¿Como funciona la bomba de cavidades progresivas (PCP) ?

Introducción
A fines de los años `20, Rene Moineau desarrolló el concepto para una serie de bombas helicoidales. Una de ellas tomó el nombre con el cual hoy es conocido, Progressing Cavity Pump (PCP).
La bomba PCP está constituida por dos piezas longitudinales en forma de hélice, una que gira en contacto permanente dentro de la otra que está fija, formando un engranaje helicoidal:

1. El rotor metálico, es la pieza interna conformada por una sola hélice
2. El estator, la parte externa está constituida por una camisa de acero revestida internamente por un elastómero(goma), moldeado en forma de hélice enfrentadas entre si, cuyos pasos son el doble del paso de la hélice del rotor.

El estator y el rotor no son concéntricos y el movimiento del rotor es combinado, uno rotacional sobre su propio eje y otro rotacional (en dirección opuesta a su propio eje) alrededor el eje del estator.

La geometría del conjunto es tal, que forma una serie de cavidades idénticas y separadas entre si. Cuando el rotor gira en el interior del estator estas cavidades se desplazan axialmente desde el fondo del estator (succión) hasta la descarga, generando de esta manera el bombeo por cavidades progresivas. Debido a que las cavidades están hidráulicamente selladas entre si, el tipo de bombeo, es de desplazamiento positivo.

La geometría del sello helicoidal formado por el rotor y el estator están definidos por los siguientes parámetros:

D: diámetro mayor del del rotor(diámetro nominal)
d: diámetro de la sección transversal del rotor
E : excentricidad del rotor
Pe: paso del estator (long de la cavidad = long de la etapa)
Pr: paso del rotor

Cada ciclo de rotación del rotor produce dos cavidades de fluido . La sección de esta cavidad es:

A = 4 . d . E.

El área es constante, y a velocidad de rotación constante, el caudal es uniforme. Esta es una importante característica del sistema que lo diferencia del bombeo alternativo con descarga pulsante. Esta acción de bombeo puede asemejarse a la de un pistón moviéndose a través de un cilindro de longitud infinita.
La mínima longitud requerida por la bomba para crear un efecto de acción de bombeo es UN PASO, ésta es entonces una bomba de un etapa. Cada longitud adicional de paso da por resultado un etapa más.
El desplazamiento de la bomba, es el volumen producido por cada vuelta del rotor (es función del área y de la long del rotor)

V = A . P . = 4 . d . E. Pe

En tanto, el caudal es directamente proporcional al desplazamiento y a la velocidad de rotación N

Q = V . N = 4 . d . E . Pe . N

La capacidad de la bomba PCP para vencer una determinada presión está dada por las líneas de sello hidráulico formados entre ROTOR-ESTATOR. Para obtener esas líneas de sello se requiere una interferencia entre rotor/estator, es decir una compresión entre rotor y estator.