fig.: 62.1 - Bomba de aire manual Patt. 3
Capítulo 62
Sistemas de suministro de aire
SECCIÓN 1 - DESCRIPCIÓN
1. En el buceo clásico, el aire se suministra al buzo desde una de estas tres fuentes: una bomba de aire manual, un compresor accionado por motor o una batería independiente de botellas cargadas previamente a alta presión.
BOMBA DE AIRE MANUAL
2. Aunque los compresores de aire accionados por motor se utilizan cada vez más, la bomba de aire manual, que es un medio fiable de suministrar aire al buzo, sigue empleándose ampliamente. La bomba reglamentaria es la bomba de aire manual Patt. 3, cuya disposición se muestra en la fig. 62.1. Es una bomba de dos cilindros de doble efecto, teóricamente capaz de suministrar aire suficiente para dos buzos trabajando hasta una profundidad de 33 pies, o para un buzo trabajando hasta 99 pies; en la práctica, sin embargo, debido sobre todo a las fugas, es imposible obtener una bomba de plena eficiencia y esta última profundidad se limita a 80 pies. Si se acoplan dos bombas, son capaces de suministrar aire suficiente para un buzo trabajando hasta una profundidad de 165 pies; no obstante, resultará difícil mantener las revoluciones de la bomba a profundidades superiores a 120 pies, y esta última profundidad debe tomarse como límite máximo normal de trabajo.
3. La bomba tiene dos cilindros, cada uno de 4 pulgadas de diámetro y con una carrera de 7¼ pulgadas. Con cada vuelta del volante de la bomba, cada pistón realiza una carrera de presión ascendente y otra descendente, enviando aire al buzo. Cada cilindro es capaz de suministrar unos 1/10 pies cúbicos de aire por cada vuelta del volante. Los pistones están desfasados 90 grados entre sí.
CILINDROS
4. Los dos cilindros y sus accesorios son idénticos. Cada cilindro está atornillado a una placa de montaje de la bomba y la tapa del cilindro está atornillada al cilindro, siendo ambas uniones metal con metal. La tapa del cilindro contiene una válvula antirretorno de entrada y otra de salida que sirven a la cara superior del pistón, un engrasador con llave de cierre y un prensaestopas central para el vástago del pistón. El engrasador permite lubricar el cilindro y los cueros del pistón, y la llave cierra el conducto de aceite tras el engrase; para ello solo se utiliza aceite de oliva o aceite de pata de buey. El prensaestopas del vástago se empaqueta con una arandela de cuero comprimida por la tapa del prensaestopas, que está atornillada a la tapa del cilindro.
PISTÓN Y CONEXIONES DEL CIGÜEÑAL
5. El pistón consta de dos cueros de copa colocados base contra base, cada uno con un bloque de bronce de cañón; todo el conjunto va montado en el extremo del vástago del pistón y queda firmemente apretado por una tuerca del vástago encastrada en el bloque inferior. Tras el montaje, el extremo del vástago se remacha para evitar que la tuerca se afloje. Es muy importante que este remachado se haga correctamente, ya que el momento en que la tuerca puede aflojarse es cuando la bomba está en funcionamiento y los buzos dependen de su buen rendimiento; la holgura del pistón en el fondo del cilindro es muy pequeña y las consecuencias de una tuerca suelta pueden ser graves.
En un rebaje lateral de cada bloque va alojado un muelle en espiral que presiona contra las faldas de los cueros de copa, manteniéndolas ajustadas contra la pared del cilindro; en ello les ayuda la presión del cilindro, que llega al rebaje del muelle a través de orificios taladrados en diagonal en los bloques desde sus caras.
El vástago del pistón está unido al cigüeñal mediante una biela o «eslinga»; el extremo superior de la eslinga forma una sola pieza con la parte inferior de un acoplamiento del cigüeñal, y el extremo inferior lleva un pasador de pivote insertado a través de un bloque cuadrado que forma una sola pieza con el vástago. La parte superior del vástago, por encima del bloque de unión, se apoya en un cojinete guía fijado al bastidor de la bomba. No existe ningún sistema de ajuste de la biela ni, por tanto, del recorrido del pistón. El cigüeñal se apoya en cojinetes en la parte superior del bastidor de la bomba y se acciona en cada extremo mediante una manivela fijada a un volante montado en un extremo de sección cuadrada del eje. Los acoplamientos superiores de las bielas y los cojinetes del eje están provistos de engrasadores. Las dos manivelas del eje forman 90 grados entre sí.
VÁLVULAS ANTIRRETORNO
6. El aire que entra y sale de la cara superior del pistón pasa, respectivamente, por las válvulas de entrada y de salida de la tapa del cilindro, mientras que la cara inferior del pistón cuenta con una válvula de salida alojada en un grupo de válvulas inferior situado en la parte delantera del soporte de la bomba.
Las cuatro válvulas son idénticas e intercambiables; cada una consta de un vástago y un disco macizos de bronce de cañón, al que se fija una arandela de cuero sujeta por una tuerca anular de retención roscada en el vástago de la válvula. Cada válvula se mantiene cerrada sobre un asiento de bronce de cañón mediante un muelle en espiral. Todas las válvulas son accesibles a través de tapones roscados sin necesidad de desmontar la bomba.
Los tapones de las válvulas se hacen estancos con arandelas de cuero.
El aire entra en la cara superior del pistón a través de una tapa de válvula perforada y de la válvula de entrada. En la carrera de presión de la cara superior del pistón, el aire sale forzado por la válvula de salida, a través de un conducto de aire exterior al cilindro y de un conducto en la placa de montaje de la bomba y en la pieza fundida del grupo de válvulas inferior.
La cara inferior del pistón cuenta con un único conducto de aire en la placa de montaje, que une un orificio central en el fondo del cilindro con el grupo de válvulas inferior, donde las válvulas de entrada y de salida están montadas una encima de la otra, con la de entrada abajo. La entrada de aire a la válvula de entrada se encuentra en la parte inferior del grupo de válvulas.
LLAVE DE PASO Y BOQUILLAS DE SALIDA
7. La salida del cilindro izquierdo desde el grupo de válvulas inferior va directamente a la boquilla de salida izquierda, a la que se conecta la manguera de aire del buzo, y esta es la única salida del cilindro izquierdo. La salida del cilindro derecho desde su grupo de válvulas inferior va directamente al centro hueco del macho de una llave de paso. El macho se acciona mediante una palanca situada en la parte superior de la bomba, a través de una varilla de mando colocada sobre la cabeza cuadrada del macho. La palanca tiene dos posiciones, marcadas respectivamente «Two Divers» (dos buzos) y «One Diver-Deep Water» (un buzo, aguas profundas). Con la palanca en «Two Divers», un orificio lateral del macho queda alineado con un conducto de aire hacia la boquilla del lado derecho y la manguera de aire del buzo. En esta posición, cada cilindro alimenta su propia boquilla de salida.
Con la palanca en «One Diver-Deep Water», un segundo orificio del macho queda alineado con un tubo de interconexión hacia la boquilla izquierda, mientras que el primer orificio queda cerrado. En esta situación, ambos cilindros envían aire a la boquilla izquierda.
MANÓMETROS
8. A cada tubo de boquilla de salida va conectado un manómetro. Ambos manómetros están graduados de 0 a 100 lb/pulg² de presión de aire y de 1 a 226 pies de agua de mar. Estos manómetros indican la profundidad del buzo y la presión a esa profundidad.
REFRIGERACIÓN POR AGUA
9. Para evitar la pérdida de rendimiento debida al calentamiento de los cilindros cuando la bomba trabaja a alta presión, se dispone de refrigeración por agua para los cilindros y para los grupos de válvulas inferiores. Normalmente no debería ser necesaria con tiempo frío ni al bucear a poca profundidad.
Alrededor de los dos cilindros hay un depósito abierto por arriba, que se llena a través de un recipiente de cobre situado en la parte trasera de la caja de la bomba y que rebosa a un segundo depósito colocado alrededor de los grupos de válvulas inferiores. El depósito de los cilindros se vacía mediante un tapón de vaciado en la parte trasera de la caja de la bomba. El depósito más pequeño rebosa a través de un orificio en el lado derecho de la caja de la bomba y se vacía mediante una llave de purga en el fondo del depósito. Siempre hay que procurar que los rebosaderos estén despejados; de lo contrario, el agua puede llegar al prensaestopas del vástago del pistón.
También hay que procurar que el agua no salpique dentro de las válvulas de entrada.
COLECTORES DE ACEITE
10. En el punto más bajo de cada conducto de aire entre el grupo de válvulas inferior y la boquilla de salida va montado un tapón de vaciado hueco que actúa como colector de aceite. Son accesibles por debajo del depósito de refrigeración del grupo de válvulas y van roscados en el casquillo de vaciado sobre una arandela de cuero.
CÁLCULO DE LAS REVOLUCIONES DE LA BOMBA PARA UN SUMINISTRO DE AIRE DETERMINADO
11. Como se indica en la Parte 2 de este Manual, el buzo debe recibir al menos 1,5 pies cúbicos de aire libre por cada atmósfera de presión absoluta del buzo; por tanto, a 2 atmósferas absolutas (30 lb/pulg²), por ejemplo, la bomba debe suministrar 2 x 1,5 = 3 pies cúbicos de aire por minuto a una profundidad de 33 pies. Cada cilindro está diseñado para suministrar 0,1 pies cúbicos de aire por vuelta del volante de la bomba; por tanto, considerando un solo cilindro, se necesitan 30 revoluciones por minuto para suministrar los 3 pies cúbicos de aire necesarios.
Existe una relación directa de 1:10 entre la cantidad de aire necesaria y la presión del buzo, es decir, 1,5 pies cúbicos para una atmósfera (15 lb/pulg²), 3 pies cúbicos para dos atmósferas (30 lb/pulg²), y así sucesivamente. Cada cilindro suministra 0,1 pies cúbicos por cada vuelta del volante de la bomba, lo que también es una relación directa de 1:10. Por tanto:
(Presión absoluta en lb/pulg²) / N.º de cilindros en uso = Revoluciones necesarias
La bomba sufre una pérdida de caudal cuando impulsa contra una presión, pero esta pérdida puede compensarse multiplicando las revoluciones teóricas obtenidas por un factor de bomba (véase el párr. 37) que representa las fugas de la bomba. Así se obtienen las revoluciones prácticas realmente necesarias para mantener el suministro de aire del buzo.
Ejemplo: la presión de un buzo a una profundidad de 44 pies es de 20 lb/pulg²; por tanto, la presión absoluta es 20 + 15 = 35 lb/pulg². Las revoluciones teóricas necesarias son:
35 / 2 = 17,5
y si el factor de bomba es 1,18, entonces
17,5 x 1,18 = Revoluciones prácticas = 20,65 (21) rev/min
USO DE LA BOMBA
12. Es imprescindible que la bomba esté muy bien trincada y que haya espacio suficiente para que trabaje el equipo de bombeo.
Cuando se envía a un buzo a una profundidad que no supere los 33 pies, su manguera de aire se conecta a la boquilla derecha y la llave de paso se pone en «Two Divers»; la boquilla izquierda queda entonces libre para alimentar a un buzo de reserva cuando sea necesario. Al bucear a profundidades superiores a 33 pies, la llave de paso se pone en «One Diver-Deep Water» y la manguera de aire del buzo se conecta a la boquilla izquierda, que recibe ahora el caudal de ambos cilindros. El buzo de reserva se alimentará desde una segunda bomba en las mismas condiciones.
EMPALME DE CUATRO VÍAS
13. El empalme de cuatro vías o «colector» que se muestra en la fig. 62.2 se utiliza para conectar dos o tres bombas entre sí. Tres de sus cuatro conexiones están provistas de llaves de cierre y sirven para conectar las bombas; la cuarta, que no tiene llave, recibe la manguera de aire del buzo. Las bombas se conectan al empalme mediante tramos de manguera de 45 pies que, en el extremo de la bomba, se conectan siempre a la boquilla izquierda.
Si hay que desconectar una bomba mientras el buzo está bajo el agua, debe cerrarse la llave de conexión antes de desconectarla. Si, por el contrario, hay que conectar una bomba mientras el buzo está bajo el agua, esta debe estar ya girando y suministrando aire a la misma presión que la bomba en uso antes de abrir la llave de cierre.
