Para dimensionar correctamente una bomba neumática de doble diafragma (AODD), comience con el flujo requerido a la presión de descarga real, luego corrija la viscosidad, la altura de succión, las pérdidas en la tubería, los sólidos y el suministro de aire comprimido disponible. El diámetro del puerto de líquido es solo un tamaño de conexión; no prueba que una bomba proporcione el flujo requerido en condiciones reales de funcionamiento.
El modelo final debe colocar el punto de funcionamiento normal dentro de una parte cómoda de la curva de rendimiento del fabricante en lugar del máximo publicado. Una bomba ligeramente más grande que funciona más lentamente a menudo puede proporcionar un mejor control, menor estrés cíclico y más margen operativo, pero sobredimensionar sin verificar la demanda de aire, el flujo mínimo controlable y las restricciones de instalación también pueden crear problemas.
Las siete entradas necesarias antes de elegir el tamaño de la bomba
Una cotización útil o una revisión técnica comienza con los datos de servicio completos. Registre lo siguiente antes de comparar bombas de 1/2 pulgada, 1 pulgada, 1-1/2 pulgada, 2 pulgadas o 3 pulgadas.
- Flujo requerido: flujo normal, mínimo y pico en L/min, m³/h o gpm.
- Presión total de descarga: elevación estática, presión del recipiente, fricción de tuberías, filtros, válvulas y accesorios.
- Condición de succión: succión o elevación inundada, distancia vertical, longitud de la tubería y rango de nivel de líquido.
- Propiedades del fluido: química exacta, concentración, densidad, viscosidad y temperatura.
- Sólidos: tamaño máximo de partícula, forma, dureza, concentración y tendencia a sedimentar.
- Aire comprimido: presión y caudal utilizable en la bomba mientras otros equipos están en funcionamiento.
- Instalación y cumplimiento: estándar de conexión, materiales húmedos, requisitos de higiene, puesta a tierra y clasificación de áreas.
Utilice el punto de operación real, no el encabezado de flujo máximo
Una curva de rendimiento AODD traza el flujo de líquido frente a la presión de descarga y muestra la presión de aire y el consumo de aire necesarios en diferentes puntos. El flujo máximo publicado normalmente se mide en condiciones favorables y no debe tratarse como el flujo garantizado para un líquido viscoso, una línea de succión larga o un sistema de descarga restringido.
Wilden explica que el eje horizontal de sus curvas de rendimiento representa el flujo y el eje vertical representa la presión o la altura. Para seleccionar una bomba, ubique el flujo requerido y la presión de descarga, luego lea las líneas de presión y consumo de aire que cruzan ese punto de servicio. Confirme la curva exacta para la bomba seleccionada, el material del diafragma y la configuración.
Calcule la presión de descarga total
La presión de descarga es mayor que la elevación vertical. Sume todas las resistencias que la bomba debe superar:
- Elevación estática desde la fuente de líquido hasta el punto de descarga
- Presión dentro del tanque receptor o recipiente de proceso
- Pérdida por fricción a través de tuberías rectas, mangueras, codos, tes y reductores
- Caída de presión en filtros, medidores, dispositivos de pulverización, intercambiadores de calor y válvulas de control
- Margen para carga de filtro, cambio de viscosidad y variación razonable del proceso
Utilice un sistema de unidades consistente. Si los datos del proceso están en metros de altura del líquido, recuerde que la presión depende de la densidad del fluido. No asuma que un valor de cabeza de agua representa la misma presión para cada líquido.
Verifique las condiciones de succión antes de aumentar el tamaño de la bomba
Una bomba más grande no resuelve automáticamente una succión deficiente. Las bombas AODD crean una presión por debajo de la presión atmosférica en la carrera de entrada, por lo que la energía de succión disponible es limitada. Una elevación excesiva, una manguera estrecha, una tubería larga, un filtro obstruido, una alta viscosidad o presión de vapor pueden privar a la cámara de líquido y reducir el rendimiento.
Siempre que sea posible, utilice succión inundada, coloque la bomba cerca de la fuente y mantenga la línea de succión corta, directa y al menos tan grande como la entrada de la bomba. Evite codos innecesarios y fugas de aire. Para líquidos viscosos, el fabricante puede recomendar una línea de succión más grande que la conexión de la bomba. Verifique la capacidad de elevación de succión seca y húmeda para el modelo exacto de diafragma y bomba; estos valores pueden diferir.
Corregir la curva de viscosidad
Las curvas de rendimiento comúnmente se basan en agua. Una mayor viscosidad aumenta la fricción de la tubería y reduce la velocidad a la que se llena la cámara de líquido. El resultado puede ser un flujo inferior al que sugiere la curva de agua, especialmente con la altura de succión.
Utilice el método de corrección de viscosidad actual del fabricante y revise el sistema de succión completo. Calentar el producto, acortar la línea de entrada, aumentar el diámetro de la tubería o seleccionar una bomba más grande que funcione más lentamente puede ayudar, pero cada cambio debe seguir siendo compatible con el fluido y el proceso.
Haga coincidir el paso de sólidos y el diseño de la válvula
Confirme el tamaño máximo de sólido que puede pasar la configuración exacta de la bomba. El tamaño nominal del puerto no es la clasificación de paso de sólidos. Las válvulas de bola, las válvulas de aleta y los diseños de lodos especiales pueden tener holguras muy diferentes incluso cuando sus conexiones son similares.
Describa también la forma y el comportamiento de las partículas. Las fibras pueden envolverse o formar puentes, las partículas angulares duras pueden desgastar los diafragmas y los asientos, y los sólidos densos pueden depositarse en tuberías horizontales lentas. Seleccione juntos los materiales húmedos y la geometría de la válvula, y organice las tuberías de manera que el sistema pueda drenarse o lavarse de manera segura.
Confirme la capacidad de aire comprimido en la bomba
La placa de identificación del compresor no es la misma que el aire utilizable disponible en la bomba. Verifique el flujo de aire entregado, la capacidad del receptor, la configuración del regulador, el diámetro de la manguera, los accesorios, los filtros y la caída de presión mientras todos los equipos conectados están en funcionamiento. Una bomba con el tamaño hidráulico correcto aún puede funcionar lentamente si la línea de aire está restringida.
Lea el valor de consumo de aire desde el punto de operación seleccionado en la curva de rendimiento y luego deje un margen práctico para fugas, variación de la demanda y carga futura del filtro. Para conocer un método detallado, consulte la guía de dimensionamiento de aire comprimido para bombas AODD de DFIN.
El tamaño nominal de la bomba es solo una lista corta
| Pregunta de selección | Por qué es importante | Qué verificar |
|---|---|---|
| ¿Puede el modelo alcanzar el punto de trabajo? | El flujo disminuye a medida que aumentan la presión de descarga y las restricciones | Curva de rendimiento y configuración exactas |
| ¿Se puede llenar la entrada en cada carrera? | La inanición provoca bajo flujo, ruido y desgaste acelerado | Altura de succión, viscosidad, presión de vapor y pérdidas de entrada |
| ¿Pueden las válvulas pasar los sólidos? | El diámetro del puerto por sí solo no define el juego interno | Clasificación de sólidos del fabricante y tipo de válvula |
| ¿Puede el sistema de aire soportar el trabajo? | La presión sin suficiente flujo de aire no mantendrá la salida | Consumo de aire en el punto de trabajo y caída de presión de la línea |
| ¿Sobrevivirán los materiales? | El ataque químico, el calor y la abrasión pueden provocar fallos prematuros | Compatibilidad total con caminos húmedos |
| ¿Hay margen operativo? | Funcionar continuamente en el borde de la curva puede aumentar el desgaste | Servicio normal y máximo, reducción y velocidad de ciclo esperada |
Por qué suele ser preferible operar cerca de la mitad de la curva
Los manuales de operación de Wilden recomiendan seleccionar bombas de modo que los parámetros de operación diarios caigan cerca del centro de la curva de rendimiento. Esto proporciona margen para la variación del proceso y evita depender de un punto publicado extremo. Un modelo más grande con una tasa de ciclo más baja puede reducir la flexión del diafragma y la velocidad del aire, pero el beneficio real debe compararse con el costo de compra, la estabilidad del control, el espacio y el consumo de aire.
Los materiales y el tamaño deben seleccionarse juntos
El cuerpo de la bomba, el diafragma, las bolas, los asientos y los sellos deben coincidir con el líquido. La elección del material también puede cambiar el rendimiento, la capacidad de succión, los límites de temperatura y el paso de sólidos disponibles. No seleccione primero el tamaño de la bomba y trate los materiales como una sustitución posterior.
Para productos químicos agresivos, aceites, fluidos a base de agua o servicios abrasivos, utilice la guía de selección de materiales de diafragma AODD de DFIN como lista de verificación de detección, luego confirme los datos de compatibilidad actuales del fabricante para la mezcla completa.
Cómo tamaño de la bomba afecta el precio y el costo total
El precio de la bomba AODD depende del tamaño, material del cuerpo, materiales del diafragma y de la válvula, tipo de conexión, diseño de la válvula de aire, certificaciones, accesorios, marca y cantidad. No existe un precio universal confiable basado únicamente en el diámetro del puerto.
Compare el costo total de propiedad, incluido el uso de aire comprimido en el punto de servicio, el costo del kit de reparación, la tasa de ciclo esperada, los cambios de instalación, el tiempo de inactividad y la disponibilidad de repuestos. El precio de compra más bajo puede resultar caro si una bomba pequeña debe funcionar continuamente a alta velocidad o si una bomba de gran tamaño necesita costosas actualizaciones del sistema de aire.
Errores comunes de tamaño de AODD
- Elección por diámetro de tubería en lugar de caudal y presión de descarga total
- Usar el flujo máximo publicado como punto de diseño normal
- Ignorando la viscosidad y las pérdidas en la línea de succión
- Asumir que la presión del compresor demuestra que la capacidad de aire es adecuada
- Usar el tamaño de entrada como clasificación de paso de sólidos
- Comprobación de la compatibilidad del diafragma, pero no de las bolas, los asientos y las juntas tóricas
- No incluir la carga del filtro, la presión del recipiente o la demanda máxima
- Comprar una bomba más grande sin revisar la controlabilidad y el caudal mínimo
Lista de verificación de RFQ para una selección precisa de la bomba
Envíe el flujo normal y máximo requerido; elevación de descarga y presión de recepción; tamaño, longitud y accesorios de la tubería; disposición de succión y elevación; líquido y concentración exactos; temperatura; densidad y viscosidad; datos de sólidos; presión y flujo de aire disponibles; estándar de conexión deseado; requisitos de material húmedo; horas de funcionamiento; requisitos de higiene o áreas peligrosas; destino; y fotografías o dibujos de la instalación.
Si reemplaza una bomba existente, incluya el modelo completo y el número de artículo, la foto de la placa de identificación, los materiales actuales, el historial de reparaciones y el motivo del reemplazo. Luego, DFIN puede comparar el punto de servicio con las curvas actuales del fabricante y preparar una cotización de configuración específica a través de la página RFQ.
Preguntas frecuentes
¿Debo elegir una bomba AODD por diámetro de entrada y salida?
No. El tamaño de la conexión es útil para la preselección, pero la selección final debe utilizar el punto de trabajo real, las condiciones de succión, la viscosidad, los sólidos, los materiales y el suministro de aire.
¿Es siempre más eficiente una bomba AODD más grande?
No. Una bomba más grande que funcione más lentamente puede reducir el estrés cíclico en algunas tareas, pero puede costar más, consumir aire innecesario en configuraciones de control deficientes o crear una operación inestable de bajo flujo. Compare curvas candidatas en el mismo punto de trabajo.
¿Cuánto margen de tamaño debo agregar?
Use suficiente margen para una variación creíble del proceso y pérdidas del sistema, pero no aplique un porcentaje arbitrario a cada aplicación. Verifique los puntos normal y máximo en la curva exacta y analice la viscosidad, la carga del filtro y la incertidumbre del suministro de aire con el proveedor.
¿Puede funcionar una bomba AODD con una válvula de descarga cerrada?
Una bomba AODD normalmente puede detenerse contra una descarga cerrada sin el mismo mecanismo de daño que muchas bombas giratorias, pero la instalación aún requiere límites de presión correctos, controles y procedimientos operativos seguros. Nunca exceda la clasificación de la bomba o del sistema.
¿Qué información se necesita para calcular el precio de la bomba?
Proporcione el punto de trabajo, datos del fluido, materiales, conexión, suministro de aire, necesidades de cumplimiento, cantidad y destino. Un precio basado únicamente en una “bomba de diafragma de 2 pulgadas” puede describir una construcción o un rendimiento incorrectos.
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Referencias técnicas
- Wilden: comprensión de las curvas de rendimiento de las bombas AODD
- Hojas de especificaciones de la bomba Wilden AODD
- Guías Wilden de cavitación, fricción de tuberías y viscosidad
Solo orientación para la aplicación. Confirme la curva de rendimiento actual, la compatibilidad química, los límites de temperatura, la capacidad de sólidos, la demanda de aire y las instrucciones de instalación para la configuración exacta de la bomba antes de realizar el pedido o la puesta en servicio.