Bombas de tornillo excéntrico: bombeo cuidadoso y con presión estable para fluidos de alta viscosidad, con partículas sólidas y de características exigentes
Las bombas de tornillo excéntrico son bombas volumétricas rotativas en las que un rotor que gira de forma excéntrica forma cámaras de bombeo progresivas dentro de un estator de elastómero. Este principio permite un bombeo uniforme y con relativamente pocas pulsaciones, incluso en el caso de fluidos de alta viscosidad, con contenido de sólidos, sensibles al cizallamiento o que contienen gas.
En Harton Anlagentechnik GmbH diseñamos las bombas de tornillo excéntrico de forma sistemática en función del fluido, el contenido de sólidos, la abrasividad, la temperatura, el porcentaje de gas, el rango de revoluciones y la protección contra el funcionamiento en seco. De este modo, se obtienen soluciones resistentes para la tecnología del agua y de aguas residuales, la industria de procesos, la química, el biogás, aplicaciones alimentarias en versión higiénica, así como numerosas tareas de dosificación y bombeo con fluidos difíciles.
En Harton Anlagentechnik GmbH diseñamos las bombas de tornillo excéntrico de forma sistemática en función del fluido, el contenido de sólidos, la abrasividad, la temperatura, el porcentaje de gas, el rango de revoluciones y la protección contra el funcionamiento en seco. De este modo, se obtienen soluciones resistentes para la tecnología del agua y de aguas residuales, la industria de procesos, la química, el biogás, aplicaciones alimentarias en versión higiénica, así como numerosas tareas de dosificación y bombeo con fluidos difíciles.
¿Por qué elegir las bombas de tornillo excéntrico de Harton Anlagentechnik GmbH?
Las bombas de tornillo excéntrico proporcionan un caudal volumétrico definido y con una presión prácticamente estable, y pueden utilizarse incluso en aquellos casos en los que las bombas centrífugas alcanzan sus límites debido a una alta viscosidad o a la presencia de sólidos en los fluidos.
Nuestros sistemas son adecuados para lodos de alta viscosidad, medios pastosos, suspensiones, soluciones de polímeros, aguas residuales de proceso abrasivas y, por su propio diseño, también para productos sensibles al cizallamiento, siempre que la velocidad, el nivel de presión y la combinación de elastómeros se dimensionen correctamente.
Ofrecemos 10 tipos diferentes. El modelo se clasifica, en función de la tarea de transporte, como:
Para ello, se tienen en cuenta de forma específica el acceso para el mantenimiento, la junta del eje, el espacio de montaje, la entrada de sólidos y la norma de funcionamiento.
- PCP estándar
- Bomba de tolva
- Bomba de tornillo excéntrico dosificadora
- PCP de alta presión
- Versión higiénica
- Unidad móvil
- Diseño modular
- Versión con soporte de cojinetes
- Versión con eje articulado/cardan
- Diseño con acoplamiento largo
Para ello, se tienen en cuenta de forma específica el acceso para el mantenimiento, la junta del eje, el espacio de montaje, la entrada de sólidos y la norma de funcionamiento.
Las bombas de tornillo excéntrico se utilizan preferentemente en aquellos casos en los que es necesario transportar de forma segura fluidos de alta viscosidad, abrasivos, que contienen partículas sólidas o delicados.
Aplicaciones típicas:
- Transporte de lodos y suspensiones
- Dosificación de soluciones de polímeros y productos químicos
- Alimentación con medios pastosos o viscosos
- Trasvase de sustratos y medios de biogás
- Transporte higiénico en aplicaciones alimentarias y de procesos
- Tareas móviles de vaciado y transporte
- Aplicaciones de bombas de tolva para medios de difícil flujo
Sectores típicos:
- Tecnología del agua y de las aguas residuales
- Química
- Productos alimenticios en versión higiénica
- Minería
- Industria papelera
- Biogás y sustratos
- Módulos de dosificación OEM
Nuestros ingenieros internos no solo analizan el fluido y el caudal, sino también la sedimentación, el contenido de gas, la abrasividad, las condiciones de entrada y la vida útil prevista del estator.
Establecemos los siguientes parámetros como marco de referencia técnico fiable, siempre que aún no se disponga de datos operativos exactos en el proyecto:
Caudal Q:
De 0,05 a 1 500 m³/h
Rango de diseño típico para aplicaciones de dosificación y de proceso:
De 0,5 a 250 m³/h
Presión diferencial Δp:
De 1 a 80 bar
Presión típica por escalón:
aprox. 6 bar por etapa de estator/rotor; puede ser superior en función del proyecto
Temperatura del medio:
De -20 °C a +300 °C, aunque en la práctica este rango suele verse limitado en función del elastómero utilizado
Rango típico recomendado para elastómeros estándar:
De -10 °C a +120 °C
Temperatura ambiente:
De -20 °C a +60 °C
Viscosidad:
De 1 a 1 000 000 mPa·s
Sector económico típico:
De 100 a 300 000 mPa·s
Porcentaje de materia sólida:
del 0 al 80 % en peso
Tamaño de las partículas:
De 0 a 150 mm, dependiendo de la entrada, la tolva y la geometría
Porcentaje de gas en el medio:
Del 0 al 95 % en volumen
Rango de revoluciones:
De 10 a 600 1/min
Rango típico optimizado para la vida útil:
De 50 a 350 1/min
Altura de autoaspiración:
De 0 a 8 m
Precisión de dosificación:
normalmente entre ±1 y ±3 %
Un factor esencial para la vida útil es que las bombas de tornillo excéntrico forman un par tribológico compuesto por el rotor y el estator. Por ello, se evalúan con especial cuidado la temperatura, los episodios de funcionamiento en seco, la abrasividad, el hinchamiento de los elastómeros y el rango de revoluciones.
Si aún no se dispone de todos los valores de antemano, aplicamos valores de referencia razonables para la evaluación técnica inicial y, posteriormente, los ajustamos en función del medio y del punto de funcionamiento.
Temperatura del medio:
De 5 °C a 80 °C
Densidad:
De 950 a 1.300 kg/m³; en el caso de lodos y suspensiones, a menudo supera este valor
Viscosidad:
De 1.000 a 100.000 mPa·s como rango de aplicación habitual del PCP
Caudal:
De 1 a 100 m³/h para numerosas aplicaciones de proceso
Presión diferencial:
De 6 a 24 bar como rango habitual para los modelos estándar
Contenido de sólidos:
Entre el 5 % y el 40 % en peso en lodos y suspensiones
Tamaño de partícula d50:
De 1 a 10 mm
Tamaño máximo de las partículas:
De 20 a 50 mm, en función de la tolva y la entrada
Porcentaje de gas:
Del 0 al 20 % en volumen; en función del proyecto, puede ser considerablemente superior
Altura de succión:
De 1 a 4 m en caso de instalación sin inundación
Perfil de la empresa:
de forma continua o intermitente
Salidas por hora:
normalmente, de 1 a 12
Funcionamiento en seco:
no es admisible
Plan de protección:
Se recomienda encarecidamente instalar una protección contra el funcionamiento en seco mediante sensores y un sistema de desconexión.
Normativa:
Variador de frecuencia
Rango de revoluciones típico:
De 80 a 250 rpm
ATEX:
Posibilidad de zona 1 o 2
Tamaños de conexión:
Normalmente de DN 25 a DN 150; en función del proyecto, también de mayor diámetro
Estos parámetros sirven como punto de partida fiable para la elaboración de la oferta, cuando aún se está definiendo el punto de funcionamiento definitivo.
Medios y sustancias de proceso
El objetivo de fugas se establece, en función del medio, como «minimizado» o «admisible según se defina». La junta del eje se adapta a la presión, la temperatura, el contenido de sólidos y las características químicas.
Conceptos típicos de sellado:
Normas relevantes en materia de seguridad:
Enfoques técnicos iniciales típicos:
Conceptos típicos de sellado:
- sello mecánico simple
- sello de anillos deslizantes doble
- Empaquetadura para aplicaciones adecuadas
Normas relevantes en materia de seguridad:
- Es imprescindible disponer de protección contra sobrepresión en el sistema
- Protección contra el funcionamiento en seco como medida obligatoria
- Limitación de temperatura en el estator
- Limitación de la velocidad de giro para optimizar la vida útil
- Control de fugas en fluidos críticos
- Conexiones de medición y purga
- Versión ATEX si es necesario
Enfoques técnicos iniciales típicos:
- Funcionamiento en seco permitido: no
- Protección contra el funcionamiento en seco: control de temperatura o potencia con desconexión
- Objetivo de fugas: minimizadas
- Sistema de bloqueo o purga: a menudo necesario en el caso de fluidos abrasivos, cristalizantes o polimerizantes
Materiales, resistencia y concepto tribológico
La elección del material se adapta en función de la corrosión, la abrasión, la compatibilidad con los elastómeros y el comportamiento térmico.
Materiales típicos del rotor:
Materiales típicos del estator:
Materiales típicos para juntas:
Para aplicaciones abrasivas, definimos un concepto de desgaste mediante el recubrimiento del rotor, la reducción de la velocidad de giro, una geometría de entrada optimizada e intervalos de sustitución establecidos. En el caso de medios corrosivos, se utilizan los materiales 1.4404, 1.4571 o materiales especiales.
Materiales típicos del rotor:
- Acero inoxidable 1.4404
- Acero inoxidable 1.4571
- Versión con cromado duro
- Superficies con recubrimiento cerámico o resistente al desgaste
Materiales típicos del estator:
- NBR para aplicaciones con aceite y muchas aplicaciones estándar
- EPDM para medios acuosos y determinados medios químicos
- FKM para requisitos químicos y térmicos más exigentes
- Elastómeros especiales para casos de carga específicos de cada proyecto
Materiales típicos para juntas:
- FKM
- EPDM
- PTFE
- FFKM
- Requisitos típicos para superficies higiénicas:
- Ra ≤ 0,8 µm en versiones higiénicas; en función del proyecto, también con una rugosidad menor
Para aplicaciones abrasivas, definimos un concepto de desgaste mediante el recubrimiento del rotor, la reducción de la velocidad de giro, una geometría de entrada optimizada e intervalos de sustitución establecidos. En el caso de medios corrosivos, se utilizan los materiales 1.4404, 1.4571 o materiales especiales.
Juntas, interfaces y seguridad
El objetivo de fugas se establece, en función del medio, como «minimizado» o «admisible según se defina». La junta del eje se adapta a la presión, la temperatura, el contenido de sólidos y las características químicas.
Conceptos típicos de sellado:
Normas relevantes en materia de seguridad:
Enfoques técnicos iniciales típicos:
Conceptos típicos de sellado:
- sello mecánico simple
- sello mecánico doble
- Empaquetadura para aplicaciones adecuadas
Normas relevantes en materia de seguridad:
- Es imprescindible disponer de protección contra sobrepresión en el sistema
- Protección contra el funcionamiento en seco como medida obligatoria
- Limitación de temperatura en el estator
- Limitación de la velocidad de giro para optimizar la vida útil
- Control de fugas en fluidos críticos
- Conexiones de medición y purga
- Versión ATEX si es necesario
Enfoques técnicos iniciales típicos:
- Funcionamiento en seco permitido: no
- Protección contra el funcionamiento en seco: control de temperatura o potencia con desconexión
- Objetivo de fugas: minimizadas
- Sistema de bloqueo o purga: a menudo necesario en el caso de fluidos abrasivos, cristalizantes o polimerizantes
Propulsión, control y energía
Las bombas de tornillo excéntrico suelen estar equipadas con un motor eléctrico y un reductor, ya que se requieren pares elevados a bajas revoluciones.
Primeros planteamientos técnicos habituales:
Desde un punto de vista técnico, suele ser preferible la regulación del caudal mediante convertidor de frecuencia, ya que influye directamente en la vida útil, el cizallamiento y el consumo energético. La capacidad de arranque en frío se evalúa en función del fluido, la temperatura y la reserva de par.
Primeros planteamientos técnicos habituales:
- Potencia de accionamiento: de 1,5 a 45 kW en aplicaciones estándar; mayor en función del proyecto
- Reserva de par: entre el 20 % y el 40 % por encima de la demanda nominal
- Regulación: se recomienda el uso de un convertidor de frecuencia
- Rango de revoluciones: de 50 a 350 1/min
- Horas de funcionamiento al año: de 2.000 a 8.000 h/a
- ATEX: compatible conlas zonas 1 y 2
Desde un punto de vista técnico, suele ser preferible la regulación del caudal mediante convertidor de frecuencia, ya que influye directamente en la vida útil, el cizallamiento y el consumo energético. La capacidad de arranque en frío se evalúa en función del fluido, la temperatura y la reserva de par.
Conexiones, instalación y periféricos
La situación de instalación influye considerablemente en la capacidad de bombeo, el comportamiento de entrada y el acceso para el mantenimiento.
Primeros planteamientos técnicos habituales:
Para lodos abrasivos, resulta especialmente importante un sistema de entrada que evite la sedimentación y cuente con una presión de alimentación definida. En el caso de fluidos de alta viscosidad, puede ser necesario un manto calefactor o un aislamiento para evitar problemas de arranque en frío y pares excesivos.
Primeros planteamientos técnicos habituales:
- Diámetros de conexión: de DN 25 a DN 200
- Niveles de presión: de PN 10 a PN 40
- Posición de instalación: horizontal o ligeramente inclinada; en el caso de las bombas de tolva, depende del proceso
- Calefacción: opcional, especialmente para fluidos de alta viscosidad
- Equipos auxiliares: tolva, sinfín transportador, agitador, válvula de seguridad, derivación, dispositivo de lavado
- Versión móvil: con carro de desplazamiento, bandeja colectora y acoplamientos rápidos
Para lodos abrasivos, resulta especialmente importante un sistema de entrada que evite la sedimentación y cuente con una presión de alimentación definida. En el caso de fluidos de alta viscosidad, puede ser necesario un manto calefactor o un aislamiento para evitar problemas de arranque en frío y pares excesivos.
Supervisión, funciones de protección y seguridad operativa
El funcionamiento en seco es uno de los mecanismos de avería más críticos en las bombas de tornillo excéntrico, ya que el estator puede sufrir daños térmicos y mecánicos rápidamente.
Funciones típicas de protección y supervisión:
Petición del cliente o recomendación para un diseño conforme a SIL/HAZOP
De este modo, es posible detectar a tiempo y controlar de forma rentable el funcionamiento en seco, la abrasión, la sedimentación, el contenido de gas, el arranque en frío y la sobrecarga.
Funciones típicas de protección y supervisión:
- Protección contra el funcionamiento en seco
- Supervisión de la temperatura en el estator
- Control de presión
- Control de corriente y potencia
- Control de fugas
- Lógica de alarma y desconexión conforme a la norma de la instalación
- Protección contra el funcionamiento en seco: obligatoria
- Disponibilidad: ≥ 95 % como valor objetivo habitual
- Lógica de alarma/desconexión: ambas
Petición del cliente o recomendación para un diseño conforme a SIL/HAZOP
De este modo, es posible detectar a tiempo y controlar de forma rentable el funcionamiento en seco, la abrasión, la sedimentación, el contenido de gas, el arranque en frío y la sobrecarga.
Calidad, control y documentación
El nivel de detalle de la auditoría se adapta a la importancia del proyecto, a los estándares del operador y al medio.
Contenidos típicos de la auditoría:
Documentos habituales:
Por regla general, los detalles se ejecutan según lo acordado y según los requisitos del cliente.
Contenidos típicos de la auditoría:
- Prueba de funcionamiento
- Prueba de rendimiento para Q/Δp
- Prueba de estanqueidad
- Prueba de presión, si procede
- Certificados de materiales según la norma EN 10204 2.2 o 3.1
- Trazabilidad mediante número de serie y asignación de componentes
Documentos habituales:
- Ficha técnica
- Descripción general o de conexiones
- Lista de piezas de recambio
- Manual de instrucciones
- Documentación de conformidad
- Certificados Ex para aplicaciones ATEX
Por regla general, los detalles se ejecutan según lo acordado y según los requisitos del cliente.
Servicio, mantenimiento y costes operativos (TCO)
En las bombas de tornillo excéntrico, los costes de explotación dependen en gran medida de la vida útil del estator, el desgaste del rotor, el rango de revoluciones y los episodios de funcionamiento en seco.
Factores clave que influyen en el coste total de propiedad (TCO):
Piezas de desgaste habituales:
Para aplicaciones críticas, pueden resultar útiles los conceptos de reserva, 1+1 o de cambio rápido. Se tienen en cuenta, en función de cada proyecto, los cursos de formación sobre sustitución del estator y el rotor, purga de aire, prevención del funcionamiento en seco y localización de averías.
Factores clave que influyen en el coste total de propiedad (TCO):
- Consumo energético
- Consumo del estator
- Paradas
- Costes de mantenimiento
- Pérdidas de fluido
Piezas de desgaste habituales:
- Estator
- Rotor
- Componentes de las articulaciones
- Juntas
- cojinetes, si procede
Para aplicaciones críticas, pueden resultar útiles los conceptos de reserva, 1+1 o de cambio rápido. Se tienen en cuenta, en función de cada proyecto, los cursos de formación sobre sustitución del estator y el rotor, purga de aire, prevención del funcionamiento en seco y localización de averías.
Ventajas de las bombas de tornillo excéntrico de Harton
- Caudal definido incluso con alta viscosidad
- apto para fluidos con contenido de sólidos, abrasivos y sensibles al cizallamiento
- Amplia variedad de modelos, con 10 tipos diferentes
- Alta precisión de dosificación dentro del rango de funcionamiento adecuado
- Conceptos flexibles de entrada y tolva
- Sistema de rotor/estator y de juntas adaptable
- Diseño técnico a cargo de personal especializado y con amplia experiencia de nuestra empresa
- Compatible con las zonas ATEX 1 y 2; consulte la lista de verificación de ATEX
Tipos y variantes de bombas de tornillo excéntrico
Bombas de tornillo excéntrico para diversas aplicaciones
Ofrecemos bombas de tornillo excéntrico en diferentes modelos para cubrir de forma óptima los más diversos fluidos y ámbitos de aplicación. Ya se trate de sustancias abrasivas, procesos con requisitos higiénicos exigentes, aplicaciones autoaspirantes o soluciones estándar universales, le ayudamos a elegir la bomba de tornillo excéntrico más adecuada. Para ello, tenemos en cuenta las propiedades del fluido a bombear, así como los requisitos de viscosidad, temperatura, caudal y las normas específicas del sector.
Bombas de tornillo excéntrico para fluidos abrasivos
Para medios abrasivos, el diseño de la bomba de tornillo excéntrico se adapta con componentes reforzados, como juntas resistentes al desgaste y rotores fabricados con materiales de alta resistencia, como fundición dura o cerámica. Estas bombas son ideales para el bombeo de lodos, cemento y otras sustancias abrasivas.
| Capacidad de dosificación | 0,1 - 1.500 l/h |
| Presión | hasta 30 bar |
| Precisión | ±1 - 3 % |
| Medios de comunicación | abrasive, líquidos grasientos |
| Viscosidad | 5.000 - 1.000.000 mPa·s |
| Temperatura | De -20 a +150 °C |
| Materiales | Dúplex, Fundición dura |
| ATEX | opcional |
Bombas de tornillo excéntrico higiénicas
Las bombas de tornillo excéntrico higiénicas cumplen los estrictos requisitos de la industria alimentaria y farmacéutica. Garantizan procesos de bombeo higiénicos que se ajustan a las normas vigentes, como las de la FDA y el EHEDG. Estas bombas son compatibles con los procesos CIP y SIP, lo que permite una limpieza completa tras su uso.
| ATEX | opcional |
| Capacidad de dosificación | 0,1 - 1.500 l/h |
| Presión | hasta 6 bar |
| Precisión | ±0,5 - 2 % |
| Medios de comunicación | Alimentación, Farmacéutico |
| Viscosidad | 1 - 100.000 mPa·s |
| Temperatura | De 0 a 150 °C |
| Materiales | Acero inoxidable 1.4404 |
Bombas de tornillo excéntrico autoaspirantes
Las bombas de tornillo excéntrico autoaspirantes ofrecen la ventaja de que pueden funcionar incluso en condiciones de succión bajas o con inundación. Son especialmente adecuadas para aplicaciones en las que se requiere un suministro continuo, como, por ejemplo, en el tratamiento de agua o de aguas residuales.
| Precisión | ±0,5 - 3 % |
| Medios de comunicación | Agua, Aguas residuales, Residuos industriales |
| Viscosidad | 1 - 100.000 mPa·s |
| Temperatura | de -10 a +100 °C |
| Materiales | Acero inoxidable, Hierro fundido |
| ATEX | opcional |
| Capacidad de dosificación | 0,5 - 2.000 l/h |
| Presión | hasta 10 bar |
Bombas de tornillo excéntrico estándar
Las bombas de tornillo excéntrico ofrecen un bombeo preciso y sin pulsaciones de fluidos viscosos y abrasivos. El rotor excéntrico se desplaza a través de la carcasa del estator, transportando así el fluido sin alteraciones mecánicas. Estas bombas se utilizan con frecuencia en el tratamiento de aguas residuales, en la industria alimentaria y en los sectores químico y farmacéutico.
| Temperatura | De -20 a +150 °C |
| Materiales | Acero inoxidable, Hierro fundido |
| ATEX | opcional |
| Capacidad de dosificación | 0,1 - 2.000 l/h |
| Presión | hasta 10 bar |
| Precisión | ±0,5 - 3 % |
| Medios de comunicación | líquidos viscosos, partículas sólidas |
| Viscosidad | 1 - 200.000 mPa·s |
Importancia para los ingenieros y los responsables de compras técnicas
Para un diseño económico y con una vida útil optimizada, resultan decisivos, en particular, el caudal, la presión diferencial, la viscosidad, el contenido de sólidos y gases, la temperatura del fluido, el rango de revoluciones, así como la selección de la combinación adecuada de rotor y estator y del sistema de protección contra el funcionamiento en seco.
A la hora de adquirir estos equipos, además del caudal, la presión de servicio y los materiales, también deben definirse claramente las dimensiones de las conexiones, el sistema de sellado, la calidad del elastómero, los requisitos ATEX, el funcionamiento con variador de frecuencia, así como las normas de mantenimiento y funcionamiento.
En función del ámbito de aplicación, deben tenerse en cuenta, como parte de las especificaciones técnicas, requisitos tales como la conformidad con la normativa ATEX, los diseños higiénicos para aplicaciones alimentarias, así como los ensayos de materiales, presión y funcionamiento específicos del proyecto.
Preguntas frecuentes por sectores
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Bombas de tornillo excéntrico en la tecnología del agua y de las aguas residuales: tratamiento de lodos
Bombas de tornillo excéntrico en la industria alimentaria: bombeo higiénico
Bombas de tornillo excéntrico en la industria química: transporte de polímeros y materias primas
Bombas de tornillo excéntrico en la industria del petróleo y el gas: lodos de perforación y petróleo crudo
Bombas de tornillo excéntrico en la industria de las pinturas y los barnices: manipulación de pigmentos
Bombas de tornillo excéntrico en los sectores de la construcción y la minería: transporte de hormigón y mortero
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