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UNIVERSIDAD PRIVADA DOMINGO SAVIO

BOMBA DE PISTÓN ESTUDIANTES: CAROLINA VILARPANDO MEDINA

TEMA:

BOMBA DE PISTÓN DOCENTE: Ing. NORBERTO JUSTINIANO AREA: ING EN GESTION PETROLERA

ÍNDICE Índice temático Titulo

Página

1. INTRODUCCION……………………………………………………………..…….…1 2. MARCO TEORICO (Sistema hidráulico) …...………..………………..…………….1 3. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA HIDRÁULICO……..2 4. COMPONENTES DE UN SISTEMA HIDRÁULICO..………………….…..……..3 4.1 Bomba hidráulica………………………..…………………………………………..4 4.3 Bomba de engranajes…………………………………..….……….………..………5 4.3 Bomba de paletas…………………………………….……………………….….….6 5. BOMBAS DE PISTONES……………........………….…………………..........………9 5.1 Clasificación de las bombas de pistones………..………………………………….10

6

5.1.1

bombas axiales…………………...……………….…………..……………11

5.1.2

bombas radiales……………………..….………………………………….18

Aplicaciones de la bomba de pistón…….…………………………………………….24

Índice de Figuras Titulo

Página

Figura 1. Bomba hidráulica……………………………………………………………. 4 Figura 2. Bombas no regulables…………...…...……………………………………..... 4 Figura3. Bomba de engranajes…………...…………………………………………….. 5 Figura 4. Bomba de paletas………………………………..…………………………….6 Figura 5. Bomba de pistón……………………………………………………………... 7 Figura 6. Motor hidráulico……………………………………………………………...7 Figura7. Bomba de pistón axial………………………..………………………………..9 Figura 8. Bomba de pistón radial…………...…………………………………………...9

Figura 9. Piezas internas de una bomba de pistón………..…………………………….10 Figura 10. molino eólico con mecánica para el bombeo de agua…………...…………11 Figura 11. Bomba de pistón axial……………...………………………………………11 Figura 12. Bombas de pistón axiales acodadas…………..……………………………12 Figura 13. Construcción de la máquina de pistones axiales……………………………13 Figura 14 montajes de una bomba bajo tanque…………………………..…………….14 Figura 15. Partes de una bomba de pistones axial………………………...……………16 Figura 16. Bombas radiales……………………………………………………………17 Figura 17. Funcionamiento de una bomba radial………………………………..…….17 Figura 18. Bombas rotativas de pistones axiales…………………………………….…18 Figura 19. Plato distribuidor de la bomba de pistones…………………………………20

1. INTRODUCCIÓN

Esta es la bomba de pistón hidráulico que se acciona por una unidad de fuerza hidráulica conectada eléctricamente. La bomba y la unidad de fuerza hidráulica forman un simple conjunto integrado de la bomba.

La bomba es de un diseño robusto y resistente y construcción con una vida de trabajo anticipada que sobre pasa los 20 años con mantenimiento mínimo, lo que permite un costo efectivo de manipulación de las pulpas. La bomba puede utilizarse en alimentación de filtros prensas y aplicaciones de transferencia de la pulpa que dan un flujo constante controlado o un flujo menor con incremento de presión.

Para obtener bombas de capacidades de flujos superiores pueden instalarse unidades múltiples y controladas de un simple transformador hidráulico.

Producción de energía hidráulica: La ventaja que implica la utilización de la energía hidráulica es la posibilidad de transmitir grandes fuerzas, empleando para ello pequeños elementos y la facilidad de poder realizar maniobras de mandos y reglaje. A pesar de estas ventajas hay también ciertos inconvenientes debido al fluido empleado como medio para la transmisión. Esto debido a las grandes presiones que se manejan en el sistema las cuales posibilitan el peligro de accidentes, por esto es preciso cuidar que los empalmes se encuentren perfectamente apretados y estancos.

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2. MARCO TEÓRICO

Sistema hidráulico Es un mecanismo operado por la resistencia que ofrece la transmisión o la presión cuando el líquido es forzado a través de una pequeña abertura o tubo. Puede verse como una red interdependiente, cuidadosamente equilibrada. La idea básica detrás de cualquier sistema es muy simple, la fuerza que se aplica en un momento dado en un punto se transmite a otro punto en forma de fluido. El líquido que se usa es casi siempre un aceite de algún tipo (fluido hidráulico). La fuerza se multiplica casi siempre en el proceso. Un ejemplo de un sistema hidráulico simple, es colocar dos pistones conectados por la parte inferior con una tubería llena de aceite, que puede ser de cualquier tamaño y forma. Si se aplica una fuerza hacia abajo a un pistón, entonces la fuerza se transmite al segundo pistón a través del aceite en la tubería. Lo sorprendente es que la fuerza aplicada que aparece en el segundo pistón es casi la totalidad de la fuerza aplicada en el primer pistón. Lo que hace importante a los sistemas hidráulicos es la facilidad de poder controlar el aumento y disminución de la fuerza aplicada; Esto se consigue cambiando el tamaño de un pistón y el cilindro con respecto a la otra, en los sistemas mecánicos. En los sistemas hidráulicos hay que evitar las burbujas de aire. Si hay una burbuja de aire en el sistema, entonces la fuerza aplicada del primer pistón se enfoca en la compresión del aire en lugar de pasar el segundo pistón. Principales VENTAJAS de los sistemas hidráulicos: 

Transmisión de fuerzas considerables con elementos de pequeñas dimensiones



Posicionamiento exacto



Arranque desde cero con carga máxima



Movimientos homogéneos e independientes de la carga, ya que los fluidos apenas se comprimen y porque pueden utilizarse válvulas reguladoras



Trabajos y conmutaciones suaves

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

Buenas características de mando y regulación



Condiciones térmicas favorables

Principales DESVENTAJAS de los sistemas hidráulicos: 

Contaminación del entorno por fugas de aceite (peligro de incendio y de accidentes)



Sensibilidad a la suciedad



Peligro ocasionado por las altas presiones



Dependencia de la temperatura (cambios de la viscosidad)



Grado limitado de eficiencia.

3. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA HIDRÁULICO El principio más importante en hidráulica es de Pascal que postula que: La fuerza ejercida sobre un líquido se transmite en forma de presión sobre todo el volumen del líquido y en todas direcciones. Para el funcionamiento de un sistema hidráulico se necesitan algunos componentes simples que se combinan para formar un circuito hidráulico. Debemos, en principio, basarnos en dos conceptos fundamentales: 

Fuerza

Es toda acción capaz de cambiar de posición un objeto, por ejemplo el peso de un cuerpo es la fuerza que ejerce, sobre el suelo, ese objeto. 

Presión:

Es el resultado de dividir esa fuerza por la superficie que dicho objeto tiene en contacto con el suelo.

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De ello se deduce la fórmula de: 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 = 𝑭𝒖𝒆𝒓𝒛𝒂/𝑺𝒖𝒑𝒆𝒓𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆. 𝑷 = 𝑭/𝑺 De aquí podemos deducir que: 𝑭𝒖𝒆𝒓𝒛𝒂 = 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 𝑿 𝑺𝒖𝒑𝒆𝒓𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆; 𝑦 𝑺𝒖𝒑𝒆𝒓𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆 = 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎/𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏. La presión se mide generalmente en Kilogramos/cm2. Finalmente, La hidráulica consiste en utilizar un líquido para transmitir una fuerza de un punto a otro. 4. Componentes de un sistema hidráulico Bombas y motores: Nos proporcionan una presión y caudal adecuado de líquido a la instalación.

4.1 Bomba hidráulica

La bomba hidráulica convierte la energía mecánica en energía hidráulica. Es un dispositivo que toma energía de una fuente (por ejemplo, un motor, un motor eléctrico, etc.) y la convierte a una forma de energía hidráulica. La bomba toma aceite de un depósito de almacenamiento (por ejemplo, un tanque) y lo envía como un flujo al sistema hidráulico. Todas las bombas producen flujo de aceite de igual forma. Se crea un vacío a la entrada de la bomba. La presión atmosférica, más alta, empuja el aceite a través del conducto de entrada a las cámaras de entrada de la bomba. Los engranajes de la bomba llevan el aceite a la cámara de salida de la bomba. El volumen de la cámara disminuye a medida que se acerca a la salida. Esta reducción del tamaño de la cámara empuja el aceite a la salida. La bomba sólo produce flujo (por ejemplo, galones por minuto, litros por minuto, centímetros cúbicos por revolución, etc.), que luego es usado por el sistema hidráulico. La bomba NO produce “presión”. La presión se produce por acción de la resistencia al

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flujo. La resistencia puede producirse a medida que el flujo pasa por las mangueras, orificios, conexiones, cilindros, motores o cualquier elemento del sistema que impida el paso libre del flujo al tanque. Hay dos tipos de bombas: regulables y no regulables.

Fig. 1: bomba hidráulica  Bombas no regulables: Las bombas no regulables tienen mayor espacio libre entre las piezas fijas y en movimiento que el espacio libre existente en las bombas regulables. El mayor espacio libre permite el empuje de más aceite entre las piezas a medida que la presión de salida (resistencia al flujo) aumenta. Las bombas no regulables son menos eficientes que las regulables, debido a que el flujo de salida de la bomba disminuye considerablemente a medida que aumenta la presión de salida. Las bombas no regulables generalmente son del tipo de rodete centrífugo o del tipo de hélice axial. Las bombas no regulables se usan en aplicaciones de presión baja, como bombas de agua para automóviles o bombas de carga para bombas de pistones de sistemas hidráulicos de presión alta.

Bomba de rodete centrífuga: La bomba de rodete centrífuga consiste de dos piezas básicas: el rodete (2), montado en un eje de salida (4) y la caja (3). El rodete tiene en la parte posterior un disco sólido con hojas curvadas (1), moldeadas en el lado de la entrada. El aceite entra por el centro de la caja (5), cerca del eje de entrada, y fluye al rodete. Las hojas

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curvadas del rodete impulsan el aceite hacia afuera contra la caja. La caja está diseñada de tal modo que dirige el aceite al orificio de salida.

Fig.2: Bombas no regulables  Bombas regulables Hay tres tipos básicos de bombas regulables: de engranajes, de paletas y de pistones. Las bombas regulables tienen un espacio libre mucho más pequeño entre los componentes que las bombas no regulables. Esto reduce las fugas y produce una mayor eficiencia cuando se usan en sistemas hidráulicos de presión alta. En una bomba regulable el flujo de salida prácticamente es el mismo por cada revolución de la bomba. Las bombas regulables se clasifican de acuerdo con el control del flujo de salida y el diseño de la bomba. La capacidad nominal de las bombas regulables se expresa de dos formas. Una forma es por la presión de operación máxima del sistema con la cual la bomba se diseña (por ejemplo, 21.000 kPa o 3.000 lb/pulg2). La otra forma es la salida específica suministrada, expresada bien sea en revoluciones o en la relación entre la velocidad y la presión específica. La capacidad nominal de las bombas se expresa ya sea en l/min-rpm-kPa o gal EE.UU./min-rpm-lb/pulg2 (por ejemplo, 380 l/min-2.000 rpm-690 kPa o 100 gal EE.UU./min-2.000 rpm-100 lb/pulg2). Cuando la salida de la bomba se da en revoluciones, el flujo nominal puede calcularse fácilmente

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multiplicando el flujo por la velocidad en rpm (por ejemplo, 2.000 rpm) y dividiendo por una constante. 4.2 Bombas de Engranajes

Las bombas son componentes del sistema hidráulico que convierten la energía mecánica transmitida desde un motor eléctrico a energía hidráulica. Las bombas de engranajes son compactas, relativamente económicas y tienen pocas piezas móviles. Las bombas de engranajes externas se componen de dos engranajes, generalmente del mismo tamaño, que se engranan entre si dentro de una carcasa. El engranaje impulsor es una extensión del eje impulsor. Cuando gira, impulsa al segundo engranaje.

Cuando ambos engranajes giran, el fluido se introduce a través del orificio de entrada. Este fluido queda atrapado entre la carcasa y los dientes de rotación de los engranajes, se desplaza alrededor de la carcasa y se empuja a través del puerto de salida. La bomba genera flujo y, bajo presión, transfiere energía desde la fuente de entrada, que es mecánica, hasta un actuador de potencia hidráulica.

Fig.3: bomba de engranajes

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4.3 Bombas de Paletas

-

No Balanceadas: La parte giratoria de la bomba, o el conjunto del rotor, se ubica fuera del centro del anillo de leva o carcasa. El rotor está conectado a un motor eléctrico mediante un eje. Cuando el rotor gira, las paletas se desplazan hacia afuera debido a la fuerza centrífuga y hacen contacto con el anillo, o la carcasa, formando un sello positivo. El fluido entra a la bomba y llena el área de volumen grande formada por el rotor descentrado. Cuando las paletas empujan el fluido alrededor de la leva, el volumen disminuye y el fluido se empuja hacia afuera a través del puerto de salida.

-

Balanceadas: En la bomba de paletas no balanceada, que se ha descrito anteriormente, una mitad del mecanismo de bombeo se encuentra a una presión inferior a la atmosférica, mientras que la otra mitad está sometida a la presión total del sistema. Esto da como resultado una carga en los costados sobre el eje mientras se encuentra bajo condiciones de alta presión. Para compensar esto, la forma del anillo en una bomba de paletas balanceada cambia de circular a forma de leva. Con este diseño, los dos cuadrantes de presión se oponen entre sí.

-

Dos puertos se encargan de la entrada del fluido y otros dos bombean el fluido hacia afuera. Los dos puertos de entrada y los dos puertos de descarga están conectados dentro de la carcasa. Como se encuentran ubicados sobre lados opuestos de la carcasa, la fuerza excesiva o la acumulación de presión sobre uno de los lados es neutralizada por fuerzas equivalentes pero opuestas sobre el otro lado. Cuando las fuerzas se equilibran, se elimina la carga en los costados del eje.

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Fig.4: bomba de paletas

Bombas de Pistón

Las bombas de pistón axial convierten el movimiento giratorio de un eje de entrada en un movimiento axial de vaivén, que se produce en los pistones. Esto se logra por medio de una placa basculante que es fija o variable en su grado de ángulo. Cuando el conjunto del barril de pistón gira, los pistones giran alrededor del eje con las zapatas de los pistones haciendo contacto con y deslizándose sobre la superficie de la placa basculante. Con la placa basculante en posición vertical, no se produce ningún desplazamiento ya que no hay movimiento de vaivén. A medida que el ángulo de la placa basculante aumenta, el pistón se mueve hacia adentro y hacia fuera del barril siguiendo el ángulo de la placa basculante. En el diseño real, el barril del cilindro está equipado con varios pistones. Durante una mitad del círculo de rotación, el pistón se mueve hacia fuera del barril del cilindro y genera un aumento del volumen. En la otra mitad de la rotación, el pistón se mueve hacia adentro del barril del cilindro y genera una disminución del volumen. Este movimiento de vaivén succiona fluido y lo bombea hacia fuera.

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Fig.5: bomba de pistones Motor hidráulico

El motor hidráulico convierte la energía hidráulica en energía mecánica. El motor hidráulico usa el flujo de aceite enviado por la bomba y lo convierte en un movimiento rotatorio para impulsar otro dispositivo (por ejemplo, mandos finales, diferencial, transmisión, rueda, ventilador, otra bomba, etc.).

Fig.6: motor hidráulico

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Depósito

Su misión es recuperar el fluido después de usarlo y mantener un nivel adecuado al uso de la instalación.

Acondicionadores del aceite

Son dispositivos que nos permiten mantener el aceite en unas condiciones de limpieza adecuadas al uso de los elementos de la instalación, de tal manera, que alarga la vida de ésta.

Estos elementos son:

Filtro: Es el encargado de retirar del aceite las partículas sólidas en suspensión (trozos de metal, plásticos, etc.) El aceite puede filtrarse en cualquier punto del sistema. En muchos sistemas hidráulicos, el aceite es filtrado antes de que entre a la válvula de control. Manómetro: Se pone después de la bomba e indica la presión de trabajo.

Red de distribución

Debe garantizar la presión y velocidad del aceite en todos los puntos de uso. En las instalaciones oleohidráulicas, al contrario de las neumáticas, es necesario un circuito de retomo de fluido, ya que este se vuelve a utilizar una y otra vez. El material utilizado suele ser acero o plástico reforzado y depende de su uso.

Elementos de regulación y control

Son los encargados de regular el paso del aceite desde las bombas a los elementos actuadores. Estos elementos, que se denominan válvulas,

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pueden ser activados de diversas formas: manualmente, por circuitos eléctricos, neumáticos, hidráulicos o mecánicos.

La clasificación de estas válvulas se puede hacer en tres grandes grupos: de dirección, antirretorno y de presión y caudal. 5. BOMBAS DE PISTONES Las bombas de pistones están formadas por un conjunto de pequeños pistones que van subiendo y bajando de forma alternativa de un modo parecido a los pistones de un motor a partir de un movimiento rotativo del eje.

Fig.7: bomba de pistón radial

Fig.8: bomba de pistón axial

Estas bombas disponen de varios conjuntos pistón-cilindro de tal forma que mientras unos pistones están aspirando líquido, otros lo están impulsando, consiguiendo así un flujo menos pulsante; siendo más continuo cuantos más pistones haya en la bomba; el líquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansión y posteriormente es expulsado en su carrera de compresión, produciéndose así el caudal. La eficiencia de las bombas de pistones es, en general, mayor que cualquier otro tipo, venciendo, generalmente, presiones de trabajo más elevadas que las bombas de engranajes o de paletas.

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Las tolerancias muy ajustadas de estas bombas las hacen muy sensibles a la contaminación del líquido. 5.1 CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS DE PISTONES

BOMBAS DE PISTONES

CAUDAL FIJO

Bombas de pistones en línea

ÚNICAMENTE

Bombas de pistones axiales. Bombas CAUDAL FIJO de pistones radiales.

VARIABLE

Según la disposición de los pistones con relación al eje que los acciona, estas bombas pueden clasificarse en tres tipos: 

Axiales: los pistones son paralelos entre si y también paralelos al eje.



Radiales: los pistones son perpendiculares al eje, en forma de radios.



Transversales: los pistones, perpendiculares al eje, son accionados por bielas

Fig.9: piezas internas de una bomba de pistones

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De todos estos tipos los que se utilizan fundamentalmente en maquinaria actualmente son las primeras de pistones axiales. En este tipo de bombas, existen dos clases fundamentales: de caudal fijo y de caudal variable. Estas últimas serán analizadas más adelante. El número de R.P.M. máximo así como la anchura máxima "B" del rotor, está limitado por la cantidad de material alimentario viscoso. De donde surge que el caudal de la bomba no puede ser aumentado. Caudal Teórico: Es el caudal que de acuerdo al diseño, debiera entregar la bomba (caudal Ideal) QT = C * N (31) Donde: C = Cilindrada (cm3/rev) N = Rpm (1/rev) 5.1.1 Bombas de pistones axiales En este tipo de bombas, los pistones están colocados dentro de un tambor de cilindros, y se desplazan axialmente, es decir, paralelamente al eje. Los pistones disponen de un "pie" o apoyo que se desliza sobre un plato inclinado. Estas bombas utilizan válvulas de retención o placas de distribución para dirigir el caudal desde la aspiración hasta la impulsión. Como el plano de rotación de los pistones está en ángulo con el plano de la placa de válvulas, la distancia entre cualquiera de los pistones y la placa de válvulas cambia constantemente durante la rotación. Individualmente cada pistón se separa de la placa de válvulas durante media revolución, y se acerca a ésta durante la otra media revolución.

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Fig.10: molino eólico con mecánica para el bombeo de agua Fig.11: bomba de pistón axial La placa de válvulas tiene los orificios dispuestos de forma tal que la aspiración está abierta a los orificios de los cilindros en la zona de la revolución en que éstos se separan de la placa. Su orificio de salida está encarado a los orificios de los pistones en la zona del giro en la que los pistones se acercan a la placa de válvulas. Así, durante el giro de la bomba los pistones succionan fluido hacia el interior de los cilindros y, posteriormente, lo expulsan por la cámara de salida.

Existen dos tipos básicos, en uno el barrilete y los pistones son estáticos, mientras que el plato inclinado es el que gira accionado por el eje, en el otro el plato inclinado se mantiene fijo y son el barrilete y los pistones los que giran accionados por el eje. En ambos casos el principio del funcionamiento es el mismo. También, y en función de su construcción, estas bombas se pueden clasificar en dos grupos: en línea y en ángulo, según la posición del eje del barrilete con relación al del plato. Así mismo hay dos formas típicas de mantener los pistones en contacto con el plato durante la aspiración, la menos usada consiste en el empleo de muelles

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situados en el interior del tambor y que fuerzan el pistón contra el plato, otra forma es mediante el empleo de un plato que sujeta los pies de los pistones.

Para evitar el contacto metal-metal entre el pie de los pistones y el plato inclinado, se utiliza un pequeña presión hidráulica para mantener una distancia entre ambas piezas. Esta presión se transmite por el interior del pistón hasta la cabeza del mismo, y de allí al interior del pie, que está mecanizado para alojar una pequeña cantidad de líquido. La carrera de los pistones será proporcional al ángulo de inclinación del plato con respecto al barrilete, y la cilindrada de la bomba variará en función de esta carrera y del número y tamaño de los pistones.

Fig.12: bombas de pistón axiales acodadas Una bomba de pistón es una bomba hidráulica que genera el movimiento en el mismo mediante el movimiento de un pistón. Las bombas de pistones son del tipo bombas volumétricas, y se emplean para el movimiento de fluidos a alta presión o fluidos de elevadas viscosidades o densidades.

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Cada movimiento del pistón desaloja, en cada movimiento un mismo volumen de fluido, que equivale al volumen ocupado por el pistón durante la carrera del mismo. El pistón de la bomba se desplaza de arriba hacia abajo o de atrás hacia adelante para colocar el alimento líquido dentro del cilindro. Cuando el pistón es conducido en una dirección, el alimento líquido llena la cámara que está detrás de él. El alimento líquido es forzado dentro del sistema cuando el pistón se desplaza en dirección contraria. El flujo del alimento líquido hacia dentro y hacia afuera de la cámara es controlado por válvulas. La altura máxima de aspiración de este tipo de bomba es de aproximadamente 7 metros de profundidad. La capacidad de la bomba depende del tamaño del cilindro y de las brazadas por minuto.

La presión que puede producir la misma está dada por la resistencia mecánica del equipo de bombeo o la potencia del motor. Construcción de la máquina a pistones axiales

Fig.13: construcción de la máquina de pistones axiales

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1 Eje de accionamiento

8 Conexión de aspiración

2 Placa retentora

9 Lado baja presión

3 Pistón de ajuste

10 Cilindro

4 Aparato de mando (aquí como ej. DR)

11 Pistón

5 Lado alta presión

12 Patín

6 Placa de mando

13 Soporte basculante

7

Placa de conexión

Descripción de funcionamiento

El eje de accionamiento (1) es accionado por un torque proveniente de un motor de accionamiento. El cilindro (10) gira con el eje de accionamiento (1) moviendo con sí mismo a los pistones (11). Los pistones (11) realizan por cada rotación un movimiento de carrera, cuyo valor está definido por la posición inclinada del soporte basculante (13). Los patines (12) están retenidos y guiados por la placa retentora (2) sobre la superficie de deslizamiento del soporte basculante (13).

Durante una rotación se mueve cada pistón (11) entre los puntos muertos inferior y superior a su posición de salida. Con ello entra y sale un volumen de fluido hidráulico a través de las ranuras de mando de la placa de mando (6) que corresponde al área del pistón y su carrera. Desde el lado de baja presión (9) entra el fluido hidráulico, a través de la conexión de aspiración (8), hacia la cámara del pistón que se va agrandando. Simultáneamente se presiona del lado de alta presión (5) al fluido hidráulico mediante el pistón desde cámara del cilindro hacia el sistema hidráulico. Montaje Posición de montaje

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Son permitidas las siguientes posiciones de montaje. La disposición de tuberías indicada presenta el montaje básico.

Montaje bajo el tanque

Montaje bajo el tanque es cuando la máquina a pistones axiales se encuentra fuera del tanque debajo del nivel mínimo de fluido hidráulico.

Fig.14: montaje de una bomba bajo tanque

Montaje en tanque

Montaje en tanque es cuando la máquina a pistones axiales se encuentra en el tanque debajo del nivel de fluido hidráulico mínimo. La máquina a pistones axiales se encuentra totalmente debajo del fluido hidráulico.

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Montaje sobre el tanque

Montaje sobre el tanque es cuando la máquina a pistones axiales se encuentra sobre el nivel de fluido hidráulico mínimo del tanque.

Ventajas 

La ventaja de este tipo de bomba es que la misma permite la aspiración de pequeñas cantidades de sólidos.



También permite su montaje sobre tuberías de pequeño diámetro.



Otra ventaja muy importante es su capacidad de operación manual.

Desventajas Las desventajas son: 

Su bajo rendimiento



Su descarga pulsátil

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Fig.15: partes de una bomba de pistones axial

1. Tapa de válvula - permite acceso fácil a la válvula de chequeo sin remover las mangueras. Fácil para servicio.

2. Cilindro de fuera de borda - Embalaje de pistón puede ser inspeccionado o remplazado sin remover las mangueras. 3. Sellos de carcasa - Están cubiertos en una cavidad grasosa para evitar la contaminación.

4. Válvula de cheque- Sello anillado

5. Sellos de rodamientos de pistón universal- Tres empaquetados de extremos en "V" diseños dinámicos, palanca primaria en "V" empaquetada y palanca secundaria de sellos anillados trabaja en unísono para ofrecer protección múltiple entre el extremo mojado y la palanca.

6. Carcasas estándar- Los cigüeñales estándares solos y dobles de la bomba del pistón son universales en la línea de Múltiples comunes o Independientes

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Las bombas de pistón pueden trabajar con distintos tipos de fluidos hidráulicos, incluidos fluidos con alto contenido en agua (HWBF). Las temperaturas de trabajo, desde -20ºC hasta 70ºC de temperatura ambiente y entre -20 y 80ºC en aceites mineral (1 a 54ºC en emulsiones de agua)

5.2.2 Bombas de pistones radiales Las bombas hidráulicas rotativas de pistones radiales, pueden clasificarse en general según sus válvulas sean de asiento o rotativas. Las bombas multicilíndricas de pistones en línea tienen invariablemente sus válvulas de asiento. En las bombas radiales, los asientos pueden ser de válvulas de bola, de platillo o de asiento cónico. Si los cilindros giran, las válvulas son de tipo rotativo o "deslizante" y son hermetizadas por una película de aceite entre las superficies móviles y estacionarias. Las bombas que poseen válvulas rotativas son algo diferentes que las que poseen válvulas de asiento, siendo inevitable cierto resbalamiento a presiones altas, debido a la fuga de aceite a través del juego en las válvulas.

Fig.16: bombas de pistones radiales

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Además las presiones de trabajo de las bombas de válvulas rotativas se hallan limitadas con el fin de mantener altas eficiencias volumétricas a una presión constante y además por el riesgo, de "agarrotamiento " de las válvulas bajo la acción de cargas excesivas. Por tal razón las bombas de muy alta presión tienen válvulas de asiento, por lo que sus pistones no giran, y esta es la disposición clásica de las bombas de caudal fijo, o sea, de suministro constante. Las bombas alternativas de descarga constante comprenden tipos de pistones radiales con cilindros estacionarios. Funcionamiento de una bomba de pistones radiales

Fig.17: funcionamiento de una bomba radial

En la figura 1 vemos el esquema de funcionamiento de una bomba de pistones radiales de caudal fijo. Consta de un cuerpo (1), en el interior del cual gira un rotor (2). El eje del rotor y el del cuerpo son excéntricos de manera que cuando el rotor gira hace que los pistones (3) describan un movimiento lineal radial. Éste movimiento de los pistones, produce en la cámara interna (4) una aspiracion de fluido hidráulico cuando dicha cámara aumenta de volumen, y por otra parte compresión cuando disminuye de volumen. Para que éste efecto sea posible, son necesarias unas válvulas de apertura y cierre que no se han representado por simplificación. En la figura 2 vemos el caudal aportado por cada uno de los 5 pistones y efecto

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sumado de los 5 pistones. Observamos que el caudal total no es constante, como sería deseable, sino que fluctúa entre un valor máximo Qmax y un valor mínimo Qmin.

Bombas rotativas de pistones axiales

Fig.18: bombas rotativas de pistones axiales El mecanismo de bombeo de la bomba de pistones radiales consiste en un barril de cilindros, pistones, un anillo y una válvula de bloqueo.

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El barril de cilindros que aloja los pistones está excéntrico al anillo. Conforme el barril de cilindros gira, se forma un volumen creciente dentro del barril durante la mitad de la revolución, en la otra mitad, se forma un volumen decreciente. El fluido entra y sale de la bomba a través de la válvula de bloqueo que está en el centro de la bomba. Con las bombas de alta velocidad, de pistones radiales con válvulas de asiento, se obtienen eficiencias volumétricas sumamente altas, a valores de un 98%. Por lo general cada cilindro o cualquier otra cámara en la bomba es pequeño en relación bloque de acero que la rodea, y los pistones están tan pulidos que se adaptan: a los cilindros sin necesidad de empaquetadura alguna. Naturalmente que en esta juega un rol fundamental la viscosidad del aceite por lo que en los sistemas hidráulicos que emplean este tipo de bombas la temperatura del sistema debe estar siempre lo más baja y constante posible. La descarga de cada cilindro adopta la forma de pequeñas pulsaciones de muy alta frecuencia. Operación de las Bombas de pistones El mecanismo básico de estos dispositivos es siempre una placa matriz circular rotando oblicuamente en un eje. Al girar el eje, comunica un movimiento circular al bloque de cilindros. Este movimiento en conjunto con la inclinación de la placa, determina que el pistón desarrolle internamente en el cilindro un movimiento alternativo que permite el desarrollo de los procesos de aspiración y descarga. Este grupo de pistones giratorio se instala en el eje de entrada y es impulsado por el motor. En la primera parte del proceso, los pistones se retraen provocando un aumento de volumen y una disminución de la presión con lo que se genera la aspiración. En la segunda etapa, los pistones comienzan a entrar y con esto se disminuye el volumen y como consecuencia se produce la descarga. Si fuera posible variar la inclinación de la placa, la bomba será de caudal variable.

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Las correderas del pistón pivotean y se deslizan por una arandela endurecida llamada arandela de empuje. La arandela de empuje se sitúa en el plato distribuidor. Éste pivotea sobre dos pasadores de soporte y controla la salida de la bomba. Cuando el operador mueve el pedal de control de tracción para aumentar la velocidad de desplazamiento, el ángulo del plato distribuidor se acentúa. A medida que gira el grupo de pistones, estos se mueven hacia adentro y hacia fuera de sus orificios y bombean el aceite. La cantidad de aceite bombeada es controlada por el ángulo del plato distribuidor.

Plato distribuidor de la Bomba de pistones

Fig.19: plato distribuidor de la bomba de pistones Mientras el plato distribuidor se mantenga en posición neutral, no se bombeará aceite. Cuando el operador mueve el pedal de control de tracción, aumenta el ángulo del plato distribuidor, lo que a su vez aumenta la carrera del pistón. Cuando la carrera del pistón aumenta, la cantidad de aceite bombeado aumenta y la velocidad de desplazamiento cambia. Comparación entre las bombas de pistón radial y axial La bomba hidráulica de alta presión es posiblemente la única aplicación donde el dispositivo se ha empleado con éxito y tanto es así , que actualmente existe la definida tendencia de utilizar más y más este tipo de bomba en todas las

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utilizaciones industriales, desplazando a las bombas de pistones radiales o en "estrella" a pesar de ser más robustas simples y durables, y ello muy posiblemente sea debido a la influencia de la técnica hidráulica aeronáutica ya en la aviación la cuestión peso es de vital importancia y este tipo de bomba es la que asegura mayor potencia por kilogramo de peso, Pero aparte esta razón las bomba con placa motriz circular oscilante de cilindros axiales ( paralelos al eje de la bomba) tiene tres ventajas fundamentales respecto a las bambas de pistones radicales . a) Los cilindros se hallan muy cerca respecto del eje central de giro, por la cual: la fuerza centrífuga sobra los pistones es considerablemente menor.

b) El mecanismo que se encarga de producir el movimiento alternativo de los pistones es más rígido. Por esta razón los golpes de ariete que se presentan en estas bombas son mucho menores ya que los pistones pasa del tiempo de aspiración el de presión y viceversa, de una manera más suave, condicionando un menor nivel de ruido.

c) La utilización de bombas de cilindros axiales permite el empleo de válvulas deslizantes rotativas planas mientras que en las bombas de pistones radiales las válvulas rotativas deslizantes son cilíndricas en las primeras se permiten presiones tan: altas como 35 atm mientras que con las segundas no es posible para tener buenos rendimientos hidráulicos - pasar más allá de los 210 atm. 6. APLICACIONES DE LA BOMBA DE PISTÓN Máquinas Hidráulicas Esta es la aplicación más habitual de las bombas de pistón, en las que se utilizan para bombear el fluido hidráulico que después accionará los diversos mecanismos (ej; motores hidráulicos, cilindros hidráulicos...) Industria del agua a alta presión

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Para hidrolimpiadoras, normalmente en disposición de tres pistones cerámicos en línea para equipos industriales y profesionales, y de plato oscilante para las aplicaciones de bricolaje



Para equipos de corte por chorro de agua, en las que actúa como impulsor primario antes del multiplicador de presión



En equipos de chorreo de arena por agua a alta presión.

Industria de la minería y la construcción 

Bombeo de hormigón



Bombeo de agua a alta presión para perforadoras y tuneladoras



Como bomba de relleno de reservorios de petróleo en los pozos petroliferos.

Agricultura 

Como bomba para fumigación y tratamientos fitosanitarios

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