Bombas neumáticas de doble diafragma

David Rozee explica cómo funcionan y cómo su aplicación de bajo mantenimiento está resultando rentable tanto para las empresas como para el medio ambiente.

Las bombas de doble diafragma accionadas por aire (AODD) son una interesante alternativa de desplazamiento sin sello a las bombas centrífugas. Son extraordinariamente buenos "todo terreno" y encuentran aplicaciones en una amplia gama de industrias, incluidas la construcción, la minería, la electrónica, la química y el procesamiento de alimentos.

Las bombas son autocebantes, por lo que pueden funcionar en seco sin sufrir daños y, como funcionan completamente con aire comprimido, son ideales para su uso en ubicaciones remotas o peligrosas, sin mencionar entornos explosivos. Requieren poco mantenimiento y ofrecen un bajo coste de propiedad, lo que completa un paquete atractivo.

Bombeo de fluidos residuales

El bombeo de fluidos residuales es un requisito importante en una gran cantidad de industrias diferentes y los desechos líquidos frecuentemente pueden contener cantidades variables de sólidos, desde lodos, lodos y sólidos en aplicaciones de desechos municipales e industriales, hasta lodos cargados con rocas, guijarros y otras partículas en la industria minera.

Las bombas neumáticas de doble diafragma triunfan sobre otros diseños de bombas, como aquellas con mecanismos giratorios o ajustados donde los lodos abrasivos pueden causar un desgaste grave de las piezas que funcionan.

Como resultado, esto puede provocar importantes costes de restauración y, en muchos casos, suspender la productividad. Debido al tamaño y la composición de las bombas AODD, estos problemas rara vez ocurren.

Por supuesto, las bombas AODD no se limitan a bombear residuos que contienen sólidos; Son igualmente adecuadas para bombear otros tipos de residuos, incluidos productos químicos agresivos e incluso fluidos viscosos, ya que el caudal es directamente proporcional a la velocidad de la bomba.

Para este tipo de aplicación, las bombas AODD se diferencian de otros tipos de bombas en que reducen automáticamente la tasa de bombeo a medida que aumenta el nivel de viscosidad. También dejan de bombear inteligentemente cuando el líquido ya no puede moverse para evitar la posibilidad de dañarse. Otras bombas luchan con materiales viscosos y pueden perder fricción dentro de la propia bomba, así como entre las paredes de la tubería y el líquido.

El principio de bombeo AODD

Para comprender mejor los numerosos beneficios que ofrecen las bombas AODD, vale la pena examinar la forma en que funcionan. La figura 1 muestra cómo los dos diafragmas de la bomba (A y B) se mueven de izquierda a derecha y viceversa dirigiendo aire comprimido alternativamente hacia ellos a través de una válvula de aire central.

El movimiento del diafragma A hacia el centro de la bomba genera un vacío parcial en la cámara, lo que hace que la válvula de bola 1 se cierre mientras que la válvula de bola 2 se abre cuando la presión del aire fuerza el líquido desde la entrada ('I') hacia la cámara.

Al mismo tiempo, el diafragma B comprime el volumen en su cámara, lo que cierra la válvula 3 y fuerza al fluido a pasar la válvula 4 y salir a través del puerto de salida ('O'). Cuando la válvula de aire invierte el movimiento de los diafragmas, el fluido se bombea a través del lado izquierdo de la bomba. Los diafragmas están sujetos a las paredes de la cámara de bombeo para que no haya sellos deslizantes en la bomba. El diagrama muestra el flujo de líquido desde abajo hacia arriba; sin embargo, los diseños alternativos permiten que el líquido fluya desde arriba hacia abajo de la bomba o incluso a través del centro de la bomba, lo que puede generar flujos más suaves.

Las bombas AODD contienen menos piezas móviles que muchos otros tipos de bombas y son fáciles de configurar. No hay sellos de eje ni cajas de empaque involucradas. El diafragma es un sello dinámico que convierte la presión neumática de un lado en presión de fluido del otro (el medio a bombear). Los caudales de descarga se ajustan controlando la entrada de aire, por lo que no se requieren sistemas de control complejos.

Vaciado de contenedores de residuos

Los fluidos residuales se almacenan frecuentemente en contenedores y es posible que luego deban transferirse a otros contenedores, como un camión cisterna, para retirarlos del sitio. Las bombas AODD son muy adecuadas para este tipo de aplicación porque son inherentemente autocebantes en seco. Esto significa que son capaces de aspirar líquido incluso cuando se instalan por encima del nivel del líquido de origen, a diferencia de las bombas centrífugas que requieren una carga inicial de líquido.

Otro gran beneficio de las bombas AODD, con respecto a la función de autocebado, es su capacidad para actuar como "eliminador". Al conectar una manguera a la entrada, la bomba puede funcionar como una especie de aspiradora para limpiar y vaciar completamente tambores, barriles y otros contenedores. Este aspecto de ahorro de costos de las bombas agrega valor real al usuario final.

A diferencia de la mayoría de las bombas centrífugas y de desplazamiento que fallan si funcionan en seco, las bombas AODD tienen la capacidad de funcionar más rápido sin sufrir daños cuando funcionan en seco. Además, también se pueden agregar válvulas de cierre de aire para reducir la cantidad de aire comprimido que se desperdicia durante el funcionamiento en seco.

Los materiales importan

La versatilidad de este tipo de bomba y la variedad de aplicaciones que pueden adaptarse se debe en gran parte a la amplia gama de materiales que se pueden utilizar en la construcción tanto del cuerpo de la bomba como de los diafragmas. El diafragma es literalmente el corazón de la bomba. Los factores clave a tener en cuenta al determinar la idoneidad de una bomba de diafragma para determinadas aplicaciones son los materiales que deben bombearse, la temperatura a la que deben funcionar, el efecto potencial en el equipo y, por supuesto, la vida útil flexible del diafragma. .

Se utilizan varios componentes de caucho en la fabricación de diafragmas y se utiliza una malla de tela de nailon para estabilidad dimensional y resistencia adicional. Los elastómeros como Neopreno, Buna-N, EPDM (Nordel) y Viton son los más utilizados. Su principal característica es la flexibilidad que permite desplazar más volumen. También se encuentran disponibles materiales termoplásticos para la fabricación de diafragmas. Estos se producen mediante un proceso de moldeo por inyección y no requieren refuerzo de tela para lograr estabilidad dimensional o resistencia a la tracción. Los más populares son el poliuretano, Hytrel, Santoprene y Teflón. El poliuretano proporciona excelentes diafragmas de uso general que son los más económicos de todos, con una vida flexible extremadamente buena.

Los fabricantes de bombas individuales también han desarrollado derivados de los materiales anteriores para su uso en sus propias bombas. A pesar de que el teflón tiene muy poca elasticidad, lo que puede reducir el caudal hasta en una quinta parte, un diafragma de respaldo de goma adicional puede proporcionar flexibilidad y memoria adicionales. Los diafragmas PFTE se han desarrollado para aumentar la flexibilidad, la memoria y también los caudales. También se encuentran disponibles diafragmas de una sola pieza donde el diafragma de PTFE está unido directamente a un diafragma de caucho para combinar la resistencia química del PTFE con las características de flexión de un elastómero.

Coste de propiedad

Si una planta no está diseñada adecuadamente para la aplicación de una bomba AODD, el funcionamiento de la bomba podría terminar costando más de lo que debería. Dicho esto, el costo de propiedad de la bomba en sí se puede desglosar en costos de inversión e instalación, costos de mantenimiento y conservación, incluida la mano de obra y repuestos, costos de energía, así como costos de eliminación y eliminación de desechos.

Los costos de compra dependerán naturalmente del tamaño de la bomba y de los materiales de fabricación, pero como hay muchos fabricantes para elegir, los precios tienden a ser competitivos. Sin embargo, los costos de instalación son mínimos ya que las bombas se pueden colocar donde haya espacio adecuado para ellas, incluso sumergidas si el líquido es compatible con el material de la bomba y el escape sale del líquido.

Pueden surgir costos adicionales si se requieren amortiguadores de pulsaciones para acomodar vibraciones y sobretensiones en los sistemas de tuberías. Las bombas AODD son muy confiables ya que tienen muy pocas piezas móviles y componentes que puedan desgastarse. Se desmontan fácilmente para mantenimiento o sustitución de diafragma.

Las principales partes de trabajo son las válvulas, los asientos de válvula y los diafragmas. Los repuestos suelen tener un coste bastante económico, pero es vital seleccionar las piezas correctas y correspondientes. Por ejemplo, el neopreno es excelente para uso general como diafragma de bajo costo que ofrece la mayor vida útil. Los diafragmas a base de teflón son generalmente los más caros, con otros materiales intermedios, por lo que si bien el diafragma utilizado debe ser compatible con el fluido que se va a bombear, se debe tener cuidado para asegurarse de que no esté "sobreespecificado", lo que llevaría a costos innecesarios.

Los costos de energía de la bomba provienen del consumo de aire comprimido necesario para alimentar la bomba. Dado que el aire comprimido es un servicio relativamente costoso en muchas plantas y requiere compresores y sistemas de distribución de aire, esto representa el principal costo de funcionamiento de una bomba AODD. Sin embargo, las bombas AODD se pueden utilizar en lugares donde simplemente no hay electricidad disponible o en áreas peligrosas donde el suministro eléctrico está restringido. Esto permite a las bombas AODD una mayor flexibilidad que las bombas centrífugas y de desplazamiento positivo.

Las bombas AODD son generalmente respetuosas con el medio ambiente ya que la mayoría utiliza aire comprimido sin aceite para un funcionamiento libre de contaminación. No se expulsa neblina de aceite a la atmósfera y tampoco puede haber contaminación de aceite en el fluido bombeado. Dado que hay pocos componentes que requieren mantenimiento, es relativamente sencillo restaurar las bombas AODD, lo que aumenta su vida útil y reduce aún más el costo de propiedad.

Mucho donde elegir

Como ya se mencionó, existe una gran variedad de bombas AODD de una gran cantidad de fabricantes, por lo que puede resultar útil consultar con proveedores de bombas independientes, que no están vinculados a un fabricante en particular, para obtener asesoramiento sobre la bomba más adecuada para un determinado aplicación dentro del presupuesto asignado.

David Rozee está conBombas Triark.