09/02/2024
Las bombas de tornillo, también conocidas como bombas de husillo o bombas helicoidales, son un tipo de bomba rotativa de desplazamiento positivo que utiliza uno o más tornillos para transportar fluidos. Su funcionamiento se basa en el desplazamiento del fluido a través de cavidades formadas por los tornillos interconectados y una camisa o carcasa. A diferencia de otras bombas, las bombas de tornillo ofrecen una serie de ventajas únicas, particularmente en el manejo de fluidos viscosos y de alto contenido de sólidos.
Funcionamiento Interno de una Bomba de Tornillo
El corazón de una bomba de tornillo reside en su diseño interno. Los tornillos, con una hélice precisa, giran dentro de una carcasa de precisión, generalmente fabricada con materiales resistentes a la corrosión y la abrasión. La estrecha tolerancia entre los tornillos y la carcasa es fundamental para su eficiencia. El fluido es aspirado por la zona de baja presión en la entrada de la bomba. A medida que los tornillos giran, el fluido es atrapado en las cavidades entre los tornillos y la carcasa y es transportado a lo largo de la bomba de manera progresiva, aumentando la presión a medida que se acerca a la salida.
La ausencia de válvulas y el movimiento suave y continuo contribuyen a la capacidad de estas bombas para manejar fluidos con alto contenido de sólidos o materiales abrasivos sin sufrir daños. La presión generada se debe al desplazamiento positivo del fluido, lo que implica que el volumen de fluido bombeado es proporcional a la velocidad de rotación de los tornillos.
Tipos de Bombas de Tornillo
Existen diversos tipos de bombas de tornillo, clasificadas principalmente por el número de tornillos utilizados:
Bombas de un Tornillo (Bombas de Cavidad Progresiva)
A menudo denominadas bombas de cavidad progresiva (PCP) o bombas de tornillo sinfín, estas no se suelen incluir en la familia de bombas de tornillo tradicionales, ya que el rotor no tiene la forma de un tornillo típico, sino más bien de un eje redondo retorcido. Poseen un solo eje ligeramente retorcido alojado en una cámara de bombeo, generalmente con revestimiento de goma. Son ideales para fluidos de alta viscosidad y aplicaciones de baja presión.
Bombas de Dos Tornillos (Bombas de Doble Tornillo)
Las bombas de dos tornillos, también conocidas como bombas de doble tornillo, son el tipo más común para aplicaciones de alta potencia, como el transporte de petróleo pesado en oleoductos. Un tornillo es accionado por la fuente de energía (motor, etc.), y los engranajes de sincronización hacen girar el segundo tornillo. Se caracterizan por su alta eficiencia y capacidad de bombeo de fluidos viscosos.
Bombas de Tres Tornillos (Bombas de Triple Tornillo)
Las bombas de tres tornillos, o bombas de triple tornillo, se utilizan normalmente en aplicaciones pequeñas, como sistemas de lubricación. Un tornillo es accionado por la fuente de energía, lo que hace girar a los otros dos tornillos sin necesidad de engranajes de sincronización. Suelen utilizarse para fluidos de baja viscosidad y aplicaciones de baja presión.
Bombas de Cuatro Tornillos
Las bombas de cuatro tornillos son esencialmente bombas de dos tornillos, pero con dos tornillos por rotor, cada uno en dirección opuesta. Aspiran fluido por el puerto de succión, lo dividen en dos partes iguales y lo dirigen a ambos extremos de la bomba. Los dos flujos de fluido atraviesan la bomba hacia el centro y se unen antes de salir por el puerto de descarga. Al igual que las bombas de doble tornillo, utilizan engranajes de sincronización para accionar el segundo rotor. Se utilizan a menudo en aplicaciones multifásicas y oleoductos de transferencia de petróleo.
Bombas de Cinco Tornillos
Las bombas de cinco tornillos son similares a las bombas de triple tornillo, pero con 5 tornillos en lugar de Al igual que las bombas de tres tornillos, un rotor impulsa a todos los demás tornillos. Se utilizan a menudo en aplicaciones de lubricación de aceite o hidráulicas.
Consideraciones de Diseño y Funcionamiento
La eficiencia de una bomba de tornillo se ve afectada por la viscosidad del fluido. En fluidos de alta viscosidad, el deslizamiento entre los tornillos y la carcasa es mínimo. Sin embargo, en fluidos de baja viscosidad, como el agua, este deslizamiento puede ser significativo, reduciendo la eficiencia. Para minimizar este deslizamiento en fluidos de baja viscosidad, se deben minimizar las holguras entre las partes.
El sellado también es un factor crítico. En las bombas de tres tornillos, solo se necesitan sellos en el rotor impulsor. En las bombas de dos y cuatro tornillos, se requieren sellos en ambos rotores debido a la presencia de engranajes de sincronización externos a la cámara de bombeo.
Aplicaciones de las Bombas de Tornillo
Las bombas de tornillo encuentran aplicaciones en diversas industrias, incluyendo la manufactura, la minería y el petróleo y gas:
- Sistemas hidráulicos y de lubricación: Se utilizan bombas de tornillo , generalmente de tres tornillos, para suministrar aceite de lubricación a maquinaria pesada, proporcionar energía hidráulica a sistemas de alta presión o operar elevadores.
- Oleoductos de petróleo pesado: Las bombas de tornillo son ideales para bombear petróleo crudo de alta viscosidad a través de oleoductos, superando las limitaciones de las bombas centrífugas y alternativas.
- Bombeo multifásico: Las bombas de tornillo , especialmente las de cuatro tornillos, son aptas para bombear mezclas de líquidos y vapores, solucionando los desafíos de este tipo de bombeo. Un sistema de arranque líquido (liquid boot) ayuda a gestionar la entrada de aire o gas, evitando daños a la bomba.
Marcas de Bombas de Tornillo
Existen diversas marcas reconocidas en la fabricación de bombas de tornillo, entre ellas se encuentran Colfax Fluid Handling (con sub-marcas como IMO, Allweiler y Warren), Bornemann, Leistritz y Netzsch.
Tabla Comparativa de Tipos de Bombas de Tornillo
| Tipo | Número de Tornillos | Aplicaciones Típicas | Ventajas | Desventajas |
|---|---|---|---|---|
| Un Tornillo (PCP) | 1 | Fluidos de alta viscosidad, baja presión | Simple, económico | Baja eficiencia para fluidos de baja viscosidad |
| Dos Tornillos | 2 | Alta potencia, fluidos viscosos | Alta eficiencia, alta presión | Más complejo, más costoso |
| Tres Tornillos | 3 | Sistemas de lubricación, aplicaciones pequeñas | Compacto, sin engranajes de sincronización | Baja eficiencia para fluidos de baja viscosidad |
| Cuatro Tornillos | 4 | Aplicaciones multifásicas, oleoductos | Manejo de fluidos multifásicos, alta capacidad | Más complejo, más costoso |
| Cinco Tornillos | 5 | Aplicaciones de lubricación de aceite, hidráulicas | Similar a triple tornillo, mayor capacidad | Similar a triple tornillo |
Consultas Habituales
A continuación, se responden algunas consultas habituales sobre bombas de tornillo :
- ¿Qué tipo de bomba de tornillo es adecuada para mi aplicación? La elección del tipo de bomba de tornillo depende de la viscosidad del fluido, el caudal requerido, la presión necesaria y el tipo de servicio (continuo o intermitente).
- ¿Cómo se mantiene una bomba de tornillo? El mantenimiento regular incluye la inspección de los sellos mecánicos, la lubricación de los rodamientos y la limpieza de la cámara de bombeo.
- ¿Qué sucede si entra aire en una bomba de tornillo? La entrada de aire puede reducir la eficiencia y dañar los componentes de la bomba. Es crucial utilizar sistemas de purga de aire o un sistema de arranque líquido para evitarlo.
Las bombas de tornillo representan una solución eficiente y versátil para el bombeo de una amplia gama de fluidos, especialmente aquellos con alta viscosidad o contenido de sólidos. Su diseño interno, con sus tornillos interconectados y la precisión de sus tolerancias, garantiza un transporte fiable y eficiente del fluido, lo que las convierte en una opción ideal para diversas aplicaciones industriales.