¿Qué bomba de diafragma requiere una válvula de alivio de presión? | Guía de seguridad de la bomba

Haga funcionar una bomba de diafragma accionada hidráulicamente contra una válvula de descarga cerrada y el manómetro seguirá subiendo: más allá de la presión de trabajo normal, más allá de la presión nominal de la bomba y directamente hacia la clasificación de estallido del diafragma. Es por eso que la bomba de diafragma hidráulica es el tipo de bomba de diafragma que requiere una válvula de alivio de presión. Una bomba de diafragma hidráulica, también llamada bomba dosificadora de diafragma accionada hidráulicamente, utiliza un pistón impulsado por motor para empujar el fluido hidráulico contra un diafragma flexible, que a su vez desplaza el líquido del proceso. Debido a que el pistón sigue entregando energía incluso cuando la línea de descarga está bloqueada, la bomba debe estar protegida por una válvula de alivio de presión. Por el contrario, las bombas neumáticas de doble diafragma (AODD) normalmente no necesitan una, porque se calan de forma segura en el punto muerto.

La bomba de diafragma hidráulica: es obligatoria una válvula de alivio

Una bomba de diafragma accionada hidráulicamente debe estar equipada con una válvula limitadora de presión en el lado de descarga. Cuando la descarga está cerrada, el pistón continúa su carrera y, como el fluido hidráulico es casi incompresible, el pico de presión es rápido y destructivo. La válvula de alivio es el único componente que puede limitar esa presión a un nivel seguro.

Sin la válvula, una bomba de diafragma hidráulica muerta falla de una de tres maneras predecibles:

• El diafragma se desvía excesivamente y se rompe, empujando el fluido del proceso hacia la sección hidráulica.
• Las tuberías de descarga, las juntas o las conexiones de los instrumentos exceden su presión nominal y presentan fugas o estallan.
• La caja de engranajes, el motor o el acoplamiento de la bomba se sobrecargan cuando el tren de transmisión intenta forzar el pistón contra un cabezal bloqueado.

La válvula de alivio protege los tres. Se abre a una presión preestablecida y dirige el flujo de regreso al lado de succión o a un depósito pequeño, de modo que la bomba continúa funcionando sin que la presión del sistema exceda el punto de ajuste.

Bombas neumáticas de doble diafragma: no se requiere válvula de alivio

Una bomba de doble diafragma operada por aire no requiere una válvula de alivio de presión porque es autolimitante: cuando la presión de descarga es igual a la presión del suministro de aire comprimido, la válvula de aire interna cambia a una posición equilibrada y la bomba deja de funcionar. Esta condición, llamada punto muerto, es normal y segura para una bomba AODD.

La presión de descarga máxima de una bomba AODD la establece la presión del suministro de aire. Alimente la bomba con 6 bar (87 psi) de aire comprimido y una línea de descarga bloqueada se mantendrá a aproximadamente 6 bar mientras la bomba se detiene en lugar de continuar acumulando presión. Eso hace que las bombas AODD sean una opción práctica para tareas de transferencia, llenado y filtración en las que un operador puede cerrar una válvula mientras la bomba aún está funcionando.

Dos excepciones justifican agregar una válvula de alivio a una bomba AODD. Primero, si los componentes posteriores, como carcasas de filtros, intercambiadores de calor o medidores de flujo, tienen una clasificación inferior a la presión del suministro de aire, instale una válvula de alivio configurada por debajo de la clasificación de ese componente. En segundo lugar, si la bomba no funciona durante períodos prolongados, instale un pequeño dispositivo de alivio o de bloqueo y purga para que el diafragma no permanezca bajo presión total indefinidamente.

Al seleccionar una bomba para un proceso propenso a puntos muertos, verifique las características de pérdida en la hoja de datos; nuestro Gama de bombas neumáticas de doble diafragma Incluye versiones de aluminio, acero inoxidable, polipropileno y PVDF, todas las cuales se detienen de manera segura a la presión del suministro.

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Bombas de diafragma eléctricas: la válvula de derivación o de alivio determina la respuesta

Las bombas de diafragma eléctricas se dividen en dos grupos: los diseños con derivación interna o válvula de alivio integral se pueden desconectar de manera segura, mientras que los diseños de accionamiento directo sin derivación necesitan una válvula de alivio de presión externa, al igual que una bomba de diafragma hidráulica. La regla es simple: si la bomba puede seguir entregando energía a una descarga bloqueada, necesita una vía de alivio.

En una bomba de diafragma eléctrica accionada por motor típica, un motor eléctrico hace girar una caja de engranajes y un eje excéntrico convierte esa rotación en un movimiento alternativo del diafragma. Ese mecanismo es el desplazamiento positivo. Cuando se bloquea la descarga, el motor sigue girando y la presión sigue aumentando hasta que falla el diafragma, los asientos de la válvula o el acoplamiento. Los fabricantes que incluyen un bypass interno ajustable le permiten establecer una presión máxima y recircular el fluido de forma segura, lo que elimina la necesidad de una válvula externa.

Consulte tres cifras en la hoja de datos de la bomba antes de decidir:

• Presión máxima de punto muerto: si el manual indica un valor finito, ya hay instalada una válvula de alivio o derivación interna.
• Rango de ajuste de derivación: confirme que cubra su ventana de funcionamiento normal y que no esté fijado a una presión demasiado alta para la tubería.
• Potencia del motor en calado: si el motor puede seguir funcionando a pleno par contra un cabezal bloqueado, la protección externa es obligatoria.

Para aplicaciones eléctricas, la documentación técnica de nuestro gama de bombas de diafragma eléctricas Indica si la bomba incluye protección interna de bypass de sobrepresión.

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Tipos de bombas de diafragma y requisitos de válvulas de alivio de un vistazo

La decisión se reduce a lo que hace la bomba cuando se bloquea la descarga. La siguiente tabla resume los cuatro casos comunes.

Cómo configurar e instalar la válvula de alivio de presión

Instale la válvula de alivio de presión en la línea de descarga de la bomba, entre la bomba y la primera válvula de aislamiento, y configúrela por encima de la presión de trabajo normal pero por debajo de la presión nominal del componente más débil del sistema. Si la válvula se asienta en el lado equivocado de una válvula de aislamiento, aún puede apagar la bomba mientras la válvula de bloqueo está cerrada.

1. Determine la presión de trabajo normal al flujo máximo esperado de la bomba.
2. Identifique el componente con la clasificación más baja, ya sea el diafragma, la tubería, la brida o el equipo aguas abajo, y trate esa presión como el techo absoluto.
3. Configure la válvula de alivio aproximadamente entre un 10 y un 15 % por encima de la presión de trabajo normal, pero por debajo de ese límite, de modo que no se abra durante el funcionamiento normal y, al mismo tiempo, proteja el sistema antes de que se produzcan daños.
4. Enrute la descarga de alivio de regreso al tanque de succión o a un drenaje seguro. Nunca tape la salida de una válvula de alivio.
5. Dimensione la válvula para que pase el flujo nominal completo de la bomba a la presión establecida; una válvula de tamaño insuficiente permitirá que la presión suba por encima del punto de ajuste durante un punto muerto.
6. Pruebe la instalación cerrando la válvula de descarga y confirmando que la presión se estabiliza en el punto de ajuste en lugar de subir.

La pulsación de presión es un problema diferente al de la sobrepresión. Una válvula de alivio protege contra una presión excesiva; un amortiguador de pulsaciones Absorbe la variación del flujo y suaviza la descarga. En bombas de diafragma con líneas de descarga largas, un amortiguador del tamaño correcto reduce los picos de presión, lo que a su vez hace que la válvula de alivio se abra con menos frecuencia y dure más.

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Preguntas frecuentes

¿Una bomba neumática de doble diafragma necesita una válvula de alivio de presión?

Normalmente no. Una bomba AODD se detiene de manera segura cuando la presión de descarga es igual a la presión del suministro de aire, por lo que la presión no continúa aumentando. Agregue una válvula de alivio solo si el equipo aguas abajo tiene una clasificación inferior a la presión del suministro de aire o si la bomba se mantendrá en punto muerto durante períodos prolongados.

¿Por qué una bomba de diafragma hidráulica requiere una válvula de alivio de presión?

Porque el pistón motorizado sigue entregando energía a una descarga bloqueada y el fluido hidráulico es prácticamente incompresible. La presión aumenta hasta que falla el diafragma, las tuberías o el tren de transmisión; la válvula de alivio es el único componente que detiene ese aumento.

¿Dónde se debe colocar la válvula de alivio?

Por encima de la presión de trabajo normal y por debajo de la clasificación del componente más débil, normalmente entre un 10 y un 15 % por encima de la presión de trabajo. El objetivo es proteger el sistema sin abrir la válvula durante el funcionamiento normal.

¿Qué sucede si la válvula de alivio tiene un tamaño insuficiente?

La presión puede subir por encima del punto de ajuste durante un punto muerto porque la válvula no puede pasar todo el flujo de la bomba. Dimensione la válvula para el flujo máximo de la bomba a la presión establecida, no para el caudal promedio.

¿Es lo mismo un amortiguador de pulsaciones que una válvula de alivio de presión?

No. Un amortiguador de pulsaciones suaviza las pulsaciones de presión durante el bombeo normal, mientras que una válvula de alivio se abre solo en caso de sobrepresión. Muchos sistemas de bombas de diafragma bien diseñados utilizan ambos: un amortiguador para un flujo constante y una válvula de alivio para mayor seguridad.

Selección de la bomba y el paquete de protección adecuados

Comience con la tarea y luego decida qué protección contra sobrepresión ya está incorporada. Para la medición y dosificación de productos químicos, una bomba de diafragma hidráulica le brinda precisión, pero debe solicitarse con una válvula de alivio del tamaño correcto y probarse durante la instalación. Para tareas de transferencia, llenado y filtración donde es probable que se produzca estancamiento, una bomba AODD ofrece un comportamiento de parada seguro sin la carga adicional de válvulas, tuberías y mantenimiento.

Al comparar productos, observe los materiales húmedos, la presión máxima de suministro de aire para las versiones neumáticas, el rango de derivación para las versiones eléctricas y si el fabricante certifica un comportamiento seguro en el punto muerto. Nuestro gama de productos cubre bombas de diafragma neumáticas y eléctricas en aluminio, acero inoxidable, polipropileno y PVDF, en tamaños de puertos comunes de 1/4 de pulgada a 3 pulgadas. También puedes seguir nuestro noticias de la industria para obtener orientación práctica sobre seguridad y selección de bombas, y consulte nuestra noticias de la empresa para obtener actualizaciones sobre modelos y configuraciones disponibles.