Bomba centrífuga multietapa horizontal
¿Qué es una bomba centrífuga horizontal multietapas?
Una bomba centrífuga multietapa horizontal es un tipo de bomba que se instala con orientación horizontal en un plano horizontal. El motor se instala en el mismo plano horizontal que la bomba. El diseño de la bomba y el motor puede ser de acoplamiento corto, es decir, el motor y la bomba están conectados sin acoplamiento. La otra opción es mediante un diseño de acoplamiento largo utilizando un acoplamiento. El principio de funcionamiento de esta bomba se basa en la fuerza centrífuga producida cuando el impulsor de la bomba gira a gran velocidad. Los fabricantes de bombas centrífugas multietapa horizontales diseñan la bomba con más de un impulsor. Debido a los múltiples impulsores utilizados en esta, tiene varias etapas de generación de presión. Cada impulsor sirve de etapa para el flujo del fluido. Cuantos más impulsores, mayor será la presión que producirá la bomba. Las aplicaciones de esta bomba incluyen el suministro de agua, la climatización, las refinerías de petróleo y el procesamiento químico, entre otras.
Figura: Bomba centrífuga multietapa horizontal
Componentes de una bomba centrífuga horizontal multietapa
Motor eléctrico
El motor eléctrico es el componente que suministra la potencia necesaria para bombear el líquido. El eje del motor suministra energía mecánica en términos de par y velocidad. Los fabricantes de bombas centrífugas multietapa horizontales fabrican la bomba para que funcione con un motor de corriente continua o alterna. El motor de CC tiene la ventaja de funcionar con energía solar.
Eje de la bomba
El eje de la bomba es el componente que recibe la potencia del motor y la transmite a la bomba. El eje está fabricado con materiales metálicos sólidos, como acero inoxidable y acero al carbono, para garantizar su resistencia y soportar el par necesario para hacer girar los impulsores de la bomba.
Impulsores
Los impulsores son una de las piezas principales de la bomba. Los impulsores sirven para impartir energía cinética al fluido. El eje de la bomba transporta los impulsores para que giren a medida que gira.
Carcasa
La carcasa es un armazón externo de la bomba que cubre las partes internas de la misma. El diseño de la carcasa varía de una bomba a otra, ya que hay varias bombas centrífugas multietapa horizontales. La carcasa también sirve para sellar el interior de la bomba a la atmósfera y evitar fugas de fluido y caídas de presión.
Rodamientos
Los cojinetes soportan el eje de la bomba para mejorar la rotación, libre de fricción. Son de distintos tamaños en función de la capacidad de la bomba.
Válvula y tubería de aspiración
La válvula de aspiración controla el flujo de fluido del depósito de almacenamiento a la bomba. La válvula se abre antes de poner en marcha la bomba; de lo contrario, no fluirá ningún líquido. La tubería de aspiración transporta el líquido del acumulador a la bomba.
Válvula y tubería de descarga
La válvula de descarga regula la cantidad de líquido que sale de la bomba. También impide que el líquido de la tubería vuelva a la bomba cuando ésta se apaga. La tubería de descarga conecta la bomba a la red de tuberías para permitir el flujo de fluido al lugar requerido.
Figura: Componentes de una bomba centrífuga horizontal multietapa
¿Cómo funciona una bomba centrífuga horizontal multietapas?
La bomba funciona utilizando un impulsor para alimentar al siguiente. El líquido entra en la bomba por el extremo de aspiración y fluye por cada impulsor hasta salir por el extremo de descarga. La bomba funciona haciendo girar los impulsores a velocidad constante alrededor del eje. La fuerza de rotación del impulsor procede del eje del motor a través del eje de la bomba. La alta velocidad del impulsor crea un vacío en la bomba. El vacío es un estado de baja presión en relación con la presión atmosférica en el depósito de almacenamiento de fluido. Debido a la diferencia de presión, el líquido pasa del depósito de almacenamiento a la bomba. El líquido entra en la bomba y se encuentra con los impulsores girando a gran velocidad. De este modo, el líquido absorbe energía cinética del impulsor y aumenta su velocidad. A continuación, el líquido pasa al siguiente impulsor a lo largo de la carcasa de la bomba.
Los fabricantes de bombas centrífugas multietapa horizontales diseñan la carcasa de forma que permita reducir la velocidad del fluido al tiempo que aumenta la energía de presión del mismo. La reducción de la velocidad y el aumento de la presión continúan a medida que el fluido avanza a lo largo de la bomba. De este modo, el fluido sale de la bomba en la etapa final con más energía de presión que en la primera etapa.
Figura: Funcionamiento de una bomba centrífuga horizontal multietapas
Tipos de bombas centrífugas multicelulares horizontales
Bomba centrífuga multietapa horizontal de accionamiento magnético
Esta bomba utiliza imanes para conectar el motor a la bomba. El uso del acoplamiento magnético en esta bomba ayuda a eliminar el uso de cierres mecánicos. Los cierres mecánicos tienen el inconveniente de desgastarse con frecuencia, lo que puede provocar fugas en la bomba. La tecnología magnética emplea dos imanes: el imán exterior y el interior. El imán exterior está unido al eje del motor, mientras que el imán interior está unido al eje de la bomba. De este modo, cuando gira el eje del motor, gira el imán exterior. Debido al patrón del campo magnético, el imán interno también gira. La rotación del imán interno obliga al eje de la bomba a girar a la misma velocidad que el eje del motor. La rotación del eje de la bomba hace girar los impulsores, creando un vacío que atrae el líquido hacia la bomba.
Los fabricantes de bombas centrífugas multietapa horizontales recomiendan el uso de esta bomba en aplicaciones con fluidos corrosivos y peligrosos. El uso de esta bomba en tales áreas reduce la posibilidad de acciones legales debidas a daños medioambientales derivados de la fuga de tales fluidos. Además, esta bomba puede funcionar durante varios años sin necesidad de sustituir el imán. Esta tecnología hace que la bomba sea cara de adquirir pero muy económica.
Figura: Bomba centrífuga multietapa horizontal de accionamiento magnético.
Bomba centrífuga multietapas horizontal de doble aspiración
Se trata de una bomba diseñada con dos entradas de aspiración. Los fabricantes de bombas centrífugas multietapa horizontales crean la bomba para distribuir el caudal total del fluido en los impulsores. Los impulsores de esta bomba están dispuestos espalda con espalda en el eje de la bomba. Este diseño ayuda a equilibrar el empuje axial sobre los impulsores. Este diseño también evita que los impulsores se dañen debido al importante caudal que entra en la bomba. De este modo, la bomba funciona durante mucho tiempo sin necesidad de sustituir los impulsores.
Bomba centrífuga multietapa horizontal con revestimiento de teflón
Esta bomba está diseñada con un revestimiento de teflón en su interior. El revestimiento protege la bomba contra productos corrosivos como los ácidos que erosionan y corroen los impulsores metálicos, la carcasa, el eje y la empaquetadura. El revestimiento aumenta la vida útil y reduce las reparaciones y el mantenimiento frecuentes. Esta bomba es adecuada para procesos químicos, sistemas de alcantarillado y agua salada. Sin embargo, el uso de esta bomba está limitado a aplicaciones de baja temperatura, ya que las altas temperaturas destruirían el revestimiento.
Bomba centrífuga multietapas horizontal autocebante
Se trata de una bomba diseñada de forma que se ceba sola, a diferencia de otras bombas que necesitan cebarse manualmente. La rotación de los impulsores crea un vacío en el ojo del impulsor, introduciendo aire en la bomba desde la tubería de aspiración. Simultáneamente, se crea un anillo cilíndrico de fluido en la carcasa de la bomba. Esto crea un cierre estanco al gas que impide que el aire se desplace desde el extremo de descarga al lado de aspiración. Las burbujas de aire quedan atrapadas en el fluido dentro de los álabes del impulsor y se transfieren al puerto de salida. En el puerto de salida, se elimina el aire y el líquido vuelve por gravedad al depósito de la bomba. El líquido asciende gradualmente por el tubo de aspiración a medida que se desplaza hacia el exterior. El proceso continúa hasta que el líquido sustituye todo el aire de la bomba y de la tubería de aspiración. Una vez eliminado todo el aire de la tubería de aspiración y de la bomba, se inicia el bombeo normal del fluido. Los fabricantes de bombas centrífugas multietapa horizontales diseñan la bomba de forma que, cuando se apaga, se almacena algo de fluido en la cámara de cebado para utilizarlo como cebador cuando la bomba se pone en marcha de nuevo.
Aplicaciones de la bomba centrífuga multietapa horizontal
- Estas bombas se utilizan en centrales eléctricas de vapor para suministrar agua y vapor para la generación de energía.
- Se utilizan en el suministro de agua doméstica y municipal.
- Se utilizan en explotaciones de regadío.
- Las bombas centrífugas multietapas horizontales se utilizan en la refinería de petróleo.
- Se utilizan en aplicaciones de lucha contra incendios.
- Se utilizan en aplicaciones de deshidratación.
- Las bombas centrífugas multietapa horizontales se utilizan en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado.
- Se utilizan en la desalinización y el tratamiento del agua.
- Se utilizan como bombas de refuerzo de tuberías.
- Se utilizan en el procesamiento químico y el transporte.
- Se utilizan en las industrias alimentaria y de bebidas.
Ventajas de las bombas centrífugas multicelulares horizontales
- Estas bombas tienen aplicaciones muy versátiles.
- Existen en una amplia gama de tamaños.
- Pueden alcanzar caudales elevados, como 3000 m3/h
- Pueden soportar altas presiones y temperaturas del fluido, habituales en las plantas desalinizadoras y de energía de vapor.
- Son el tipo de bomba más común, por lo que sus piezas de repuesto están disponibles en el mercado.
- Son fáciles de instalar, limpiar y reparar, ya que son fácilmente accesibles, a diferencia de los tipos de bomba verticales.
- Son resistentes a la corrosión y al desgaste por abrasión.
- Producen una gran cantidad de energía de presión.
Desventajas de las bombas horizontales multicelulares
- Son más caras que las bombas monocelulares.
- La mayoría de estas bombas utilizan cierres mecánicos que se desgastan con frecuencia y deben sustituirse.
- Ocupan mucho espacio.
Resolución de problemas de bombas multicelulares horizontales
La bomba no se ceba
- Fuga por el tubo de aspiración. Repare el tubo de aspiración.
- La válvula de descarga está abierta o tiene fugas. Compruebe la válvula de descarga y repárela si tiene fugas. Si está abierta, ciérrela.
- La empaquetadura de la bomba está desgastada. Sustituya la empaquetadura.
- Altura de aspiración demasiado elevada. Si es posible, reduzca la altura de aspiración.
Flujo de fluido cero
- La altura de aspiración es demasiado elevada. Baje la bomba o suba el líquido del depósito de aspiración.
- Aire en la tubería de aspiración o en la bomba. Asegúrese de que la bomba está cebada adecuadamente para eliminar el aire de la bomba y de la tubería de aspiración.
- Sentido de giro del motor incorrecto. Cambie el sentido de giro del motor para que coincida con la flecha de giro de la carcasa de la bomba o según recomiende el fabricante de la bomba horizontal multietapa horizontal.
- Impulsores, filtro o válvula de aspiración obstruidos. Compruebe el filtro, los impulsores o la válvula de aspiración y elimine cualquier material que los obstruya.
- La válvula de descarga está cerrada. Abra la válvula de descarga.
- Succión cerrada. Abrir la válvula de aspiración.
Sobrecalentamiento de los rodamientos
- Exceso de par en la tapa del cojinete. Afloje la tapa.
- Mala alineación del acoplamiento. Vuelva a alinear el acoplamiento correctamente.
- El caudal de fluido que circula por la bomba es inferior al establecido. Aumente el caudal según las recomendaciones del fabricante de la bomba centrífuga multietapa horizontal.
- Aceite lubricante insuficiente. Limpie los rodamientos y aplique suficiente lubricante.
Bomba que produce grandes vibraciones
- Rodete obstruido. Limpie el impulsor.
- Rodete desgastado. Sustituya el impulsor desgastado.
- Acoplamiento mal alineado. Alinee el acoplamiento correctamente.
- Eje oblicuo. Sustituya el eje.
- Rodamientos desgastados. Sustituya los rodamientos.
- La descarga o la aspiración no están firmemente apoyadas. Mejorar el soporte de la bomba.
Reducción del rendimiento de la bomba
- Fuga por el conducto de aspiración. Repare el conducto de aspiración.
- Empaquetadura desgastada. Sustituya la empaquetadura.
- La velocidad de la bomba es demasiado baja. Mejore la velocidad hasta el rango recomendado por el fabricante de la bomba centrífuga multietapa horizontal.
Resumen
Una bomba centrífuga multietapa horizontal es una bomba en la que el motor y la bomba están instalados en un plano horizontal. Esta bomba utiliza más de un impulsor. Los impulsores están dispuestos en serie de izquierda a derecha. Cada impulsor sirve como cámara de fluido o etapa. Cada etapa consta de un difusor, un impulsor y un álabe guía de retorno alojados en la carcasa de una etapa. Esta bomba produce mucha energía de presión en relación con el número de impulsores utilizados. En cada etapa, la presión del fluido aumenta hasta que sale de la bomba por el puerto de descarga. La bomba funciona haciendo girar los impulsores a velocidad para crear un vacío que aspira el líquido del depósito de almacenamiento hacia la bomba.
Los fabricantes de bombas centrífugas multietapa horizontales diseñan varios tipos de esta bomba, como bombas de accionamiento magnético, bombas autocebantes, bombas con revestimiento de teflón y bombas de doble succión. Las ventajas de esta bomba son que es fácil de instalar y reparar, es muy versátil, resistente a la corrosión y puede producir energía a alta presión. Las aplicaciones de esta bomba incluyen suministro y tratamiento de agua, procesamiento químico, extinción de incendios, sistemas HVAC, alimentos y bebidas, y refinería de petróleo, entre otras.