Bombas de engranajes externos: tecnología de bombeo de precisión para altas presiones y caudales volumétricos definidos
Las bombas de engranajes externos transportan fluidos lubricables siguiendo un principio volumétrico definido y con una alta precisión de repetibilidad. Dos engranajes con dentado externo giran dentro de una carcasa con tolerancias muy ajustadas, transportan el fluido por los espacios entre los dientes y separan los lados de aspiración y de presión mediante el engranaje y la geometría de los espacios.
Harton Anlagentechnik GmbH diseña las bombas de engranajes externos de forma sistemática en función del fluido, la viscosidad, la presión diferencial, la lubricabilidad y el concepto de estanqueidad. De este modo se obtienen soluciones resistentes para tareas de bombeo, suministro y dosificación, en las que la estabilidad de la presión, el caudal volumétrico reproducible y las fugas controladas son factores decisivos.
Harton Anlagentechnik GmbH diseña las bombas de engranajes externos de forma sistemática en función del fluido, la viscosidad, la presión diferencial, la lubricabilidad y el concepto de estanqueidad. De este modo se obtienen soluciones resistentes para tareas de bombeo, suministro y dosificación, en las que la estabilidad de la presión, el caudal volumétrico reproducible y las fugas controladas son factores decisivos.
Tipos de construcción, variantes y delimitación
En función de la tarea que se deba realizar, se utilizan diferentes variantes:
Para aplicaciones clásicas de transporte de fluidos oleosos y lubricantes en condiciones de funcionamiento estables.
Para aplicaciones con altas presiones diferenciales, en las que los cojinetes, el diseño de la carcasa y el sistema de juntas deben estar diseñados para soportar cargas mecánicas elevadas.
Para volúmenes de transporte pequeños y precisos, con una alta precisión de repetición y una velocidad controlable.
Para aplicaciones con requisitos más exigentes en materia de control de emisiones, pureza de los fluidos o funcionamiento sin fugas.
Características técnicas:
Características técnicas:
- En comparación con las bombas de engranajes internos, las bombas de engranajes externos suelen ser más compactas y aptas para altas presiones.
- En comparación con las bombas de husillo roscado, alcanzan altas presiones con un diseño más compacto, aunque su funcionamiento es ligeramente más pulsante debido a su diseño.
- En comparación con otras bombas de desplazamiento, la capacidad lubricante del fluido es un factor clave en el diseño.
Las bombas de engranajes externos resultan adecuadas en todos aquellos casos en los que se requiere un diseño compacto, una presión elevada y un bombeo volumétrico limpio. Nuestros ingenieros no solo tienen en cuenta el caudal nominal, sino también el punto de funcionamiento real, teniendo en cuenta el deslizamiento, la temperatura, la viscosidad y las pérdidas del sistema.
Lo que realmente importa en la práctica:
Precisamente en el caso de fluidos de baja viscosidad, altas presiones diferenciales o requisitos críticos de emisiones, el diseño correcto es determinante para la eficiencia, la vida útil y la seguridad del proceso.
Lo que realmente importa en la práctica:
- caudal definido mediante el principio de desplazamiento
- alta capacidad de presión en un diseño compacto
- suministro estable de fluidos lubricantes
- Control preciso mediante variador de velocidad o de frecuencia
- Estrategia de estanqueidad específica para cada proyecto, desde el retén del eje hasta el acoplamiento magnético
Precisamente en el caso de fluidos de baja viscosidad, altas presiones diferenciales o requisitos críticos de emisiones, el diseño correcto es determinante para la eficiencia, la vida útil y la seguridad del proceso.
Las bombas de engranajes externos se utilizan preferentemente en sistemas en los que es necesario transportar fluidos lubricantes a una presión definida y con un caudal reproducible.
Ámbitos de aplicación típicos:
Sectores típicos:
En el caso de fluidos de alta viscosidad, comprobamos además el comportamiento de aspiración, el par de arranque y el control de la temperatura. En el caso de fluidos de baja viscosidad, evaluamos con especial atención el rendimiento volumétrico, ya que el deslizamiento aumenta a medida que disminuye la viscosidad.
Ámbitos de aplicación típicos:
- Sistemas hidráulicos
- Sistemas de aceite lubricante
- Suministro de aceite de proceso
- Transporte de combustible
- Aplicaciones de dosificación
- Suministro de fluidos que contienen aceite a grupos motopropulsores
Sectores típicos:
- Fabricación de maquinaria e instalaciones
- Tecnología energética y de suministro
- Tecnología de bancos de pruebas
- Tecnología de lubricantes y combustibles
- Sistemas industriales de dosificación y suministro
En el caso de fluidos de alta viscosidad, comprobamos además el comportamiento de aspiración, el par de arranque y el control de la temperatura. En el caso de fluidos de baja viscosidad, evaluamos con especial atención el rendimiento volumétrico, ya que el deslizamiento aumenta a medida que disminuye la viscosidad.
Nuestras bombas de engranajes externos se diseñan a partir de los datos reales del proceso. Los siguientes ámbitos sirven como marco de referencia técnico:
Más que un simple volumen de desplazamiento
En la práctica, es fundamental tener en cuenta que el caudal real no depende únicamente del volumen de desplazamiento geométrico. Las fugas internas aumentan con la presión diferencial y disminuyen al aumentar la viscosidad. Por eso, nuestro personal siempre tiene en cuenta la relación global entre el fluido, la holgura, la temperatura y el nivel de presión.
| Caudal Q | De 0,1 a 200 m³/h |
| Presión diferencial Δp | De 10 a 200 bar |
| Viscosidad | De 1 a 25 000 mPa·s |
| Temperatura | De -20 °C a +200 °C |
| Límite de partículas | normalmente hasta 50 µm |
| Porcentaje de gas | Del 0 al 10 % en volumen |
| Normativa | Es posible el funcionamiento en modo FU, dependiendo de la aplicación y del rango de revoluciones |
La vida útil de una bomba de engranajes externos depende en gran medida del material, del diseño de los cojinetes y de que la holgura sea térmicamente adecuada.
Materiales típicos de la carcasa:
Materiales de los engranajes:
Materiales de las juntas:
Materiales típicos de la carcasa:
- Acero fundido
- Fundición esférica
- Acero inoxidable, p. ej., 1.4404 o 1.4571
Materiales de los engranajes:
- aceros templados y revenidos
- aceros templados con dureza y rugosidad superficial definidas
- Soporte:
- con cojinetes de deslizamiento y lubricación por el medio
- con rodamientos
- Concepto de lubricación externa para medios críticos o lubricación límite
Materiales de las juntas:
- NBR
- FKM
- EPDM
- FFKM
La elección de los materiales se realiza en función de su idoneidad para el fluido transportado, así como basándonos en la experiencia del cliente. Además, comprobamos la dilatación térmica ante cambios de carga, para evitar que se produzcan holguras excesivas o roces críticos. En casos de lubricación límite, desgaste o riesgo de corrosión, pueden resultar útiles recubrimientos como el DLC, el cromo duro o los sistemas de pulverización térmica.
¿Medios difíciles? Es precisamente aquí donde se distingue el estándar de la ingeniería
No todos los fluidos son igualmente adecuados para las bombas de engranajes externos. Lo decisivo no es solo la resistencia química, sino también la capacidad lubricante en condiciones reales de funcionamiento.
Especialmente adecuados:
A evaluar de forma crítica:
Las partículas sólidas suponen, por regla general, un riesgo para las bombas de engranajes externos, ya que pueden dañar los flancos de los dientes y las superficies de apoyo de los cojinetes. Por ello, un sistema adecuado de filtrado o de filtrado fino no suele ser una opción, sino un requisito imprescindible.
Especialmente adecuados:
- Aceites hidráulicos
- Aceites lubricantes
- Combustibles para calefacción
- Combustibles
- Otros medios de proceso lubricantes
A evaluar de forma crítica:
- fluidos de baja viscosidad con un deslizamiento elevado
- fluidos de alta viscosidad con un comportamiento de aspiración exigente
- Medios con contenido de sólidos
- fluidos que desgasifican o contienen gas
- Fluidos químicamente agresivos con requisitos elevados en cuanto a materiales y estanqueidad
Las partículas sólidas suponen, por regla general, un riesgo para las bombas de engranajes externos, ya que pueden dañar los flancos de los dientes y las superficies de apoyo de los cojinetes. Por ello, un sistema adecuado de filtrado o de filtrado fino no suele ser una opción, sino un requisito imprescindible.
Juntas, seguridad e interfaces
En el caso de las bombas de engranajes externos, el sistema de estanqueidad es un criterio de selección fundamental. En función del fluido y de las normas de funcionamiento, ofrecemos los siguientes modelos:
Otros aspectos relevantes para la seguridad:
- junta de eje simple
- doble junta de eje
- acoplamiento magnético para funcionamiento sin juntas
- En el caso de las bombas de desplazamiento, además, es imprescindible contar con protección contra sobrepresión. Si se bloquea el lado de presión, la presión sigue aumentando. Por ello, es obligatorio incluir válvulas de seguridad o soluciones de derivación en el diseño.
Otros aspectos relevantes para la seguridad:
- Sistemas de bloqueo o purga en caso de alta presión o alta temperatura
- Bridas DIN o ANSI con un nivel de presión definido
- Cargas admisibles en las tuberías
- Puesta a tierra y conexión equipotencial en el caso de medios inflamables
- Análisis ATEX específico para cada proyecto según zona, grupo de gases y clase de temperatura
Propulsión, control y energía
El accionamiento se realiza normalmente mediante un motor eléctrico con acoplamiento o caja de cambios. El rango de revoluciones admisible no se establece de forma general, sino que viene determinado por el fluido, la viscosidad, las condiciones de aspiración y la carga sobre los cojinetes.
Aspectos importantes de ingeniería:
Precisamente en el caso de los fluidos de alta viscosidad, el comportamiento en el arranque en frío suele ser más crítico que el funcionamiento en régimen estacionario. Por ello, nuestros ingenieros tienen en cuenta tanto el funcionamiento continuo como las condiciones reales de arranque.
Aspectos importantes de ingeniería:
- Funcionamiento con variador de frecuencia (FU) para un control estable de la dosificación y la presión
- Velocidad mínima para garantizar una lubricación suficiente
- Par de arranque en el caso de fluidos de alta viscosidad
- Concepto de precalentamiento o control de temperatura en arranque en frío
- Evaluación del consumo de potencia a través del perfil de carga y las horas de funcionamiento
Precisamente en el caso de los fluidos de alta viscosidad, el comportamiento en el arranque en frío suele ser más crítico que el funcionamiento en régimen estacionario. Por ello, nuestros ingenieros tienen en cuenta tanto el funcionamiento continuo como las condiciones reales de arranque.
Integración, instalación y periféricos
Una bomba de engranajes externos solo funciona de forma estable y duradera si el entorno también se ha planificado adecuadamente.
Puntos importantes de integración:
Se tendrán en cuenta los deseos del cliente en la medida de lo posible. No obstante, es fundamental que los componentes periféricos sean técnicamente compatibles con el fluido y con las condiciones de carga.
Puntos importantes de integración:
- tubería de aspiración corta y de dimensiones generosas
- filtro o filtro fino acorde con el límite de partículas
- derivación y válvulas de retención
- Medición de presión y temperatura
- Medición de caudal opcional
- Camisa calefactora, trazado eléctrico o aislamiento en caso de fluidos viscosos o que se solidifican
- Alineación precisa de la bomba y el accionamiento para reducir la carga sobre los cojinetes y las juntas
Se tendrán en cuenta los deseos del cliente en la medida de lo posible. No obstante, es fundamental que los componentes periféricos sean técnicamente compatibles con el fluido y con las condiciones de carga.
Supervisión, mantenimiento y seguridad operativa
Las bombas de engranajes externos se benefician de parámetros de supervisión claramente definidos. De este modo, es posible detectar las anomalías a tiempo, antes de que se produzcan daños en las juntas, los cojinetes o los flancos de los dientes.
Parámetros de supervisión recomendados:
La estrategia de mantenimiento se define como planificada o basada en el estado. Los factores que más influyen en el coste total de propiedad (TCO) suelen ser las juntas, la gestión de los filtros, la capacidad de lubricación del fluido y la calidad de la instalación.
Parámetros de supervisión recomendados:
- Presión, para detectar bloqueos, obstrucciones en los filtros o casos de cierre
- Temperatura en los cojinetes, las juntas y la carcasa
- Consumo de corriente o potencia como indicio de cambios en la viscosidad o desgaste
- Vibraciones en grupos motopropulsores de mayor tamaño
- Lógica de alarmas y desconexión en el sistema de control de la instalación
La estrategia de mantenimiento se define como planificada o basada en el estado. Los factores que más influyen en el coste total de propiedad (TCO) suelen ser las juntas, la gestión de los filtros, la capacidad de lubricación del fluido y la calidad de la instalación.
Calidad, control y documentación
Antes de la entrega, definimos el nivel de detalle de la comprobación en función de la aplicación. Los contenidos habituales son:
En la versión estándar, suministramos la documentación relevante para el proyecto según el alcance acordado. Además, se pueden definir pruebas FAT y, opcionalmente, SAT.
- Prueba de funcionamiento
- Prueba de presión y estanqueidad
- Prueba de rendimiento para Q/Δp
- Certificados de materiales según la norma EN 10204 2.2 o 3.1, si es necesario
- Ficha técnica
- Plano general
- Lista de piezas de recambio
- Manual de instrucciones
- Conformidad con la normativa CE o ATEX
- Informes de ensayo
En la versión estándar, suministramos la documentación relevante para el proyecto según el alcance acordado. Además, se pueden definir pruebas FAT y, opcionalmente, SAT.
Ventajas de las bombas de engranajes externos de Harton
- Caudal definido volumétricamente
- Altas presiones en un diseño compacto
- Suministro estable de fluidos lubricantes
- Funcionamiento de dosificación reproducible con variador de frecuencia
- Concepto adaptable de materiales, holguras y rodamientos
- Opcionalmente sin juntas, mediante acoplamiento magnético
- Diseño técnico en función del fluido, la presión y la norma de funcionamiento
Tipos y variantes de nuestras bombas de engranajes externas
Desarrollamos y fabricamos bombas de engranajes externos para las más diversas tareas de bombeo y requisitos de proceso. Ya se trate de modelos estándar, bombas calefactables, con acoplamiento magnético, resistentes a productos químicos, de alta presión o bombas dosificadoras de precisión: le ofrecemos la solución adecuada para su fluido y su aplicación. Además, si es necesario, adaptamos cada bomba de forma individual a sus requisitos técnicos y le acompañamos desde el diseño hasta la puesta en marcha.
Los fluidos que se solidifican al enfriarse requieren una gestión térmica inteligente. Nuestros técnicos integran camisas calefactoras para vapor o aceite térmico directamente en el cuerpo de la bomba. Nuestra dilatada experiencia demuestra que un calentamiento uniforme de la bomba es fundamental para la vida útil de las juntas. Por ello, nuestros ingenieros de proyectos desarrollan conceptos de control que solo autorizan el funcionamiento una vez alcanzada la temperatura exacta de fusión.
| Velocidad de giro | 100 - 1.500 min⁻¹ |
| Temperatura | hasta +450 °C |
| Viscosidad | hasta 200 000 mPas |
| Sólidos | mínimo |
| Porcentaje de gas | ＜ 3 % |
| NPSH | 3 - 6 m |
| Junta | Empaquetadura / Anillo deslizante HT |
| Caudal Q | 5 - 1.500 l/min |
| Materiales | Acero fundido, acero inoxidable HT |
| Presión | hasta 40 bar |
| ATEX | Sí |
| Rendimiento | 75 - 85 % |
| Prestaciones | 2 - 75 kW |
Para medios altamente corrosivos, nuestros ingenieros de proyectos desarrollan conceptos de instalaciones a medida basados en acero inoxidable 1.4404 o aleaciones especiales. Nuestra experiencia, ya en segunda generación, nos permite tener en cuenta con precisión los coeficientes de dilatación térmica en el diseño. Esto evita el agarrotamiento de los engranajes ante cambios de temperatura y garantiza una estabilidad duradera del proceso. Nuestros técnicos validan cada unidad de sellado para garantizar el cumplimiento de estrictas normas medioambientales.
| Rendimiento | 70 - 85 % |
| Prestaciones | 0,25 - 45 kW |
| Velocidad de giro | 200 - 1.800 min⁻¹ |
| Temperatura | De -50 °C a +300 °C |
| Viscosidad | 0,5 - 500.000 mPas |
| Sólidos | mínimo (＜ 20 µm) |
| Porcentaje de gas | ＜ 2 % |
| NPSH | optimizado para caudales de entrada bajos |
| Junta | GLRD doble / acoplamiento magnético |
| Caudal Q | 0,1 - 600 l/min |
| Materiales | 1.4404, Hastelloy, titanio |
| Presión | hasta 40 bar |
| ATEX | Ja |
En el procesamiento de polímeros, las presiones extremas son la norma. Nuestros desarrolladores de proyectos diseñan carcasas reforzadas fabricadas con aceros para herramientas templados para estas aplicaciones. Gracias a los más de 40 años de experiencia en la construcción de maquinaria e instalaciones, nuestros técnicos saben exactamente cómo estabilizar la lubricación de los cojinetes deslizantes mediante el propio fluido transportado, con el fin de minimizar el desgaste a presiones de hasta 350 bar.
| Porcentaje de gas | 0 % |
| NPSH | Se requiere una presión de entrada elevada |
| Junta | Rosca de retorno / refrigerada |
| Caudal Q | 0,5 - 1.000 l/min |
| Materiales | Acero para herramientas, templado |
| Presión | hasta 350 bar |
| ATEX | Sí |
| Rendimiento | ＞ 90 % |
| Prestaciones | hasta 250 kW |
| Velocidad de giro | 10 - 500 min⁻¹ |
| Temperatura | hasta +350 °C |
| Viscosidad | hasta 10 000 000 mPas |
| Sólidos | ninguna |
Allí donde se transportan sustancias tóxicas o peligrosas para el medio ambiente, nuestros especialistas apuestan por el acoplamiento magnético hermético. Nuestros ingenieros aplican los conocimientos de ingeniería más avanzados para refrigerar las pérdidas por corrientes parásitas en la cámara de separación mediante un conducto de corriente parcial optimizado. Para nuestros clientes, esto supone una solución que no requiere mantenimiento y que elimina el riesgo de fugas en el paso del eje, lo que amplía de forma segura los límites de funcionamiento de su instalación.
| Caudal Q | 0,05 - 300 l/min |
| Materiales | Acero inoxidable, cojinetes de cerámica |
| Presión | hasta 100 bar |
| ATEX | Sí |
| Rendimiento | 65 - 80 % |
| Prestaciones | hasta 30 kW |
| Velocidad de giro | hasta 3.000 min⁻¹ |
| Temperatura | De -100 °C a +250 °C |
| Viscosidad | hasta 10 000 mPas |
| Sólidos | sin ningún tipo de materia sólida |
| Porcentaje de gas | 0 % |
| NPSH | crítico (prueba de presión de vapor) |
| Junta | Acoplamiento magnético |
Cuando cada gota cuenta, nuestros clientes confían en la experiencia en dosificación de Harton Anlagentechnik GmbH. Nuestros especialistas fabrican estas bombas con tolerancias mínimas para permitir un bombeo prácticamente sin pulsaciones. Nuestros ingenieros le ayudan con la integración del sistema en líneas de producción automatizadas, para que sus procesos de validación ofrezcan resultados reproducibles en todo momento.
| Viscosidad | 1 - 100.000 mPas |
| Sólidos | no es admisible |
| Porcentaje de gas | 0 % |
| NPSH | ca. 2 m |
| Junta | GLRD / Acoplamiento magnético |
| Caudal Q | 0,01 - 20 l/min |
| Materiales | Acero inoxidable, cerámica, DLC |
| Presión | hasta 80 bar |
| ATEX | Zone 1 |
| Rendimiento | ＞ 95 % |
| Prestaciones | 0,1 - 3 kW |
| Velocidad de giro | 10 - 200 min⁻¹ |
| Temperatura | -20 °C bis +150 °C |
Esta variante constituye la columna vertebral de muchos sistemas de lubricación y hidráulicos. A la hora de diseñarla, nuestros ingenieros se basan en una dilatada experiencia que se remonta a 1984 para calcular el juego entre flancos óptimo para su viscosidad de funcionamiento específica. Nuestros especialistas prestan especial atención a la combinación de materiales entre la carcasa y los engranajes, con el fin de garantizar una alta fiabilidad del proceso en las instalaciones del cliente, incluso en caso de cambios de carga. Mediante una validación técnica precisa, minimizamos las fugas internas y maximizamos el rendimiento volumétrico.
| Temperatura | De -20 °C a +200 °C |
| Viscosidad | 10 - 100.000 mPas |
| Sólidos | no es admisible |
| Porcentaje de gas | temporalmente hasta un 5 % |
| NPSH | 3 - 5 m |
| Junta | Sello mecánico / Empaquetadura |
| Caudal Q | 1 - 2.500 l/min |
| Materiales | GG25, GGG40, acero |
| Presión | hasta 120 bar |
| ATEX | Zonas 1 y 2 posibles |
| Rendimiento | 75 - 92 % |
| Prestaciones | 0,5 - 150 kW |
| Velocidad de giro | 500 - 3.500 min⁻¹ |
Importancia para los ingenieros y los responsables de compras técnicas
El diseño se basa en el caudal, la presión diferencial, la viscosidad, la temperatura, la capacidad de lubricación, la velocidad de giro, así como en los requisitos de fugas y rendimiento admisibles del sistema en su conjunto.
Para la adquisición técnica, deben especificarse de forma inequívoca, en particular, los parámetros de caudal, los materiales, el diseño de las juntas y los cojinetes, las dimensiones de conexión, los límites de temperatura y presión, así como los requisitos relativos a ATEX, el acoplamiento magnético o el funcionamiento con convertidor de frecuencia.
En función del ámbito de aplicación, las bombas de engranajes externos se diseñan y documentan teniendo en cuenta las directivas pertinentes sobre equipos a presión, los requisitos de ATEX, los certificados de materiales, así como las pruebas de funcionamiento, estanqueidad y presión específicas de cada proyecto.
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