Muy apreciadas por sus numerosas ventajas, incluidas su capacidad para manipular una amplia variedad de fluidos (medios corrosivos y abrasivos entre ellos), gran succión, capacidad de funcionamiento en seco, alta eficiencia y durabilidad, las bombas de diafragma para líquidos son de las más versátiles del mercado y resultan idóneas para una amplia variedad de manipulación de líquidos. Su coste de adquisición relativamente bajo y su facilidad de instalación y mantenimiento las convierten en unas de las bombas más populares del mundo.

No obstante, la naturaleza inherente de la tecnología de diafragma implica que las bombas de diafragma para líquidos también se caracterizan por picos de presión indeseables. Si están equipadas con un solo diafragma, las bombas generan ondas de pulsos que pueden afectar negativamente a la eficiencia de todo el sistema y provocar problemas de calidad en el producto final. Thomas ha conseguido paliar en gran medida esta desventaja mediante el uso de novedosas características de diseño en sus bombas de diafragma para líquidos.

¿Qué es la pulsación y por qué se debe minimizar?

 

Al igual que otras bombas de desplazamiento positivo, incluidas las peristálticas y las de pistón, las bombas de diafragma para líquidos generan su caudal mediante cambios de volumen periódicos en su interior. La acción de un excéntrico en el eje del motor hace subir y bajar un diafragma flexible situado en el cabezal de la bomba que introduce el medio en la cámara de la bomba en la carrera descendente y lo expele en la carrera ascendente. Las válvulas internas ubicadas en el interior del cabezal de la bomba permiten controlar la dirección del flujo.

Bomba de gas de diafragma: principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento oscilante de las bombas de diafragma para líquidos implica que no hay un flujo líquido constante, sino secuencias de fluido cuando la válvula de salida está abierta. A diferencia de los gases, los líquidos no se pueden comprimir y no absorben energía, sino que la transfieren. Como consecuencia, se generan fuerzas superiores en los componentes de la bomba y se produce una resistencia hidráulica entre la cámara del diafragma y la carga final. Los pulsos de volumen se transforman en pulsos de presión a lo largo del tubo en la salida.

A pesar de ser habitual en todas las bombas volumétricas, la pulsación de alta presión es una característica de rendimiento de la bomba cuyo impacto es necesario reducir para evitar una serie de efectos molestos en el equipo y los resultados del proceso. El exceso de pulsación incrementa el desgaste de los componentes de la bomba y genera fuertes vibraciones que, a su vez, provocan mayores niveles de ruido. Al mismo tiempo, puede llevar a la formación de pequeñas burbujas de espuma en el líquido bombeado y, en algunos casos, dañar el medio transferido.

En concreto, los picos de presión son indeseables en ciertas aplicaciones porque impiden obtener un producto final de alta calidad constante. Por ejemplo, en la impresión por chorro de tinta (una aplicación común de las bombas de diafragma para líquidos), si la pulsación es muy alta, el flujo de tinta puede ser irregular y afectar negativamente a la calidad de impresión. Además, el exceso de energía puede deteriorar las tintas más sensibles. En este sector, las bombas de baja pulsación son esenciales para alcanzar el éxito comercial.

 

Reducción de la pulsación en las bombas de diafragma para líquidos

Hay varias maneras de reducir la pulsación cuando se utilizan bombas de diafragma para líquidos.

1. Reducción de la carrera del diafragma

Para reducir al mínimo la amplitud de la pulsación, se puede limitar la carrera del diafragma. Para ello, se utiliza una excéntrica de menor tamaño, lo que también reduce el caudal. Es posible aplicar un motor más rápido para contrarrestar la reducción de caudal sin renunciar a una menor amplitud de la pulsación.

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2. Elección del material del diafragma

Las bombas de diafragma para líquidos pueden utilizar distintos materiales de diafragma en función de la aplicación. Por lo general, la opción idónea dependerá del medio que se transfiere. Cuando el medio es químicamente agresivo, se suelen utilizar diafragmas con una capa base elastomérica y revestimiento de PTFE. La rigidez de la capa de PTFE aumenta la dureza del diafragma, lo que provoca una mayor pulsación. En cambio, al ser más blandos, los materiales como el EPDM pueden reducir la pulsación.

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3. Uso de un diafragma de resonancia

Nuestras modernas bombas de diafragma para líquidos utilizan un diagrama de resonancia para suavizar el flujo. Actúa como amortiguador de pulsaciones integrado en el lado de entrada y también tiene un efecto positivo para la pulsación en el lado de salida.

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4. Uso de una bomba de diafragma para líquidos de doble cabezal

Un método muy común y eficaz para reducir la pulsación es el uso de bombas de diafragma para líquidos con dos cabezales. En este caso, los dos cabezales se montan en paralelo y se alternan para impulsar el líquido creando así curvas de presión superpuestas.

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Bomba de diafragma de cabezal único (6410)
Bomba de diafragma de cabezal doble (6420)


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En comparación con una bomba de un sólo cabezal, una bomba similar de doble cabeza puede reducir la pulsación hasta un 70%.


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5. Uso de un amortiguador de pulsaciones externo

Estos dispositivos se instalan en el lado de descarga de la bomba y están diseñados para absorber los picos de presión del medio bombeado. Se basan en un diafragma flexible que asegura un flujo mucho más suave del fluido. Este sistema puede reducir la pulsación más de un 90 %. En caso de necesidad, se puede reducir hasta un 99 % mediante el uso de restricciones adicionales y tubos optimizados.

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Los amortiguadores de pulsaciones diseñados por Thomas no requieren ajuste ni mantenimiento y se caracterizan por la misma durabilidad y larga vida útil que nuestras bombas de diafragma. Presentan dimensiones reducidas en comparación con otros amortiguadores disponibles y utilizan conexión de tubo G 1/8” compatible con una gran cantidad de conectores. Los amortiguadores de pulsaciones de Thomas también se pueden equipar con un interruptor de sobrepresión para proteger el sistema Podemos personalizar la tecnología de amortiguadores de pulsaciones para el tipo de bomba individual y la aplicación requerida.

Póngase en contacto, con nosotros si está interesado en una solución personalizada.

Soluciones Thomas de baja pulsación para la transferencia suave de líquidos

Todos los demás componentes presentes en la zona de paso del fluido influyen en la pulsación. Por ejemplo, el uso de tubos de material blando en el lado de descarga de la bomba ayuda a reducir la pulsación; por otro lado, con materiales más duros como el PTFE, los pulsos se transfieren sin ningún efecto amortiguador. Además, los filtros y otras restricciones, incluidas las boquillas, influyen en la pulsación. Cualquier restricción después de la bomba reducirá la pulsación, pero también aumentará la presión del sistema y disminuirá el caudal.

Thomas utiliza soluciones de reducción de la pulsación en sus bombas de diafragma para líquidos para asegurar un flujo uniforme y suave en aplicaciones sensibles a la pulsación. Nuestras bombas de un cabezal de las series 1210, 6311 y 6410 están optimizadas para ofrecer una pulsación limitada gracias al uso de un diafragma de resonancia adicional. El empleo de materiales elastoméricos optimizados también asegura una menor pulsación.

En aplicaciones especialmente sensibles a la pulsación, las bombas de diafragma para líquidos de la serie 6420 de Thomas, con una capacidad de hasta 1800 ml/min y una altura de presión máxima continua de hasta 10 m H2O, destacan por su excepcional suavidad de transferencia de medios. Estas bombas superan ampliamente a las de la competencia, como se puede ver en el gráfico siguiente, donde la barra roja representa a las bombas de la serie 6420 y la gris al producto de un competidor.

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