Una bomba de pistón es un tipo de bomba de desplazamiento positivo donde el sello de alta presión oscila con el pistón . [1] Las bombas de pistón se pueden utilizar para mover líquidos o comprimir gases . Pueden operar en una amplia gama de presiones. Se puede lograr el funcionamiento a alta presión sin afectar negativamente el caudal. Las bombas de pistón también pueden trabajar con medios viscosos y medios que contienen partículas sólidas. [2] Este tipo de bomba funciona a través de una copa de pistón, un mecanismo de oscilación donde las carreras descendentes causan diferencias de presión, el llenado de las cámaras de la bomba, donde la carrera ascendente fuerza el fluido de la bomba a salir para su uso. Las bombas de pistón se utilizan a menudo en escenarios que requieren una presión alta y constante y en sistemas de riego o suministro de agua. [3]
Los dos tipos principales de bombas de pistón son la bomba de elevación y la bomba de fuerza . [4] Ambos tipos pueden funcionar a mano o mediante un motor.
.png/1280px-Pump_(PSF).png)
En una bomba de elevación, la carrera ascendente del pistón aspira agua, a través de una válvula, hacia la parte inferior del cilindro. En la carrera descendente, el agua pasa a través de válvulas instaladas en el pistón hacia la parte superior del cilindro. En la siguiente carrera ascendente, el agua sale de la parte superior del cilindro a través de un pico. Este tipo de bomba está limitada por la altura del agua que puede soportar la presión del aire contra el vacío.
En una bomba de fuerza, la carrera ascendente del pistón aspira agua, a través de una válvula de entrada, hacia el cilindro. En la carrera descendente, el agua se descarga, a través de una válvula de salida, al tubo de salida.
Las bombas de pistón se pueden clasificar en de simple efecto y simple efecto (el fluido se bombea por una sola cara del pistón y la carrera activa es en una sola dirección) o de doble efecto y doble efecto (el fluido se bombea por ambas caras del pistón, y las carreras en ambos sentidos están activas).
El cálculo del caudal teórico de una bomba de pistón es relativamente sencillo.
En una bomba de simple efecto, sólo un lado del pistón está en contacto con el fluido. Como resultado de esto, sólo un golpe es un golpe de entrega. La tasa de entrega teórica se puede calcular utilizando la siguiente ecuación: [5]
Donde Q es la velocidad de entrega, d es el diámetro del pistón, h es la carrera y n son las rpm. Si la bomba tiene varios cilindros, Q se multiplica por el número de cilindros.
En una bomba de doble efecto, ambos lados del pistón están en contacto con el fluido. Como resultado de esto, ambos golpes son golpes de entrega. Una aproximación de la tasa de entrega viene dada por la siguiente ecuación: [5]
Sin embargo, esta ecuación no tiene en cuenta el volumen ocupado por el vástago del pistón. La tasa de entrega real se puede calcular en consecuencia:
d 1 es igual al diámetro del vástago del pistón.
El pistón en una bomba de émbolo y pistón no se mueve a una velocidad constante y, como resultado, la presión y el suministro fluctúan a lo largo de la carrera. El siguiente diagrama muestra la relación entre el ángulo del cigüeñal y la velocidad de entrega de una bomba de simple y doble efecto. La línea muestra la tasa de entrega promedio de la bomba. Estas fluctuaciones en la presión y el suministro pueden causar efectos no deseados como golpes de ariete y, por lo tanto, generalmente se mitigan mediante la instalación de un acumulador lleno de aire. La entrega se puede facilitar aún más mediante el uso de múltiples cilindros desplazados entre sí.
Como resultado, la tasa de entrega real suele ser menor y se puede encontrar mediante la siguiente ecuación:
Q s es la tasa de entrega real, Q es la tasa teórica y λ es el coeficiente de pérdida.
