Una bomba de engranajes utiliza el engranaje de engranajes para bombear fluido por desplazamiento. [1] Son uno de los tipos más comunes de bombas para aplicaciones de potencia de fluidos hidráulicos . La bomba de engranajes fue inventada alrededor del año 1600 por Johannes Kepler . [2]
Las bombas de engranajes también se utilizan ampliamente en instalaciones químicas para bombear fluidos de alta viscosidad . Hay dos variaciones principales: bombas de engranajes externos que utilizan dos engranajes rectos externos y bombas de engranajes internos que utilizan un engranaje recto externo y uno interno (los dientes del engranaje recto interno miran hacia adentro, ver más abajo). Las bombas de engranajes proporcionan desplazamiento positivo (o desplazamiento fijo ), lo que significa que bombean una cantidad constante de fluido por cada revolución. Algunas bombas de engranajes están diseñadas para funcionar como motor o bomba.
A medida que los engranajes giran, se separan en el lado de entrada de la bomba, creando un vacío y una succión que se llena con fluido . El fluido es transportado por los engranajes al lado de descarga de la bomba, donde el engrane de los engranajes desplaza el fluido. Las holguras mecánicas son pequeñas, del orden de 10 μm. Los estrechos espacios libres, junto con la velocidad de rotación, evitan eficazmente que el líquido se escape hacia atrás.
El diseño rígido de los engranajes y las carcasas permite presiones muy altas y la capacidad de bombear fluidos altamente viscosos .
Existen muchas variaciones, incluidos conjuntos de engranajes helicoidales y en espiga (en lugar de engranajes rectos), rotores en forma de lóbulos similares a los sopladores Roots (comúnmente utilizados como sobrealimentadores ) y diseños mecánicos que permiten el apilamiento de bombas. Las variaciones más comunes se muestran a continuación (el engranaje impulsor se muestra en azul y la rueda guía se muestra en violeta ).
Las bombas de engranajes de precisión externas suelen estar limitadas a presiones de trabajo máximas de alrededor de 210 bares (21.000 kPa) y velocidades de rotación máximas de alrededor de 3.000 RPM. Algunos fabricantes producen bombas de engranajes con presiones y velocidades de trabajo más altas, pero este tipo de bombas tienden a ser ruidosas y es posible que se deban tomar precauciones especiales. [3]
Los puertos de succión y presión deben interactuar donde se engranan los engranajes (que se muestran como líneas grises tenues en las imágenes internas de la bomba). Algunas bombas de engranajes internos tienen un sello adicional en forma de media luna (como se muestra arriba, a la derecha). Esta media luna funciona para mantener los engranajes separados y también reduce las corrientes parásitas.
Fórmulas de bomba:
Las bombas de engranajes son generalmente muy eficientes, especialmente en aplicaciones de alta presión.
Factores que afectan la eficiencia:
La invención de la bomba de engranajes no está resuelta de manera uniforme. Por un lado, se remonta a Johannes Kepler en 1604; por otro lado, se menciona a Gottfried Heinrich Graf zu Pappenheim , quien supuestamente construyó el soplador de cápsulas con dos ejes giratorios para bombear aire y agua. Pappenheim debería haber adoptado el diseño de Kepler sin mencionar su nombre.
