¿Qué son las bombas de cavidad progresiva ?

Las bombas de cavidad progresiva, también conocidas como bombas PC, bombas de cavidad progresiva , bombas de tornillo excéntrico y bombas mono, son un tipo de bomba rotativa de desplazamiento positivo diseñada para el transporte de líquidos y lodos desde 1 cst hasta 1 millón. No solo manejan fluidos viscosos y sólidos, sino también líquidos gaseosos o multifásicos que contienen babosas de gas típicas durante la extracción de petróleo crudo.

El volumen de líquido bombeado es proporcional a la velocidad, lo que proporciona una tasa de bombeo predecible y lineal en un rango de presiones. Esta tecnología ofrece uno de los caudales y presiones más altos disponibles en una bomba de desplazamiento positivo, de hasta 600 M³H y 48 bar, con una eficiencia que varía entre el 55 % y el 75 %. Esta tecnología es más adecuada para fluidos con una viscosidad superior a 5 cst.

¿Cuál es el diseño del principio de funcionamiento de una bomba de cavidades progresivas?

El diseño consta de un motor en el extremo de accionamiento que está conectado a una caja de cambios, ya que las bombas de PC funcionan a bajas revoluciones en comparación con las bombas centrífugas. El eje de salida de la caja de cambios se conecta a un rotor a través de una junta de pasador universal que hace girar un rotor metálico dentro de un estator de goma . Los estatores contienen cavidades y el rotor empuja los fluidos a través de las cavidades de manera lenta.

La capacidad de generar presión de una bomba dependerá de la cantidad de cavidades que tenga dentro de la bomba. Los diseños de alta presión suelen constar de más de un estator y un rotor. Cada rotor suele producir 6 bares, lo que permite alcanzar presiones de hasta 48 bares gracias a su diseño modular.

Las holguras entre el rotor y el estator son muy pequeñas, lo que significa que cualquier fluido que se transfiera debe ser lubricante, dentro de una banda de temperatura constante, ya que el estator puede expandirse en ciertas bandas de temperatura, lo que provoca rayaduras o daños en el estator si ambos entran en contacto.

Este diseño de bomba es más adecuado para fluidos lubricantes viscosos, que pueden contener sólidos. La vida útil del estator puede ser corta con lodos abrasivos, en cuyo caso una bomba peristáltica puede ser una opción preferida. El manejo de la viscosidad de las bombas de tornillo excéntrico no tiene rival y, por lo general, se especifican cuando no hay otras opciones adecuadas.

Los rotores suelen estar hechos de una variedad de metales, desde hierro fundido y acero para herramientas hasta acero inoxidable y dúplex, que a veces se endurecen para aplicaciones agresivas o de alta presión. Los rotores huecos permiten velocidades de funcionamiento más altas, una vida útil prolongada, producen poca vibración y un funcionamiento casi silencioso.

Los diseños de estatores constan de dos tipos: de paredes iguales y de paredes desiguales. Los estatores de paredes iguales garantizan un par de arranque y de funcionamiento más bajo, pulsaciones más bajas y un consumo de energía reducido, una alta eficiencia de bombeo volumétrico y menores costos de reemplazo. Los materiales que se utilizan son generalmente tipos de caucho como NBR, FKM pero no PTFE, lo que significa que no se pueden manipular solventes.

Las aplicaciones de las unidades se pueden encontrar en una amplia gama de industrias e incluyen:

• Aguas residuales – Transferencia de lodos espesados ​​y tratados y dosificación de polímeros.
• Petróleo y gas: transferencia de cortes, transferencia y recuperación de lodos de perforación, alimentación de separadores, transferencia de petróleo crudo, MOL (bomba de línea principal de petróleo), transferencia e inyección multifásica en áreas remotas.
• Biogás – Alimentación de digestato y transferencia de biomasa.
• Papel y pulpa: transferencia de pulpa, transferencia de papel reciclado, transferencia de relleno, dosificación de fijadores y colorantes.
• Aceite comestible: alimentación de trituradora, batidora (mezcla) de aceite, extracción de aceite, alimentación de separador de aceite, alimentación de filtro prensa.
• Vino – Filtrado de vino, prensado de uva, transferencia de mosto y orujo.

Curva de la bomba

Las curvas de las bombas de PC son diferentes a las de las centrífugas, ya que son lineales y demuestran la capacidad de las unidades para manejar líquidos de viscosidades variables con poco impacto en el rendimiento de la bomba, y el eje inferior es la velocidad en lugar del caudal, ya que el caudal es proporcional a la velocidad. La velocidad de la unidad es mucho menor que la de las centrífugas y funciona a partir de tan solo 50 rpm.

Curva de bomba de cavidad progresiva Curvas de rendimiento de bomba de cavidad progresiva para lodosves