Repuestos
De las Bombas de Cavidad Progresiva

La bomba PCP es una bomba de cavidad progresiva. Este nombre explica cómo funciona.

Hay un espacio libre entre el stator y el rotor (cavity) que, durante la rotación del rotor, se propagará desde la succión de la bomba hasta su descarga.
La cavidad se moverá envolviendo el rotor y se moverá progresivamente hacia la salida.
Esta cavidad contiene el fluido bombeado.

Cuando el estator se desgasta, el rotor está menos apretado en el estator.
Cuando el fluido llega a la salida de la bomba, debe superar la presión de descarga del circuito.
Por lo tanto, el fluido buscará el camino de menor resistencia.
Si la menor resistencia es el sello entre el estator y el rotor, parte del fluido se filtrará a la cavidad anterior.
Cuanto mayor sea el desgaste del estator, más importante será esta fuga. Esta fuga es la causa de la disminución del caudal de la bomba.

La bomba es una bomba de desplazamiento positivo, su volumen no ha cambiado pero parte del flujo se ha «filtrado» al interior de la bomba.

La elección del material depende esencialmente de 2 factores, la compatibilidad química y la resistencia a la abrasión.

• Compatibilidad química: Para trabajar con productos químicamente agresivos, elija el acero inoxidable.
  El nivel de calidad del acero inoxidable (304, 316, dúplex) dependerá del fluido a bombear.
  Las aplicaciones alimentarias requieren el uso de acero inoxidable.

 

• Resistencia a la abrasión: Hay dos maneras de mejorar la resistencia a la abrasión, ya sea trabajando con un material más duro como el acero endurecido para herramientas (1.2436), o añadiendo una capa de cromo en el rotor.
  La capa de cromo puede ser añadida en cualquier acero, pero existe el riesgo de colocarla en un rotor que no sea de acero inoxidable.
  Si la capa de cromo está grabada mecánicamente en un lugar, el acero corre el riesgo de corroerse.
  La corrosión se extenderá bajo el cromo y se desprenderá con el tiempo.
  Y como resultado, dañará muy rápidamente el estator.

Para aumentar la presión de salida permitida, elegir una bomba de cavidad progresiva con más etapas.

En la práctica: esto significa que el número de cavidades sucesivas en la bomba aumenta.
Esto resulta en un aumento del número de líneas de sellado del estator/rotor entre la entrada y la salida de la bomba.

Aumentar el número de líneas de sellado reduce la tasa de fuga de la bomba interna a una presión determinada.
Esto le permite bombear a presiones más altas mientras mantiene la tasa de fuga interna bajo control.

Cuando el fluido llega a la salida de la bomba, debe superar la presión de descarga del circuito.
Por lo tanto, el fluido buscará el camino de menor resistencia.
Si la menor resistencia es el sello entre el stator y el rotor, parte del fluido se filtrará a la cavidad anterior.

Cuanto mayor sea el desgaste de la presión de descarga, mayor será la fuga.
Esta fuga es la causa de la disminución del caudal de la bomba.

Más allá de la presión máxima permitida de la bomba, todo el fluido que se filtra entre el estator y el rotor y la tasa de flujo de salida es cero.

Sí, el bombas de cavidad progresiva (PCP) puede utilizarse para la dosificación, siendo una bomba de desplazamiento positivo.

El número de revoluciones del rotor define con precisión el volumen suministrado, aunque la presión de salida influye.
También es una bomba dosificadora notable porque su flujo es constante a una presión definida, y no tiene pulsaciones, a diferencia de las bombas de diafragma o de pistón.

Como la bomba es impermeable, también puede ser usada como una válvula de cierre. Por lo tanto, es muy fácil obtener una dosificación relativamente precisa, sin pulsaciones y sin necesidad de añadir una válvula, simplemente controlando la rotación del motor.

By increasing the speed, the flow of the progressive cavity pump (PCP) increases.
The PCP pump is volumetric. It has a given capacity that is related to its geometry.
Each rotor revolution corresponds to a displaced volume.
So the flow curve is actually a straight line directly proportional to the speed of rotation.

Note: If the discharge pressure increases or the stator wears out, the leakage rate in the pump will increase and the total flow will be lower than the theoretical flow.

En la gran mayoría de los casos, la rápida destrucción del estator está relacionada con un funcionamiento en seco de la bomba.
Es decir, no había fluido que fluyera en la bomba.

Observe que en una bomba de tornillo excéntrico o en una bomba de cavidad progresiva, la stator se frota continuamente en el rotor.
Es un elastómero (goma) en contacto con el metal.
Si el contacto es directo, sin líquido para lubricar la fricción se vuelve importante y, en consecuencia, la temperatura del estator y del rotor aumentará rápidamente.

Ningún elastómero es resistente a temperaturas muy altas (¿ves qué temperatura para qué elastómero?).
Más allá de su límite de temperatura, el estator se dañará mecánicamente.
Como consecuencia, el rotor y el estator no estarán sellados entre la entrada y la salida de la bomba, las cavidades de la bomba permitirán las fugas y la bomba PC ya no bombeará.

Los otros casos más raros de destrucción menos rápida son: el ataque químico o mecánico de la bomba.
Si el fluido bombeado cambia repentinamente de composición, o se bombea un nuevo fluido, puede producirse un rápido desgaste.

Por ejemplo, la repentina presencia de arena en process water o un nuevo producto de limpieza para las tuberías de la comida son casos típicos.

Sí y no.
Al sellar las cavidades entre el rotor y el estator, la bomba podrá vaciar el aire de un tubo de succión, por lo que es realmente autocebable.
 
Pero la bomba de PCP odia el funcionamiento en seco. Esto deteriora muy rápidamente el estator.
Por lo tanto, si se pone en marcha una bomba seca, se logrará el efecto deseado a costa del deterioro de la bomba.

Pero si normalmente se bombea aceite o combustible y el estator permanece gordo entre operaciones, la bomba de PCP se autocebará de forma sostenible.

Una bomba de tornillo excéntrico es reversible, pero tiene una dirección de funcionamiento preferida: con la descarga a través del extremo libre del rotor que es el lado opuesto al motor.

Al tener el motor girando en la otra dirección, la bomba succionará desde el extremo y bombeará de vuelta a través del cuerpo de la bomba.
Esto sólo debe ser usado para aplicaciones de baja presión de descarga.
De hecho, en esta configuración, la presión de descarga se aplica en el sello mecánico de la bomba.
Por lo tanto, está sujeta a mayores restricciones y esto reduce su vida útil.

La elección del material elastomérico depende de una combinación de factores específicos de su aplicación:

• La temperatura del fluido transportado
  Entre 0 y 60°C, todo funciona.

 

• Compatibilidad con los alimentos
  Hay un número ilimitado de goma compatible con los estándares alimenticios, a saber, NBR, EPDM y algo de Viton®. También pueden existir en blanco o negro.

 

• Compatibilidad química
  A menudo debe comprobarse caso por caso.

 

• Para aplicaciones no agresivas (biogás, tratamiento de agua, food products …), El nitrilo es el material de referencia utilizado para los estatores, por sí solo cubre el 80% del mercado.

 

• Para aplicaciones de baja temperatura (por debajo de 0°C) o ácidos y bases ligeros, el EPDM será generalmente una buena elección. Por otro lado, está totalmente prohibido en presencia de aceites minerales.

 

• Para aplicaciones químicas agresivas o a altas temperaturas, en la mayoría de los casos el Viton será apreciado por su vestimenta.
  Pero tiene sus límites, como la baja resistencia al vapor de agua y a la soda cáustica (NaOH).

 

• Las propiedades físicas del material del estator
  Como ejemplo: la resistencia a la abrasión, en la que el Viton será pobre, el NBR suele ser un buen compromiso, y para casos extremos se recomienda el polibutadieno (Buna CD).

En todos los casos, se requiere un análisis y estamos listos para ayudarle con eso.

La presión máxima de salida dependerá del número de etapas de la bomba

Para la mayoría de los fabricantes, una etapa de bombeo es de 5 a 6 bares de presión máxima. Por lo tanto, una bomba de dos etapas puede alcanzar de 10 a 12 bares.
Estos son valores teóricos que se miden con agua y un nuevo estator.
Si la bomba no alcanza la presión de red requerida, suele ser una señal de que el estator está desgastado.

Obsérvese que los estatores de espesor constante permiten alcanzar una doble presión (12 bar por etapa).

En general, no es necesario cambiar el rotor cada vez que se reemplaza el estator.

Con la excepción de aplicaciones muy abrasivas, el rotor de la bomba de cavidad progresiva debe ser reemplazado después de 3 o 4 reemplazos de estator.

Aunque, es aconsejable cambiar el rotor tan pronto como presente marcas o si su sección ya no es circular,
porque, en este caso, su desgaste disminuye el rendimiento de la bomba o puede dañar prematuramente el estator.

El estator de una bomba de PCP puede desgastarse demasiado rápido debido a dos cosas: velocidad y material bombeado.

Cuanto más rápido bombeemos un material abrasivo, más rápido se desgastará el estator.
Así que, dependiendo del material que se bombee, hay que encontrar la velocidad de revolución del rotor ideal.

Aumentar la velocidad de rotación del rotor, resultará en un desgaste más rápido del estator.

For each fluid pumped, it is important to estimate the proper speed. Feel free to ask us more about this topic.

A modo de ejemplo, 180 rpm debe considerarse como una velocidad máxima de rotación para lodos y materiales abrasivos.

En algunos casos, es muy aconsejable comprar una bomba más grande que funcionará a menor velocidad.
De hecho, la diferencia entre el precio de compra de la nueva bomba compensará fácilmente los costos de los reemplazos de múltiples estatores.

Entender el NPSH es imperativo cuando se elige una bomba.

El NPSH es la abreviatura de Net Positive Suction Head.
En otras palabras, es el nivel de agua requerido (o la presión) por la bomba para evitar la cavitación (burbujas de vapor de implosión).

Para que una bomba funcione correctamente, debe tener una cierta presión en su entrada, lo que también es una función del modelo de la bomba.
Esta presión mínima requerida es el NPSH requerido.
Para conocer el NPSHr de una bomba, simplemente se refieren a las curvas de la bomba.
Tenga en cuenta que el NPSHr varía dependiendo del flujo.
Compruebe el punto de uso de su bomba y planifique para la seguridad.

El sistema de tuberías que alimenta la bomba ofrece el NPSH disponible o NPSHa.
Debe ser más alto en todo el rango de uso de la bomba, que el NPSHr.
Un buen enfoque es asegurar una reserva de mínimo 10% entre el NPSHr y el NPSHa, con un mínimo de 1 metro.

Para calcular el NPSHa, es necesario tener en cuenta la presión atmosférica (que varía según la altitud),
la densidad del fluido bombeado, la caída de presión a la máxima velocidad de flujo prevista en las tuberías de suministro del tanque de almacenamiento, así como la presión de vapor.

El funcionamiento adecuado de un sistema de bombeo requiere un cálculo preciso.
No dude en pedir consejo antes de hacer su elección.

Más sobre el NPSH en Wikipedia

No hay presión en la salida de la bomba porque la bomba no produce presión, sino flujo.
Combate la caída de presión, la contrapresión del circuito posterior.

Si la bomba está conectada a un grifo completamente abierto, la presión en la salida de la bomba es cero.
Si la válvula está cerrada, la presión será el valor máximo que la bomba puede proporcionar.

Por ejemplo, si no hay suficiente presión en el extremo de un inyector, es porque el inyector es demasiado grande o puede haber demasiados inyectores,
resultando en un flujo demasiado alto, y una presión más baja.
No hay suficiente pérdida de carga en el circuito, por lo que la presión no aumenta.

En una bomba cerrada, la forma fácil es calcular la relación entre la longitud y el diámetro del estator.
Esto dará una indicación: si la relación está entre 2 y 2,5, probablemente será una bomba PC de una sola etapa.
Si la relación está entre 3,5 y 5, probablemente será una bomba PC de dos etapas.

Hay algunas excepciones a esto, como por ejemplo para las bombas dosificadoras para las cuales la relación puede ser bastante diferente, o para las bombas de etapa única extendida para las cuales sólo es posible saberlo abriendo la bomba y contando las cavidades.
Una etapa corresponde a 2 sinusoides completas, o 2 cavidades (un hueco y una joroba).