Bombas de engranajes internas. Qué son y cómo funcionan

Bombas de engranajes internas

Las bombas de engranajes internas son máquinas rotativas de desplazamiento positivo capaces de manejar fluidos delgados y espesos tanto en aplicaciones de bombeo como de medición. A diferencia de las bombas de engranajes externos que utilizan engranajes contrarrotantes montados en ejes individuales, las bombas de engranajes internas utilizan ejes individuales y pueden operar a altas velocidades y entregar volúmenes bastante grandes a presiones moderadas.

Básicamente, existen dos formas de bombas de engranajes internas. Se describen aquí junto con una discusión de su funcionamiento y aplicaciones comunes. Para obtener información sobre otros tipos de bombas, contáctanos.

Bombas de engranajes internas de gerotor

Las bombas de gerotor se denominan así por la forma del rotor (“rotor generado”) que, a diferencia de la mayoría de las otras bombas de engranajes, no se parecen a las formas tradicionales de engranajes involutas. En cambio, la geometría se describe como trocoidal, con el rotor exterior en forma de estrella.

La forma del rotor interior se genera a partir de esta geometría para producir una malla con fricción deslizante que ayuda a sellar el espacio entre cavidades y lóbulos. Tanto la rueda loca de dientes internos como el engranaje de dientes externos giran, con el rotor de dientes externos montado en un eje impulsor que es excéntrico al cuerpo de la bomba y la rueda loca.

Aunque el número de cavidades y lóbulos que componen los rotores puede variar de una bomba a otra, las cavidades siempre superan en número a los lóbulos en uno.

A medida que el rotor interior gira, la rueda guía exterior de engrane gira, creando un volumen entre los dientes que se expande en el lado de succión y se contrae en el lado de descarga. Estas zonas de entrada y salida en constante formación mueven el fluido a través de la bomba.

Los puertos de entrada y salida con forma de riñón llevan líquido hacia y desde la cavidad de la bomba. No se necesitan válvulas en este diseño, aparte del alivio de sobrepresión de desplazamiento positivo habitual.

Bombas de engranajes internas-externas

Arquitectónicamente similares a las bombas de gerotor, las bombas de engranajes internas-externas utilizan formas de dientes involutas. Al igual que con los gerotores, un engranaje recto externo montado excéntricamente impulsa una corona dentada interna para mover el fluido entre un puerto de succión y un puerto de descarga. Sin embargo, estas bombas pueden tener una diferencia de uno o dos dientes.

El diseño de dos dientes es un intento de reducir las fugas internas del diseño de un solo diente. En el diseño de dos dientes, se agrega una media luna de separación donde los dientes salen de la malla después de la entrada. La media luna divide el flujo a través de la bomba entre las cavidades de los dientes del engranaje y las cavidades similares del anillo. El flujo se reúne justo antes del puerto de descarga.

Los diseños de un diente pueden accionarse a velocidades significativas para producir altas presiones, pero se utilizan principalmente para aceite debido a su lubricidad. Los diseños de dos dientes se utilizan con mayor frecuencia para aplicaciones con volúmenes y presiones más bajas.

Aplicaciones

Las bombas de engranajes internas pueden bombear fluidos de casi cualquier viscosidad, pero la velocidad normalmente debe reducirse para materiales más espesos. No son adecuados para materiales que contienen sólidos, ya que pueden provocar un desgaste prematuro.

Las bombas de engranajes internas son autocebantes y útiles en aplicaciones de bajo NPSH. Por lo general, brindan un flujo continuo y uniforme. En teoría, al menos, son bidireccionales. Están disponibles como diseños en tándem para suministrar sistemas de potencia de fluido separados o combinados.

Las bombas de engranajes internas tienen amplias aplicaciones en muchas industrias: los fabricantes de alimentos las utilizan para mover pastas espesas y salsas; Las industrias petroquímicas los implementan en aplicaciones de medición de alta presión y los fabricantes de motores los utilizan para el suministro de aceite.

Se utilizan como bombas de transferencia. Hay diseños especiales disponibles para aplicaciones aeroespaciales. Las bombas para energía fluida se ajustarán a los requisitos de orificios para pernos de SAE.

A principios de la década de 1990, los fabricantes de motores automotrices se alejaron de las bombas de aceite de engranajes externos y adoptaron diseños de engranajes internos, tanto de gerotor como de dos dientes diferentes. El estilo de media luna es particularmente adecuado para entregar altos volúmenes a bajas revoluciones por minuto.

Con la desaparición de los sistemas de encendido basados ​​en distribuidores junto con el engranaje del árbol de levas relacionado, algunas de estas bombas se impulsan directamente desde los árboles de levas.

Las bombas de engranajes internas se pueden fabricar como diseños sanitarios para alimentos, bebidas y servicio farmacéutico. Los rotores pueden estar en voladizo, soportados por un solo rodamiento o un par de rodamientos fuera de la carcasa con una variedad de sellos disponibles. El acceso a estos componentes internos de la bomba a través de una placa de cubierta facilita la desinfección. Se encuentran disponibles diseños de acoplamiento cerrado y sin sello.

Las geometrías de gerotor se suministran tanto en stock como en diseños personalizados. La viscosidad del fluido que se va a bombear influye en la holgura dentaria de cualquier par o conjunto de gerotores. Aunque normalmente es el elemento interior el que impulsa el anillo exterior, hay diseños especiales disponibles donde impulsa el anillo exterior.

Como regla general, cuanto menos lóbulos, mayor es la velocidad. Más lóbulos equivalen a un flujo más suave. Aunque un rotor de tres lóbulos es teóricamente posible, no es práctico por varias razones, lo que hace que el rotor de cuatro lóbulos sea el punto de partida mínimo.

En comparación con las bombas de engranajes externos, las bombas de engranajes internas suelen ser más caras en los costos iniciales, pero tienen tasas de desgaste más bajas, lo que lleva a una vida útil más larga. Los diseños son más complejos, aunque los métodos avanzados de fabricación de gerotor hacen que estas bombas sean extremadamente adaptables y rentables. Una desventaja de las bombas de engranajes internas son las cargas en voladizo que se aplican a sus cojinetes. Sin embargo, esto simplifica la desinfección.

Una desventaja general que comparten todas las bombas de engranajes con respecto a otras bombas de desplazamiento positivo (bombas de paletas, por ejemplo) es su incapacidad para proporcionar un caudal variable a una velocidad de entrada determinada. Cuando esto sea un requisito, una solución alternativa es utilizar accionamientos capaces de controlar la velocidad, aunque no siempre es una solución práctica.

Finalmente, mientras que las bombas rotativas de desplazamiento positivo son capaces de bombear agua, su aplicación principal es en aceites y líquidos viscosos debido a la necesidad de mantener lubricadas las superficies de fricción y la dificultad de sellar fluidos muy delgados. Para la mayoría de las aplicaciones donde el agua es el medio, la bomba centrífuga o de desplazamiento dinámico ha sido la opción más clara.

Conclusiones

Hoy en día, es esencial que elijas lo mejor para tu aplicación a largo plazo. En Asian Pumps estamos para ayudarte a identificar qué sello es mejor para ti. Para obtener información adicional sobre las Bombas de engranajes internas y todos los demás productos de fluidos que tenemos para ofrecer, contáctanos o comunícate con nuestro equipo de Asian Pumps.

Esperamos que te hayan quedado clara la idea de funcionamiento de Bombas de engranajes internas.

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