Bomba vertical API610 Vs1 y Vs5
¿Qué son las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5?
Las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 son una categoría de bombas fabricadas según las normas API 610 y con suspensión vertical (Vs). Los fabricantes de bombas verticales API610 Vs1 y Vs5 diseñan esta bomba con un diseño de carcasa única que comprende la cámara del impulsor y el difusor/voluta como una sola pieza y no está encerrada en una caja o lata de presión. La carcasa de la bomba y los impulsores están sumergidos en el medio a bombear, suspendidos verticalmente en una columna debajo de una placa de soporte. La placa de soporte suele instalarse en la parte superior de un depósito y soporta el motor y los cojinetes de empuje. Por lo tanto, las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 son bombas suspendidas verticalmente con difusores de foso húmedo, carcasa única que cumple las normas de diseño API 610.
La principal diferencia entre las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 es que la Vs1 descarga el fluido de bombeo a través de la misma columna vertical que suspende el conjunto de la cubeta. En cambio, una Vs5 evacua el fluido de bombeo a través de una columna separada de la columna del eje. La API Vs5 comprende un eje de línea diferente en voladizo y soportado por cojinetes sólo en el alojamiento superior y no contiene cojinetes de soporte dentro de la columna. Los fabricantes de bombas verticales API610 Vs1 y Vs5 diseñan la bomba para obtener grandes cualidades de rendimiento, como un alto caudal de unos 400 metros cúbicos por hora, una altura de descarga máxima de 200 m y un amplio rango de temperaturas de funcionamiento de -20 y 120 grados centígrados. Entre los usos típicos de las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 se incluyen las plantas de tratamiento de aguas residuales, la industria papelera, las plantas siderúrgicas y de laminación de acero, las plantas de generación de energía y los sectores químico y petroquímico, entre otros.
Figura: Configuración de la bomba vertical API 610 Vs1
Características de diseño de las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5
- Cumple los requisitos API 610.
- Comprende el impulsor de primera etapa con un diseño de bajo NPSH.
- Tiene una boquilla de interfaz lateral.
- Distancias entre cojinetes según las normas.
- Cojinetes antifricción lubricados por aceite.
- Diseño en voladizo sin cojinetes sumergidos ni junta del eje.
- El conjunto de rodamientos está sellado para evitar su contaminación.
Figura: que muestra la configuración de la bomba vertical API 610 Vs5
Componentes de la bomba vertical API 610 Vs1 y Vs5
Motor
El motor eléctrico es el motor principal de las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5, y proporciona toda la potencia necesaria para el funcionamiento de la bomba. El motor eléctrico es un dispositivo electromecánico que convierte la energía eléctrica de la red eléctrica en energía mecánica. Un motor eléctrico puede ser de CA o de CC. Los motores de CA funcionan con corriente alterna, mientras que los motores de CC funcionan con corriente continua. El eje del motor suele acoplarse al eje de la bomba para transmitir el par.
Eje de la bomba
El eje de la bomba es un componente mecánico rotativo montado sobre cojinetes y que lleva el impulsor. Su función es hacer girar el impulsor para desplazar el fluido en la bomba. El eje de la bomba, el cojinete y el impulsor forman el conjunto del rotor, que se conecta al motor eléctrico mediante un acoplamiento. Los fabricantes de bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 diseñan el eje utilizando metales sólidos y resistentes como el acero inoxidable y el acero al carbono.
Rodamientos
Los rodamientos proporcionan el soporte final al eje o al rotor y ayudan a alinearlos correctamente con los extremos fijos bajo la acción de fuerzas radiales y axiales. También ayudan a contener el movimiento relativo del rotor y a minimizar la fricción entre el eje giratorio y el estator para un funcionamiento suave.
Impeller
El impulsor es un rotor cuya función es aumentar la energía cinética y la presión del fluido. Está provisto de una serie de álabes curvados hacia atrás. Suele ir montado en el eje de la bomba y alojado en una carcasa estanca. Al girar, el impulsor transfiere al fluido la energía cinética derivada de una fuente, es decir, un motor eléctrico, aumentando así la presión del fluido e induciendo su flujo. El diseño del impulsor es un factor importante para determinar el rendimiento de la bomba. Los impulsores son de dos tipos: Impulsor de flujo axial e Impulsor de flujo radial. En los impulsores axiales, el fluido fluye axialmente al eje de la bomba, mientras que en un impulsor radial, el fluido se mueve perpendicularmente al poste. Los impulsores axiales se utilizan principalmente en aplicaciones de gran caudal y baja presión. Por otro lado, los impulsores radiales se utilizan en bombas centrífugas multietapa de cámara partida.
Los impulsores también pueden clasificarse en impulsores abiertos e impulsores cerrados. Los impulsores abiertos sólo tienen una cubierta y los álabes están expuestos por un lado y se encuentran principalmente en bombas centrífugas de aspiración de una etapa. Un impulsor cerrado tiene una cubierta a cada lado de los álabes durante un impulsor cerrado. Los impulsores de las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 están orientados verticalmente, suspendidos por debajo del soporte y sumergidos en el medio.
Carcasa de la bomba
La carcasa de la bomba es el armazón o la carcasa que protege o soporta la mayoría de los componentes de la bomba. Sirve para sellar la bomba, protegerla contra fugas y retener la presión. Alberga piezas vitales de la bomba, como el eje, el cojinete, los impulsores, etc. La carcasa de la bomba también contiene el líquido y dirige el flujo a través de la tubería de aspiración y fuera de la bomba a través de la tubería de impulsión.
¿Cómo funciona una bomba vertical API 610 Vs1 y Vs5?
Cuando se acciona el motor eléctrico, éste convierte la energía eléctrica en energía mecánica para hacer girar el impulsor de la bomba con paletas. Cuando el impulsor empieza a girar, imparte energía cinética al medio de bombeo. La fuerza centrífuga a través del rotor del impulsor hace que el líquido se desplace radialmente hacia fuera a gran velocidad tangencial, alejándose del centro de rotación del impulsor. El flujo arremolinado a la salida del impulsor se dirige entonces hacia el difusor, donde la velocidad del flujo de líquido disminuye gradualmente, lo que conduce a la conversión de la energía de alta velocidad en una altura de elevación de alta presión. En las bombas suspendidas verticalmente, la alta presión de salida permite bombear el fluido a posiciones verticales elevadas. Por lo tanto, las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 utilizan la fuerza de la alta presión de salida para elevar el líquido a las ubicaciones deseadas, a menudo a una presión residual elevada.
Figura: Funcionamiento de las bombas verticales API610 Vs1 y Vs5
Tipos de bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5
Las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 pueden ser monoetapa o multietapa. Las de una sola etapa tienen un solo impulsor y un difusor instalados dentro de una sola carcasa en espiral. Por el contrario, los tipos multietapa constan de tres o más impulsores y difusores instalados dentro de la carcasa en espiral. Las bombas verticales multietapa API 610 Vs1 y Vs5 pueden conseguir una menor altura neta positiva de aspiración (NPSH) diseñándolas para ello, concretamente en la primera etapa, y siguiéndola con una hidráulica en serie única de alta altura por etapa en las etapas siguientes.
Figura: Bomba multicelular vertical API 610 VS1.
Figura: Bomba multicelular vertical API 610 VS5.
Aplicaciones de las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5
- Se utilizan en aplicaciones de procesamiento de minerales y minería.
- Se utilizan en el transporte de petróleo crudo y productos petrolíferos.
- Las bombas verticales API 610 Vs1 y vs5 se utilizan para el suministro de agua industrial.
- Se utilizan para bombear líquidos abrasivos y líquidos que contienen sólidos de gran tamaño.
- Las bombas verticales API 610 Vs1 y vs5 también se aplican en servicios auxiliares de centrales eléctricas.
- También se utilizan para el trasvase de lodos fibrosos y no fibrosos que contienen sólidos de gran tamaño.
- Se utilizan para el trasvase de efluentes y líquidos peligrosos.
- También se utilizan para bombear agua de riego.
- Se utilizan para soportar equipos de protección contra incendios industriales.
- Se utilizan en plantas de procesamiento químico
- Se utilizan en la elaboración de alimentos.
- Las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 se utilizan en aplicaciones subterráneas de aguas pluviales y de drenaje.
- Se utilizan en servicios de condensado.
- Se utilizan en el transporte de gas licuado de petróleo.
Ventajas de las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5
- Las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 son perfectas para su uso cuando no hay suficiente NPSHA para una bomba horizontal.
- Son adecuadas para bombear todo tipo de líquidos limpios y contaminados y lodos.
- Son adaptables y se adaptan perfectamente a todas las aplicaciones de bombas de sumidero industriales.
- Están disponibles en materiales resistentes a la abrasión y a la corrosión, que resisten el desgaste en aplicaciones de bombeo exigentes.
- Son fáciles de montar y mantener.
- Tienen un alto rendimiento y durabilidad.
- Tienen una gran fiabilidad y eficacia de funcionamiento.
Desventaja de las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5
- Las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 requieren espacio libre vertical para su instalación y mantenimiento.
- Su peso se acumula debajo de la voluta, lo que puede provocar una concentración de tensiones.
- En la API 610 Vs1, el fluido pasa del sumidero a través de la columna de soporte y sale a un codo de descarga. Sin embargo, el giro brusco en la descarga produce una pérdida de rendimiento.
- Por lo general, la bomba VS1 requiere un cierre mecánico doble y un sistema de soporte del cierre plano para evitar fugas.
Resolución de problemas de bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5
La bomba no arranca
- Fusible fundido o disyuntor activado. Inspeccione y sustituya el fusible según sea necesario.
- Receptáculos de fusibles sucios o corroídos. Compruebe y limpie los receptáculos de fusibles según sea necesario.
- La tensión es irregular debido a suciedad o corrosión en el presostato. Inspeccione el presostato y límpielo de cualquier resto de suciedad o contaminación.
No circula suficiente agua por el sistema de bombeo
- La válvula de retención ha fallado o está mal instalada. Inspeccione la válvula de retención, instálela correctamente o sustitúyala.
- La bomba no está totalmente sumergida. Asegúrese de que la bomba está totalmente sumergida en el medio.
- La bomba tiene aire. Asegúrese de que el sistema de bombeo está libre de aire.
- Impulsor obstruido. Inspeccione el impulsor y retire cualquier material que cause obstrucción.
- La bomba está funcionando al revés. Compruebe que el sentido de giro del motor coincide con el sentido indicado por el fabricante de bombas verticales API610 Vs1 y Vs5 en la carcasa de la bomba. Invierta las polaridades del motor.
El funcionamiento de la bomba es ruidoso
- Bomba trabajando en cavitación. Asegúrese de que la altura neta de presión de aspiración no sea demasiado baja y cumpla las especificaciones del fabricante de la bomba vertical API610 Vs1 y Vs5. Asegúrese de que las válvulas de la línea de aspiración están completamente abiertas. Compruebe también que la viscosidad del fluido cumple las especificaciones del fabricante de la bomba.
- Hay aire en el fluido. Asegúrese de que la bomba esté totalmente sumergida para evitar la formación de vórtices en la superficie del fluido.
- La bomba está trabajando fuera del rango de diseño. Asegúrese de que la bomba funciona dentro del intervalo de trabajo recomendado por el fabricante.
La bomba experimenta vibraciones excesivas
- Algunas piezas de la bomba están desequilibradas. Inspeccione y reequilibre los componentes si es necesario.
- El impulsor está muy desgastado o defectuoso. Inspeccione y sustituya el impulsor por otro del fabricante de bombas verticales API610 Vs1 y Vs5 si es necesario.
- Eje oblicuo o desequilibrado. Inspeccione el poste y sustitúyalo o equilíbrelo según sea necesario.
El protector de sobrecarga sigue disparándose
- El protector está expuesto a la luz solar directa. Dé sombra o ventile la caja
- Tensión incorrecta. Inspeccione los terminales de línea para determinar si la bomba está recibiendo el voltaje diseñado por el fabricante de la bomba.
Resumen
Las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 pueden describirse como bombas difusoras, de foso húmedo, suspendidas verticalmente, con una sola carcasa y que cumplen las normas de diseño API 610. Sus carcasas e impulsores están sumergidos en el medio a bombear, suspendidos verticalmente en una columna debajo de una placa de soporte. La placa de soporte suele instalarse en la parte superior de un depósito y soporta el motor y los cojinetes de empuje. La principal diferencia entre las bombas verticales API 610 Vs1 y Vs5 es que la Vs1 descarga el fluido de la bomba a través de la misma columna vertical que suspende el conjunto de la cubeta. En cambio, la Vs5 descarga el fluido de bombeo a través de una columna separada de la columna del eje.
Los fabricantes de bombas verticales API610 Vs1 y Vs5 diseñan estas bombas para su uso en aplicaciones como plantas de tratamiento de aguas residuales, la industria papelera, plantas siderúrgicas y de laminación de acero, plantas de generación de energía y la industria química y petroquímica. Las ventajas de esta bomba son su diseño sencillo y compacto, su facilidad de reparación, su capacidad para manejar lodos, su resistencia a la corrosión, su gran caudal, su elevada altura de presión, su baja expansión térmica, su gran fiabilidad y su durabilidad.