¿Qué es una bomba de desplazamiento digital y por qué es más eficiente?

El nombre 'bomba de desplazamiento digital' tiende a generar dos reacciones en igual medida: interés, porque suena avanzado, y escepticismo, porque muchas cosas denominadas 'digitales' no difieren fundamentalmente de lo que existía anteriormente. En este caso, el interés está justificado. La bomba de desplazamiento digital es mecánicamente distinta a cualquier diseño convencional de bomba, y la diferencia de eficiencia no es marginal.

El problema inherente a la bomba convencional

Cada bomba convencional de desplazamiento positivo —de engranajes, de paletas o de pistones axiales— somete todos sus elementos activos de bombeo a un ciclo completo de presión en cada revolución del eje. Cuando el sistema no requiere caudal máximo, la bomba sigue realizando el trabajo de presurizar el fluido; el exceso simplemente retorna al depósito a través de la válvula de alivio o mediante una derivación. A una carga del 50 %, una bomba de desplazamiento fijo consume aproximadamente del 80 al 90 % de la potencia de entrada a plena carga, mientras que solo suministra la mitad del trabajo útil. Esa diferencia constituye una pérdida total.

Los diseños de desplazamiento variable reducen esta brecha disminuyendo la carrera. Sin embargo, los mecanismos de placa inclinada tienen un límite mínimo estable de desplazamiento —típicamente del 5 al 10 % del máximo— por debajo del cual se pierde la estabilidad de control. Además, el propio sistema servo de la placa inclinada consume energía de forma continua para mantener su posición.

Cómo resuelve el problema el desplazamiento digital

Una bomba de desplazamiento digital equipa cada pistón con una válvula electrónica de acción rápida. En cualquier carrera determinada, se puede ordenar al pistón que presurice el fluido y lo entregue a la salida, o bien se le puede ordenar que funcione en vacío, aspirando fluido y devolviéndolo a la entrada sin realizar ningún trabajo de presión. Esta decisión se toma de nuevo para cada pistón en cada carrera, con tiempos de respuesta inferiores a cinco milisegundos.

Al 50 % del desplazamiento, aproximadamente la mitad de los pistones están activos en cada revolución. Los pistones desactivados consumen casi ninguna potencia: realmente están descargados, no simplemente derivados. Por lo tanto, la eficiencia al 50 % de carga es prácticamente igual a la eficiencia a carga completa, en lugar de experimentar el pronunciado descenso de eficiencia que sufren los diseños convencionales.

Por qué esto es relevante para aplicaciones reales

Los sistemas hidráulicos reales rara vez funcionan a carga completa durante más que una fracción de su tiempo de operación. Una máquina de construcción realiza un ciclo compuesto por excavación a plena carga, desplazamiento a carga parcial y posicionamiento casi en ralentí. Una prensa industrial solo opera a alta presión durante la carrera real de conformado. Una bomba de desplazamiento digital dimensionada para la demanda máxima funciona de forma eficiente durante todo el ciclo, no solo en el punto de diseño.

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Fuente: www.hovooseal.com