Diseño de válvulas de impulso check para bomba de ariete multipulsor bóxer de dos vías de carga horizontal.

Abstract

La presente tesis está enfocada a producir cambios en las válvulas de muelle acopladas en la bomba de ariete hidráulico multipulsor bóxer de dos vías de carga horizontal a partir del bajo rendimiento volumétrico, hidráulico y mecánico, se procede a un análisis de componentes, variables y funcionamiento general, manteniendo en un mayor énfasis en las válvulas de impulsión, se designa las metodologías a partir del principio de funcionamiento de la bomba de ariete hidráulico el cual se deduce en base al golpe de ariete originado por las válvulas de impulsión, la alternancia del fluido en movimiento y la determinación de energías para el accionamiento de bombeo, se implementa las metodologías de diseño mediante el software ANSYS y dimensionamiento de válvulas tipo check modificadas con un sistema de apertura ajustable, para mejorar los parámetros ya antes mencionados. Mediante la designación de variables obtenemos las ecuaciones estipuladas para los parámetros asignados, basados en el cálculo de la fuerza que proporciona el caudal dentro de la tubería siendo esta de (21,51 N) cuando golpea la cara interna de la tapa dimensionada a base de la norma API 594 y una selección de material ASTM A36, esta fuerza nos permite la simulación de un mecanismo externo ajustable analizada mediante un diagrama de cuerpo libre, al asimilar casos de prueba para verificar la mejor dimensión de eslabones por comparación de velocidades optando por la de mayor rendimiento siendo así la velocidad máxima de cierre y apertura de la válvula check es de 700 mm/s en ciclos de 0,2 segundos, el diámetro de tapa de 81mm presenta un periodo de cierre y apertura igual a 0.3 segundos. Las articulaciones identificadas como reacciones en el diagrama de cuerpo libre producen un movimiento periódico oscilatorio de la tapa generando una diferencia de rendimiento de 0,94 con respecto al anterior diseño para un caudal de entrada de 0,005 𝑚3 ⁄𝑠 se procede a la manufactura de este mecanismo luego de un análisis de tensiones, desplazamiento y factor de seguridad los cuales abarcan resultados favorables para su validación.