Bombas de pistón: bombeo preciso a alta presión para procesos, dosificación y trasvase
Las bombas de pistón se utilizan en todos aquellos casos en los que es necesario garantizar caudales volumétricos definidos con una contrapresión elevada o variable. Como bombas volumétricas de pistón oscilante, funcionan con un pistón oscilante y un caudal controlado mediante válvulas de aspiración y de presión. Por ello, son adecuadas para aplicaciones en las que se requiere un caudal prácticamente constante, una alta estabilidad de presión y una dosificación precisa.
En Harton Anlagentechnik GmbH diseñamos las bombas de pistón de forma sistemática en función del fluido, el nivel de presión, la viscosidad, las condiciones de aspiración y los requisitos de pulsación. De este modo, se obtienen soluciones resistentes para el trasvase a alta presión, la alimentación de procesos, la inyección, la dosificación y los exigentes procesos de limpieza o de chorro de agua.
En Harton Anlagentechnik GmbH diseñamos las bombas de pistón de forma sistemática en función del fluido, el nivel de presión, la viscosidad, las condiciones de aspiración y los requisitos de pulsación. De este modo, se obtienen soluciones resistentes para el trasvase a alta presión, la alimentación de procesos, la inyección, la dosificación y los exigentes procesos de limpieza o de chorro de agua.
¿Por qué elegir las bombas de pistón de Harton Anlagentechnik GmbH?
Las bombas de pistón funcionan de forma volumétrica y, por lo tanto, mantienen la estabilidad del proceso incluso cuando el nivel de presión varía. A diferencia de las bombas centrífugas, lo principal no es la altura de bombeo, sino el desplazamiento controlado por carrera.
Nuestro diseño no solo tiene en cuenta el caudal y la presión final, sino también la dinámica de las válvulas, el diseño del lado de aspiración, el comportamiento frente a las pulsaciones y la carga mecánica que soportan las tuberías, los cimientos y los equipos periféricos.
En función del caso de carga, las bombas de pistón se utilizan como:
. Los modelos de múltiples pistones reducen la pulsación básica y mejoran la uniformidad del caudal.
- Bomba de pistón simple
- Bomba de pistón dúplex o tríplex
- Bomba de pistón de alta presión
- Bomba de pistón dosificadora
- Bomba de proceso con amortiguación de pulsaciones
- Sistema sobre patines con equipos periféricos
. Los modelos de múltiples pistones reducen la pulsación básica y mejoran la uniformidad del caudal.
Las bombas de pistón se utilizan en procesos en los que se requieren altas presiones, caudales precisos y condiciones de funcionamiento definidas.
Ámbitos de aplicación habituales:
- Transferencia a alta presión
- Alimentación del proceso
- Inyección y dosificación
- Procesos de chorro de agua y limpieza
- Módulos OEM y unidades de suministro a medida
Sectores típicos:
- Química
- Petróleo y gas
- Tecnología energética
- Tecnología de agua a alta presión
- Instalaciones de procesos industriales
Nuestros equipos tienen en cuenta desde el principio si el fluido es de base acuosa, contiene aceite, contiene disolventes, es viscoso o está presurizado con gas. Precisamente en el caso de las bombas de pistón, estos factores determinan el diseño de las juntas, el tipo de válvula, la amortiguación de las pulsaciones y la estrategia de mantenimiento.
Las bombas de pistón se dimensionan en función del punto de funcionamiento real y de la reserva de presión necesaria. Los siguientes valores sirven como referencia técnica:
Caudal Q:
0,05 - 200 m³/h
Presión final / Presión diferencial Δp:
5 - 15 bar
Temperatura del medio:
De -20 °C a +250 °C
Temperatura ambiente:
De -20 °C a +60 °C
Viscosidad:
0,5 - 180.000 mPa·s
Rango de revoluciones:
50 - 600 1/min
Porcentaje de gas en el medio:
0 - 5 Vol.-%
Porcentaje de materia sólida:
0 - 0,05 % en peso
Tamaño de las partículas:
hasta 95 mm
Reserva de presión de succión/NPSH:
0,5 - 5 m
Nivel sonoro:
normalmente entre 70 y 100 dB(A)
Es importante tener en cuenta que las bombas de pistón pueden ser sensibles a la cavitación en el lado de aspiración. Por ello, se comprueban con especial cuidado las condiciones de alimentación, el NPSHa, la presión de aspiración y el trazado de las tuberías. Además, deben tenerse en cuenta de forma sistemática las pulsaciones y los golpes de ariete en la tubería.
La idoneidad de las bombas de pistón depende en gran medida del fluido, las propiedades de lubricación, el contenido de gas y la carga de sólidos.
Clases de fluidos evaluadas:
Los medios a base de agua se evalúan en cuanto a corrosión, capacidad de lubricación y tendencia a la cavitación. Los medios que contienen aceite se delimitan en función de la viscosidad, el paquete de aditivos y la compatibilidad con las juntas. Los fluidos químicamente agresivos o que contienen disolventes requieren un ensayo específico de los materiales y las juntas, así como, en su caso, un concepto definido de fugas y de conformidad con la normativa ATEX.
Los fluidos con contenido de sólidos y abrasivos solo son aptos de forma limitada, ya que los asientos de válvula, las empaquetaduras y las superficies del émbolo son críticas en cuanto al desgaste. Además, el contenido de gas influye en el funcionamiento de la válvula, la regularidad del caudal y la eficiencia volumétrica.
Clases de fluidos evaluadas:
- fluidos a base de agua
- fluidos que contienen aceite
- fluidos químicamente agresivos
- medios que contienen disolventes y COV
- Medios sensibles al cizallamiento
- fluidos con bajo contenido en sólidos
- Fluidos que contienen gas con límites definidos
Los medios a base de agua se evalúan en cuanto a corrosión, capacidad de lubricación y tendencia a la cavitación. Los medios que contienen aceite se delimitan en función de la viscosidad, el paquete de aditivos y la compatibilidad con las juntas. Los fluidos químicamente agresivos o que contienen disolventes requieren un ensayo específico de los materiales y las juntas, así como, en su caso, un concepto definido de fugas y de conformidad con la normativa ATEX.
Los fluidos con contenido de sólidos y abrasivos solo son aptos de forma limitada, ya que los asientos de válvula, las empaquetaduras y las superficies del émbolo son críticas en cuanto al desgaste. Además, el contenido de gas influye en el funcionamiento de la válvula, la regularidad del caudal y la eficiencia volumétrica.
La elección del material se realiza en función del nivel de presión, el riesgo de corrosión, la temperatura y la carga mecánica.
Materiales típicos para componentes sometidos a presión:
Componentes sujetos a desgaste:
Para procesos abrasivos o críticos, definimos un concepto de desgaste con piezas de recambio claramente identificadas, intervalos de mantenimiento adaptados y una estrategia de repuestos específica para cada proyecto. En aplicaciones higiénicas, se tienen en cuenta por separado la minimización de espacios muertos y la rugosidad de las superficies.
Materiales típicos para componentes sometidos a presión:
- 1.4404
- 1.4571
- Dúplex 1.4462
- Materiales especiales en función del medio y de la norma de funcionamiento
Componentes sujetos a desgaste:
- Superficies del émbolo o del pistón, templadas o recubiertas
- Asientos y cuerpos de válvula de acero inoxidable, metal duro o cerámica
- Materiales de sellado y empaquetaduras de PTFE, compuestos de PTFE, FKM, EPDM o FFKM
Para procesos abrasivos o críticos, definimos un concepto de desgaste con piezas de recambio claramente identificadas, intervalos de mantenimiento adaptados y una estrategia de repuestos específica para cada proyecto. En aplicaciones higiénicas, se tienen en cuenta por separado la minimización de espacios muertos y la rugosidad de las superficies.
Juntas, interfaces y seguridad
El concepto de estanqueidad se determina en función del fluido, la presión y el objetivo de fuga admisible. Dependiendo del tipo de construcción, se utilizan:
Los sistemas de empaquetadura son robustos, pero requieren un mantenimiento y un reajuste periódicos. En el caso de fluidos tóxicos, cristalizantes o polimerizantes, pueden ser necesarios sistemas de bloqueo o de lavado.
Dado que las bombas de pistón, al ser bombas de desplazamiento, pueden generar presiones inadmisibles cuando el lado de presión está bloqueado, es imprescindible instalar una protección contra sobrepresión en el sistema. Además, se definen los siguientes puntos:
- empaquetadura de prensaestopas
- Sello de anillo deslizante
- solución especial encapsulada
Los sistemas de empaquetadura son robustos, pero requieren un mantenimiento y un reajuste periódicos. En el caso de fluidos tóxicos, cristalizantes o polimerizantes, pueden ser necesarios sistemas de bloqueo o de lavado.
Dado que las bombas de pistón, al ser bombas de desplazamiento, pueden generar presiones inadmisibles cuando el lado de presión está bloqueado, es imprescindible instalar una protección contra sobrepresión en el sistema. Además, se definen los siguientes puntos:
- Bridas y etapas de presión
- Posibilidades de purga y vaciado
- Conexiones de medición y purga
- Protección contra el contacto
- Desconexión segura
- Recogida de fugas en caso de fluidos críticos
- Requisitos ATEX en zonas Ex
Propulsión, control y energía
Las bombas de pistón suelen accionarse mediante un motor eléctrico con mecanismo de manivela o caja de cambios, o mediante un accionamiento hidráulico. Su diseño cuenta con una reserva de par suficiente para soportar la alta presión, las fluctuaciones de viscosidad y las condiciones de arranque en frío.
Posibles conceptos de regulación:
En este contexto, se evalúan conjuntamente el aporte de energía, el comportamiento de las pulsaciones y la carga mecánica. Las opciones de sensores, como los de presión, temperatura, recuento de carreras o control de vibraciones, aumentan aún más la seguridad del proceso. Las interfaces, como 0-10 V, 4-20 mA o bus de campo, se integran según las necesidades específicas de cada proyecto.
Posibles conceptos de regulación:
- Regulación de la velocidad
- Ajuste de la carrera, siempre que sea posible según el diseño
- Regulación por derivación
En este contexto, se evalúan conjuntamente el aporte de energía, el comportamiento de las pulsaciones y la carga mecánica. Las opciones de sensores, como los de presión, temperatura, recuento de carreras o control de vibraciones, aumentan aún más la seguridad del proceso. Las interfaces, como 0-10 V, 4-20 mA o bus de campo, se integran según las necesidades específicas de cada proyecto.
Conexiones, instalación y periféricos
Los componentes periféricos de una bomba de pistón son fundamentales para su vida útil y su funcionamiento estable. Son especialmente importantes:
Nuestro diseño tiene en cuenta también el acceso para el mantenimiento, las condiciones de espacio y la transmisión de vibraciones a la estructura de instalación.
- normas de bridas y niveles de presión adecuados
- diámetros nominales de aspiración y descarga correctamente dimensionados
- un trazado de las tuberías adecuado para las pulsaciones y los picos de presión
- soportes para tuberías y elementos amortiguadores
- Amortiguadores de pulsaciones para procesos sensibles
- Válvula de seguridad o derivación como periféricos obligatorios
- Cimentación o plataforma con rigidez suficiente
- Concepto opcional de calefacción o control de temperatura para fluidos en los que la viscosidad es un factor determinante
Nuestro diseño tiene en cuenta también el acceso para el mantenimiento, las condiciones de espacio y la transmisión de vibraciones a la estructura de instalación.
Supervisión, funciones de protección y seguridad operativa
Para aumentar la disponibilidad, las bombas de pistón se equipan con funciones adecuadas de supervisión y protección.
Parámetros típicos de supervisión:
De este modo, se pueden detectar a tiempo atascos, picos de presión inadmisibles, desgaste de las válvulas, tensión en las juntas o fenómenos de cavitación. Las lógicas de alarma y desconexión se adaptan a las normas específicas de cada instalación. El funcionamiento en seco y la cavitación deben evitarse en todo momento y se limitan mediante el diseño del lado de aspiración, los sensores y la lógica de proceso.
Parámetros típicos de supervisión:
- Presión
- Temperatura
- Vibración
- Fugas
- Recuento de carreras
- Datos del motor y de la carga
De este modo, se pueden detectar a tiempo atascos, picos de presión inadmisibles, desgaste de las válvulas, tensión en las juntas o fenómenos de cavitación. Las lógicas de alarma y desconexión se adaptan a las normas específicas de cada instalación. El funcionamiento en seco y la cavitación deben evitarse en todo momento y se limitan mediante el diseño del lado de aspiración, los sensores y la lógica de proceso.
Calidad, control y documentación
El alcance de la auditoría se determina en función de la importancia del proyecto y de los requisitos del operador. Entre los contenidos habituales se incluyen:
En el caso de las aplicaciones Ex, los certificados de conformidad y los marcados forman parte de la documentación del proyecto.
- Prueba de funcionamiento
- Prueba de rendimiento para Q/Δp
- Prueba de presión
- Prueba de estanqueidad
- FAT o SAT
- Certificados de materiales según la norma EN 10204 2.2 o 3.1
- Trazabilidad de números de serie y lotes
- Ficha técnica
- Plano de montaje
- Lista de piezas de recambio
- Manual de instrucciones
- Documentación de conformidad
- Actas de recepción
En el caso de las aplicaciones Ex, los certificados de conformidad y los marcados forman parte de la documentación del proyecto.
Servicio, mantenimiento y costes operativos (TCO)
Los costes de funcionamiento de una bomba de pistones vienen determinados fundamentalmente por el consumo de energía, las piezas de desgaste, las paradas y el acceso para el mantenimiento.
Piezas de desgaste habituales:
Un rango de funcionamiento bien definido en cuanto a presión, velocidad, temperatura, viscosidad y condiciones de aspiración reduce considerablemente las paradas imprevistas. En procesos críticos, pueden resultar útiles conceptos de redundancia como el modo de reserva, la configuración 1+1 o las soluciones de cambio rápido. Se pueden integrar cursos de formación específicos para cada proyecto sobre manejo, sustitución de empaquetaduras, mantenimiento de válvulas y resolución de averías.
Piezas de desgaste habituales:
- Empaquetadura
- Válvulas y asientos
- Componentes del émbolo o del pistón
- Cojinetes
Un rango de funcionamiento bien definido en cuanto a presión, velocidad, temperatura, viscosidad y condiciones de aspiración reduce considerablemente las paradas imprevistas. En procesos críticos, pueden resultar útiles conceptos de redundancia como el modo de reserva, la configuración 1+1 o las soluciones de cambio rápido. Se pueden integrar cursos de formación específicos para cada proyecto sobre manejo, sustitución de empaquetaduras, mantenimiento de válvulas y resolución de averías.
Ventajas de las bombas de pistón de Harton
- caudal definido con alta contrapresión
- apto para tareas de transferencia y dosificación a alta presión
- diseño adaptado a la aplicación como sistema simple, dúplex o tríplex
- Concepto de sellado y materiales adaptable
- Amortiguación de pulsaciones y diseño de los componentes periféricos adaptados al proceso
- Valores de aceptación y conceptos de ensayo documentables
- Diseño técnico a cargo de personal especializado y con amplia experiencia de nuestra empresa
Tipos y variantes de nuestras bombas de pistón
Nuestra gama incluye bombas de pistón para las más diversas tareas de bombeo y dosificación, desde aplicaciones estándar de precisión hasta procesos exigentes con altas presiones, fluidos abrasivos o de alta viscosidad. En función del ámbito de aplicación, se dispone de distintos tipos de construcción, como bombas de pistón de uno o varios cilindros, de doble efecto o hidráulicas, así como modelos especializados para fluidos específicos y caudales regulables. De este modo, encontrará la bomba de pistón adecuada para prácticamente cualquier aplicación industrial, con un rendimiento, una precisión y una seguridad de funcionamiento óptimos.
Las bombas de pistón de doble efecto transportan el fluido en cada carrera del pistón, tanto en sentido de avance como de retroceso, lo que permite un mayor caudal a una velocidad constante. Estas bombas son especialmente adecuadas para aplicaciones en las que se requieren caudales elevados a presiones medias o altas. Las bombas de pistón de doble efecto se utilizan con frecuencia en la industria del petróleo y el gas, así como en la industria química y petroquímica.
| ATEX | opcional |
| Capacidad de dosificación | 0,1 - 5.000 l/h |
| Presión | hasta 250 bar |
| Precisión | ±0,5 - 2 % |
| Medios de comunicación | Viscos, aceites, productos químicos |
| Viscosidad | 20 - 200.000 mPa·s |
| Temperatura | De -20 a +200 °C |
| Materiales | Acero inoxidable, FKM |
Las bombas de pistón monocilíndricas funcionan con un único pistón que se mueve de un lado a otro dentro de un cilindro para bombear el fluido. Estas bombas ofrecen una dosificación precisa y son especialmente adecuadas para aplicaciones en las que se requiere un caudal constante y una alta precisión. Tienen un diseño sencillo y son aptas para una amplia gama de líquidos.
| Presión | hasta 100 bar |
| Precisión | ±0,2 - 1 % |
| Medios de comunicación | Viscosos, suspensiones, productos químicos |
| Viscosidad | 10 - 100.000 mPa·s |
| Temperatura | De -20 a +200 °C |
| Materiales | Acero inoxidable, PTFE |
| ATEX | opcional |
| Capacidad de dosificación | 0,1 - 1.500 l/h |
Las bombas hidráulicas de pistón utilizan líquido hidráulico para accionar el mecanismo de pistón y bombear el fluido. Estas bombas ofrecen presiones especialmente elevadas y son adecuadas para aplicaciones en las que se requiere un gran caudal y un control preciso. Su uso está muy extendido, sobre todo, en la industria de la ingeniería mecánica, la del plástico y la alimentaria.
| ATEX | opcional |
| Capacidad de dosificación | 0,1 - 5.000 l/h |
| Presión | hasta 700 bar |
| Precisión | ±0,1 - 2 % |
| Medios de comunicación | Aceites hidráulicos, líquidos químicos |
| Viscosidad | 10 - 500.000 mPa·s |
| Temperatura | De -20 a +150 °C |
| Materiales | Acero inoxidable, PTFE, aluminio |
Las bombas de pistón para fluidos abrasivos están equipadas con componentes reforzados para minimizar el desgaste causado por las partículas sólidas presentes en el fluido. Estas bombas son ideales para el bombeo de lodos, cemento u otros líquidos abrasivos, ya que son especialmente resistentes a las cargas mecánicas. Harton Anlagentechnik GmbH ofrece estas bombas con un sistema hidráulico especial y juntas reforzadas para fluidos especialmente difíciles.
| Viscosidad | 20 - 500.000 mPa·s |
| Temperatura | -20 bis +150 °C |
| Materiales | Acero dúplex, Hardox |
| ATEX | opcional |
| Capacidad de dosificación | 0,1 - 1.000 l/h |
| Presión | hasta 150 bar |
| Precisión | ±1 - 3 % |
| Medios de comunicación | líquidos abrasivos, lodos |
Las bombas de pistón para fluidos de alta viscosidad están diseñadas específicamente para el bombeo de fluidos muy viscosos, como lubricantes, resinas o betún. Estas bombas ofrecen una elevada capacidad de presión y una dosificación precisa, incluso con viscosidades muy altas. Entre sus aplicaciones típicas se encuentran la industria química, así como la producción de alimentos y cosméticos.
| Presión | hasta 400 bar |
| Precisión | ±0,5 - 2 % |
| Medios de comunicación | Lubricantes, resinas, asfalto |
| Viscosidad | 10.000 - 1.000.000 mPa·s |
| Temperatura | De -10 a +80 °C |
| Materiales | Acero inoxidable, PTFE, FKM |
| ATEX | opcional |
| Capacidad de dosificación | 0,1 - 100 l/h |
Las bombas de pistón de velocidad variable (controladas por variador de frecuencia) ofrecen la ventaja de que el caudal y la presión pueden regularse con precisión en función de las necesidades. Este tipo de bombas resulta especialmente adecuado para aplicaciones en las que las condiciones de funcionamiento cambian con frecuencia, como, por ejemplo, en la industria química o farmacéutica.
| Capacidad de dosificación | 0,1 - 1.500 l/h |
| Presión | hasta 200 bar |
| Precisión | ±0,1 - 1 % |
| Medios de comunicación | Productos químicos, líquidos farmacéuticos |
| Viscosidad | 10 - 100.000 mPa·s |
| Temperatura | De -20 a +150 °C |
| Materiales | Acero inoxidable, FKM |
| ATEX | opcional |
Las bombas de pistones multicilíndricas están compuestas por varios pistones que funcionan de forma sincronizada o alterna. Estas bombas ofrecen un elevado caudal y son capaces de garantizar una dosificación precisa incluso a presiones elevadas y con grandes caudales volumétricos. Las bombas de pistones multicilíndricas se utilizan con frecuencia en la industria del petróleo y el gas, así como en la industria química.
| Viscosidad | 20 - 300.000 mPa·s |
| Temperatura | De -40 a +250 °C |
| Materiales | Acero inoxidable, Hastelloy, PTFE |
| ATEX | opcional |
| Capacidad de dosificación | 0,1 - 10.000 l/h |
| Presión | hasta 400 bar |
| Precisión | ±0,2 - 1 % |
| Medios de comunicación | Líquidos viscosos y abrasivos |
Importancia para los ingenieros y los responsables de compras técnicas
El diseño se realiza teniendo en cuenta el caudal, la presión de servicio y la presión máxima, los coeficientes NPSH, el comportamiento frente a las pulsaciones, las propiedades del fluido, así como los requisitos relativos al sistema de estanqueidad, los materiales y la vida útil de los componentes sometidos a desgaste.
Para la adquisición técnica, deben determinarse específicamente para cada proyecto, entre otros aspectos, el caudal, la presión máxima de servicio, los materiales de construcción, el sistema de sellado, la potencia de accionamiento, las normas de conexión, las propiedades admisibles de los fluidos, así como los requisitos en materia de documentación, piezas de recambio y mantenimiento.
En función del ámbito de aplicación, deben tenerse en cuenta, entre otras cosas, la Directiva sobre equipos a presión (PED), la normativa ATEX, la Directiva sobre máquinas o el Reglamento sobre máquinas, las normas de los operadores, así como los ensayos relacionados con los materiales, la presión y el funcionamiento, incluidos los ensayos de presión, de estanqueidad y de aceptación.
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