Bomba en línea
Introducción
Una bomba en línea es un tipo de bomba centrífuga en la que las boquillas de aspiración y descarga se encuentran en una línea recta de tuberías o en línea entre sí dentro de la carcasa de la bomba. Este tipo de bomba también se denomina bomba en línea recta. La bomba en línea se acciona mediante un motor eléctrico y utiliza un impulsor y fuerza centrífuga para mover líquidos de un lugar a otro. La bomba se caracteriza por un flujo de fluido no variable con la bomba
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¿Qué es una bomba en línea?
Las bombas Inline se utilizan sobre todo en aplicaciones de construcción, como aire acondicionado y sistemas de calefacción y circulación de agua. También se utilizan para bombear agua y como bombas de refuerzo en centrales térmicas y estaciones de suministro de agua. El diseño de las bombas en línea también permite controlar la expansión térmica, por lo que son muy adecuadas para el transporte de productos a alta temperatura y alta presión. Debido a su flujo en línea, estas bombas pueden instalarse como válvulas en las tuberías. Las bombas en línea son pequeñas y ocupan menos espacio que otros tipos de bombas grandes. Sin embargo, la mayoría de las bombas en línea carecen de la capacidad de autocebado y se utilizan sobre todo para bombear líquidos que contienen pocos sedimentos o ninguno.
¿Cómo funciona una bomba en línea?
El proceso de funcionamiento de una bomba en línea sigue las siguientes etapas
- En primer lugar, el rotor se acciona mecánicamente mediante un motor eléctrico. El impulsor está directamente acoplado al motor eléctrico a través de un eje y gira a las mismas RPM que el motor.
- Debido a la rotación del impulsor, se crea un vacío en el interior del ojo del impulsor y el líquido es arrastrado hacia el interior del ojo del impulsor en dirección axial.
- Una vez que el agua golpea los álabes del impulsor, la fuerza centrífuga que actúa sobre los álabes hace girar el agua radial y axialmente hacia el exterior hasta que atraviesa todos los componentes del impulsor.
- Los álabes del impulsor imparten energía cinética al fluido y lo aceleran hacia la carcasa de la bomba.
- Cuando el fluido alcanza la presión deseada, se descarga a través de la salida de la bomba y se bombea al lugar requerido.
Tipos de bombas en línea
Las bombas en línea se clasifican a grandes rasgos en horizontales y verticales. Esta clasificación se basa en la orientación del eje de la bomba. También se clasifican en función del número de etapas de la bomba como bombas en línea de una etapa y bombas en línea multietapa. Otros tipos son las bombas en línea con revestimiento de PTFE y las bombas en línea antiexplosión.
- bomba vertical en línea
Una bomba en línea vertical tiene el eje de la bomba orientado verticalmente hacia la superficie de la fuente de agua. Estas bombas se utilizan sobre todo como bombas circuladoras en aplicaciones en las que es necesario presurizar el agua que fluye por una red de tuberías. En la mayoría de las aplicaciones comerciales, las bombas verticales en línea se suspenden junto con la red de tuberías, al igual que las válvulas. Las bombas verticales en línea se consideran mejores que las horizontales en línea porque tienen un alto rendimiento y pueden tolerar temperaturas y presiones más altas. Las bombas verticales en línea también ahorran más espacio en comparación con sus homólogas horizontales. Sin embargo, las bombas verticales sólo pueden funcionar con un motor y no pueden acoplarse directamente a un motor o una turbina.
- Bomba horizontal en línea
En una bomba en línea horizontal, el eje de la bomba está orientado horizontalmente respecto a la superficie de la fuente de agua. Las bombas de este tipo pueden acoplarse directamente a un motor, una turbina o un motor, lo que no ocurre con las bombas en línea verticales. Una gran ventaja de las bombas en línea horizontales es que la carga total debida a la bomba y el motor se reparte por una amplia zona de la bancada. Estas bombas son pequeñas y fáciles de instalar. Las bombas en línea horizontales son adecuadas para el abastecimiento y el drenaje de aguas industriales y urbanas, el trasvase de agua a presión en edificios altos, las bombas de refuerzo, el bombeo de agua a larga distancia, el ciclo de refrigeración HVAC y muchos más.
- Bomba centrífuga multietapa en línea
Este tipo de bomba centrífuga en línea tiene tres o más impulsores. En una bomba centrífuga en línea multietapa, el agua pasa a través de varias cámaras de líquido conectadas en serie. El número de cámaras es igual a las etapas de la bomba y la presión del fluido aumenta con el número de etapas. Por lo tanto, el agua tendrá una presión baja al entrar en la bomba y tendrá una presión mucho mayor al salir de la cámara. Las bombas multietapa en línea se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones industriales en las que se requiere un caudal a alta presión, como sistemas de aumento de presión, limpieza por chorro a presión, lavado a alta presión y sistemas de alimentación y condensado de calderas.
- Bomba en línea revestida de PTFE
La bomba en línea con revestimiento de PTFE o teflón es un tipo de bomba centrífuga que combina las ventajas mecánicas de las carcasas metálicas y la resistencia química del revestimiento termoplástico. Gracias a los revestimientos de teflón, estas bombas no tienen superficie mojada. Los revestimientos de bombas con revestimiento de TFE se utilizan habitualmente para aplicaciones de alta pureza, en las que no es deseable el contacto entre el producto y las piezas metálicas. También son adecuados para el trasvase de ácidos inorgánicos, álcalis o sales, que normalmente requieren que la bomba se construya con aleaciones caras.
- Bomba en línea antiexplosión
Se trata de un tipo de bomba en línea a prueba de explosiones. Las bombas de entrada antiexplosión están diseñadas para aplicaciones que pueden ser susceptibles de explosiones. Una de estas aplicaciones es la industria minera y del gas, donde a menudo se producen escapes de gases a presión. Para mejorar las propiedades antideflagrantes, la bomba de admisión antideflagrante se instala con un motor sin chispas y con trayectorias de llama diseñadas. La estructura del recipiente del motor también está diseñada para soportar sin fracturarse la alta presión que puede surgir de las explosiones internas. Las bombas en línea antiexplosión también son adecuadas para aplicaciones de lixiviados de vertederos, donde los residuos en descomposición producen metano, y plantas químicas y refinerías, donde el líquido emite vapores inflamables.
Ventajas de la bomba en línea
- Ahorro de espacio
Las bombas en línea requieren poco espacio porque las boquillas de aspiración y descarga están en línea. Estas bombas suelen utilizarse en edificios con poco espacio.
- Las bombas en línea son muy fiables y eficientes
- Baja altura neta positiva de aspiración (NPSH). El diseño de la bomba en línea gas baja NPSH, lo que facilita el flujo de fluido a través de la bomba. También minimiza la presión de aspiración necesaria para alimentar la bomba.
- Las bombas en línea tienen una extraordinaria capacidad para soportar la dilatación térmica. Las bombas en línea pueden soportar el calor gracias a su elevada dilatación térmica. Esto facilita su aplicación en la manipulación de productos a alta temperatura y alta presión.
- Las bombas son fáciles de instalar y mantener
- Su diseño de tuberías es sencillo y las bombas pueden suspenderse como válvulas
- El coste de funcionamiento de la bomba en línea es bajo
- Las bombas pueden funcionar sin sello en condiciones de bajo caudal
Desventajas de la bomba en línea
- Una bomba en línea no puede mover líquidos que contengan partículas sólidas
- el peso de una bomba de aspiración vertical se distribuye de forma desigual y se concentra principalmente debajo de la carcasa de la bomba
- Las bombas carecen de la capacidad de autocebado
- Las bombas en línea tienen problemas con los cierres mecánicos. Los gases disueltos o arrastrados en algunos fluidos pueden infiltrarse y acumularse en la cámara de sellado de una bomba en línea y hacer que los cierres mecánicos se sequen o fallen.
- Las bombas en línea son propensas a la corrosión debido a la acumulación de fugas de la junta por encima de la carcasa de la bomba.
Aplicaciones de bombas en línea
Las bombas en línea tienen una amplia gama de aplicaciones industriales, entre ellas:
- Sistemas de calentamiento y circulación de agua. Esto se debe a que la bomba puede soportar altas temperaturas
- Calderas
- torres de refrigeración
- sistema de aire acondicionado
- Centrales térmicas
- sistemas de abastecimiento de agua
- Bombas de refuerzo
- Válvulas en tuberías
Selección de la bomba en línea
La selección de una bomba en línea para una aplicación concreta se basa en diversos parámetros de rendimiento, como los siguientes.
Tipo de bomba en línea
La bomba debe seleccionarse en función de la disposición de sus componentes. Las bombas en línea se clasifican según la orientación de su eje en bombas en línea verticales y horizontales. Cada configuración tiene ventajas e inconvenientes, y el mejor tipo de bomba debe basarse en la capacidad de la bomba para satisfacer los requisitos de la aplicación. Por ejemplo, una bomba en línea vertical sólo funciona cuando está acoplada directamente a un motor y es la mejor elección para aplicaciones de alta temperatura y alta presión. Por otro lado, las bombas horizontales en línea ofrecen una amplia gama de opciones de accionamiento y pueden funcionar con un motor, una turbina o un motor diesel. Sin embargo, una bomba horizontal en línea sólo puede funcionar en condiciones limitadas de temperatura y presión.
Número de etapas de la bomba
Los fabricantes de bombas en línea ofrecen bombas en línea monoetapa y multietapa. Las bombas en línea multietapa son las más adecuadas para aplicaciones de alta presión, como bombas de refuerzo para presurizar fluidos. Por otro lado, las bombas en línea de una etapa se utilizan principalmente para el trasvase de fluidos más directos y de bajo caudal.
Potencia
En las aplicaciones de bombas industriales, la potencia de la bomba se refiere a la cantidad de energía necesaria para mover el líquido desde el lado de aspiración hasta el lado de descarga de la bomba. Por lo general, las bombas en línea requieren un suministro de potencia suficiente para gestionar la altura de presión del fluido y el caudal requeridos. La potencia de alimentación debe coincidir con la potencia nominal que figura en la placa de características de la bomba. La potencia suele expresarse en caballos de vapor (CV).
Caudal
El caudal de una bomba en línea es la cantidad de fluido que transfiere la bomba por unidad de tiempo. Suele expresarse en unidades de volumen por minuto o galón por minuto (GPM).
Cabeza
La altura de bombeo puede describirse como la altura a la que la bomba puede presurizar el fluido. La altura máxima es la altura a la que el fluido registra un caudal cero. La altura se mide en pies. Las bombas en línea pueden satisfacer fácilmente los requisitos de altura de presión.
Bridas de extremo
Las bridas de la bomba deben encajar y alinearse perfectamente para facilitar la instalación y obtener un rendimiento adecuado de la bomba. Existen dos normas de dimensionamiento de bridas: Las normas ANSI y API.
Solución de problemas de bombas en línea
La bomba en línea da un caudal cero tras el arranque
- Aire en la bomba o en las tuberías de aspiración (llene la bomba o las tuberías de agua para expulsar el aire del sistema de bombeo, ya que la bomba no puede cebarse con aire).
- La altura de aspiración es demasiado elevada (aumente el líquido en el depósito de aspiración o baje la bomba para reducir la altura estática, compruebe si hay alguna obstrucción en la entrada).
- Se invierte el funcionamiento de la bomba en línea (asegúrese de que el sentido de giro del motor se corresponde con el sentido de la flecha de la carcasa de la bomba; si el sentido de giro es contrario al indicado por la flecha, invierta las polaridades de la bomba).
- Impulsor, filtro o válvula de retención obstruidos (inspeccionar; limpiar)
- Altura monomérica insuficiente (Esto puede ocurrir debido a unas pérdidas por fricción mayores en comparación con el diseño de la bomba; para corregirlo, aumente la potencia de la bomba o el diámetro del impulsor y de las tuberías).
Conductor de la bomba de entrada sobrecargado
- La velocidad de la bomba en línea es demasiado alta (disminuya la velocidad de rotación de la bomba)
- fricción mecánica dentro de la bomba (inspeccionar el conjunto de la bomba para detectar cualquier obstrucción o desviación)
- La empaquetadura está demasiado apretada (compruebe y afloje las tuercas de los prensaestopas si es necesario).
- Uso de un fluido de densidad o viscosidad demasiado alta (confirme que el motor funciona con el tipo de fluido adecuado; si no es así, aumente el tamaño del motor).
- Desalineación del acoplamiento (Inspeccione la alineación del acoplamiento y vuelva a alinear la bomba y el motor).
- El motor de la bomba en línea tiene ciertos defectos (inspeccione el defecto del motor: mala ventilación, o ubicación; y repárelo).
Sobrecalentamiento de los rodamientos
- La bomba en línea tiene una mala alineación del acoplamiento (comprobar y realinear)
- Tapas de los cojinetes apretadas (aflojar las tapas de los cojinetes)
- Exceso de grasa (drenar el exceso de grasa)
- La bomba en línea tiene una lubricación insuficiente o el aceite lubricante está contaminado con suciedad (inspeccione el nivel de aceite o grasa. limpie la carcasa del cojinete y lubrique)
La bomba de entrada experimenta vibraciones excesivas
- Rodete de la bomba en línea parcialmente obstruido (limpiar el rodete)
- El impulsor está muy desgastado (sustituir el impulsor)
- Eje oblicuo o desequilibrado (compruebe el eje y sustitúyalo o equilibre según sea necesario).
- mala alineación del acoplamiento (inspeccionar; alinear)
Resumen
En este artículo se tratan los tipos de bombas en línea, el principio de funcionamiento, las aplicaciones, la selección, la resolución de problemas, las ventajas y las desventajas de las bombas en línea. Las bombas en línea son tipos de bombas centrífugas que tienen boquillas de aspiración y descarga situadas en línea recta dentro de la carcasa de la bomba. El caudal del fluido no cambia dentro de una bomba en línea.
Las bombas en línea se clasifican a grandes rasgos en bombas en línea verticales y bombas en línea horizontales, dependiendo de la orientación del eje de la bomba. Las bombas en línea también tienen tipos de bombas en línea monoetapa y multietapa, que pueden tener configuraciones verticales u horizontales. Además, una bomba en línea puede estar revestida de PTFE o ser una bomba en línea antiexplosión. Cada uno de estos tipos de bombas en línea tiene diversas características que las hacen más favorables para una aplicación concreta que los otros tipos. Las bombas en línea verticales requieren menos espacio y también son más adecuadas para aplicaciones de alta temperatura y alta presión en comparación con las bombas en línea horizontales. Por otra parte, las bombas horizontales en línea pueden accionarse mediante un motor o una turbina, a diferencia de las bombas verticales en línea, que sólo pueden accionarse mediante un motor. Las bombas de PTFE no tienen superficie mojada y son adecuadas para aplicaciones de alta pureza, mientras que las bombas antiexplosión son más adecuadas para aplicaciones con alto riesgo de explosión, como las industrias minera y del gas.
Las bombas en línea se asocian a numerosas ventajas, como ahorro de espacio, baja altura de presión neta, alta fiabilidad, gran eficacia de funcionamiento, facilidad de instalación y mantenimiento, y muchas más. Sin embargo, las bombas en línea también tienen algunas limitaciones, como la falta de capacidad de autocebado y la incapacidad para mover sedimentos que contengan líquidos. Las bombas en línea también experimentan problemas con los cierres mecánicos y pueden ser propensas a la corrosión debido a fugas de los cierres por encima de la bomba. Las bombas en línea se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones industriales, como sistemas de calentamiento y circulación de agua, sistemas de aire acondicionado, bombas de alimentación de calderas, bombas de refuerzo, centrales térmicas, sistemas de suministro de agua, etc. La selección de una bomba en línea para una aplicación determinada se basa en la correcta satisfacción de diversos parámetros de rendimiento y eficacia, como el diseño de la bomba, la altura requerida, el caudal, la alimentación eléctrica y el número de etapas de la bomba. Entre los problemas más comunes de las bombas en línea se encuentran el caudal cero tras el arranque inicial, las vibraciones excesivas, la sobrecarga del excitador y el sobrecalentamiento de los cojinetes. También se han explorado y discutido las causas de estos problemas y sus posibles soluciones.