Bombas de Paletas
Tipos y características de las bombas hidráulicas de Paletas
Descripción
Antes de analizar los tipos y características de las bombas hidráulicas de paletas, es importante comentar las propiedades comunes de este grupo de componentes.
Las bombas de paletas son bombas de desplazamiento positivo que utilizan paletas deslizantes dentro de un rotor para mover el fluido. Estas paletas se ajustan automáticamente a las paredes internas de la carcasa, creando cámaras de volumen variable que succionan y desplazan el fluido.
A diferencia de las bombas de engranajes (no equilibradas), las bombas de paletas pueden ser equilibradas si así lo necesitamos, por lo que en el mercado existen bombas de paletas no equilibradas y Equilibradas.
La principal característica de una bomba de paletas equilibrada es la incorporación de una doble vía de aspiración y una doble vía de impulsión, por lo que se consigue un equilibrado de fuerzas no obtenida en una bomba de paletas.
Características de las bombas de paletas
Características
- Eficiencia variable: Las paletas se ajustan automáticamente para compensar el desgaste, lo que mejora la eficiencia a lo largo de la vida útil de la bomba.
- Funcionamiento suave y silencioso: Las bombas de paletas suelen ser más silenciosas que otros tipos de bombas hidráulicas, lo que las hace adecuadas para entornos que requieren bajo nivel de ruido.
- Capacidad para manejar fluidos de viscosidad media: Aunque pueden manejar una variedad de viscosidades, funcionan mejor con líquidos de viscosidad media.
Ventajas de las bombas de paletas
- Funcionamiento silencioso: Son conocidas por ser mucho más silenciosas que otros tipos de bombas, lo que es una ventaja en aplicaciones donde el control de ruido es crucial.
- Buena eficiencia a baja y media presión: Mantienen una eficiencia relativamente alta en aplicaciones de presión baja a media, con una capacidad típica de trabajo de hasta 200-300 bar.
- Durabilidad y autorregulación: Las paletas se ajustan automáticamente al desgaste, lo que prolonga la vida útil de la bomba y mantiene su rendimiento constante con el tiempo.
- Bomba equilibrada (según modelo): A diferencia de las bombas de engranajes, las bombas de paletas equilibradas, la presión interna se distribuye uniformemente. Esto mejora el desgaste en los cojinetes y otros componentes.
Desventajas de las bombas de paletas
- Bomba no equilibrada (según modelo): Al igual que las bombas de engranajes, las bombas de paletas no equilibradas, la presión interna no se distribuye uniformemente. Esto puede causar un desgaste desigual en los cojinetes y otros componentes, especialmente a mayores presiones.
- Limitación en aplicaciones de alta presión: No son la mejor opción para aplicaciones de alta presión, ya que su capacidad de trabajo máximo generalmente se limita a presiones de hasta 300 bar.
- Sensibilidad a fluidos contaminados: Las bombas de paletas son más sensibles a los contaminantes en el fluido que otros tipos de bombas, lo que puede causar fallos si el fluido no se mantiene limpio.
- Mayor complejidad: Son más complejas que las bombas de engranajes en términos de diseño, lo que puede resultar en un mayor coste inicial y en un mantenimiento más especializado
Tipos de bombas de paletas
Dependiendo de si son equilibradas o no, y si son de caudal fijo o variable, distinguimos los siguientes tipos:
Bombas no equilibradas
Las bombas no equilibradas son aquellas con el eje sometido a cargas laterales debido a la presión ejercida sobre el rotor. Dentro de la categoría de bombas de paletas no equilibradas, encontramos dos subtipos:
- Caudal Fijo: Estas bombas de paletas no equilibradas tienen un desplazamiento fijo, lo que significa que su capacidad de bombeo es inherente a su diseño y el eje está expuesto a fuerzas radiales debido a la presión del fluido en un lado de la bomba. En la actualidad, es poco común encontrar bombas de paletas de caudal fijo no equilibradas, ya que las bombas no equilibradas se suelen utilizar en modelos de caudal variable.
- Caudal Variable: El diseño no equilibrado se utiliza principalmente en bombas de caudal variable, lo que permite ajustar el desplazamiento de la bomba mediante un control externo, como un regulador manual tipo tornillo-muelle o un compensador hidráulico.
Bombas de caudal variable
A diferencia de las bombas de engranajes, cuyo caudal es fijo, las bombas de paletas pueden ser de caudal variable. Esto significa que, dependiendo del modelo de la bomba de paletas, se puede modificar su geometría físicamente para aportar un caudal variable al circuito.
La instalación de bombas de caudal variables presentan la ventaja de poder adaptar el caudal aportado por la bomba según las necesidades reales del sistema, reduciendo de manera considerable el consumo energético de la central hidráulica.
En el video adjunto se puede ver el funcionamiento de una bomba de paletas variable. Se puede apreciar que el aumento del volumen se consigue desplazando el rotor que contiene las paletas respecto a la carcasa. Cuanto mayor desplazamiento mayor será el volumen que podemos desplazar por revolución de bomba.
Como se muestra en la imagen posterior, la regulación de la bomba puede ser manual a través de una maneta que desplaza estos dos componentes o a través de un cilindro hidráulico que de manera automática haga esta función. La ventaja de esta segunda opción, la comúnmente instalada, es que podemos alimentar el cilindro con un pilotaje hidráulico conectado al punto del circuito que deseemos, de esa manera la bomba actuará según la presión de ese punto.
Ventajas de las bombas de paletas de caudal variable
- Funcionamiento silencioso: Son conocidas por ser mucho más silenciosas que otros tipos de bombas, lo que es una ventaja en aplicaciones donde el control de ruido es crucial.
- Buena eficiencia a baja y media presión: Mantienen una eficiencia relativamente alta en aplicaciones de presión baja a media, con una capacidad típica de trabajo de hasta 200-300 bar.
- Durabilidad y autorregulación: Las paletas se ajustan automáticamente al desgaste, lo que prolonga la vida útil de la bomba y mantiene su rendimiento constante con el tiempo.
- Control preciso del flujo: Ofrecen un mejor control del caudal que las bombas de caudal fijo, lo que las hace ideales para sistemas que requieren ajustes más finos y energéticamente eficientes.
Desventajas de las bombas de paletas de caudal variable
- Bomba no equilibrada: Al igual que las bombas de engranajes, las bombas de paletas no equilibradas, la presión interna no se distribuye uniformemente. Esto puede causar un desgaste desigual en los cojinetes y otros componentes, especialmente a mayores presiones.
- Limitación en aplicaciones de alta presión: No son la mejor opción para aplicaciones de alta presión, ya que su capacidad de trabajo máximo generalmente se limita a presiones de hasta 300 bar.
- Sensibilidad a fluidos contaminados: Las bombas de paletas son más sensibles a los contaminantes en el fluido que otros tipos de bombas, lo que puede causar fallos si el fluido no se mantiene limpio.
- Mayor complejidad: Son más complejas que las bombas no variables en términos de diseño, lo que puede resultar en un mayor coste inicial y en un mantenimiento más especializado
- Mayor complejidad de instalación: En caso de pilotar automáticamente el caudal mediante conexión hidráulica necesita una conexión adicional a la bomb
Bombas equilibradas
En la actualidad, la mayoría de las bombas de paletas de desplazamiento fijo se construyen utilizando un diseño equilibrado, también conocidas como “Compensadas hidráulicamente”
En este diseño particular, el anillo es de forma elíptica en lugar de circular, lo que permite la incorporación de dos conjuntos de orificios internos. Estos dos orificios de salida están posicionados a 180º uno del otro, lo que resulta en la cancelación de las fuerzas de presión ejercidas sobre el rotor. Esto, a su vez, previene la generación de cargas laterales sobre el eje y los cojinetes.
Es importante destacar que el desplazamiento de la bomba equilibrada hidráulicamente no es ajustable, aunque se ofrecen anillos intercambiables con elipses de diferentes dimensiones que permite la modificación de una bomba para aumentar o disminuir su caudal según sea necesario.
