Bomba centrífuga de cámara partida horizontal y vertical
¿Qué son las bombas centrífugas de cámara partida horizontales y verticales?
Las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida son bombas rotodinámicas únicas cuya carcasa está dividida en dos mitades. Las toberas de aspiración y descarga están situadas una al lado de la otra en la mitad inferior de la cámara. Las carcasas de las bombas pueden dividirse horizontal o verticalmente con respecto al impulsor, lo que da como resultado una bomba centrífuga de carcasa dividida horizontal o una bomba centrífuga de carcasa dividida vertical. El diseño de carcasa partida permite un desmontaje, reparación y mantenimiento rápidos de los componentes de la bomba. Los fabricantes de bombas centrífugas de cámara partida horizontales y verticales crean las bombas con un diseño entre cojinetes, en el que el rotor queda suspendido entre dos cojinetes, uno a cada lado. Las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida ofrecen un gran rendimiento con una capacidad de bombeo de hasta 6000 metros cúbicos por hora y una altura de presión máxima de 200 metros. Se utilizan principalmente para transportar agua y medios bombeados relativamente finos, y son adecuadas para aplicaciones que requieren caudales de fluido superiores a los que pueden ofrecer las bombas convectivas de aspiración axial.
Figura: Configuración de una bomba centrífuga horizontal de cámara partida
Figura: Configuración de una bomba centrífuga vertical de cámara partida
Componentes de bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida
Motor eléctrico
Las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida pueden funcionar con un motor de corriente alterna, ya sea un motor de inducción monofásico o trifásico. El motor eléctrico es la fuente de energía de la bomba. Funciona convirtiendo el suministro de energía eléctrica en par mecánico de salida, que se transmite al cabezal de la bomba.
Carcasa
La carcasa es un componente fijo que aloja el conjunto del rotor y lleva los puertos de succión y descarga. La carcasa de la bomba contiene el líquido y dirige el flujo de fluido dentro y fuera de la bomba a través de las tuberías de aspiración e impulsión. La carcasa de la bomba también sirve como recipiente de contención de la presión. En las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida, la carcasa está dividida en dos cámaras unidas por pernos. En las primeras, la unión es plana, mientras que en las segundas es vertical.
Figura: Muestra de una carcasa de bomba partida horizontalmente.
Figura: Visualización de una carcasa de bomba partida verticalmente.
Acoplamiento
Los fabricantes de bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida suelen utilizar un acoplamiento largo para facilitar el montaje y el mantenimiento de la bomba. El acoplamiento largo une el eje impulsor del motor con el eje giratorio de la bomba, facilitando la transferencia del par mecánico al cabezal de la bomba con pérdidas mínimas.
Eje
El eje es un componente mecánico rotativo apoyado sobre cojinetes. Su función principal es transportar el impulsor. Suele estar acoplado al motor principal. Los fabricantes de bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida fabrican el eje con materiales de alta calidad, como acero inoxidable y aleaciones de acero, ya que superan la corrosión y las vibraciones durante el funcionamiento de la bomba.
Rodete
El impulsor es el principal componente rotativo, con álabes curvados hacia atrás. Su función es aumentar la energía cinética y la presión del fluido para que se desplace por la bomba. En las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida, el impulsor se desplaza sobre un eje suspendido entre dos cojinetes, que ofrecen soporte a ambos lados. Estas unidades utilizan un impulsor de tipo cerrado porque es rígido y tiene un alto rendimiento hidrodinámico. Un impulsor cerrado puede ser de aspiración simple o doble.
Figura: Muestra de impulsores de bomba cerrados; (a) diseño de aspiración simple y (b) diseño de aspiración doble.
Rodamientos
Los cojinetes soportan el eje de la bomba o el conjunto del rotor y los alinean correctamente con los extremos fijos bajo la acción de fuerzas radiales y axiales. También ayudan a contener el movimiento relativo del rotor y minimizan la fricción entre el eje giratorio y el estator.
¿Cómo funcionan las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida?
Cuando el motor eléctrico arranca, el movimiento giratorio se transfiere del eje del motor al impulsor a través del acoplamiento y el eje de la bomba. A medida que el impulsor gira, se crea un vacío en el interior de la bomba, lo que permite que el líquido bombeado fluya hacia el interior de la carcasa de la bomba y hacia el ojo del impulsor debido a la presión atmosférica externa. Una vez que el líquido golpea el impulsor, la fuerza centrífuga que actúa sobre los álabes del impulsor lo desplaza radial y axialmente hacia fuera a gran velocidad tangencial hasta que pasa por todos los componentes del impulsor. El flujo arremolinado a la salida del impulsor entra entonces en el difusor, donde la velocidad extrema del flujo de fluido disminuye debido a la trayectoria del flujo que se expande gradualmente, y la energía de alta velocidad se convierte en una cabeza de alta presión. A continuación, el líquido bombeado se descarga de la bomba a través de la salida de la bomba a una presión elevada, lo que permite transportar el fluido al lugar designado a través de las conexiones de las tuberías de impulsión.
Figura: Funcionamiento de una bomba centrífuga horizontal y vertical de cámara partida
Tipos de bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida
Bomba centrífuga de cámara partida horizontal y vertical de aspiración simple
Las bombas centrífugas de cámara partida horizontales y verticales de aspiración simple contienen un impulsor de entrada única. El líquido bombeado fluye hacia la entrada de la bomba, y todo el volumen entra por un lado en los álabes del impulsor de aspiración simple. El efecto centrífugo genera presión en el fluido a medida que los álabes desplazan el líquido a través de la bomba. Estas bombas son conocidas por su diseño menos complejo y su bajo coste.
Figura: Bomba centrífuga horizontal de aspiración simple y cámara partida.
Figura: Bomba centrífuga vertical de aspiración simple y cámara partida.
Bomba centrífuga horizontal y vertical de doble aspiración y cámara partida
Las bombas centrífugas de cámara partida horizontales y verticales de doble aspiración incorporan un impulsor de doble entrada que admite agua por ambos lados de los álabes. El impulsor de doble entrada consta de dos impulsores espalda con espalda que ayudan a dividir el caudal dentro de la bomba, enviando 50% del caudal a través de cada ojo. Las bombas centrífugas de cámara partida horizontales y verticales de doble aspiración experimentan un menor empuje axial y proporcionan una mejor altura neta positiva de aspiración (NPSH) que sus homólogas de aspiración simple.
Aplicaciones de las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida
Las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida se adaptan a diversas aplicaciones industriales, incluidas las plantas agrícolas, químicas, petroquímicas y de aguas residuales. Los usos típicos son los siguientes:
- Las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida se utilizan en sistemas de abastecimiento de agua para mover agua a un caudal elevado y una presión de baja a media.
- Se utilizan para transportar líquidos de baja viscosidad, como agua clara y aguas residuales no saturadas procedentes de procesos industriales, a alturas medias.
- Se utilizan como bombas contra incendios.
- Se utilizan como bombas de refuerzo en estaciones de refuerzo.
- Se demandan para suministrar agua de reposición de la planta y agua de refrigeración.
- Se utilizan para tratar el condensado.
Ventajas de las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida
- Las bombas centrífugas de cámara partida horizontales y verticales tienen una alta fiabilidad y eficiencia energética.
- El diseño de carcasa dividida aumenta el rendimiento de aspiración y equilibra las fuerzas axiales hidráulicas. En última instancia, esto aumenta la vida útil de los cojinetes y mejora la fiabilidad de la bomba.
- Pueden gestionar caudales elevados mucho mayores que las bombas de aspiración axial convencionales.
- Son más robustas y aptas para un uso continuo porque el conjunto de cojinetes adicional en el cabezal de la bomba ahorra un nivel significativo de tensión al motor durante el funcionamiento.
- Las bombas centrífugas horizontales y verticales de carcasa partida ahorran tiempo de reparación y mantenimiento. El diseño de carcasa dividida permite desmontar fácilmente el conjunto del rotor sin alterar la alineación de la bomba, lo que ahorra tiempo durante la reparación o el mantenimiento.
- El acoplamiento largo mantiene una distancia suficiente entre el motor y el cabezal de la bomba, evitando que el fluido bombeado penetre en el motor principal en caso de fallo del cierre mecánico.
- Las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida son fáciles de mantener porque el acoplamiento largo permite acceder al cabezal de la bomba sin desmontar el motor.
- Estas bombas tienen motores y ejes de bomba independientes, por lo que sólo será necesario sustituir uno de ellos si se daña.
Desventajas de las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida
- Las bombas centrífugas de cámara partida horizontales y verticales no son adecuadas para mover líquidos de alta viscosidad y líquidos que contengan grandes sólidos en suspensión.
- Son propensos a la corrosión debido a fugas en los cierres mecánicos.
- Pueden fallar bajo cargas intensas.
Solución de problemas de bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida
El motor no arranca
- El motor está defectuoso. Inspeccione y sustituya el motor principal si es necesario.
- Hay un circuito abierto en la sobrecarga térmica. Deje que se enfríe la bomba centrífuga vertical de cámara partida, cierre cualquier circuito abierto y vuelva a arrancar la unidad.
- Hay un disyuntor activado o un fusible fundido. Inspeccione y restablezca el disyuntor si es necesario. Inspeccione la bomba en busca de un fusible fundido y sustitúyalo.
- El motor está mal instalado. Asegúrese de que la bomba está instalada según las normas de los fabricantes de bombas centrífugas de cámara partida horizontales y verticales.
El controlador de la bomba está sobrecargado
- La velocidad de la bomba es demasiado alta. Asegúrese de que la bomba funciona dentro del rango de velocidad especificado por los fabricantes de las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida.
- Algunas piezas de la bomba están experimentando una fricción mecánica extrema. Inspeccione el conjunto de la bomba en busca de cualquier desviación u obstrucción y corríjala.
- Motor de la bomba defectuoso. Inspeccione el motor principal en busca de defectos y repárelos o sustitúyalos si es necesario.
La bomba proporciona una descarga insuficiente tras el arranque
- El impulsor o la válvula de retención están obstruidos. Inspeccione y elimine cualquier obstrucción en la válvula o el impulsor.
- Hay aire en la bomba o en la red de tuberías de aspiración. Asegúrese de llenar la bomba o la red de tuberías con agua para expulsar el aire.
- La altura monomérica es insuficiente debido a las elevadas pérdidas por fricción que superan el diseño de la bomba. Aumente la potencia de la bomba. Asegúrese de que las tuberías utilizadas en la red de tuberías cumplen el diámetro recomendado por los fabricantes de las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida.
- El funcionamiento de la bomba se invierte. Asegúrese de que el motor gira en el sentido de la flecha situada en la carcasa de la bomba.
La bomba experimenta vibraciones excesivas
- Algunos de los componentes de las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida están desequilibrados. Inspeccione y reequilibre las piezas según sea necesario.
- El impulsor de la bomba está parcialmente obstruido. Inspeccione y limpie el impulsor.
- Algunos componentes de la bomba están montados sueltos en el cuerpo de la bomba. Apriete cualquier pieza suelta al nivel de par recomendado por los fabricantes de la bomba centrífuga de cámara partida horizontal y vertical.
- El eje de la bomba está oblicuo o desequilibrado. Inspeccione el poste, vuelva a equilibrarlo según sea necesario o sustitúyalo.
- El impulsor está dañado. Inspeccione y sustituya el impulsor.
- Los rodamientos están desgastados. Sustituya los rodamientos.
El nivel de ruido es demasiado alto
- El impulsor está dañado o desgastado. Inspeccione y sustituya el impulsor.
- En las bombas centrífugas horizontales y verticales de cámara partida hay algunos materiales extraños. Desmonte la bomba y límpiela.
- La bomba está trabajando fuera del rango de trabajo. Compruebe que el rango de trabajo es correcto según el manual proporcionado por los fabricantes de la bomba centrífuga horizontal y vertical de cámara partida.
- La placa de montaje y la cimentación carecen de suficiente rigidez. Refuerce los cimientos y monte firmemente las bombas centrífugas de cámara partida horizontales y verticales.
- Bomba trabajando en cavitación. Compruebe que las válvulas de la línea de aspiración están completamente abiertas.
Resumen
Las bombas centrífugas de cámara partida horizontal y vertical son tipos únicos de bombas rotodinámicas que contienen una carcasa de bomba dividida en dos mitades y boquillas de aspiración y descarga a ambos lados de la mitad inferior de la cámara. Las carcasas de las bombas pueden dividirse horizontal o verticalmente con respecto al impulsor, creando una bomba centrífuga de carcasa dividida horizontal o una bomba centrífuga de carcasa dividida vertical. El diseño de carcasa partida permite desmontar y reparar la bomba con rapidez. Los fabricantes de bombas centrífugas de cámara partida horizontal y vertical equipan las bombas con un diseño entre cojinetes para proporcionar un soporte adicional al rotor. Son perfectas para aplicaciones que requieren caudales de fluido superiores a los que pueden ofrecer las bombas conveccionales de aspiración axial. Las bombas centrífugas de cámara partida horizontales y verticales se utilizan principalmente con agua y medios bombeados relativamente finos. Son adecuadas para diversas aplicaciones industriales, como el riego, la recirculación de agua y las plantas de aguas residuales. Tienen un rendimiento de aspiración superior y fuerzas axiales hidráulicas equilibradas, lo que aumenta la vida útil de los cojinetes y la fiabilidad de la bomba.