Bomba dosificadora

Una bomba dosificadora mueve un volumen preciso de líquido en un período de tiempo determinado, proporcionando un caudal volumétrico exacto . ^{[ 1 ]} El suministro de fluidos a caudales precisos y ajustables se denomina a veces dosificación . El término "bomba dosificadora" se basa en la aplicación o el uso, más que en el tipo exacto de bomba utilizada, aunque algunos tipos de bombas son mucho más adecuados que la mayoría de los demás. ^{[ 2 ]}

Aunque las bombas dosificadoras pueden bombear agua , se utilizan con frecuencia para bombear productos químicos , soluciones u otros líquidos. Muchas bombas dosificadoras están diseñadas para bombear a alta presión de descarga . Generalmente, se fabrican para dosificar a caudales prácticamente constantes (promediados en el tiempo) dentro de un amplio rango de presión de descarga (salida). Los fabricantes especifican para cada modelo de bomba dosificadora una presión de descarga máxima que garantiza su capacidad de bombeo. Un ingeniero, diseñador o usuario debe asegurarse de que las presiones y temperaturas nominales, así como los materiales en contacto con el fluido, sean compatibles con la aplicación y el tipo de líquido que se bombea.

La mayoría de las bombas dosificadoras constan de un cabezal y un motor . El líquido que se bombea pasa por el cabezal, entrando por una tubería de entrada y saliendo por una tubería de salida. El motor suele ser eléctrico y acciona el cabezal.

Algunas bombas dosificadoras pueden utilizarse para dispensar . Una bomba dosificadora está diseñada para suministrar un caudal continuo, mientras que una bomba dispensadora está diseñada para suministrar una cantidad total precisa.

Muchas bombas dosificadoras son de pistón. Las bombas de pistón son bombas de desplazamiento positivo que pueden diseñarse para bombear a caudales prácticamente constantes (promediados en el tiempo) contra un amplio rango de presión de descarga, incluidas altas presiones de descarga de miles de psi .

Las bombas dosificadoras de pistón suelen funcionar de la siguiente manera: Un pistón (a veces llamado émbolo), generalmente cilíndrico, puede entrar y salir de una cámara de forma correspondiente en el cabezal de la bomba. Las líneas de entrada y salida están conectadas a la cámara del pistón. Dos válvulas de retención , a menudo de bola, están conectadas al cabezal de la bomba: una en la línea de entrada y otra en la de salida. La válvula de entrada permite el flujo desde la línea de entrada a la cámara del pistón, pero no en sentido inverso. La válvula de salida permite el flujo desde la cámara a la línea de salida, pero no en sentido inverso. El motor mueve repetidamente el pistón dentro y fuera de la cámara, lo que provoca que el volumen de la cámara aumente y disminuya repetidamente. Cuando el pistón sale, se crea un vacío. La baja presión en la cámara hace que el líquido entre y la llene a través de la válvula de retención de entrada, mientras que la mayor presión en la salida hace que esta se cierre. Luego, cuando el pistón entra, presuriza el líquido en la cámara. La alta presión en la cámara provoca el cierre de la válvula de entrada y la apertura de la de salida, expulsando el líquido. Estos ciclos alternos de succión y descarga se repiten continuamente para dosificar el líquido. En la parte posterior de la cámara, hay una empaquetadura alrededor del pistón o un sello en forma de anillo con un resorte toroidal en su interior que comprime el sello alrededor del pistón. Esto mantiene la presión del fluido cuando el pistón se desliza hacia adentro y hacia afuera, lo que garantiza la estanqueidad de la bomba. La empaquetadura o los sellos pueden desgastarse con el uso prolongado y pueden reemplazarse. El caudal de dosificación se puede ajustar variando la longitud de la carrera del pistón o su velocidad.

Una bomba de pistón simple suministra líquido a la salida únicamente durante la carrera de descarga. Si las carreras de succión y descarga del pistón se producen a la misma velocidad y el líquido se dosifica durante la mitad del tiempo de funcionamiento de la bomba, entonces el caudal dosificado total, promediado a lo largo del tiempo, es igual a la mitad del caudal promedio durante la carrera de descarga. Algunas bombas de pistón simple pueden tener un movimiento lento y constante del pistón para la descarga y un movimiento de retracción rápido para rellenar el cabezal de la bomba. En tales casos, el caudal dosificado total es prácticamente igual al caudal de bombeo durante la carrera de descarga.

Las bombas utilizadas en cromatografía de alta presión, como la HPLC y la cromatografía iónica, son muy similares a las pequeñas bombas dosificadoras de pistón. Para garantizar su resistencia al desgaste y a los disolventes, los pistones suelen estar fabricados de zafiro sintético y las válvulas de retención de bola cuentan con bolas de rubí y asientos de zafiro. Para obtener cromatogramas de calidad, es deseable que el caudal de bombeo sea lo más constante posible. Para ello, se utiliza una bomba de pistón simple con recarga rápida o una bomba de doble cabezal con pistones de carrera coordinada.

Para evitar fugas en el empaque o sello, especialmente cuando el líquido es peligroso, tóxico o nocivo, se utilizan bombas de diafragma para la dosificación. Estas bombas cuentan con un diafragma a través del cual se transmite un movimiento repetido de compresión/descompresión. El líquido no penetra a través del diafragma, por lo que el interior de la bomba queda sellado herméticamente. Este movimiento modifica el volumen de una cámara en el cabezal de la bomba, permitiendo que el líquido entre por una válvula de retención de entrada durante la descompresión y salga por una válvula de retención de salida durante la compresión, de forma similar a las bombas de pistón. También existen bombas de diafragma que descargan a presiones relativamente altas. Las bombas dosificadoras de diafragma suelen ser de accionamiento hidráulico .

Las bombas peristálticas utilizan rodillos accionados por motor que se desplazan a lo largo de tubos flexibles, comprimiéndolos para impulsar el líquido que contienen. Si bien las bombas peristálticas pueden utilizarse para dosificar a presiones bajas, la presión que pueden soportar los tubos flexibles es limitada.

La presión máxima nominal de una bomba dosificadora es, en realidad, el límite superior del rango de presión de descarga que la bomba garantiza soportar a un caudal razonablemente controlable. La bomba en sí es un dispositivo de presurización que a menudo puede superar su presión nominal, aunque no está garantizado que lo haga. Por este motivo, si existe alguna válvula de cierre aguas abajo de la bomba, se debe instalar una válvula de alivio de presión entre ambas para evitar la sobrepresión de la tubería en caso de que la válvula de cierre se cierre accidentalmente mientras la bomba está en funcionamiento. El ajuste de la válvula de alivio debe ser inferior a la presión máxima nominal que la tubería o cualquier otro componente presente en ella pueda soportar.

Los líquidos son muy poco compresibles. Esta propiedad permite que las bombas dosificadoras los descarguen a alta presión. Dado que un líquido solo se comprime ligeramente durante la descarga, es expulsado del cabezal de la bomba. Los gases son mucho más compresibles. Las bombas dosificadoras no son eficientes para bombear gases. A veces, una bomba dosificadora o similar debe cebarse antes de su funcionamiento, es decir, el cabezal debe llenarse con el líquido que se va a bombear. Cuando entran burbujas de gas en el cabezal de la bomba, el movimiento de compresión comprime el gas, pero le cuesta expulsarlo. La bomba puede dejar de bombear líquido con burbujas de gas en el cabezal, aunque mecánicamente esté realizando los movimientos de compresión y descompresión repetidas. Para evitar este tipo de bloqueo por vapor , los disolventes de cromatografía suelen desgasificarse antes del bombeo.

Si la presión en la salida es menor que la presión en la entrada y se mantiene así a pesar del bombeo, esta diferencia de presión abre ambas válvulas de retención simultáneamente y el líquido fluye incontrolablemente a través del cabezal de la bomba desde la entrada hasta la salida. Esto puede ocurrir tanto si la bomba está funcionando como si no. Esta situación se puede evitar instalando una válvula de retención de presión diferencial positiva con la capacidad adecuada aguas abajo de la bomba. Dicha válvula solo se abrirá si se supera una presión diferencial mínima nominal a través de la válvula, algo que la mayoría de las bombas dosificadoras de alta presión pueden superar fácilmente.

• Todo lo que necesitas saber sobre las bombas dosificadoras. Las bombas dosificadoras ofrecen un alto grado de precisión y son adecuadas para el tratamiento de agua, el procesamiento químico y la dosificación en laboratorios.