Bomba centrífuga multietapa
¿Qué es una bomba centrífuga multietapa?
Una bomba centrífuga multietapa es un tipo que presuriza el fluido en dos o más etapas. Cada etapa de bombeo consta de álabes guía, un difusor y un impulsor, y estos componentes se alojan en una carcasa de bomba. Una bomba centrífuga multietapa utiliza una serie de impulsores dispuestos en diferentes cámaras para presurizar el agua. Los impulsores se instalan y giran en el mismo eje. Para cada una de las etapas de la bomba pueden utilizarse impulsores similares o de distinto tipo. En primer lugar, el agua se introduce en la primera cámara, el impulsor imparte energía cinética acelerando su velocidad y, a continuación, el difusor convierte la energía cinética en presión. A continuación, el agua se envía a la segunda etapa, donde la presión se incrementa aún más y el proceso pasa a la tercera etapa y así sucesivamente hasta que se alcanza la presión necesaria para bombear el agua al lugar deseado. Esta bomba también se caracteriza por una varilla de tracción. Las bombas de este tipo descargan agua con una presión superior a la presión del agua en la entrada de la bomba.
Una bomba centrífuga multietapa es también uno de los siete tipos de bombas centrífugas y se clasifica dentro de los tipos de bombas centrífugas en función del número de impulsores. A diferencia de las bombas de una o dos etapas, el diseño de una bomba centrífuga multietapa es un poco complejo. Generalmente, una bomba centrífuga multietapa se utiliza con agua y fluidos de baja viscosidad. Debido a su capacidad de alta presión, se utilizan para aplicaciones de alta presión como agua de alimentación de calderas
Figura: Bomba centrífuga multietapa
Principio de funcionamiento de las bombas centrífugas multietapa
Como ya se ha comentado, una bomba centrífuga multietapa funciona en varias etapas. El desglose de las etapas de trabajo de una centrífuga multietapa es el siguiente:
- En primer lugar, se aspira fluido del sumidero al ojo del impulsor de la primera etapa.
- una vez que el fluido golpea las paletas del impulsor, se imparte cierta energía cinética que conduce a un aumento de la velocidad del fluido.
- Debido a la fuerza centrífuga que actúa sobre el impulsor, el fluido sale de los álabes del impulsor y entra en el difusor
- En el difusor, la presión del fluido aumenta debido a una reducción de su velocidad, y el fluido se envía al 2nd etapa en la que la presión del fluido aumenta aún más.
- Este proceso continúa hasta la última etapa de la bomba, donde el fluido alcanza la presión necesaria y se bombea al lugar deseado.
Componentes de una bomba centrífuga multietapa
Las piezas principales de una bomba centrífuga multietapa son los impulsores, la carcasa y el eje de la bomba.
Carcasa de la bomba
La carcasa es el principal componente estacionario de una bomba centrífuga multietapa que aloja los impulsores y los difusores. En otras palabras, contiene varias cámaras o etapas de la bomba. La carcasa de la bomba cumple 3 funciones principales:
- Convierte la energía cinética o la altura de velocidad del impulsor en altura de presión.
- Guía el flujo hacia la salida
- crea un límite de presión para el líquido bombeado
La construcción de la carcasa de la bomba tiene dos diseños principales: carcasa de voluta y carcasa de difusor. Una bomba centrífuga multietapa suele emplear una carcasa de tipo difusor. Este tipo de carcasa consiste en una serie de álabes que rodean el impulsor. Los álabes recogen la descarga del impulsor, reducen su velocidad y guían el líquido de menor velocidad a un canal de retorno con álabes que dirige el líquido al ojo del canal de la siguiente etapa. La carcasa del difusor ofrece varias ventajas, como un alto rendimiento de la bomba, una carga radial totalmente equilibrada y una larga vida útil de la bomba.
Impulsores múltiples
En una bomba centrífuga multietapa, hay varios impulsores montados y girando sobre un mismo eje pero en cámaras diferentes. El propósito de un impulsor es transferir directamente la energía mecánica del motor eléctrico al fluido, lo que produce un aumento del caudal y de la presión del fluido. El diseño de un impulsor presenta varios álabes y paletas para ayudar a lograr sus funciones. Los impulsores de las bombas centrífugas multietapa suelen estar fabricados con materiales metálicos como acero, hierro o bronce. El rendimiento de la bomba depende en gran medida del diseño del impulsor y un impulsor perfecto es aquel que elimina las turbulencias, optimiza el caudal y maximiza el rendimiento. El diseño del impulsor es de tres tipos principales: abierto, semiabierto y cerrado. Cada uno de estos tipos tiene sus ventajas y limitaciones. En un impulsor abierto, los álabes están libres en ambos lados, mientras que en un impulsor semiabierto los álabes están abiertos en el lado de aspiración pero cerrados en el lado de impulsión. En un impulsor cerrado, los álabes están cubiertos por ambos lados con placas de cubierta delantera y trasera. Una bomba centrífuga multietapa puede utilizar uno o una combinación de los distintos diseños de impulsor en sus diversas cámaras. este tipo de impulsor. El impulsor cerrado es muy eficaz para transportar líquido de limpieza sin impurezas.
Eje de la bomba
El eje de la bomba es el componente central de una bomba centrífuga multietapa y transporta los impulsores. Su función principal es transmitir el par de accionamiento y la potencia mecánica a los impulsores de una bomba centrífuga multietapa. La potencia de accionamiento suele proceder de un motor eléctrico que se acopla al eje de la bomba. El eje de la bomba está diseñado para equilibrar todos los componentes del rotor de modo que no toquen el orificio durante la rotación. El eje suele estar provisto de retenes por las siguientes razones:
- Para evitar que el líquido de la carcasa de la bomba se filtre a lo largo del eje
- Para evitar que el aire exterior penetre en la carcasa de la bomba
Tipos de bombas centrífugas multietapa
Los fabricantes de bombas disponen de dos tipos principales de bombas centrífugas multietapa en la industria de las bombas.
- Bomba centrífuga multietapa horizontal
- bomba centrífuga multietapa vertical
Bomba centrífuga multietapa horizontal
En esta bomba, el eje de la bomba y el impulsor son horizontales a la superficie del suelo Esta bomba consta de una carcasa de bomba segmentada y piezas intermedias modulares. las piezas giratorias se apoyan en la carcasa del cojinete para garantizar su equilibrio bajo una alta presión del fluido. Una bomba centrífuga horizontal puede gestionar caudales más elevados en comparación con la bomba centrífuga multietapa vertical. también tiene un material de construcción y una productividad excelentes.
Bomba centrífuga multietapa vertical
En esta bomba, todos los componentes del rotor (eje, impulsor) son perpendiculares a la superficie del suelo. Una bomba centrífuga multietapa vertical consta principalmente de 4 patines montados en un eje vertical y se acciona desde un motor eléctrico externo. El diseño vertical reduce al mínimo el espacio que ocupan.
Figura: bomba centrífuga multietapa vertical (créditos de la imagen: mechanicalboost.com)
Aplicaciones de la bomba centrífuga multietapa
Las bombas centrífugas multietapa son las más adecuadas para aplicaciones de alta presión. Las siguientes son algunas de las principales aplicaciones de esta bomba.
- Aumento del suministro de agua, por ejemplo, en la agricultura y los usos domésticos
- Agua de alimentación de calderas
- Desrecalentador
- Ósmosis inversa
- Riego
- Circulación del agua
- Acondicionamiento calefacción/refrigeración
- sistema de ducha de alta presión
- Lucha contra incendios
- edificio comercial/de gran altura
- sistemas médicos
Ventajas de la bomba centrífuga multietapa
- Alto rendimiento hidráulico
- capacidades de alta presión
- puede bombear agua a grandes distancias
- mayor rendimiento con un motor pequeño que consume menos energía
- bajo coste de funcionamiento
- Pérdida de fuga reducida porque la cabeza por etapa es menor.
- menor tamaño del impulsor porque la altura por etapa es pequeña
- Puede funcionar a menor velocidad
- rendimiento muy estable
- Disponible en varios diseños: horizontal y vertical
- alta fiabilidad
Desventajas de la bomba centrífuga multietapa
- Difícil de mantener. La operación de mantenimiento es bastante difícil porque la bomba contiene muchas piezas dentro de la carcasa que necesitan mantenimiento y servicio.
- El coste inicial de instalación y mantenimiento es demasiado elevado
- complejo y costoso
- las piezas del interior de la carcasa son de difícil acceso
Mantenimiento básico de una bomba centrífuga multietapa
Asegurar una buena lubricación: El rodamiento debe estar bien lubricado. Seleccione el aceite lubricante de acuerdo con la guía del fabricante. No añada aceite en exceso al rodamiento durante la revisión porque afectará al proceso de disipación del calor y acabará dañando el rodamiento. mantenga el aceite lubricante seguro y libre de contaminantes como el agua.
Asegurar el mantenimiento regular de las piezas de desgaste: el desgaste en una bomba centrífuga multietapa lo experimentan varias piezas, incluyendo el anillo de sellado, la copa de aceite y las juntas. Estos componentes deben inspeccionarse y sustituirse a tiempo para evitar fugas en la bomba. Además, asegúrese de que las bridas y los acoplamientos estén bien apretados cada vez que la bomba esté en funcionamiento.
Mantenimiento de los componentes eléctricos: asegúrese de que el sistema de cableado de la bomba esté libre de conexiones sueltas y los bobinados del motor libres de polvo. Asimismo, inspeccione el arqueo del estator y el sobrecalentamiento.
Solución de problemas de bombas centrífugas multietapa
La bomba no se ceba
- Fugas de aire en el lado de aspiración del sistema (compruebe si hay fugas en las mangueras de aspiración).
- Válvula de descarga abierta
- Altura de aspiración demasiado elevada (bomba inferior)
- empaquetadura o venturi de la bomba desgastados (sustituir la empaquetadura o el venturi)
Parada de la bomba
- El motor se queda sin combustible (rellenar con combustible)
- filtro de combustible obstruido (cambiar filtro pr raza de combustible)
- baja presión de aceite del motor o alta temperatura
Las bombas emiten poca descarga
- Fugas en la tubería (sustituir las tuberías dañadas)
- La altura de aspiración es demasiado elevada (asegúrese de que no hay obstrucciones en la entrada de la bomba).
- El filtro del impulsor o la válvula de retención están obstruidos
- Sentido de giro incorrecto (polaridad inversa)
- El tubo ascendente está parcialmente obstruido por impurezas (desatascar las tuberías)
- El impulsor alojado con impurezas (limpio
- Demasiadas deposiciones en el tubo de descarga (limpio)
- Aire en la bomba o en las tuberías de aspiración (asegúrese de que la bomba y el sistema de tuberías están llenos de agua).
Vibración excesiva
- Aire en el conducto de combustible o filtro obstruido
- desalineación de la bomba y el motor (realinear)
- Cojinete desgastado, rodete (sustituir)
- tubería de aspiración o descarga no soportada
- Bomba trabajando en cavitación (Altura de aspiración positiva neta demasiado baja, inspeccionar las pérdidas de aspiración, abrir completamente la válvula de entrada, corregir el diseño de aspiración)
- Piezas desequilibradas (piezas de la bomba de reequilibrio)
- La bomba funciona fuera del rango de trabajo (compruebe el punto de trabajo)
Sobrecalentamiento de la bomba
- cavitación debida a un diseño inadecuado de la bomba
- Esclusa (aflojar el tapón de ventilación para purgar el aire)
- Mala alineación del acoplamiento (vuelva a alinear la bomba y el acoplamiento, compruebe la goma del acoplamiento).
- Exceso de grasa (drenar el exceso de grasa)
- Grasa contaminada (limpiar los rodamientos y el alojamiento)
Resumen
Este artículo trata de la bomba centrífuga multietapa, su principio de funcionamiento y sus aplicaciones. También proporciona algunos detalles sobre las técnicas de mantenimiento y resolución de problemas, así como los pros y los contras de la bomba. Una bomba centrífuga multietapa es un tipo de bomba centrífuga que presuriza el líquido en dos o más etapas. La bomba se caracteriza por tener varios álabes guía, difusores e impulsores instalados en un eje y alojados en una carcasa de bomba de tipo difusor. Una bomba multietapa tiene dos diseños principales: una bomba centrífuga horizontal y una bomba centrífuga vertical. Ambas se diferencian por la orientación de los componentes del rotor (eje e impulsor): la bomba centrífuga horizontal tiene el eje y los impulsores en posición horizontal, mientras que la bomba centrífuga vertical tiene el eje y los impulsores en posición vertical. Una bomba centrífuga se aplica para el bombeo de fluidos de baja viscosidad y la aplicación de alta presión de líquido tanto en los hogares como en las industrias. Entre las aplicaciones industriales más comunes de la bomba se incluyen el agua de alimentación de calderas, el riego, el aumento de presión, el desrecalentador, el acondicionamiento de refrigeración y la circulación de agua. Algunas de las ventajas de este tipo de bomba son el alto rendimiento hidráulico, la altura de alta presión, las pérdidas mínimas por fugas y la capacidad de bombear agua a grandes distancias. Sin embargo, la bomba tiene un diseño complejo y es costosa, difícil de mantener y el coste inicial de instalación es demasiado elevado. Es necesario el mantenimiento de algunos componentes mecánicos, como cojinetes, juntas, impulsores y empaquetaduras. La lubricación de los cojinetes es una de las actividades de mantenimiento más importantes de la bomba, ya que la falta de lubricación puede provocar el sobrecalentamiento de los cojinetes, daños en los cojinetes y vibraciones excesivas de la bomba. Al igual que con cualquier otra bomba, a veces es necesario localizar averías en esta bomba para descubrir y resolver algunos problemas de funcionamiento, por ejemplo, cuando la bomba no se ceba, descarga poco o vibra excesivamente. En este artículo se indican algunas de las causas de tales problemas y las correspondientes medidas a tomar.