Bomba multietapa de cámara partida
¿Qué es una bomba multietapa de cámara partida?
Una bomba multietapa de cámara partida es un modelo de bomba centrífuga especialmente diseñado que consta de más de dos impulsores en una carcasa partida. Una carcasa partida consta de dos mitades que se unen mediante tuercas y tornillos. Dependiendo de la orientación de la junta entre las dos mitades, la carcasa de la bomba puede estar dividida vertical u horizontalmente. Las unidades con una junta horizontal se conocen como bombas multicelulares de carcasa partida horizontal, mientras que las que tienen una junta vertical se denominan bombas multicelulares de carcasa partida vertical. La carcasa partida permite un desmontaje y mantenimiento más rápidos de los componentes internos de la bomba. Las bombas multicelulares de cámara partida pueden generar una presión de fluido extrema y caudales más altos porque hacen pasar el fluido a través de varias etapas de bombeo. Se utilizan principalmente para bombear agua y medios bombeados relativamente finos con propiedades similares a las del agua. Las aplicaciones típicas de las bombas multietapa de cámara partida incluyen el transporte de agua limpia, bruta o procesada en las industrias de proceso, plantas de tratamiento de agua, sistemas municipales de suministro de agua y explotaciones agrícolas.
Figura: Configuración de una bomba multietapa de cámara partida
Componentes de una bomba multietapa de cámara partida
Motor eléctrico
El motor eléctrico proporciona la potencia mecánica para hacer funcionar la bomba. Un motor eléctrico tiene dos tipos principales: motores de corriente alterna (CA) y motores de corriente continua (CC). El fabricante de bombas multietapa de cámara partida emplea principalmente el tipo de motor de corriente alterna para las unidades, ya sea un motor de inducción de CA monofásica o de CA trifásica. En la mayoría de los casos, el motor eléctrico se conecta al cabezal de la bomba mediante un acoplamiento largo.
Carcasa
La carcasa de la bomba multietapa de cámara partida se divide en dos mitades que se unen mediante tuercas y tornillos. Los puertos de succión y descarga se encuentran en una mitad de la carcasa dividida. La función principal de la carcasa de la bomba es cubrir los diversos componentes del conjunto del rotor. Técnicamente, la carcasa de la bomba actúa como recipiente de contención de la presión, evitando fugas de fluido bajo presión. La carcasa de la bomba puede estar dividida vertical u horizontalmente.
Figura: Muestra de una carcasa de bomba partida horizontalmente.
Figura: Visualización de una carcasa de bomba partida verticalmente.
Acoplamiento
Los fabricantes de bombas multietapa de cámara partida suelen emplear un acoplamiento largo entre el motor y el cabezal de la bomba. El objetivo principal del acoplamiento es conectar el eje impulsor del motor con el eje giratorio de la bomba, garantizando una transferencia eficaz del par mecánico a la palanca de la bomba. El diseño del acoplamiento largo facilita el acceso rápido al cabezal de la bomba sin interferir con el conjunto del motor.
Eje
El eje es un componente mecánico giratorio montado sobre cojinetes. Lleva el impulsor y conecta todo el conjunto del rotor al eje de transmisión del motor mediante un acoplamiento. Los fabricantes de bombas verticales de cámara partida diseñan el eje con materiales de calidad, como acero inoxidable y acero aleado, para resistir la corrosión y superar las vibraciones durante el funcionamiento de la bomba.
Rodete
La bomba multietapa de cámara partida funciona principalmente con un impulsor particular denominado impulsor cerrado. El impulsor es un componente giratorio montado en el eje de la bomba, con una serie de álabes curvados hacia atrás. Imparte energía cinética y presión de fluido al agua y la mueve a través de la bomba y las conexiones de distribución. Generalmente, los impulsores cerrados ofrecen un alto rendimiento hidrodinámico, presión del fluido y caudal. Los fabricantes de bombas multietapa de cámara partida crean el impulsor de tipo cerrado en dos configuraciones principales: impulsor de aspiración simple o de aspiración doble, utilizando acero al carbono, hierro fundido o bronce.
Rodamientos
La bomba multietapa de cámara partida también incluye cojinetes de bolas lubricados con aceite. Los cojinetes soportan el eje de la bomba o el conjunto del rotor en ambos extremos y alinean los componentes correctamente con los extremos fijos bajo fuerzas radiales y axiales. Además, los cojinetes también contienen el movimiento relativo del rotor y minimizan la fricción entre el eje giratorio y el estator.
¿Cómo funciona una bomba multietapa de cámara partida?
Una bomba multietapa de cámara partida mueve el agua de un lugar a otro convirtiendo la energía cinética del impulsor en energía de velocidad del fluido y presión estática a través de una serie de etapas de bombeo. Cuando la bomba arranca, el eje de la bomba hace girar el impulsor a la velocidad del motor. Al girar, el impulsor crea un vacío en el interior de la carcasa, y la presión atmosférica externa empuja el agua hacia el interior de la carcasa de la bomba a través de la boca de aspiración para llenar el vacío. Cuando el agua entra en el impulsor de la primera etapa, la rotación del impulsor genera una fuerza centrífuga que dirige el fluido a lo largo del álabe del impulsor y empuja el líquido más allá de los bordes exteriores hacia el difusor a una velocidad tangencial muy alta. En el difusor, la velocidad del flujo se reduce, la energía cinética del fluido se convierte en una cabeza de presión estática y los álabes guía dirigen el flujo hacia la entrada del impulsor de la segunda etapa. Este proceso continúa hasta el impulsor de la última etapa y la cámara difusora, donde el agua alcanza la presión requerida y sale de la bomba a través del puerto de descarga y las conexiones de las tuberías de impulsión.
Tipos de bombas multietapa de cámara partida
Bomba horizontal multietapa de cámara partida
En una bomba horizontal multietapa de cámara partida, la unión entre las dos mitades de la carcasa de la bomba es horizontal. Este fabricante de bombas multietapa de cámara partida también diseña este tipo para instalaciones horizontales. La bomba es perfecta para aplicaciones interiores en las que el espacio vertical es limitado. Además, es fácil de manejar, está equilibrada dinámicamente y carece de vibraciones. Los usos típicos de la bomba horizontal multietapa incluyen sistemas de suministro de agua a alta presión y HVAC para calefacción, ventilación y aire acondicionado.
Figura: Bomba horizontal multietapa de cámara partida.
Bomba vertical multietapa de cámara partida
La bomba vertical multietapa de carcasa partida presenta una junta vertical entre las dos mitades de la carcasa partida. El eje de la bomba puede instalarse en posición vertical u horizontal. Ocupa mucho menos espacio en el suelo para su instalación en posición vertical y se instala igual que en posición colgada. Sin embargo, requiere más espacio libre para su instalación y sólo puede acoplarse a un motor eléctrico. Esta bomba proporciona una salida estable y controlable. Es adecuada para aplicaciones de alta presión y temperatura.
Figura: Bomba vertical multietapa de cámara partida.
Aplicaciones de la bomba multietapa de cámara partida
Las bombas multietapa de cámara partida se utilizan ampliamente para suministrar agua limpia a alta presión en muchas aplicaciones. Son evidentes en explotaciones agrícolas de regadío, equipos de extinción de incendios, aguas residuales y centrales eléctricas. Las aplicaciones típicas de esta bomba son las siguientes:
- Las bombas verticales de cámara partida se utilizan para mover agua a caudales y presiones elevados en sistemas de abastecimiento de agua residenciales, comerciales e industriales.
- Se utilizan para apoyar los equipos de protección contra incendios.
- También se aplican al transporte de agua en obras municipales y al tratamiento de aguas residuales.
- Se utilizan para suministrar agua de riego a las explotaciones agrícolas.
- También se utilizan en sistemas de aire acondicionado para suministrar agua de calefacción o refrigeración.
- También se utilizan en sistemas de tuberías de agua de alimentación de calderas.
- Se utilizan en aplicaciones de deshidratación.
Ventajas de una bomba multietapa de cámara partida
- Una bomba multietapa de cámara partida puede gestionar caudales y presiones de agua extremadamente altos.
- El diseño de carcasa dividida de la bomba aumenta el rendimiento de aspiración y equilibra las fuerzas axiales hidráulicas, lo que en última instancia aumenta la vida útil de los cojinetes y mejora la fiabilidad.
- Una bomba multietapa de cámara partida es fácil de mantener gracias al largo acoplamiento entre el motor eléctrico y el cabezal de la bomba. Se puede acceder al cabezal de la bomba sin desmontar el motor, lo que ahorra tiempo de servicio/reparación.
- Ofrece una gran fiabilidad y eficiencia energética.
- El acoplamiento largo también garantiza un espacio adecuado entre el motor y el cabezal de la bomba, lo que impide que el fluido bombeado penetre en el motor principal en caso de fallo del cierre mecánico.
- El montaje adicional de cojinetes entre el motor eléctrico y el cabezal de la bomba alivia un nivel significativo de tensión del motor eléctrico durante el funcionamiento, lo que hace que la bomba sea perfecta para un funcionamiento continuo.
- Dispone de motores y ejes de bomba independientes, lo que significa que sólo será necesario sustituir uno si se daña.
- Una bomba de carcasa dividida multietapa proporciona un caudal de agua uniforme, estable y fácil de ajustar.
Desventajas de la bomba multietapa de cámara partida
- Su diseño es complejo debido a la combinación de varias características.
- Los costes iniciales de adquisición e instalación pueden ser bastante elevados.
- Las bombas multietapa de cámara partida pueden experimentar problemas en los cierres mecánicos. Dichos problemas pueden estar relacionados con la desecación de los cierres o el fallo de los mismos causado por la infiltración y acumulación de gases en la cámara del cierre. Las fugas en los cierres mecánicos pueden dañar el motor.
Resolución de problemas de una bomba multietapa de cámara partida
La bomba no arranca
- La alimentación eléctrica del panel es insuficiente. Asegúrese de que el motor eléctrico reciba la tensión y la corriente adecuadas.
- Hay un fusible fundido o un disyuntor activado. Inspeccione la bomba de carcasa dividida multietapa en busca de un fusible fundido y sustitúyalo si es necesario.
- Cableado del motor defectuoso. Inspeccione el cableado del motor comparándolo con el diagrama de cableado del fabricante de la bomba multietapa de cámara partida y corrija cualquier deficiencia.
Descarga insuficiente tras el arranque
- El funcionamiento de la bomba en línea es inverso. Compruebe que el sentido de giro del motor coincide con el sentido de la flecha del fabricante de la bomba multietapa de cámara partida en la carcasa de la bomba. Invierta las polaridades del motor.
- La válvula de retención está mal instalada. Instale la válvula de retención correctamente o sustitúyala.
- La entrada de la bomba está bloqueada o el impulsor está obstruido. Lave el canal y el impulsor para eliminar cualquier obstrucción.
- Hay aire en la bomba o en las tuberías de aspiración. Las bombas multietapa de cámara partida no pueden cebarse con aire en el lado de aspiración. Asegúrese de que la bomba o las tuberías están llenas de agua para expulsar el aire del sistema de bombeo.
La bomba vibra demasiado
- Hay componentes desequilibrados en la bomba. Inspeccione y vuelva a equilibrar los componentes de la bomba de carcasa partida multietapa según sea necesario.
- Algunas piezas de la bomba están sueltas. Apriete los componentes con el par de apriete recomendado por los fabricantes de las bombas multietapa de cámara partida.
- El impulsor está muy desgastado. Inspeccione y sustituya el impulsor por otro del fabricante de la bomba multietapa de cámara partida si lo encuentra apto.
- El eje está doblado. Desmonte y sustituya el eje si es necesario.
- Hay un empuje excesivo debido a un fallo mecánico. Inspeccione el conjunto de la bomba y corrija cualquier deficiencia.
El nivel de ruido es demasiado alto
- La bomba trabaja en cavitación. Asegúrese de que la altura neta de presión de aspiración cumple las especificaciones del fabricante de la bomba multietapa de cámara partida. Asegúrese de abrir completamente las válvulas de la línea de aspiración.
- La pieza giratoria roza con la pieza fija. Desmonte la bomba y corrija el conjunto del rotor.
- Algunos componentes de la bomba están excesivamente desgastados. Inspeccione el conjunto del rotor en busca de rodamientos o impulsores desgastados y sustitúyalos si es necesario.
- La bomba está funcionando fuera del rango de trabajo. Asegúrese de que el rango de trabajo es correcto según el manual del fabricante de la bomba multietapa de cámara partida.
Los rodamientos tienen una vida corta
- El eje está doblado. Inspeccione y sustituya el eje si es necesario.
- Los componentes giratorios rozan con la parte fija. Corrija el montaje.
- Los rodamientos se oxidan por la entrada de agua en la carcasa. Inspeccione las vías de entrada de agua y séllelas.
- Los cojinetes están desgastados debido a que el eje se ha salido. Sustitúyalos si es necesario.
Resumen
Una bomba multietapa de cámara partida consta de más de dos impulsores dispuestos en serie dentro de una carcasa dividida en dos mitades que encajan mediante tuercas y tornillos. El alojamiento de los cojinetes de la bomba y los puertos de entrada y salida se sitúan en un lado de la carcasa partida. La unión entre las dos mitades de la carcasa partida puede ser vertical u horizontal. Las bombas multietapa de cámara partida se diferencian por la orientación de la junta de la cámara partida. Los dos tipos principales de bombas son las bombas multicelulares de carcasa partida horizontal y las bombas multicelulares de carcasa partida vertical. La carcasa partida facilita un desmontaje y mantenimiento más rápidos de los componentes internos de la bomba. Las bombas multicelulares de cámara partida son perfectas para transportar agua y medios bombeados relativamente finos con propiedades similares a las del agua. Las aplicaciones típicas incluyen el bombeo de agua limpia en industrias de proceso, tierras de cultivo de regadío, plantas de tratamiento de agua, sistemas municipales de abastecimiento de agua, etc. Las bombas multicelulares de cámara partida tienen un excelente rendimiento de aspiración y fuerzas axiales hidráulicas equilibradas, lo que aumenta la vida útil de los cojinetes y mejora la fiabilidad.