Tráiler de bombeo de pulpa umbilical a medida de Thompson Brothers

Oct 29, 2023

Con el costo por hora de operar un tractor altísimo, la empresa agrícola y de contratación de Lancashire, Thompson Brothers, decidió construir un remolque de bombeo umbilical autónomo y controlado de forma remota.

Esto ahorraría a sus impulsores principales cronometrar sin pensar el tiempo estacionado con la toma de fuerza girando.

Anteriormente, las bombas y compresores accionados por toma de fuerza estaban encargados de esparcir hasta 25 millones de galones de lodo al año, de los cuales 1,3 millones de galones provienen de la propia cabaña lechera de 240 miembros de la empresa más 300 seguidores.

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Sin embargo, los tractores rugían a razón de 17 libras esterlinas por hora: 8500 libras esterlinas por las 500 horas que podrían pasar en el trabajo anualmente.

Esto vino con el desafío adicional de encontrar y pagarle a alguien para que se sentara en el asiento los siete días de la semana durante el pico de primavera.

La decisión de diseñar y construir una plataforma de bombeo para reducir sus costos coincidió con una solicitud exitosa para una subvención para una segunda barra de arrastre Storth de 12 m y dos enrolladores de tubos de bobina.

Esto ofrecía la posibilidad de aumentar drásticamente su producción diaria.

Mick Thompson y David Kirkham © MAG/Oliver Mark

Mick Thompson, el experimentado fabricante de la empresa, se encargó de diseñar y construir el tráiler.

Su desafío consistía en calzar un carretel, un compresor, un motor, una bomba y las tuberías de succión, y dejar espacio para montar una barra de arrastre y un carretel en el varillaje del tractor.

Después de dimensionar los componentes, soldó un marco escalonado de 6 m de largo y una cama de placa estriada, lo hizo galvanizar y instaló gatos de remolque Artic en las esquinas.

Mick Thompson construyó su propio sistema de cebado venturi por solo £ 30 © MAG/Oliver Mark

Debajo de la caja había un solo eje de 10 espárragos con frenos hidráulicos, adquirido de segunda mano en Marshall Trailers en Aberdeen por solo £ 500, que combinó con llantas nuevas y un juego de neumáticos 550/45 R22.5.

En la parte trasera, hay un enganche de horquilla para arrastrar un pequeño remolque y, en la parte delantera, una barra de tiro extensible.

Para ello, utilizó un acero de sección cuadrada de 150 mm y 6 m de largo, que ofrece la flexibilidad y la resistencia necesarias para estirar el conjunto 1,5 m.

Esto deja suficiente espacio para acomodar los accesorios montados en el tractor.

El motor era la pieza central de la construcción, montado directamente sobre el eje y lejos del compresor.

Esto facilita el acceso y elimina el riesgo de que una fuga de aceite oculta dañe las tuberías de goma.

Cuando se trataba de comprar un bloque adecuado, el Sr. Thompson tenía una buena idea de lo que buscaba.

"Queríamos un Cummins simple de seis cilindros sin un sistema de riel común y las complejidades que lo acompañan, de esa manera sé que puedo arreglarlo con un martillo y una llave.

"Además, las piezas de repuesto son fáciles de conseguir".

© MAG/Oliver Mark

Eso los llevó a un 6BTA de seis cilindros, 5,9 litros y 210 hp que fue cortado de la parte delantera de un camión cisterna de combustible DAF por el desguace de vehículos comerciales Walsh and Dearden en Darwen, justo al sur de Blackburn.

"No teníamos idea de cuántas horas había funcionado, pero lo encendieron y funcionó muy bien", dice el Sr. Thompson.

Les costó 2.200 libras esterlinas, más otras 300 libras esterlinas por el tanque de combustible de 390 litros y el escape, que tuvieron que extenderse una vez colocados en el remolque.

El trato también incluía un radiador pero, debido a las preocupaciones sobre la disipación de calor dado que el motor estaría estático (en lugar de en un vehículo en movimiento), se actualizó a un sistema de núcleo de cobre.

Mientras estaba en eso, el Sr. Thompson también decidió cambiar a un sistema de 12 V instalando un nuevo alternador y motor de arranque, lo que facilita el arranque de la unidad de potencia del compresor en el caso de una batería descargada.

La transmisión desde el motor va directamente al impulsor. Esto significa que funciona a 1.900-2.000 rpm, lo que reduce el consumo de combustible en unos 12 litros/hora en comparación con el tractor.

"Con diésel a 1 libra esterlina por litro, eso nos ahorra alrededor de 130 libras esterlinas al día en comparación con el funcionamiento de la bomba del tractor anterior", dice el operador David Kirkham.

El tractor lleva una barra de arrastre y hasta 2.600 m de tubería © MAG/Oliver Mark

La empresa ya poseía dos bombas accionadas por tractor Doda, por lo que optaron por quedarse con lo que conocían: un pedestal L35 que usa el mismo impulsor y sellos que los demás.

Está cebado por un sistema de vacío venturi hecho en casa, montado a un costo de solo 30 libras esterlinas.

Esto funciona canalizando el aire desde el compresor a bordo a través de un reductor que reduce a la mitad el tamaño del orificio cuando pasa por la unión con la línea de bombeo.

Al hacerlo, la velocidad del aire aumenta, lo que genera una presión negativa que hace pasar el fluido unos segundos después de que se abre el grifo de vacío.

Luego se forma una neblina de suspensión en el puerto de escape, lo que indica que el sistema está cebado.

"Es tan fuerte que podría succionar un trozo de concreto", dice Kirkham.

"Además, es más simple que una imprimación de gasolina: no hay problema en encender un motor de gasolina, no hay necesidad de encontrar espacio para él en el remolque y no hay riesgo de que se pellizque".

Las compuertas tipo cuchilla determinan si el lodo se envía al campo o se recircula de regreso a la torre © MAG/Oliver Mark

La tubería principal de pulpa se divide una vez que sale de la bomba, con una línea dedicada a la distribución y una segunda para la recirculación de "retorno a la torre".

Esta es una configuración más simple que una válvula de tres vías, dice, sin riesgo de que se obstruya.

La ruta que toma la pulpa está determinada por compuertas de cuchillo de 6 pulgadas en cada tubería, controladas por actuadores electrónicos que las abren y cierran para iniciar y detener el flujo.

Un sensor de presión está montado aguas abajo de la compuerta de la cuchilla en la salida de distribución, lo que permite al operador monitorear el flujo de estiércol.

Durante el trabajo, normalmente es de 6 a 8 bar para tasas de aplicación de 5000 a 10 000 gal/ha.

Para situaciones en las que la bomba está funcionando a mitad de camino a lo largo de una línea umbilical, hay un segundo sensor en la tubería de entrada para controlar el flujo de entrada y garantizar que la bomba no se esté quedando sin alimentación.

El elemento individual más caro de la construcción fue el compresor Atlas Copco de £ 10,000 y el motor Kubota de cuatro cilindros y 3.3 litros que lo acompaña.

Esto tiene una capacidad nominal de 275 pies cúbicos por minuto (cfm), lo que parecía un equilibrio razonable entre lo que ya tenían.

Anteriormente, tenían una de 90 pies cúbicos por minuto que es demasiado pequeña para carreras cuesta arriba empinadas y una versión de 350 pies cúbicos por minuto que habría sido demasiado grande y pesada para el remolque.

El soplado de tuberías se puede iniciar desde la cabina © MAG/Oliver Mark

Está conectado permanentemente al sistema de escape, lo que evita que el operador tenga que luchar con una maraña de tuberías sucias al final del trabajo.

Y mejor aún, se puede preparar para la acción cuando se configura y se opera completamente desde la cabina del tractor.

Para hacerlo, el Sr. Thompson instaló un par de válvulas unidireccionales en la línea, de modo que se puedan abrir los grifos de aire y cargar la esponja antes de bombear.

Con esta configuración, no hay riesgo de que ningún lodo encuentre su camino contra el viento hacia el compresor.

Cuando termina, el operador simplemente desvía el flujo de lodo para "regresar a la torre", espera que la presión de salida del "campo" caiga a cero y enciende el compresor para enviar la esponja por las tuberías.

Se contrató a la empresa local Glasson Electronics para cablear los indicadores y controles del motor, el compresor y las compuertas de flujo activadas electrónicamente.

Esto incluía varias funciones interesantes, como la desconexión automática si la temperatura del motor supera los 90 °C o si la presión del aceite cae por debajo de 1,2 bar.

Los controles están duplicados en una caja montada en un remolque y una terminal en la cabina.

Mando a distancia © MAG/Oliver Mark

Ambos pueden encender el motor y alterar sus revoluciones, encender el compresor y desviar el flujo entre las dos puertas de salida.

Muestran todas las lecturas clave, como las rpm del motor, la presión de entrada, la presión de salida y la temperatura.

Pero mientras la caja externa está cableada a cada elemento, la de la cabina del tractor está enchufada a una antena.

Esto tiene un alcance de hasta 16 millas en fenland, pero más como seis en las colinas de Lancashire.

La factura total ascendió a 43.000 libras esterlinas, una suma que no tardará en recuperarse dados los ahorros por depreciación del tractor, dice el Sr. Kirkham.

“Estamos ahorrando horas en el tractor, hemos reducido el consumo de combustible y ahora tenemos la capacidad de llevar 2600 m de tubería a cada trabajo.

"Además, podemos ejecutar dos barras de goteo en trabajos de una sola bomba la próxima primavera, que es la mitad de nuestra carga de trabajo, por lo que realmente aumentará la producción".

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