Soluciones de bombas para fluidos gaseosos, desgasificantes y bifásicos

El gas es la propiedad del fluido que la mayoría de las especificaciones de bomba pasan por alto, y es la que deja una bomba parada en seco. Un líquido que arrastra gas — en forma de burbujas libres arrastradas en el flujo, de gas disuelto que se libera cuando cae la presión de aspiración, o de gas que el propio fluido genera al desgasificarse — no se comporta como el líquido limpio que supone una curva de bomba. Condensado que sale de un sistema de vapor cerca de su punto de ebullición, refrigerante bajo su propia presión de vapor, GLP y combustibles ligeros, un disolvente volátil en su punto de inflamación, hipoclorito de sodio que se descompone en oxígeno dentro del tanque: todos llegan a la aspiración de la bomba arrastrando gas. Pásalo por una bomba centrífuga estándar y el gas se acumula en el ojo del rodete, la bomba pierde altura y, superado un pequeño porcentaje en volumen, se bloquea por gas y deja de impulsar. Esta página explica cómo las bombas periféricas regenerativas (de vórtice) y de accionamiento magnético sin sello de Aulank mueven fluidos gaseosos, desgasificantes y bifásicos sin perder el cebado — y es clara sobre los dos extremos del rango, la microdosificación y el flujo multifásico real, donde el trabajo lo hace otra bomba.

Por qué los fluidos gaseosos, desgasificantes y bifásicos hacen fallar a las bombas estándar

Una bomba centrífuga está concebida para mover un líquido continuo y sin gas, y el gas la desbarata de una forma concreta. Conviene separar el problema en sus partes:

●   El gas arrastrado, el disuelto y el desgasificado son tres orígenes distintos. El gas arrastrado son burbujas libres que ya viaja el líquido — de una línea de aspiración con fugas, un tanque que forma vórtice o una etapa del proceso que bate aire. El gas disuelto no se ve hasta que la presión cae en la aspiración y sale de la solución, igual que el CO2 abandona un refresco. La desgasificación es gas que el propio fluido genera: el hipoclorito de sodio y el peróxido de hidrógeno se descomponen con el tiempo y liberan oxígeno, y cuanto más calientes y concentrados están, más rápido desgasifican. La bomba ve el mismo resultado en los tres casos — gas donde esperaba líquido.

●   El gas se acumula en el ojo del rodete y bloquea la bomba. El rodete al girar lanza el líquido más denso hacia fuera y el gas más ligero migra al centro de baja presión. Un rodete estándar solo tolera un pequeño porcentaje de gas en volumen antes de que caiga el rendimiento; se necesitan correcciones a partir de en torno al dos por ciento, y cuando la bolsa de gas en el ojo crece hasta el rango aproximado del cuatro al diez por ciento la bomba se bloquea por gas — la burbuja impide la entrada de líquido y el flujo se detiene.

●   Pérdida de altura y de rendimiento mucho antes del bloqueo. El gas es compresible, así que incluso por debajo del punto de bloqueo cada punto porcentual de gas significa menos altura y menos caudal de lo que promete la curva. En un servicio que ya trabaja cerca de su límite, un poco de gas arrastrado basta para no alcanzar el objetivo.

●   Esto no es lo mismo que la cavitación. La cavitación forma burbujas de vapor cuando la presión de aspiración cae por debajo de la presión de vapor del fluido, y esas burbujas implosionan al recuperarse la presión dentro de la bomba, erosionando el rodete. El gas arrastrado es no condensable — no colapsa, así que no golpea el metal como hace la cavitación, pero igualmente resta altura y bloquea la bomba por gas. Un fluido volátil cerca de su punto de ebullición puede sufrir ambos a la vez, y por eso comprobamos juntas la presión de vapor y el NPSH; nuestra guía de cavitación cubre esos márgenes.

●   Pérdida de cebado y riesgo de marcha en seco. Cuando una bomba se bloquea por gas deja de mover líquido, y una bomba que sigue funcionando contra un bloqueo de gas puede quedar en seco y sobrecalentarse. Con un fluido peligroso, el operario se ve obligado entonces a purgar el cuerpo de la bomba a mano — una tarea rutinaria e ingrata en una línea de lejía.

El enfoque de Aulank: hidráulica periférica regenerativa y contención sin sello

Nuestra respuesta ante un fluido gaseoso es elegir un principio de bombeo que arrastre el gas junto con el líquido en lugar de separarlo, y sellar la bomba herméticamente cuando el fluido es además peligroso. Para eso están concebidas nuestras bombas de vórtice:

●   La hidráulica periférica regenerativa arrastra el gas. Un rodete regenerativo (periférico) hace circular el líquido repetidamente entre sus álabes y un canal lateral a medida que recorre la carcasa, y esa recirculación mantiene el gas arrastrado mezclado con el líquido y lo mueve a través de la bomba en lugar de dejar que se separe y se acumule en el ojo. Esta clase de bomba arrastra una fracción de gas mucho mayor que una centrífuga simple — los diseños de turbina regenerativa y de canal lateral manejan bien el gas arrastrado, hasta cerca de la mitad en volumen en la configuración adecuada — de modo que sigue bombeando donde un rodete estándar se bloquearía.

●   Autocebante y bajo NPSH. La misma recirculación hace la bomba autocebante: expulsa el gas de la línea de aspiración y eleva el líquido sin cebado manual en cada arranque, y funciona con un NPSH bajo, de modo que puede aspirar un fluido volátil cerca de su punto de ebullición, o vaciar un tanque hasta un nivel bajo, sin cavitar. Es justo lo que necesitan el condensado, los refrigerantes y los fluidos bajo su propia presión de vapor.

●   Alta altura a caudal bajo-medio. Una bomba periférica regenerativa entrega alta altura a caudal moderado desde una sola etapa, que es el servicio que en realidad piden la mayoría de los trabajos de trasiego y circulación de fluidos gaseosos — una entrega estable y a alta presión de un volumen moderado, más que gran caudal.

●   Contención sin sello donde es peligroso. Los productos que desgasifican como el hipoclorito son corrosivos, y los disolventes volátiles, el GLP y los combustibles ligeros son inflamables — ninguno debe tener fugas. Nuestras bombas de vórtice magnéticas y de rotor encapsulado accionan el rodete a través de una camisa de contención estática sin sello de eje, así que no hay sello que un fluido gaseoso y agresivo pueda atacar ni vía de fuga. Es el mismo principio de cero fugas que hay detrás de nuestras bombas sin fugas, aplicado a fluidos que arrastran gas.

Conviene enunciar los límites con claridad. La inyección a muy bajo caudal de un desinfectante que desgasifica — unos pocos litros al día de hipoclorito de sodio en una tubería de agua — es terreno de la bomba dosificadora, donde una bomba dosificadora peristáltica o de membrana con purga automática de gas mantiene el cebado a través del gas a caudales que una bomba de trasiego no puede. Un flujo multifásico realmente rico en gas, del tipo que produce un pozo de petróleo, necesita equipos construidos para servicio multifásico. Y un gas licuado muy frío como el nitrógeno líquido es un servicio criogénico aparte. Aulank suministra bombas de vórtice y de accionamiento magnético para trasegar y hacer circular fluidos gaseosos, desgasificantes y cercanos a la ebullición; una microdosis, un pozo multifásico real o un gas criogénico piden otra bomba.

Tipos de bomba y principios de funcionamiento

Bombas de vórtice magnéticas (MDW, MDH, MDS) — fluidos gaseosos peligrosos y volátiles

Cuando el fluido gaseoso es corrosivo, tóxico o inflamable, la contención va primero. Las bombas de vórtice magnéticas MDW, MDH y MDS combinan la hidráulica regenerativa autocebante que arrastra gas con un accionamiento magnético sin sello — sin penetración de eje, sin sello que pueda tener fugas. Son la bomba para trasegar o hacer circular un producto químico que desgasifica, un disolvente volátil o un refrigerante cuando el fluido debe permanecer dentro de la carcasa. La serie MDW es la que Aulank ha suministrado para servicios de líquido fluorado a baja temperatura y de enfriadoras en semiconductores, donde un refrigerante volátil debe moverse sin vía de fuga.

Bombas de vórtice de rotor encapsulado (PWH-PWD-PWM, MDP) — circulación sellada de alta altura

Las bombas de vórtice de rotor encapsulado PWH-PWD-PWM y la bomba de vórtice de rotor encapsulado de imán permanente MDP llevan la misma hidráulica regenerativa a una construcción de motor encapsulado, con el rotor girando dentro del fluido bombeado y el motor sellado de la atmósfera. Es un conjunto compacto y totalmente contenido para la circulación a alta altura de un fluido gaseoso o volátil en un circuito cerrado — circuitos de control térmico, de refrigerante y de productos químicos ligeros donde el espacio es reducido y se exige cero fugas.

Dónde encajan las bombas de paletas y de engranajes

Una bomba de desplazamiento positivo mueve un volumen fijo por revolución y puede transportar un fluido con algo de gas arrastrado sin perder el cebado, así que una bomba de paletas o de engranajes de accionamiento magnético es una opción cuando el fluido gaseoso es además de baja lubricidad o debe entregarse a un caudal estable e independiente de la presión — un disolvente volátil o un combustible ligero, por ejemplo. Para el panorama completo de fluidos ligeros y volátiles, nuestra página de fluidos de baja viscosidad cubre ese rango; cuando lo esencial es la cero emisión fugitiva, la página de bombas sin fugas trata la contención directamente. Las opciones de tipo y material abarcan la gama de bombas de desplazamiento positivo.

El límite honesto — microdosificación y multifásico real

Para la inyección química a muy bajo caudal que desgasifica — dosificar hipoclorito de sodio o peróxido de hidrógeno en una corriente de agua a unos pocos litros al día — la elección correcta es una bomba dosificadora peristáltica o de membrana con purga automática de gas, porque mantiene el cebado a través del gas a caudales de dosificación que una bomba de trasiego no puede. Un flujo multifásico con alta fracción de gas necesita equipos diseñados para servicio multifásico. Aulank te dirá con claridad cuándo un servicio cae en una de estas dos zonas, en lugar de venderte una bomba que no mantendrá el cebado.

Dónde el bombeo con manejo de gas resuelve un problema real

Los fluidos gaseosos, desgasificantes y cercanos a la ebullición recorren una amplia franja de las industrias de proceso:

●   Recuperación y retorno de condensado. Aspirar condensado caliente de un sistema de vapor, donde el líquido está cerca de su punto de ebullición y se evapora en cuanto baja la presión de aspiración — una bomba de bajo NPSH y tolerante al gas mantiene el cebado donde una centrífuga estándar se bloquea por vapor.

●   Circulación de refrigerante. Mover refrigerantes y otros fluidos térmicos volátiles que trabajan cerca de su punto de ebullición y arrastran vapor, donde la bomba debe tolerar el gas sin calarse.

●   Trasiego de GLP y combustibles ligeros. Trasegar GLP, propano y combustibles ligeros bajo su propia presión de vapor, donde el fluido se evapora en cuanto cae la presión de aspiración y una bomba autocebante de bajo NPSH lo mantiene en movimiento.

●   Trasiego de disolventes volátiles. Manejar acetona, alcoholes y diluyentes cerca de su punto de inflamación — ligeros y volátiles, con vapor arrastrado y la necesidad de cero fugas en juego.

●   Trasiego de químicos que desgasifican. Trasegar hipoclorito de sodio, peróxido de hidrógeno y productos similares que se descomponen y liberan gas en la línea — una bomba sin sello que arrastra el gas los mueve a caudal de trasiego sin la purga constante que necesita una bomba mal elegida.

●   Vaciado y drenaje de tanques. Bajar un fluido volátil hasta un nivel de tanque bajo, donde el nivel que desciende arrastra gas a la aspiración y una bomba corriente pierde el cebado antes de vaciar el tanque.

Cómo asignar la bomba al servicio gaseoso o bifásico

Como punto de partida, el comportamiento del gas del fluido y el requisito de emisión apuntan a la bomba — incluidos los casos honestos que quedan fuera del rango de una bomba de vórtice:

La tabla señala una primera elección; la selección final depende de la fracción de gas en volumen, de la presión de vapor frente a la altura de aspiración disponible, de si el gas es arrastrado, disuelto o generado por desgasificación, y de si el fluido debe contenerse.

Consideraciones clave de selección

Cuando especifiques una bomba para un fluido gaseoso o bifásico, los parámetros que deciden si funciona y mantiene el cebado son:

●   Fracción de gas en volumen (GVF). Cuánto gas arrastra realmente el flujo, ya que eso determina si una centrífuga estándar es siquiera viable, si encaja una bomba de vórtice con manejo de gas o si el servicio es un trabajo multifásico.

●   Origen del gas. Si el gas es arrastrado, disuelto y liberándose en la aspiración, o generado por desgasificación — la desgasificación empeora con la temperatura y la concentración y sigue generando gas en la línea, así que la bomba debe arrastrar gas de forma continua, no solo despejar una bolsa inicial.

●   Presión de vapor y NPSH. La presión de vapor del fluido frente a la presión de aspiración disponible, que decide cuánta evaporación y liberación de gas esperar y cuán bajo debe ser el NPSH de la bomba. Cuando la cavitación es el riesgo determinante, consulta nuestra guía de cavitación.

●   Contención. Si el fluido es lo bastante corrosivo, tóxico o inflamable para exigir una bomba sin sello de accionamiento magnético o de rotor encapsulado, o si basta una bomba sellada.

●   Trasiego frente a microdosificación. Si el trabajo es trasegar o hacer circular un caudal real — donde encaja una bomba de vórtice — o inyectar un hilo que desgasifica, donde corresponde una bomba dosificadora.

●   Temperatura. Si el fluido es condensado caliente o un refrigerante frío, ya que la plataforma de la bomba y los materiales deben adecuarse tanto a la temperatura como al gas.

●   Abrasivos y marcha en seco. Si el fluido arrastra sólidos, que descartan las holguras ajustadas de una bomba periférica regenerativa, y si el servicio puede dejar la aspiración en seco — una bomba autocebante despeja el gas pero sigue dependiendo del líquido para refrigerarse, así que un riesgo de marcha en seco exige protección por nivel bajo.

Consigue una configuración de bomba con manejo de gas para tu proceso

Cuéntanos el fluido y si arrastra gas, libera gas disuelto en la aspiración o desgasifica en la línea; su presión de vapor y la altura de aspiración de la que dispones; el caudal y la presión que necesitas; y si debe contenerse. Nuestro equipo de ingeniería configurará una bomba de vórtice o de accionamiento magnético para el servicio — o te dirá con claridad cuándo la respuesta correcta es una bomba dosificadora o un equipo multifásico. Las opciones de tipo y material abarcan las gamas de bombas de vórtice y de bombas de desplazamiento positivo.

Habla con nuestro equipo: Contactar con Aulank | WhatsApp: +86 13773157367 | Correo electrónico: info@aulankpump.com

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