajas de las Bombas de Desplazamiento Positivo

Un aspecto crucial en la elección de una bomba de desplazamiento positivo es su rendimiento volumétrico. Aunque este rendimiento varía entre los diferentes tipos, no debe ser inferior al 85%. Esto garantiza la eficiencia y la capacidad de mantener un flujo constante, lo que es esencial en muchas aplicaciones industriales.

Comparación con Bombas de Desplazamiento Negativo

Es importante comprender por qué las bombas de desplazamiento positivo son preferidas en sistemas oleohidráulicos en comparación con las bombas de desplazamiento negativo. Hay tres razones fundamentales:

a) En las bombas de desplazamiento negativo, cuando la resistencia alcanza un valor determinado, la bomba deja de proporcionar caudal, lo que puede resultar en el paro del equipo.

b) Incluso antes de llegar a este valor crítico de presión, el caudal en bombas de desplazamiento negativo disminuye notablemente, lo que hace que el control de la velocidad del sistema sea impreciso.

c) Las fugas internas en bombas de desplazamiento negativo implican un alto consumo de energía mecánica que se desperdicia al no convertirse en energía hidráulica.

Importancia de las Válvulas de Seguridad

Dada la capacidad de las bombas de desplazamiento positivo para generar una presión instantánea en caso de bloqueo del orificio de salida, es crucial instalar una válvula de seguridad lo más cercana posible a la bomba en todos los sistemas hidráulicos. Esto evita daños a la bomba, el motor de accionamiento o el sistema en su conjunto.

En resumen, las bombas de desplazamiento positivo desempeñan un papel fundamental en aplicaciones hidráulicas y oleohidráulicas, con dos categorías principales: bombas de caudal fijo y bombas de caudal variable. Su rendimiento volumétrico, junto con la capacidad de mantener un flujo constante, las convierte en una elección lógica en numerosos entornos industriales. La tolerancia ajustada y las bajas fugas internas aseguran que estas bombas sigan siendo esenciales en sistemas que requieren precisión y eficiencia.

Estas bombas se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones industriales, desde sistemas hidráulicos en maquinaria pesada hasta sistemas de lubricación y dosificación en la industria química y farmacéutica.

En resumen, las bombas de desplazamiento positivo desempeñan un papel esencial en la conversión de energía mecánica en energía hidráulica y son vitales en numerosas aplicaciones industriales. Su capacidad para suministrar un flujo constante, su eficiencia y su funcionamiento suave las convierten en una opción preferida en muchas configuraciones.