Descripción de un amortiguador de pulsaciones y su funcionamiento

Un amortiguador de pulsaciones es un recipiente que contiene un gas a presión en su interior –normalmente Nitrógeno-

La presión de carga inicial o de hinchado del gas del amortiguador siempre es inferior a la presión del circuito hidráulico en el que se instala.

A la presión de carga o de llenado con gas del amortiguador la denominaremos “Po”

En todo amortiguador existe un elemento separador entre el gas y el líquido del circuito; su función primordial es la de impedir la fuga del gas.    Esta pieza separadora puede ser básicamente de dos tipos;

De caucho – Nitrilo, EPDM, FPM, Butil, Silicona, etc y de material termoplástico generalmente de PTFE.

Cuando  el elemento separador es de caucho el amortiguador se denomina del tipo de vejiga y si es de material termoplástico se denominan de membrana o de fuelle según sea su forma.

La utilización de cada tipo de elemento separador, vejiga, membrana o fuelle dependerá normalmente de las características particulares de cada circuito, como; la presión, la temperatura y el efecto de corrosión que pueda ejercer el líquido circulante sobre el elemento separador.                                 

Cuando se instala un amortiguador de pulsaciones, el volumen que suministra la bomba durante cada ciclo de trabajo o de impulsión se divide en dos partes, una se va hacia la utilización y la otra se introduce en el amortiguador; éste volumen acumulado es devuelto seguidamente al circuito mientras dura el ciclo de aspiración o de llenado de la cilindrada de la bomba.

A la cantidad de líquido que entra y sale del amortiguador en cada ciclo alternativo de la bomba lo denominamos “dv”.

Al introducir el dv en el amortiguador se comprimirá el volumen inicial del gas reduciéndose su volumen, el volumen final del gas es igual al volumen inicial menos el volumen del líquido introducido en el amortiguador.

El volumen inicial del gas es el volumen total interno del amortiguador. Este volumen o tamaño del amortiguador es la  incógnita que se deberá calcular en cada caso según el tipo de bomba.  A  este volumen o tamaño de amortiguador lo denominamos “Vo”

Podemos establecer la primera ecuación: V2 + dv  = Vo ( V2 representa el volumen final del gas comprimido)

Cada amortiguador instalado en un circuito tiene una constante que viene dada por su volumen y la presión de carga o de hinchado de gas; Po x Vo = constante.

En la utilización práctica de los amortiguadores, no es conveniente que se vacíen totalmente en cada ciclo de salida de líquido con el fin de evitar el contacto del elemento protector anti-extrusión que tiene la membrana o vejiga, con el fondo interno del amortiguador.

Así pues tendremos una nueva ecuación que será: V2 + dv + v = Vo

Se ha adoptado como norma que este volumen “v”,teóricamente inútil dentro del amortiguador, sea el 10% del volumen total del amortiguador; la formula anterior quedara del siguiente modo :

V2 + dv + 0,1Vo = Vo;  y de esta saldrá la fórmula final  Vo = ( V2 + dv ) / 0,9

El siguiente gráfico y la figura que representa un amortiguador de vejiga en sus tres estados o volúmenes del gas de su interior permitirá aclarar todo lo expuesto hasta ahora

 

A  la presión de carga “Po” del amortiguador, el gas ocupa todo el volumen de éste y no hay líquido en su interior. La curva corta el eje de ordenadas en el punto al que le corresponde un valor cero en el eje de abcisas. La presión “P1” es la presión del gas cuando se ha introducido en el  amortiguador el volumen “v”. La presión “P2” es el valor alcanzado al introducir en el amortiguador el volumen adicional “dv”.