Bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones
¿Qué es una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones?
Una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones es un tipo de bomba con una estructura a prueba de explosiones construida para estar totalmente sumergida en el sumidero. La bomba encierra el motor y la bomba como una sola unidad, que está aislada para evitar que los vapores se inflamen y provoquen la explosión del fluido bombeado. Una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones se fabrica siguiendo las normas establecidas por el Código Eléctrico Nacional (NEC) y la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NPFA). Las bombas de sumidero sumergibles a prueba de explosiones están diseñadas para bombear agua contaminada con diversos contaminantes incluidos en las listas de CSA y UL. También son adecuadas para operaciones en entornos potencialmente peligrosos, como plantas químicas, minas de carbón, plataformas petrolíferas, etc. Se sitúan sumergidas y cerradas dentro de sumideros en sótanos de refinerías de petróleo, ayudando a detectar la elevación del nivel de líquido y los niveles de presión para garantizar que no suba demasiado. Cuando el nivel de líquido ascendente activa el interruptor de la bomba, ésta se enciende y dirige el líquido a la zona designada a través de la tubería de impulsión.
Figura: Exposición de una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones
Componentes de una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones
Figura: Componentes de una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones
Carcasa
La carcasa de la bomba contiene los componentes internos de la bomba, como el impulsor, los ejes y el alojamiento de los cojinetes. La carcasa también actúa como recipiente de contención de la presión y dispone de puertos de succión y descarga para dirigir el fluido dentro y fuera de los puertos de la bomba. Los fabricantes de bombas sumergibles de sumidero a prueba de explosiones diseñan las unidades de corte por el borde con carcasas duraderas, normalmente de fundición que se someten a pruebas hidrostáticas para soportar las fuerzas de una explosión interna. La carcasa de la bomba también está diseñada para mitigar la creación de chispas mediante el uso de materiales que no producen chispas, como aleaciones de cobre-aluminio, acero inoxidable, plata, aluminio y acero galvanizado. Estos materiales también son menos propensos a la corrosión, lo que permite que la bomba dure más tiempo.
Rodete
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 su carcasa.
Eje
El eje es un componente mecánico rotativo apoyado sobre cojinetes. Su función principal es transportar el impulsor. Suele estar acoplado al motor principal.
Motor
El motor es la fuente de energía mecánica que hace funcionar la bomba. Funciona convirtiendo la energía eléctrica en par mecánico de salida que se transmite al cabezal de la bomba a través del acoplamiento y el eje de la bomba.
Ruta de escape
Las bombas sumergibles a prueba de explosiones constan de una larga trayectoria de escape integrada en su construcción. La función de la trayectoria de escape es forzar a los gases liberados a recorrer una distancia mayor, reduciendo su temperatura de escape a un valor considerado seguro para el área inmediata.
Sensor térmico
Los fabricantes de bombas sumergibles a prueba de explosiones diseñan la bomba para que funcione a una temperatura más baja que las bombas estándar comparables. Para conseguirlo, los fabricantes equipan la bomba sumergible a prueba de explosiones con un sensor térmico piloto en los devanados del estator para controlar la temperatura de funcionamiento. El sensor térmico ayuda a mantener la temperatura de la superficie por debajo del umbral de temperatura de seguridad, evitando así la posible detonación de gases ambientales. La bomba sumergible a prueba de explosiones puede soportar una temperatura máxima de 115 grados Fahrenheit.
Interruptor de la bomba
El interruptor de la bomba permite que ésta se encienda y apague de forma independiente. El interruptor de la bomba sumergible a prueba de explosiones puede ser un presostato, un interruptor de flotador, un interruptor de diafragma o un interruptor electrónico, dependiendo del mecanismo de funcionamiento. Un interruptor de flotador vertical es el más común y de flotador que se desliza hacia arriba y hacia abajo por una varilla. Cuando el nivel del líquido bombeado sube, el flotador asciende, encendiendo la bomba. Cuando el nivel desciende, el flotador baja, y la bomba se apaga.
Figura: Visualización de un interruptor de flotador vertical
Cómo funciona una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones
La bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones se instala en el interior del sumidero y cuenta con un mecanismo que detecta la subida del nivel del agua. Cuando el interruptor se activa por la subida del nivel del agua, el motor se enciende y hace girar el impulsor de la bomba a gran velocidad. El efecto centrífugo del impulsor giratorio de la bomba crea un vacío en el interior de la carcasa de la bomba, lo que permite la entrada de agua a través de la entrada de la bomba. Cuando el agua golpea los álabes del impulsor, la fuerza centrífuga la desplaza radial y axialmente hacia el exterior al tiempo que le imparte una gran energía cinética hasta que entra en la cámara de voluta a una velocidad muy elevada. En la cámara de voluta, la energía cinética extrema se convierte en una cabeza de alta presión y, a continuación, el agua se dirige a la tubería de descarga, donde fluye hasta el lugar diseñado.
Tipos de bombas de sumidero sumergibles a prueba de explosiones
Bomba de desplazamiento positivo
Las bombas de sumidero sumergibles a prueba de explosiones de esta categoría utilizan cavidades que se contraen y expanden para mover el fluido.
Bombas sumergibles dinámicas antideflagrantes para sumideros
Estos tipos de bombas combinan la velocidad y el momento del fluido para generar presión. Pueden generar un caudal variable y elevados caudales con fluidos de baja viscosidad.
Bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones de aspiración simple
En una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones de aspiración simple, el fluido entra en el impulsor por un lado y sale por el otro. el tipo de aspiración simple proporciona un funcionamiento suave y un mantenimiento sencillo.
Figura: Muestra una bomba de sumidero sumergible antideflagrante de aspiración simple.
Bomba de sumidero sumergible antideflagrante de doble aspiración
En esta bomba, el líquido bombeado entra por ambos lados del impulsor y sale por la sección central. Es menos probable que la bomba sufra cavitación debido a la reducción del caudal de entrada. También pueden gestionar una presión de descarga más alta que la bomba de aspiración simple.
Figura: Bomba de sumidero sumergible de doble aspiración a prueba de explosiones.
Aplicaciones de las bombas de sumidero sumergibles a prueba de explosiones
Los fabricantes de bombas de sumidero sumergibles a prueba de explosiones las diseñan para atender de forma excelente una amplia gama de aplicaciones industriales potencialmente peligrosas, como plantas químicas, minas de carbón, refinerías de petróleo/gas, petroquímicas y obras municipales. Son adecuados para cualquier operación en la que intervengan líquidos inflamables o un entorno que contenga gases o vapores combustibles. A continuación se indican algunos de los usos típicos de las bombas sumergibles de sumidero a prueba de explosiones:
- Las bombas sumergibles a prueba de explosiones se utilizan para bombear líquidos inflamables en refinerías de gas.
- Se utilizan para ubicaciones peligrosas de Clase 1, División 1 y Grupo D. Esta es la clasificación UL para entornos que contienen materiales altamente combustibles, vapores y/o líquidos inflamables, como acetona, alcohol, benceno, benzol, butano, gasolina, gas natural propano y materiales peligrosos equivalentes, etc.
- Se utilizan en el tratamiento de aguas residuales porque los gases explosivos son un subproducto del proceso de tratamiento.
- Se utilizan para operaciones de drenaje en minas de carbón
- Se utilizan para tratar aguas residuales industriales que contienen materiales explosivos como aceite, productos químicos y de limpieza
- Se utilizan en obras municipales para bombear agua contaminada con diversos agentes contaminantes
- Se utilizan para verter aguas subterráneas y aguas que contienen granos de carbón pulverizado en suspensión de hasta 2 pulgadas de tamaño.
- También se utilizan para el drenaje petroquímico porque los fabricantes de bombas de sumidero sumergibles a prueba de explosiones las equipan con una estructura a prueba de explosiones.
- También se utilizan para bombear efluentes de locales industriales y comerciales.
Ventajas de una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones
- Las bombas de sumidero sumergibles a prueba de explosiones son silenciosas, ya que están completamente sumergidas en el líquido bombeado durante su funcionamiento.
- Son perfectos para trasvasar líquidos inflamables sin poner en peligro vidas ni bienes.
- Proporcionan un funcionamiento sin cavitación porque no hay picos de presión cuando el líquido bombeado fluye a través de la bomba.
- Las bombas de sumidero sumergibles a prueba de explosiones son autocebantes porque funcionan bajo la superficie del líquido bombeado.
- Tienen una larga vida útil porque sus materiales de construcción son menos propensos a la corrosión y el desgaste.
- Pueden manipular material sólido con tamaños de hasta 2 pulgadas.
- Ahorran espacio, consumen poca energía y su funcionamiento es fiable.
Desventajas de una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones
- La bomba sumergible a prueba de explosiones es un poco cara porque su diseño es mucho más técnico y complejo que el de las bombas convencionales.
- La junta de la bomba puede corroerse con el tiempo, provocando filtraciones de agua en el motor y, en última instancia, su avería.
- Los cierres mecánicos dificultan el acceso al motor para reparaciones
- La bomba debe estar totalmente sumergida porque utiliza el líquido bombeado para refrigerarse. Si no está sumergida, el motor puede sobrecalentarse y averiarse.
- La bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones puede ubicarse en un sumidero realmente profundo y de difícil acceso. Como resultado, la bomba se deja en funcionamiento sin inspecciones periódicas de su estado y condición.
Resolución de problemas de una bomba sumergible a prueba de explosiones
El motor no arranca
- El cable de la bomba está roto. Inspeccione y cambie el cable si es necesario.
- El motor está quemado. Consulte a un técnico cualificado para que inspeccione las condiciones del motor y lo sustituya si es necesario.
- No hay alimentación eléctrica para controlar el Panel. Compruebe que los cables de alimentación están conectados según la guía del fabricante de la bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones. Compruebe el panel de entrada principal.
- El fusible ha fallado. Inspeccione y sustituya el fusible si es necesario.
La bomba no se apaga
- Gire el interruptor de la bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones a la posición automática.
- Fallo en el cableado de la bomba. Compruebe si el cableado es correcto o si hay cables sueltos en el panel de control y corríjalos.
- El contacto está atascado. Sustituya el contactor.
Vertido cero
- El nivel de líquido en el sumidero es insuficiente. Compruebe el nivel de líquido de entrada al sumidero.
- El funcionamiento del motor es inverso. Asegúrese de que el sentido de giro del motor coincide con el indicado por el fabricante de la bomba sumergible antideflagrante. Invierta las polaridades del motor.
- Impulsor atascado. Inspeccione el impulsor en busca de obstrucciones y retírelo.
- El tubo de descarga está obstruido. Inspeccione y limpie el tubo de descarga.
La bomba gira con frecuencia
- Cortocircuitos en el cableado de la bomba. Inspeccione el panel de control o la caja de conexiones para comprobar si el cableado es correcto y corrija cualquier deficiencia.
- Algunas válvulas de descarga no están abiertas. Asegúrese de que todas las válvulas de descarga estén abiertas.
- El flotador está ajustado demasiado cerca o el interruptor de la bomba está defectuoso. Cambie la posición del flotador o sustituya el interruptor de la bomba si es necesario.
La bomba experimenta una desconexión térmica
- La densidad o viscosidad del líquido bombeado es demasiado alta. Asegúrese de que la bomba es adecuada para las aplicaciones. Abra las válvulas de la bomba.
- El nivel de parada es demasiado bajo. Asegúrese de que el nivel del interruptor de parada está ajustado según las especificaciones de los fabricantes de bombas sumergibles a prueba de explosiones.
- La altura de la bomba es demasiado baja. Ajuste la altura de la bomba o instale una válvula de control para detectar e interpretar la explosión de la contrapresión de acuerdo con el valor establecido por el fabricante de la bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones.
La capacidad de la bomba es demasiado baja
- La bomba funciona a la inversa. Invierta las polaridades del motor.
- El tubo de descarga está obstruido. Inspeccione y elimine cualquier obstrucción de la tubería de descarga.
- El impulsor de la carcasa de la bomba está parcialmente obstruido. Desmonte y limpie los interiores de la bomba.
Se activa el detector de fugas
- El cable del detector está deteriorado por desgaste, daños o contacto con aceites. Inspeccione el estado del cable detector y sustitúyalo si es necesario.
Resumen
Una bomba de sumidero sumergible a prueba de explosiones es un tipo de diseño de bomba con una estructura a prueba de explosiones que se sumerge completamente en un sumidero durante su funcionamiento. La bomba consta de un motor y bombas encerrados en una sola unidad, que está aislada para evitar que los elementos combustibles se enciendan y provoquen una explosión. Los fabricantes de bombas de sumidero sumergibles a prueba de explosiones diseñan las unidades de corte de bordes para mitigar la creación de chispas mediante el uso de materiales que no producen chispas, como aleaciones de cobre y aluminio, acero inoxidable, plata, aluminio y acero galvanizado. La carcasa de la bomba se fabrica principalmente mediante el proceso de fundición y se somete a pruebas hidrostáticas para superar las fuerzas de una explosión interna. Las bombas sumergibles de sumidero a prueba de explosiones se utilizan ampliamente para bombear agua contaminada, como aguas residuales que contienen materiales explosivos como aceite, productos químicos y de limpieza. Son excelentes para operaciones de bombeo en entornos potencialmente peligrosos, como plantas químicas, minas de carbón, refinerías de petróleo/gas y petroquímicas. Las bombas de sumidero sumergibles a prueba de explosiones tienen muchas ventajas, como un funcionamiento seguro, silencioso, fiable, resistente a la corrosión y sin cavitación.