¿Cuáles son las funciones de las bombas monotornillo?

Las tres funciones básicas de Bombas de un solo tornillo

Una bomba de tornillo único (también conocida como bomba de cavidad progresiva) realiza tres funciones principales: flujo medido de fluidos viscosos , Transferencia de baja pulsación de materiales sensibles al corte. , y elevación autocebante de mezclas multifásicas . A diferencia de las bombas centrífugas, una bomba de un solo tornillo proporciona un caudal lineal constante directamente proporcional a su velocidad de rotación, lo que normalmente logra Eficiencias volumétricas superiores al 95%. en un amplio rango de presión.

Este rendimiento único lo hace indispensable en industrias que van desde el petróleo y el gas hasta el procesamiento de alimentos y el tratamiento de aguas residuales. A continuación, exploramos cada función con datos medibles y ejemplos prácticos.

Función 1: Medición y dosificación precisas de fluidos de alta viscosidad

Las bombas de un solo tornillo funcionan como dispositivos dosificadores de desplazamiento positivo . Cada rotación desplaza un volumen fijo (de 0,005 a más de 2500 litros) independientemente de la presión de descarga. La precisión del caudal normalmente se mantiene dentro de ±0,5% a ±1% cuando tiene el tamaño adecuado.

Ejemplo del mundo real: inyección de polímeros en campos petroleros

En la recuperación mejorada de petróleo (EOR), los operadores inyectan soluciones de polímeros con viscosidades de hasta 10.000 cP . Una bomba monotornillo dosifica con precisión 2,5 l/min contra presiones de 40 bares (580 psi) . Las bombas centrífugas perderían eficiencia por encima de 1.000 cP y no podrían mantener una dosificación lineal. El resultado: la inyección constante de polímeros reduce los residuos químicos hasta en 15% anual por plataforma de pozo.

• Rango de viscosidad: 1 cP a 1.000.000 cP (por ejemplo, crudo pesado, melaza, lodos)
• Linealidad del caudal: R² > 0,999 del 10% al 100% de la velocidad del motor
• Capacidad de presión: Hasta 48 bares (700 psi) en versiones monoetapa y multietapa superan 240 barras (3480 psi)

Función 2: Manipulación de materiales sensibles al corte y con baja pulsación

La suave acción de bombeo de una bomba de un solo tornillo es una de sus funciones más valoradas. A diferencia de las bombas de pistón o de lóbulos, el fluido se mueve axialmente sin turbulencias ni picos rápidos de presión. Las velocidades de corte son típicamente por debajo de 200 s⁻¹ —comparable a la mezcla de bajo cizallamiento. Esto preserva la integridad del producto para materiales delicados.

Datos sobre reducción de cizallamiento

En una prueba controlada de bombeo de cultivos de yogur (un fluido biológico sensible al cizallamiento), se mantuvo una bomba de un solo tornillo recuentos de células viables superiores al 95% después de 10 horas de recirculación. Una bomba lobular en condiciones idénticas redujo la viabilidad a 72% . Para los procesadores de alimentos, esto significa una vida útil más larga y una mejor consistencia del producto.

Función 3: Elevación de mezcla autocebante y multifase

Las bombas de un solo tornillo pueden elevar fluidos desde alturas de succión tan altas como 8,5 metros (28 pies) de columna de agua en condiciones secas, y 9,5 metros (31 pies) cuando está preparado. Más importante aún, manejan mezclas de gases, líquidos y sólidos simultáneamente, una función llamada bombeo multifase . Fracciones de volumen de gas (GVF) hasta 80% son posibles sin bloqueo de vapor.

Ejemplo práctico: bombeo de espuma de aguas residuales

En una planta de tratamiento municipal, la espuma contiene 40% aire, 55% agua y 5% grasa/sólidos . Una bomba de un solo tornillo transfiere esta mezcla desde un tanque DAF (flotación por aire disuelto) a un digestor en 12m³/h . Las bombas centrífugas perdieron el cebado en 10 minutos , mientras que las bombas de diafragma se atascaban cada 2 horas. La bomba de un solo tornillo funcionó durante 2.000 horas sin fallas, reduciendo los costos de mantenimiento al 8.000€/año .

• Tamaño máximo de partículas sólidas: hasta 15mm (dependiendo de la dureza del elastómero del estator)
• Tiempo de funcionamiento en seco del autocebante: normalmente 30-60 segundos (con selección adecuada de materiales)
• Límite de GVF multifásico: 0% a 80% sin equipo auxiliar

Preguntas frecuentes: preguntas comunes sobre las funciones de la bomba de un solo tornillo

1. ¿Puede funcionar en seco una bomba de un solo tornillo?

Sí, pero sólo para duraciones cortas (30-60 segundos) . El estator (típicamente elastómero) requiere lubricación y enfriamiento con fluidos. Un funcionamiento prolongado en seco daña el estator y el rotor. Para aplicaciones con períodos secos intermitentes, especifique Estatores hechos de elastómeros de alta temperatura (p. ej., FKM o HNBR) o agregue un sensor de protección contra funcionamiento en seco.

2. ¿Cuál es el rango de eficiencia típico?

Oferta de bombas monotornillo eficiencia volumétrica entre 85% y 98% en condiciones normales de funcionamiento. La eficiencia mecánica general (incluidos el motor y la caja de cambios) oscila entre 55% a 75% , que es 10-20% más alto que las bombas centrífugas cuando se manejan viscosidades superiores a 1.000 cP.

3. ¿Cómo cambia el caudal con la viscosidad?

A diferencia de las bombas centrífugas, El caudal de una bomba de un solo tornillo permanece casi constante con los cambios de viscosidad. . Duplicar la viscosidad de 1000 cP a 2000 cP reduce el flujo en menos de 2% a velocidad constante. Esto los hace ideales para dosificar aditivos donde la viscosidad del alimento varía con la temperatura.

4. ¿Cuáles son los modos de falla comunes que afectan estas funciones?

1. Desgaste del estator – reduce la eficiencia volumétrica; esperanza de vida típica 4.000-8.000 horas en lodos abrasivos.
2. Corrosión del rotor – provoca deslizamiento y pérdida de presión; utilice 316SS o materiales dúplex para pH < 4 o > 10.
3. Fallo de la junta universal – provoca pulsaciones; reemplazar cada 10.000-15.000 horas en servicio continuo.

5. ¿Cuál es la presión máxima por etapa?

Una bomba de un solo tornillo de una sola etapa generalmente entrega 6 a 12 bares (87 a 174 psi) presión diferencial. Cada etapa adicional agrega una presión similar. Para aplicaciones de alta presión como Alimentación por ósmosis inversa (hasta 40 bar) , utilice una configuración de 4 o 6 etapas. Cada etapa contiene un conjunto de cavidades rotor-estator.

Guía de selección: adaptación de funciones a las necesidades de la aplicación

Para seleccionar la bomba de tornillo único correcta para su función, evalúe tres parámetros con la siguiente tabla:

Para la mayoría de las aplicaciones industriales, la combinación de la bomba de tornillo único de Precisión de medición, bajo cizallamiento y capacidad multifase. la convierte en la bomba de desplazamiento positivo más versátil. Cuando su fluido es demasiado espeso para las bombas centrífugas o demasiado delicado para las bombas de pistón, una bomba de un solo tornillo es la respuesta funcional.