Bomba Humphrey

La bomba Humphrey es una gran bomba de pistón líquido alimentada con gas de combustión interna . Fue inventada por H. A. Humphrey y presentada por primera vez en un artículo a la Institución de Ingenieros Mecánicos el 19 de noviembre de 1909. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} Una bomba capaz de bombear 250 000 galones por hora a una altura de 35 pies fue exhibida en la Exposición de Bruselas de 1910, donde recibió dos Grandes Premios , uno para motores y otro para bombas. ^{[ 4 ]}

Entre 1906 y 1925 se construyó un pequeño número de bombas para su uso en proyectos de abastecimiento de agua a gran escala. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Aunque solo se construyeron unas pocas bombas, algunas continuaron en servicio hasta la década de 1960. ^{[ 5 ]}

La bomba de Humphrey consta de un tubo grande en forma de U, lleno de agua. Un extremo está sellado por una pesada "cabezal de combustión" de hierro fundido o acero. El cabezal de combustión contiene las válvulas de entrada y salida, la fuente de ignición y soporta la presión de la cámara de combustión. El agua entra en la bomba a través de válvulas de entrada con resorte situadas debajo de la cámara de combustión. Una característica distintiva de la bomba de Humphrey, en comparación con otras, es que el agua solo tiene que fluir a través de este único conjunto de válvulas: no hay válvulas de salida antirretorno, solo se utiliza la inercia del agua suministrada dentro del tubo de salida para controlar su flujo. Como no hay válvulas de suministro que se abran y cierren bruscamente, el flujo de agua cambia suavemente, evitando el golpe de ariete y los problemas habituales de este tipo de bomba. ^{[ 1 ]}

El gas combustible, mezclado con aire, se introduce en la cámara de combustión y se enciende mediante una chispa eléctrica . La fuerza del gas en expansión impulsa el agua hacia abajo desde la cámara de combustión y la acelera a lo largo del tubo de salida. Una vez que la presión de la cámara desciende hasta igualar la del agua de entrada, el agua de salida deja de acelerarse, pero la gran masa de agua en el tubo largo continúa fluyendo por su propia inercia. Esto reduce la presión en la cámara por debajo de la atmosférica, lo que provoca la apertura de las válvulas de entrada de aire y gas, aspirando aire fresco como efecto de barrido . A medida que el agua comienza a fluir de regreso por la U, esto aumenta la presión de la cámara y provoca la apertura de las válvulas de escape. ^{[ 1 ]}

Se sabe que se construyeron diez bombas Humphrey para servicio comercial entre 1912 y 1925: ^{[ 5 ]}

El embalse King George V , cerca de Chingford en el este de Londres, contaba con cuatro bombas Humphrey instaladas cuando se construyó la estación de bombeo en 1912. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} Cada bomba tenía capacidad para bombear 40 000 000 de galones de agua al día. Posteriormente se añadió una quinta bomba, más pequeña. ^{[ 2 ]} Las bombas fueron fabricadas por Siemens en sus instalaciones de Stafford, Inglaterra. ^{[ 5 ]}

En 1914 se instaló una bomba de 66 pulgadas de diámetro en Del Rio , Texas. ^{[ 10 ]} Esta fue construida por la Humphrey Gas Pump Co. de Syracuse, NY, que había obtenido la licencia de las patentes de Humphrey. ^{[ 5 ]}

En 1914 se instaló una bomba Humphrey en una planta de tratamiento de aguas residuales en Southend-on-Sea , Inglaterra. La bomba tenía una altura de elevación de 65  pies y una capacidad de 198 000 galones por día. Se iniciaron las obras de construcción de una segunda bomba, pero se cancelaron en 1915. ^{[ 5 ]}

Dos bombas, cada una con una capacidad de 1.500.000 galones imperiales (6,8 Ml) por hora ^{[ 6 ]} ( 36.000.000 galones imperiales (160 Ml) por día), se instalaron en Cobdogla , en el río Murray en Australia, a partir de 1923. Estas fueron construidas por William Beardmore and Company en Glasgow y enviadas a Australia para su ensamblaje. ^{[ 11 ] [ 12 ]}  

En 1927, la empresa Sun Shipbuilding and Dry Dock Company instaló una bomba Humphrey de 36" de diámetro en Chester, Pensilvania. La bomba se utilizó en operaciones de dique seco y también con fines experimentales. Fue diseñada como un motor de dos tiempos para operar con una altura de elevación de entre 20 y 150  pies (6 y 46 m). El motor se instaló en un cajón de acero de 18  pies 6" (5,6 m) de diámetro y 50 pies (15,25 m) de profundidad, a unos 40 pies por debajo del río Delaware. El aire se suministraba al motor a esta profundidad mediante un compresor. La bomba se sometió a pruebas de resistencia durante 8 horas diarias entre 1925 y 1927, antes de pasar a funcionar las 24 horas diarias con una altura de elevación del agua de 150 pies durante semanas en 1928. ^{[ 5 ]}   

En 1914 también se consideró la construcción de una planta de drenaje e irrigación de gran tamaño para Egipto. ^{[ 13 ]} Su construcción se vio interrumpida debido al estallido de la Primera Guerra Mundial . Originalmente, se proyectaba utilizar dieciocho bombas, cada una con una capacidad de 100 000 000 de galones diarios a una altura de 20 pies. ^{[ 1 ] [ 14 ]} Cada cámara de bombeo tendría un diámetro de 8  pies y 8 pulgadas y una altura de 14 pies. La construcción final habría utilizado diez bombas: cinco de Beardmore y cinco de la división italiana de Brown Boveri . ^{[ 13 ]}  

Una bomba similar, la bomba Joy, también se describió por la misma época. Esta era mucho más pequeña, de aproximadamente seis pulgadas de diámetro en lugar de seis pies, y también tenía conexiones de tuberías de agua mucho más pequeñas. Esta menor masa de agua también redujo la relación de compresión disponible en la cámara de combustión, lo que provocó una menor eficiencia. Sin embargo, la capacidad de la bomba para funcionar con una altura de succión de unos pocos pies, en lugar de tener que sumergirse como la bomba Humphrey, era una ventaja. Se pensaba que esta bomba tendría alguna aplicación para tareas a pequeña escala o portátiles, donde su conveniencia superaba la eficiencia. ^{[ 15 ]}

Las bombas de Chingford fueron reemplazadas por bombas eléctricas en la década de 1960, aunque tres de las bombas permanecen en su lugar. ^{[ 16 ]}

Las bombas de Cobdogla funcionaron desde 1927 hasta 1965. En 1985, una de ellas fue restaurada como ejemplar operativo y recibió el premio IMechE Engineering Heritage Award . ^{[ 17 ]}

La construcción de un modelo funcional de una bomba Humphrey se completó en 2008 y el modelo se mostró en varias jornadas de puertas abiertas en museos del Reino Unido. ^{[ 16 ]}

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  Sección de válvula de entrada, Cobdogla
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  Sección de válvulas internas, Cobdogla

• Cilindro hidráulico
• Bomba pulsómetro

• Museo de Irrigación y Vapor de Cobdogla, Australia Meridional
• Agua de Australia Meridional . Bombas Cobdogla Humphrey . Flickr . Consultado el 12 de abril de 2021 .

• PDDunn, NGJoyce, DJFulford, "La bomba Humphrey", Informe para el Ministerio de Desarrollo de Ultramar, Departamento de Ingeniería y Cibernética, Universidad de Reading. Enero de 1977.
• Smith, Denis (1970). "La bomba Humphrey y su inventor" . Transactions of the Newcomen Society . 43 (1). Taylor & Francis: 67–92 . doi : 10.1179/tns.1970.006 . Consultado el 12 de abril de 2021 .
• Venus, Richard (enero de 2016). "Una breve historia de HA Humphrey y las bombas Humphrey" (PDF) . Engineering Heritage Australia . 2 (1): 18– 21. Recuperado el 12 de abril de 2021 .