Bomba vertical de impulsor semiabierto en voladizo
¿Qué es una bomba de impulsor vertical en voladizo semiabierto?
Un impulsor semiabierto en voladizo vertical es una bomba centrífuga que contiene un diseño de impulsor de tipo semiabierto soportado por un eje largo que cuelga verticalmente del motor y la placa base. El eje de la bomba está anclado sólo en un extremo como un voladizo; de ahí que se utilice el término voladizo para denominar a la bomba. El eje en voladizo también se desplaza sobre cojinetes de alta resistencia situados por encima del fluido bombeado. El impulsor semiabierto de la bomba, que presenta una pared posterior para reforzar el impulsor, aumenta la eficacia en el manejo de líquidos o productos que contienen sólidos en suspensión. En una bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical, sólo los impulsores, los casquillos y la carcasa están sumergidos en el líquido bombeado. No tiene juntas sumergidas, cojinetes ni válvulas antirretorno de aspiración. La mayoría de las bombas semiabiertas verticales en voladizo están compuestas de hierro fundido para aumentar su longevidad y disipar eficazmente el calor al líquido circundante. Los fabricantes de bombas de impulsor vertical en voladizo semiabierto desarrollan el dispositivo para satisfacer diversas aplicaciones industriales, residenciales y comerciales.
Figura: Típica bomba de impulsor semiabierto en voladizo
Componentes de una bomba vertical de impulsor semiabierto en voladizo
Motor eléctrico
El motor eléctrico es la fuente de energía de la bomba. La bomba vertical de impulsor semiabierto en voladizo emplea un motor de corriente alterna, ya sea un motor de inducción monofásico o trifásico.
Carcasa de la bomba
El cuerpo de la bomba, también llamado carcasa, es el principal componente estacionario de la bomba vertical de impulsor en voladizo semiabierto y cubre el impulsor y otros componentes internos. Suele estar aislada para proteger las piezas eléctricas y de trabajo. La carcasa de la bomba vertical en voladizo de impulsor semiabierto es de hierro fundido, hierro fundido dúctil o acero inoxidable. La carcasa de la bomba ayuda a convertir la energía cinética del líquido bombeado en presión y a dirigir el caudal a la conexión de descarga.
Rodete semiabierto
La función del impulsor es impartir energía cinética al líquido bombeado y moverlo a través del cuerpo de la bomba. Un impulsor semiabierto tiene una pared posterior que añade resistencia mecánica a los álabes. Suele estar hecho de hierro fundido, fundición dúctil o acero inoxidable de los grados 304 y 316L, según los requisitos de la aplicación. Los fabricantes de bombas de impulsor semiabierto en voladizo vertical ajustan el impulsor semiabierto con una holgura delicada entre los álabes y la carcasa de la bomba para evitar el deslizamiento y la recirculación. Los impulsores semiabiertos ayudan a manejar líquidos o productos con sólidos en suspensión. Sin embargo, el impulsor semiabierto se enfrenta al reto de una menor eficacia hidrodinámica, pero la capacidad de pasar sólidos es una contrapartida importante.
Figura: Configuración de un impulsor semiabierto.
Eje de la bomba
La función principal del eje de la bomba es soportar el impulsor. El eje es un componente mecánico giratorio que se monta sobre cojinetes y se conecta al eje del motor mediante un acoplamiento. Suele estar fabricado en acero inoxidable y acero fundido para aumentar la resistencia a la corrosión y la capacidad de superar las vibraciones.
Rodamientos
La bomba vertical de rodete semiabierto en voladizo consta de cojinetes antifricción estándar de bolas rodantes lubricados con grasa o aceite. La finalidad de los cojinetes es mantener el eje y el conjunto del rotor en su sitio y alinearlos correctamente con los extremos fijos bajo la acción de fuerzas radiales y axiales. También contienen el movimiento relativo del rotor y minimizan la fricción entre el eje giratorio y el estator.
Entrada de aspiración y salida de descarga
El fluido bombeado entra en la bomba por la entrada de aspiración y sale por la salida de descarga, que enlaza con las conexiones de impulsión.
¿Cómo funciona una bomba vertical de impulsor semiabierto en voladizo?
Cuando el motor eléctrico arranca, la salida de energía mecánica del eje del motor se transmite al impulsor a través del eje de la bomba y el acoplamiento. El impulsor gira con el líquido bombeado dentro de la carcasa de la bomba, creando un vacío en el ojo del impulsor, lo que permite que fluya más líquido bombeado hacia la carcasa de la bomba. Mientras el impulsor gira, entra más líquido en la carcasa de la bomba, y la fuerza centrífuga que actúa sobre los álabes del impulsor hace que el líquido bombeado se desplace radialmente hacia fuera, alejándose del centro de rotación del impulsor, a gran velocidad tangencial. El flujo arremolinado a la salida del impulsor entra entonces en el difusor, donde la velocidad extrema del flujo de líquido disminuye gradualmente, lo que conduce a la conversión de la energía de alta velocidad en una cabeza de alta presión. Por último, el líquido bombeado se descarga de la bomba semiabierta vertical en voladizo a una presión elevada, lo que le permite trasladar el líquido al lugar deseado a través de las conexiones de descarga.
Figura: Funcionamiento de una bomba vertical de impulsor semiabierto en voladizo
Tipos de bombas de impulsor vertical en voladizo semiabierto
Bomba de impulsor semiabierto vertical en voladizo de una etapa
La bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical de una etapa se basa en un único impulsor para mover el fluido a través de la bomba. Esta bomba ofrece el diseño de bomba más sencillo y es menos costosa de adquirir.
Bomba de impulsor semiabierto vertical en voladizo de dos etapas
La bomba vertical en voladizo semiabierta de doble etapa tiene dos impulsores para mover el fluido a través de la bomba. Proporciona el rendimiento de dos bombas conectadas en serie.
Bomba vertical multietapa de impulsor semiabierto en voladizo
La bomba vertical multietapa de impulsor semiabierto en voladizo contiene varios impulsores para realizar una serie de etapas de bombeo. Los impulsores están montados a lo largo del mismo eje y alojados en cámaras diferentes. El diseño multietapa puede gestionar presiones de fluido más elevadas que las bombas de una o dos etapas. Como la altura requerida por etapa es menor, el diseño multietapa puede funcionar con fugas mínimas.
Aplicaciones de las bombas verticales de impulsor semiabierto en voladizo
Las bombas verticales de impulsor semiabierto en voladizo se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales, residenciales y comerciales. Se encuentran en plantas químicas, instalaciones de tratamiento de aguas residuales, pulpa y papel, y centrales eléctricas. Se utilizan para lo siguiente:
- Las bombas verticales de impulsor semiabierto en voladizo se utilizan para transportar agua industrial.
- Se utilizan para trasvasar y hacer circular líquidos volátiles, como ácidos y álcalis, en las industrias química y de fertilizantes.
- Se utilizan para manipular líquidos limpios y líquidos que contienen grandes sólidos en suspensión.
- Se utilizan para mover mezclas corrosivas y abrasivas.
- También se aplican al transporte de lodos fibrosos y no fibrosos que contienen sólidos de gran tamaño.
- Se utilizan para mover fluidos peligrosos y lodos pesados.
- Se utilizan para el tratamiento de efluentes en locales comerciales e industriales.
Ventajas de una bomba vertical de impulsor semiabierto en voladizo
- Las bombas verticales de impulsor semiabierto en voladizo tienen un coste de ciclo de vida mínimo debido a los escasos requisitos de mantenimiento.
- Su construcción compacta facilita su instalación y manejo.
- El diseño en voladizo vertical de la bomba ahorra espacio, ya que la bomba ocupa menos espacio en el suelo.
- Son muy eficientes desde el punto de vista energético porque utilizan motores más pequeños y la presión del líquido circundante para arrastrarlo hacia la bomba.
- Su funcionamiento es muy fiable.
- La bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical proporciona un funcionamiento sin cavitación porque el impulsor está sumergido, lo que elimina el pico de presión cuando el líquido bombeado fluye a través de la bomba.
- La bomba puede funcionar en seco.
- La bomba es autocebante porque el impulsor o impulsores se encuentran en el fluido bombeado.
- La bomba puede pasar material sólido, ya que utiliza un impulsor semiabierto.
Desventajas de una bomba de impulsor vertical en voladizo semiabierto
- Las bombas semiabiertas verticales en voladizo son relativamente caras en comparación con las bombas centrífugas estándar.
- Las bombas tienen un rendimiento hidráulico reducido, un problema habitual asociado al uso de un impulsor semiabierto.
- Requieren espacio libre vertical para su instalación y mantenimiento.
- Las bombas semiabiertas verticales en voladizo experimentan problemas con los cierres mecánicos.
- Los cierres mecánicos pueden fallar o secarse debido a 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 vertical de impulsor semiabierto en voladizo
La bomba en línea no da descarga después del arranque
- La altura de aspiración es demasiado alta. Aumente el nivel de líquido en el depósito de aspiración o baje la bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical para reducir la carga estática.
- La entrada de la bomba está obstruida. Despeje la entrada de cualquier obstrucción.
- 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 de impulsor semiabierto en voladizo vertical indicada en la carcasa de la bomba. Invierta las polaridades del motor.
- Hay aire en la bomba o en las tuberías de aspiración. Llene la bomba o las tuberías con agua para expulsar el aire del sistema de bombeo. Recuerde que la bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical no puede cebarse con aire en el lado de aspiración.
- El impulsor, el filtro o las válvulas de retención están obstruidos. Inspeccione y limpie cualquier obstrucción en las válvulas.
- La altura monomérica es insuficiente debido a las elevadas pérdidas por fricción que exceden el diseño de la bomba. Aumente la potencia de la bomba hasta el nivel recomendado por el fabricante de la bomba vertical de impulsor semiabierto en voladizo. Asegúrese de que las tuberías de impulsión tienen los diámetros correctos. Asegúrese de abrir todas las válvulas.
El funcionamiento de la bomba es ruidoso
- Los rodamientos están excesivamente desgastados. Inspeccione las condiciones de los rodamientos en el conjunto del rotor o en el interior del motor y sustitúyalos si es necesario.
- La bomba vertical de impulsor semiabierto en voladizo trabaja en cavitación. Asegúrese de que la altura de presión de aspiración neta cumple las especificaciones del fabricante de la bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical. Asegúrese de que todas las válvulas de la línea de aspiración están completamente abiertas.
- La bomba está trabajando fuera del rango de trabajo de diseño. Asegúrese de que la bomba funciona dentro del rango de trabajo recomendado por el fabricante de la bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical.
- Hay aire arrastrado en el fluido. Asegúrese de que la bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical esté suficientemente sumergida para evitar la formación de vórtices en la superficie del fluido.
La bomba vibra excesivamente
- Algunos de los componentes de la bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical están desequilibrados. Inspeccione y reequilibre los elementos si es necesario.
- El impulsor está muy desgastado o defectuoso. Inspeccione y sustituya el impulsor por otro del fabricante de la bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical si es necesario.
- El eje de la bomba está oblicuo o desequilibrado. Inspeccione el eje, vuelva a equilibrarlo según sea necesario o sustitúyalo.
El controlador de la bomba está sobrecargado
- La velocidad de la bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical es demasiado alta. Reduzca la velocidad de la bomba.
- Hay una desalineación significativa del acoplamiento. Inspeccione el acoplamiento y vuelva a alinear la bomba y el motor.
- La densidad y la viscosidad del líquido superan el diseño de la bomba. Asegúrese de que la bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical se ajusta a la aplicación.
- El motor está defectuoso. Inspeccione el motor en busca de defectos como mala ventilación, ubicación y repare o sustituya el motor y corrija o sustituya el motor.
- Hay fricción mecánica dentro de la bomba. Inspeccione el conjunto de la bomba en busca de cualquier obstrucción o desviación.
- Las empaquetaduras están demasiado apretadas. Inspeccione y afloje las tuercas de los prensaestopas según sea necesario.
Sobrecalentamiento de los rodamientos
- Las tapas de los cojinetes están demasiado apretadas. Afloje las tapas de los cojinetes.
- La alineación del acoplamiento es deficiente. Inspeccione y alinee correctamente el acoplamiento.
- Hay un exceso de grasa en el alojamiento del rodamiento. Vacíe el exceso de grasa. Mantenga el aceite al nivel recomendado por los fabricantes de bombas de impulsor semiabierto en voladizo vertical.
- El aceite lubricante es insuficiente o está contaminado con suciedad. Compruebe que el nivel de aceite o grasa de la bomba se ajusta a las especificaciones del fabricante de la bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical. Asegúrese de que el alojamiento de los cojinetes está limpio antes de lubricar.
Resumen
Una bomba de impulsor semiabierto en voladizo vertical contiene un impulsor semiabierto apoyado en un eje vertical que está anclado en un solo extremo del motor y la placa base como un voladizo. El eje en voladizo se desplaza sobre rodamientos de bolas de alta resistencia por encima del fluido bombeado. El impulsor semiabierto de la bomba presenta una pared posterior para reforzar los álabes. Los fabricantes de bombas con impulsor semiabierto en voladizo vertical utilizan un impulsor semiabierto porque ayuda a mejorar el rendimiento de la bomba en el manejo de líquidos o productos que contienen sólidos en suspensión.
La mayoría de las bombas de impulsor vertical en voladizo semiabierto están compuestas de hierro fundido para mejorar la longevidad y la disipación del calor. Están disponibles en diferentes diseños y con motores de inducción monofásicos o trifásicos para satisfacer diversos requisitos de aplicación. Estos dispositivos se adaptan perfectamente a un amplio abanico de aplicaciones industriales, residenciales y comerciales. Los usos típicos de las bombas de impulsor semiabierto en voladizo vertical incluyen el transporte de agua industrial y la circulación de líquidos volátiles en industrias químicas. Las bombas de impulsor semiabierto verticales en voladizo tienen un coste de ciclo de vida mínimo y un rendimiento energético y una fiabilidad insuperables.