Bomba de flujo axial vertical
¿Qué es una bomba axial vertical?
Una bomba de flujo axial vertical es un tipo común de bomba que consta de un eje orientado verticalmente y un impulsor con forma de hélice en una tubería. Las bombas de flujo axial vertical suelen mover el fluido axialmente (es decir, a lo largo del eje del árbol) mediante un impulsor. El impulsor puede ser accionado directamente por un motor sellado en la tubería o por un eje de transmisión que entra en el tubo de la bomba por el lateral. Una bomba de flujo axial vertical entra dentro de las bombas dinámicas de rotor porque se basa en el impulso y la velocidad del fluido para generar presión. La bomba de flujo axial vertical está diseñada para transportar excelentemente un gran volumen de agua a baja presión de descarga. Sin embargo, algunos modelos pueden ajustarse para funcionar eficazmente en condiciones diferentes cambiando el impulsor. Las bombas de flujo axial vertical se utilizan ampliamente en el bombeo de agua de muchas fuentes, incluyendo océanos, lagos, ríos, estanques de refrigeración, tanques, etc. Una bomba de flujo axial vertical tiene una estructura compacta y también proporciona la mayor capacidad de bombeo.
Figura: Visualización de una bomba axial vertical
Componentes de una bomba axial vertical
Motor principal
El motor primario es la fuente de energía para el funcionamiento de la bomba axial vertical. Puede ser un motor, una turbina o un accionamiento magnético. La mayoría de los fabricantes de bombas axiales verticales utilizan un motor eléctrico como motor principal porque es sencillo, barato y fácil de mantener en comparación con las otras opciones. El funcionamiento del motor eléctrico puede basarse en corriente alterna o corriente continua.
Carcasa de la bomba
La carcasa es un estrecho conducto de aire que rodea el impulsor. La carcasa actúa como recipiente de contención de la presión y también lleva los puertos de succión y descarga. Contiene el líquido y dirige el flujo hacia la bomba a través de la tubería de aspiración y hacia el exterior a través de la tubería de impulsión. Los fabricantes de bombas de flujo axial vertical fabrican la carcasa de la bomba con hierro fundido, ya que proporciona una gran resistencia a la tracción, durabilidad y resistencia a la abrasión.
Eje
El eje es una pieza cilíndrica de metal situada a lo largo del eje central de la bomba y apoyada sobre cojinetes. Sus funciones principales son transportar el impulsor y conectar el rotor con el motor principal mediante un acoplamiento flexible. El eje de la bomba suele fabricarse con materiales resistentes y duraderos, como acero inoxidable, acero aleado, acero al carbono, etc. Estos materiales son muy resistentes a la corrosión y lo bastante fuertes para superar las vibraciones.
Rodete
El impulsor es el componente giratorio de la bomba de flujo axial vertical. Su función principal es desplazar el fluido a través de la bomba aumentando la energía cinética y la presión del fluido. El impulsor suele estar montado en el eje de la bomba y encajado en la carcasa de la bomba con holgura. La bomba vertical de flujo axial utiliza un impulsor de flujo axial, que está diseñado con paletas de hélice para producir un flujo axial con un cizallamiento y una tensión mínimos en el fluido bombeado. El impulsor de flujo axial ayuda a producir un flujo de fluido que se mueve en paralelo al eje de la bomba. Los álabes del impulsor axial están colocados en disposición paralela, por lo que generan una presión muy baja al bombear agua. Los fabricantes de bombas verticales de flujo axial pueden utilizar diversos materiales para el impulsor, como hierro fundido, acero inoxidable, bronce, etc.
Figura: Muestra un impulsor de flujo axial y la dirección del flujo.
Rodamientos
El objetivo principal de los cojinetes es soportar el rotor y alinearlo correctamente con los extremos fijos bajo la acción de fuerzas radiales y axiales. También ayudan a contener el movimiento relativo del rotor y a minimizar la fricción entre el eje giratorio y el estator. La bomba vertical de flujo axial utiliza cojinetes antifricción (cojinetes de rodillos), como cojinetes de bolas de una hilera o cojinetes de bolas de dos hileras.
Boca de aspiración
La tubería de aspiración conecta la bomba con la tubería de entrada para permitir que el fluido entre en la bomba. Un extremo de la tubería de entrada se conecta a la entrada de la bomba y el otro extremo se sumerge en el agua. El extremo inferior de la tubería de entrada está provisto de una válvula de pie para impedir el reflujo del agua y de un filtro para impedir la entrada de cuerpos extraños en la tubería.
Puerto de descarga
El puerto de descarga se conecta a la tubería de impulsión de la bomba, lo que ayuda a elevar el líquido bombeado a la zona requerida o a suministrar líquido a la red de tuberías. Al igual que la tubería de aspiración, la tubería de impulsión también tiene dos extremos, uno de los cuales se conecta a la salida de la bomba y el otro envía el líquido bombeado a un lugar determinado, por ejemplo, un depósito de almacenamiento.
Figura: Componentes de una bomba axial vertical
¿Cómo funciona una bomba axial vertical?
Cuando se pone en marcha el motor, el eje de la bomba hace girar el impulsor a la misma velocidad que el motor. Al girar el impulsor axial, se crea un vacío en el interior de la bomba y el fluido bombeado es empujado hacia el interior de la carcasa de la bomba y hacia el impulsor debido a la presión atmosférica externa. Una vez que el fluido golpea los álabes del impulsor, se dirige a lo largo de una trayectoria de flujo paralela al eje del árbol a una velocidad muy elevada. A medida que el fluido fluye, las partículas de fluido no cambian su posición radial y el fluido, por tanto, mantiene una dirección relativamente recta desde la tubería de aspiración a través del cuerpo de la bomba hasta la tubería de descarga. Dado que los álabes del impulsor están dispuestos en paralelo, la bomba produce un caudal elevado con una altura de elevación a baja presión de unos 35 pies.
Tipos de bombas axiales verticales
Bomba axial vertical de accionamiento magnético
Una bomba axial vertical de accionamiento magnético utiliza la fuerza del magnetismo para mover el fluido a través de la bomba. La tecnología de accionamiento magnético, que genera la fuerza del magnetismo, se compone de un imán impulsor y un imán accionado. El imán conductor se encuentra fuera de una cámara de bombeo herméticamente cerrada, mientras que el imán impulsor se encuentra dentro de la cámara. La cámara de bombeo herméticamente sellada hace que la bomba sea hermética, impidiendo la fuga de fluidos o vapores.. Cuando el imán impulsor gira, crea un campo magnético que interactúa con el magnético impulsado, creando una fuerza que hace girar el impulsor de la bomba para mover el fluido axialmente a través del cuerpo de la bomba. La bomba de flujo axial vertical de accionamiento magnético presenta un diseño a prueba de fugas adecuado para la manipulación de líquidos peligrosos, costosos e inflamables.
Figura: Bomba axial vertical de accionamiento magnético.
Bomba axial vertical monoetapa
La bomba axial vertical de una etapa consta de un único impulsor en forma de hélice en la carcasa de la bomba. Esta bomba tiene un diseño relativamente sencillo y un coste bajo en comparación con otros tipos de bombas axiales verticales. Es fácil de instalar y ocupa poco espacio..
Figura: Muestra una bomba vertical de flujo axial de una etapa.
Bomba axial vertical multietapa
Una bomba axial vertical multietapa consta de dos o más impulsores axiales montados en serie a lo largo del mismo eje vertical. Una bomba vertical de flujo axial con varias etapas puede alcanzar una altura de presión considerablemente mayor que su homóloga de una sola etapa. La principal desventaja de este tipo de bomba es la mayor sensibilidad del rotor a las vibraciones.
Figura: Muestra una bomba vertical de flujo axial multietapa.
Bomba axial vertical entre cojinetes
En este tipo de bomba vertical de flujo axial, el eje de la bomba está suspendido en ambos extremos entre dos cojinetes. De este modo, la bomba se apoya en ambos extremos. La bomba axial vertical entre cojinetes puede ser de una o varias etapas. Puede gestionar caudales extremadamente elevados, presiones significativamente más altas y cargas más pesadas.
Bomba vertical sumergible de flujo axial
La bomba sumergible de flujo axial vertical puede funcionar por debajo de la superficie del líquido bombeado. Es perfecta para su instalación directa en tuberías de descarga, ahorrando espacio y costes de instalación. La bomba sumergible de flujo axial vertical se utiliza ampliamente para el drenaje de terrenos, la protección contra inundaciones y el bombeo de aguas pluviales.
Figura: Muestra entre cojinetes bomba vertical de flujo axial.
Aplicaciones de una bomba axial vertical
Las bombas verticales de flujo axial satisfacen de forma excelente diversas aplicaciones industriales en todo el mundo, como agua municipal urbana y rural, centrales eléctricas, riego agrícola, pesca, tratamiento de aguas residuales y muchas más. Las bombas axiales verticales tienen los siguientes usos:
- Las bombas verticales de flujo axial se utilizan ampliamente para bombear agua de diversas fuentes, como lagos, estanques de refrigeración, depósitos, ríos, océanos y ataguías.
- Se utilizan en fermentadores y centrales eléctricas para hacer circular líquidos.
- Las bombas verticales de flujo axial se utilizan para achicar agua en zonas bajas.
- También se utilizan en el control de inundaciones, el drenaje de terrenos y la evacuación de aguas pluviales.
- Se utilizan en la industria química para hacer circular el líquido en el evaporador.
- También se utilizan para regar las explotaciones agrícolas.
- Las bombas verticales de flujo axial también se utilizan para controlar los efectos de la contaminación.
Ventajas de una bomba axial vertical
- Las bombas verticales de flujo axial son excelentes para aplicaciones de baja altura y alto caudal.
- Son fácilmente ajustables para obtener la mejor eficacia en condiciones variables, como alto caudal/baja presión y bajo caudal/alta presión.
- Los efectos de la rotación del fluido son menos graves en las bombas verticales de flujo axial.
- Pueden gestionar un caudal relativamente más elevado que las bombas centrífugas convencionales.
- Las bombas verticales de flujo axial tienen el tamaño más pequeño entre los muchos tipos de bombas del mercado; un tamaño pequeño es fácil de manejar y utilizar.
- La demanda de potencia de la bomba axial vertical disminuye al aumentar el caudal del líquido bombeado.
Desventajas de una bomba axial vertical
- Las bombas verticales de flujo axial producen bajas presiones de elevación y descarga.
- No son adecuados para los elevadores de succión.
- Las bombas axiales verticales son más caras que las bombas convencionales.
- No pueden manipular líquidos viscosos.
- No son aptos para aplicaciones que requieran cabezas altas.
Resolución de problemas de una bomba axial vertical
La bomba no arranca
- Fusible fundido o disyuntor disparado. Inspeccione la bomba de flujo axial vertical en busca de un fusible fundido y sustitúyalo si es necesario.
- La tensión es irregular debido a suciedad o corrosión en el presostato. Inspeccione el presostato y límpielo de cualquier resto de suciedad o contaminación.
- Receptáculos de fusibles sucios o corroídos. Inspeccione y limpie los receptáculos de fusibles si es necesario.
La bomba descarga poco o nada
- La bomba está funcionando al revés. Asegúrese de que el motor gira en el sentido indicado por el fabricante de la bomba de flujo axial vertical en la carcasa de la bomba.
- La válvula de retención ha fallado o está mal instalada. Inspeccione la válvula de retención, instálela correctamente o sustitúyala.
- Impulsor obstruido. Inspeccione el impulsor y limpie cualquier material obstruido.
El funcionamiento de la bomba es ruidoso
- La bomba está trabajando en cavitación. Asegúrese de que la bomba funciona dentro del intervalo de velocidad especificado por el fabricante de la bomba axial vertical.
- Los cojinetes o el impulsor de la bomba están muy desgastados. Inspeccione los cojinetes y el impulsor en busca de desgaste y sustitúyalos si es necesario.
La bomba vibra demasiado
- Algunos componentes de la bomba de flujo axial vertical están desequilibrados. Inspeccione y vuelva a equilibrar los componentes.
- Eje oblicuo o desequilibrado. Inspeccione el eje y vuelva a equilibrarlo según sea necesario.
- Conjunto de la bomba flojo. Apriete los componentes de la bomba.
- El impulsor está muy desgastado o defectuoso. Inspeccione y sustituya el impulsor.
Resumen
Una bomba de flujo axial vertical es un tipo común de bomba que consta de un eje orientado verticalmente y un impulsor similar a una hélice. La bomba axial vertical suele mover el fluido en una trayectoria paralela al eje del árbol mediante un impulsor axial accionado por motor. La bomba de flujo axial vertical se clasifica dentro de las bombas dinámicas de rotor porque depende del impulso y la velocidad del fluido para generar presión. Los fabricantes de bombas axiales verticales las diseñan para aplicaciones que requieren caudales elevados y presiones de descarga bajas. Algunos modelos de bombas axiales verticales pueden ajustarse para funcionar eficazmente en distintas condiciones modificando el diseño del impulsor. Las bombas axiales verticales se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones industriales, como el agua municipal urbana y rural, las centrales eléctricas, el riego agrícola y la pesca. Están disponibles en distintos tipos y también presentan el tamaño de bomba más pequeño del mercado.