Hydraulic pump , bomba hidráulica . ( Ingeniería mecánica ) See: hydraulic ram.
The combined pumping and driving motor unit is known as hydraulic pump. The hydraulic pump takes hydraulic fluid (mostly some oil) from the storage tank and delivers it to the rest of the hydraulic circuit. In general, the speed of pump is constant and the pump delivers an equal volume of oil in each revolution. The amount and direction of fluid flow is controlled by some external mechanisms. In some cases, the hydraulic pump itself is operated by a servo controlled motor but it makes the system complex. The hydraulic pumps are characterized by its flow rate capacity, power consumption, drive speed, pressure delivered at the outlet and efficiency of the pump. The pumps are not 100% efficient. The efficiency of a pump can be specified by two ways. One is the volumetric efficiency which is the ratio of actual volume of fluid delivered to the maximum theoretical volume possible. Second is power efficiency which is the ratio of output hydraulic power to the input mechanical/electrical power. The typical efficiency of pumps varies from 90-98%.
The hydraulic pumps can be of two types:
- centrifugal pump
- reciprocating pump
Centrifugal pump uses rotational kinetic energy to deliver the fluid. The rotational energy typically comes from an engine or electric motor. The fluid enters the pump impeller along or near to the rotating axis, accelerates in the propeller and flung out to the periphery by centrifugal force as shown in figure 1. In centrifugal pump the delivery is not constant and varies according to the outlet pressure. These pumps are not suitable for high pressure applications and are generally used for low-pressure and high-volume flow applications. The maximum pressure capacity is limited to 20-30 bars and the specific speed ranges from 500 to 10000. Most of the centrifugal pumps are not selfpriming and the pump casing needs to be filled with liquid before the pump is started.
Fig. 1 - Centrifugal pump | Fig. 1 - Bomba centrífuga
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The reciprocating pump is a positive plunger pump. It is also known as positive displacement pump or piston pump. It is often used where relatively small quantity is to be handled and the delivery pressure is quite large. The construction of these pumps is similar to the four stroke engine as shown in figure 2. The crank is driven by some external rotating motor. The piston of pump reciprocates due to crank rotation. The piston moves down in one half of crank rotation, the inlet valve opens and fluid enters into the cylinder. In second half crank rotation the piston moves up, the outlet valve opens and the fluid moves out from the outlet. At a time, only one valve is opened and another is closed so there is no fluid leakage. Depending on the area of cylinder the pump delivers constant volume of fluid in each cycle independent to the pressure at the output port.
Fig. 2 - Piston pump | bomba de pistón
Fig. 2a - Reciprocating or positive displacement pump | Bomba de desplazamiento positivo o reciprocante |
La unidad combinada de bomba y motor de accionamiento se conoce como bomba hidráulica. La bomba hidráulica toma fluido hidráulico (principalmente algún tipo de aceite) del tanque de almacenamiento y lo suministra al resto del circuito hidráulico. En general, la velocidad de la bomba es constante y la bomba suministra un volumen igual de aceite en cada revolución. La cantidad y dirección del flujo de fluido son controladas por algunos mecanismos externos. En algunos casos, la propia bomba hidráulica es operada por un motor controlado por servomecanismo, pero esto hace que el sistema sea más complejo. Las bombas hidráulicas se caracterizan por su capacidad de caudal, consumo de energía, velocidad de accionamiento, presión entregada en la salida y eficiencia de la bomba. Las bombas no son 100% eficientes. La eficiencia de una bomba puede especificarse de dos maneras. Una es la eficiencia volumétrica, que es la relación entre el volumen real de fluido entregado y el volumen teórico máximo posible. La segunda es la eficiencia energética, que es la relación entre la potencia hidráulica de salida y la potencia mecánica/eléctrica de entrada. La eficiencia típica de las bombas varía entre el 90% y el 98%.
Las bombas hidráulicas pueden ser de dos tipos:
- Bomba centrífuga
- Bomba de desplazamiento positivo
La bomba centrífuga utiliza energía cinética rotacional para suministrar el fluido. La energía rotacional proviene típicamente de un motor o un motor eléctrico. El fluido ingresa al impulsor de la bomba a lo largo o cerca del eje de rotación, se acelera en la hélice y se arroja hacia la periferia por la fuerza centrífuga, como se muestra en la figura 1. En la bomba centrífuga, la entrega no es constante y varía según la presión de salida. Estas bombas no son adecuadas para aplicaciones de alta presión y generalmente se utilizan para aplicaciones de flujo de bajo caudal y alto volumen. La capacidad de presión máxima está limitada a 20-30 bares y la velocidad específica varía de 500 a 10000. La mayoría de las bombas centrífugas no son autocebantes y el alojamiento de la bomba debe llenarse con líquido antes de iniciar la bomba.
Fig. 2b - Hydraulic pumps , bombas hidráulicas . |
La bomba de desplazamiento positivo es una bomba de émbolo positivo. También se conoce como bomba de desplazamiento positivo o bomba de pistón. Se utiliza con frecuencia cuando se maneja una cantidad relativamente pequeña y la presión de entrega es bastante alta. La construcción de estas bombas es similar a la de un motor de cuatro tiempos, como se muestra en la figura 2. El cigüeñal es impulsado por algún motor externo rotativo. El émbolo de la bomba se desplaza debido a la rotación del cigüeñal. El émbolo baja en la mitad de la rotación del cigüeñal, la válvula de entrada se abre y el fluido entra en el cilindro. En la segunda mitad de la rotación del cigüeñal, el émbolo sube, la válvula de salida se abre y el fluido sale por la salida. En un momento dado, solo una válvula está abierta y la otra está cerrada, por lo que no hay pérdida de fluido. Dependiendo del área del cilindro, la bomba entrega un volumen constante de fluido en cada ciclo, independientemente de la presión en el puerto de salida.
Una bomba de desplazamiento positivo, también conocida como bomba reciprocante, es un tipo de bomba que desplaza un volumen conocido de fluido con cada ciclo de operación. Este tipo de bomba es eficaz para manejar cantidades precisas de fluido y es particularmente útil cuando se necesita una presión de entrega significativa. La operación de estas bombas implica el movimiento alternativo de un émbolo o pistón, que crea una acción de succión y presión para el flujo del fluido. Este diseño permite un control preciso del volumen de fluido entregado en cada ciclo, independientemente de la presión en el puerto de salida.
Graphic and circuit symbols: Simple graphic and circuit symbols are used for individual components to enable clear representation of hydraulic systems in diagrams. A symbol identifies a component and its function, but it does not provide any information about its design. The symbols to be used are laid down in DIN ISO 1219.
Hydraulic pumps and motors are represented by means of a circle which shows where the drive or output shaft is located. Triangles within the circle give information about the direction of flow. These triangles are filled in, since hydraulic fluids are used for hydraulics. If a gaseous pressure medium were being used, as is the case in pneumatics, the triangles would not be filled in. The symbols for hydraulic motors and hydraulic pumps can only be distinguished from one another by the fact that the arrows indicating the direction of flow are drawn pointing one way for the pumps and the other for the motors.
Fig. Fixed displacement hydraulic pumps and motors - Bombas y motores hidráulicos de desplazamiento fijo.
Símbolos gráficos y de circuitos: Se utilizan símbolos gráficos y de circuitos simples para componentes individuales para permitir una representación clara de los sistemas hidráulicos en diagramas. Un símbolo identifica un componente y su función, pero no proporciona ninguna información sobre su diseño. Los símbolos a utilizar están establecidos en la norma DIN ISO 1219.
Las bombas y motores hidráulicos se representan mediante un círculo que muestra dónde se encuentra el eje motriz o de salida. Los triángulos dentro del círculo dan información sobre la dirección del flujo. Estos triángulos están llenos, ya que para la hidráulica se utilizan fluidos hidráulicos. Si se utilizara un medio de presión gaseoso, como es el caso en la neumática, los triángulos no se rellenarían. Los símbolos de los motores hidráulicos y de las bombas hidráulicas sólo se distinguen entre sí por las flechas que indican el sentido del flujo se dibujan apuntando en una dirección para las bombas y en la otra para los motores. |