¿Qué es una bomba de paletas? Funcionamiento, tipos y aplicaciones

A bomba de paletas es una bomba de desplazamiento positivo que entrega una flujo constante tasa bajo diferentes condiciones de presión. Es una bomba autoaspirante. Se le conoce como un “bomba de paletas” porque presuriza el fluido debido al impacto de las paletas. Carlos C. Barnes de Sackville, Nuevo Brunswick, inventó el primero bomba de paletas y lo patentó el 16 de junio de 1874.

Esta bomba tiene un número diferente de paletas instaladas en un rotor que se mueve en la cavidad. A veces, estas paletas pueden tener una longitud variable y estar tensadas para mantener el contacto con la pared a medida que la bomba deriva. La bomba también tiene una válvula de alivio de presión que detiene la acumulación de presión dentro de la bomba que podría romper la bomba.

Las últimas bombas de paletas tienen una superficie de contacto entre el estator y el rotor en lugar de un contacto de línea.

Estas bombas son las más utilizadas en sistemas de aire acondicionado, dirección asistida y automóviles.

Esta bomba de desplazamiento positivo se utiliza para transformar gas de alta presión en gas de baja presión. Las bombas de paletas no son adecuadas para fluidos altamente viscosos. La bomba de paletas puede manejar fluidos con viscosidad media y es más adecuada para manejar líquidos con baja viscosidad, como alcoholes, solventes, amoníaco y GLP.

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Funcionamiento de la bomba de paletas

Una bomba de paletas funciona de la siguiente manera:

• En primer lugar, la potencia se entrega al eje a través de un motor o motor eléctrico.

• El eje está conectado con el rotor, que gira de acuerdo con la rotación del eje.

• Este rotor tiene múltiples paletas que giran a medida que gira el rotor.

• A medida que gira el rotor, se genera un vacío dentro de la bomba; debido a eso, aspira agua externa hacia la bomba.

• A medida que el agua ingresa al área del rotor, las palas del rotor mueven el agua hacia afuera debido a la fuerza centrífuga.

• Cuando el agua golpea las paletas, estas paletas convierten la KE del agua en velocidad y la envían hacia el difusor o el área de la carcasa de la voluta.

• La carcasa de la voluta tiene un área de reducción; debido a eso, convierte la velocidad del agua en presión y aumenta la presión de acuerdo con los requisitos.

• Después de presurizar el agua, el agua se descarga y se entrega al área deseada.

Para una mejor comprensión, observe el siguiente video:

Componentes de la bomba de paletas

La bomba de paletas tiene los siguientes componentes principales:

• Caja

• Puerto de entrada

• Anillo de leva

• Puerto de salida

• Paletas

• Rotor

• Eje

1) carcasa

Esta es una parte exterior de la bomba de paletas rotativas. Proporciona seguridad a todos los componentes internos de la bomba. Evita que las partes internas, como el rotor, el eje, las paletas deslizantes, etc., sufran daños debido a una fuente externa.  

2) Puerto de entrada

Este puerto se utiliza para succionar el fluido hacia la bomba. Funciona como una válvula unidireccional.

3) Puerto de salida

Después de presurizar el fluido, la bomba descarga el fluido a través del puerto de salida. También funciona como válvula unidireccional.

4) eje

A eje de la bomba está conectado con un motor eléctrico. Este motor entrega potencia al eje y hace girar el eje. Este eje se conecta además con el rotor. 

5) Rotor

Es la parte más importante de la bomba, que juega un papel importante en la succión y presurización de fluidos. Se conecta con el eje. El rotor gira de acuerdo con la rotación del eje. Tiene múltiples paletas.

Cuando el rotor gira, crea un vacío dentro de la bomba debido a que la bomba succiona fluido.

6) Paletas

Las paletas de la bomba de paletas están montadas en el rotor. El objetivo principal de las paletas es convertir la energía cinética del fluido en su velocidad. Estas paletas tienen una forma rectangular. Las paletas deslizantes están presentes en las ranuras del rotor. Las paletas deslizantes se mueven dentro de las ranuras del

7) Anillo de leva

Este anillo está instalado en la pared interior de la carcasa de la bomba. 

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Tipos de bombas de paletas

La bomba de paletas tiene los siguientes tipos principales:

• Bomba de paletas balanceadas

• Bomba de paletas desequilibrada

• Bomba de paletas de desplazamiento variable

1) Bomba de paletas desequilibrada

1. Esta bomba es el tipo más común de bomba de paletas.

2. La diferencia de presión entre las válvulas de succión y descarga provoca un empuje lateral en el eje de la bomba. Este empuje lateral sobre el eje acorta la vida útil del cojinete. Este tipo de bomba de paletas se conoce como bomba de paletas desequilibrada debido a la diferencia de presión entre las válvulas de entrada y salida.

3. Mientras que la bomba de paletas equilibrada no tiene Empuje lateral en el eje del rotor.

4. La bomba de paletas desequilibrada tiene un rotor cilíndrico que se instala en el desplazamiento de una carcasa circular. Esto significa que el centro del rotor cilíndrico no coincide con el centro de la carcasa. Hay una cierta distancia entre el centro del rotor y el centro de la carcasa.

5. El rotor tiene una ranura radial que está ranurada en el eje de transmisión. El rotor se mueve en el anillo de levas. Cada ranura radial tiene una paleta que puede moverse libremente dentro y fuera de la ranura por la fuerza centrífuga. Las paletas están diseñadas de tal manera que hacen contacto con la superficie del anillo de leva cuando gira el rotor.

6. No hay fugas entre la carcasa y la punta de la paleta.

2) Bomba de paletas equilibrada

• La bomba rotativa de paletas balanceada tiene una carcasa elíptica. La carcasa elíptica y el rotor tienen el mismo centro. No hay compensación.

• Estas bombas de paletas tienen un diseño versátil y se usan más ampliamente en aplicaciones móviles e industriales.

• La diferencia de presión no se crea entre las entradas y las salidas porque esta bomba tiene dos entradas y una salida.

• Los dos puertos de entrada están en lados opuestos uno del otro. De manera similar, los puertos de salida también están en lados opuestos.

• Este conjunto de puertos de entrada y salida equilibra fuerzas de empuje iguales y opuestas para que el eje del rotor no se enfrente a ninguna fuerza de empuje lateral.

• Esta bomba de equilibrio ofrece un mejor rendimiento y una larga vida útil.

• Este tipo de bomba tiene una vida útil perfecta en muchas aplicaciones. En aplicaciones industriales, las bombas de paletas balanceadas tienen más de 24.000 horas de vida útil.

• El tamaño de la cavidad entre dos paletas disminuye desde el lado de entrada hasta el de salida.

• La bomba succiona fluido desde el puerto de entrada mientras descarga desde el puerto de salida.

• La presión que actúa sobre el rotor en la zona de salida es alta; las fuerzas en las dos áreas de salida son iguales pero opuestas. Por lo tanto, no hay carga neta sobre los cojinetes del eje.

3) Bomba de paletas de desplazamiento variable

• La bomba de paletas de caudal variable permite cambiar el tamaño de la bolsa.

• Debido a los diferentes tamaños del bolsillo de la bomba, la tasa de suministro también varía.

• En el caso de esta bomba, las paletas no entran en contacto directo con la carcasa de la bomba.

• Esta bomba rotativa de paletas tiene un anillo entre la paleta y la carcasa. Este anillo se llama anillo de reacción.

• Un extremo de este anillo se conecta al resorte y el otro extremo se conecta al tornillo de ajuste.

• El tamaño del bolsillo de la bomba cambia a través de los tornillos de ajuste.

• A medida que el tornillo de ajuste comienza a girar, el anillo de reacción también se mueve hacia arriba y hacia abajo.

• A medida que el anillo de reacción se mueve hacia arriba y hacia abajo, cambia el desplazamiento entre el centro del rotor y el centro del anillo de reacción.

• Debido a la variación del desplazamiento, también cambia el tamaño de la bolsa, lo que a su vez cambia el caudal de suministro de la bomba.

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Las ventajas y desventajas de la bomba de paletas se dan a continuación:

Ventajas de la bomba de paletas

1. Las bombas tienen capacidad de autocebado.

2. Estos tienen un diseño robusto.

3. Entregan un suministro constante de fluido a una velocidad determinada.

4. Una bomba de paletas rotativas proporciona un suministro continuo con una pulsación insignificante.

5. No necesitan válvulas de retención.

6. Estas bombas tienen poco peso.

7. Estos tienen un diseño robusto y compacto.

8. Tienen una alta eficiencia volumétrica y eficiencia general.

9. Esta bomba de desplazamiento positivo puede controlar fluidos con gases y vapores.

10. Tienen bajos niveles de vibración y ruido.

11. Estos tienen fácil mantenimiento.

12. Proporcionan un flujo libre pulsante.

13. Estos son los mejores para una amplia gama de aplicaciones.

Desventajas de la bomba de paletas

1. Requiere una válvula de alivio para evitar que la bomba se detenga repentinamente en la entrega.

2. Este tipo de bombas no son apropiadas para fluidos abrasivos.

3. Una bomba de paletas rotativas requiere un buen sello.

4. Estas bombas necesitan un sistema de filtración de alta calidad porque las partículas extrañas pueden causar fallas en la bomba.

5. Estos tienen un diseño complejo de carcasa y muchos otros componentes.

6. Estas bombas no son las mejores para aplicaciones de alta viscosidad o alta presión.

Aplicaciones de las bombas de paletas

• Las bombas de paletas se utilizan en máquinas de procesamiento de bebidas.

• Estas bombas se utilizan en aplicaciones de petróleo y gas.

• Las bombas de paletas también se utilizan para aplicaciones de presiones de rango medio, como máquinas dispensadoras (espresso, café y refrescos).

• Estos se utilizan en aerosoles y propulsores.

• Estas bombas se utilizan más ampliamente para aplicaciones de alta presión, como dirección asistida, acondicionadores de aire y supercargadores.

• Estas bombas se utilizan para el llenado de cilindros de GLP.

• Se utilizan para servicios de aviación como transferencia de combustible y deshielo.

• Se utilizan para la transferencia a granel de NH3 y GLP

Diferencia entre bomba centrífuga y bomba de paletas

La diferencia entre la bomba centrífuga y la bomba de paletas se da a continuación: