Bomba centrífuga vertical en línea
¿Qué es una bomba centrífuga vertical en línea?
Una bomba centrífuga vertical en línea consta de los puertos de succión y descarga orientados en línea recta hacia el sistema de tuberías, es decir, la línea central de entrada y salida de la bomba está al mismo nivel. Está especialmente diseñada para su instalación vertical. El diseño en línea proporciona un flujo suave del líquido bombeado a través del sistema. Debido a su orientación vertical, la bomba centrífuga vertical en línea es perfecta para salas de bombas pequeñas y otras instalaciones en las que el espacio es reducido. Los fabricantes de bombas centrífugas verticales en línea desarrollan las unidades sólo para accionamiento eléctrico y para proporcionar una amplia gama de caudales y alturas de presión. Las bombas centrífugas verticales en línea son ideales para transportar fluidos de baja viscosidad, como agua y algunos productos químicos. También se utilizan como bombas circuladoras en aplicaciones en las que es necesario presurizar el agua que circula por una red de tuberías. En la mayoría de los usos industriales, las bombas centrífugas verticales en línea se suspenden a lo largo de la tubería como válvulas.
Figura: Bomba centrífuga vertical en línea
Componentes de una bomba centrífuga vertical en línea
Motor
El motor actúa como motor principal de la bomba, proporcionando la potencia mecánica necesaria para su funcionamiento. La bomba centrífuga vertical en línea utiliza un motor eléctrico de inducción de CA que, en la mayoría de los casos, está acoplado al cuerpo de la bomba.
Carcasa de la bomba
La carcasa de la bomba aloja los componentes internos de la bomba y actúa como recipiente de contención de la presión. Suele ser de acero fundido o hierro fundido y está sellada para evitar fugas. Contiene una cámara difusora que ayuda a convertir la velocidad del fluido en altura de presión y a guiar el líquido bombeado hacia la salida.
Eje
El eje es un sólido de acero inoxidable que soporta el impulsor y se desplaza sobre los cojinetes.
Acoplamiento
La función del acoplamiento de la bomba es conectar el eje del motor al cabezal de la bomba. El acoplamiento puede ser flexible o rígido. Un acoplamiento flexible admite pequeñas desalineaciones del eje, mientras que un acoplamiento rígido no. Las bombas centrífugas verticales en línea monobloque no tienen acoplamiento porque el impulsor está unido directamente al eje del motor.
Rodete
La función del impulsor es impartir energía cinética al líquido bombeado y moverlo a través del cuerpo de la bomba. Al igual que la carcasa, el impulsor está fabricado con diversos materiales, como acero fundido, hierro fundido dúctil y acero aleado. Los fabricantes de bombas centrífugas verticales en línea utilizan principalmente impulsores de tipo cerrado con diseños de aspiración simple o doble.
¿Cómo funciona una bomba centrífuga vertical en línea?
Una bomba centrífuga vertical en línea funciona según el principio del vórtice forzado. Este principio establece que cuando una masa de fluido gira debido a una fuerza externa, su cabeza de presión aumenta, lo que conduce a la transferencia de fluido de un lugar a otro. Cuando se pone en marcha el motor eléctrico, el impulsor gira, creando un vacío en el interior de la carcasa de la bomba. El agua entra en la carcasa de la bomba a través de la boca de aspiración para llenar el vacío. Una vez que el agua golpea el impulsor, la fuerza centrífuga que actúa sobre los álabes la hace girar radial y axialmente hacia el exterior hasta que atraviesa todos los componentes del impulsor y entra en el difusor a gran velocidad. En la cámara difusora, la velocidad del agua disminuye gradualmente, lo que hace que la alta velocidad del fluido se convierta en una cabeza de alta presión. A continuación, el difusor conduce el agua a la salida de la bomba y a la red de tuberías para trasladarla al lugar designado.
Figura: Funcionamiento de una bomba centrífuga vertical en línea
Tipos de bombas centrífugas verticales en línea
Bomba centrífuga monobloc vertical en línea
Las bombas centrífugas verticales en línea monobloque son adecuadas para tareas ligeras y periodos cortos de funcionamiento a la velocidad máxima del motor. Una bomba centrífuga vertical en línea monobloc consta de un solo eje que conecta el motor a la cabeza de la bomba. Los cojinetes del motor soportan toda la carga giratoria del eje durante el funcionamiento de la bomba. Sin embargo, la reparación de los componentes internos es difícil porque no se puede aplicar un motor de eje estándar, y el abastecimiento debe realizarse a partir de los fabricantes originales de bombas centrífugas verticales en línea.
Figura: Bomba centrífuga vertical en línea monobloc
Bomba centrífuga vertical en línea de acoplamiento rígido
Una bomba centrífuga vertical en línea con acoplamiento rígido tiene un eje separado para el motor y la bomba que deben alinearse y fijarse firmemente mediante un acoplamiento. Cada eje tiene un manguito corto rodeado por una brida perpendicular. Se coloca un acoplamiento en cada eje de modo que las dos bridas queden alineadas frente a frente. A continuación, una serie de tornillos o pernos mantienen unidas las bridas. La bomba centrífuga vertical en línea de acoplamiento rígido es robusta y más fácil de reparar.
Bomba centrífuga vertical en línea con acoplamiento con espaciador
El eje del motor se conecta al cabezal de la bomba mediante un acoplamiento flexible en una bomba centrífuga vertical en línea con acoplamiento espaciador. Un acoplamiento flexible cuenta con un conjunto de cojinetes separado además del motor, lo que permite una desalineación menor entre el eje del motor y el de la bomba. El conjunto de cojinetes separado garantiza que las cargas radiales se distribuyan uniformemente entre muchos componentes. Este tipo de bomba centrífuga vertical en línea es fácil de mantener. Por lo tanto, es ideal para aplicaciones que requieren periodos de mantenimiento cortos y poco tiempo de inactividad, por ejemplo, bombas contra incendios y bombas de alimentación de calderas.
Figura: Bomba centrífuga vertical en línea con acoplamiento con espaciador.
Bomba centrífuga vertical en línea de aspiración simple
En una bomba centrífuga vertical de aspiración simple, el líquido bombeado entra por un lado del impulsor de la bomba y sale por el otro. Esta bomba es de construcción compacta y ofrece un funcionamiento suave.
Figura: Bomba centrífuga vertical en línea de aspiración simple
Bomba centrífuga vertical en línea de doble aspiración
La bomba centrífuga vertical en línea de doble aspiración consta de un impulsor espalda con espalda. El diseño del impulsor es tal que el fluido entra en el impulsor por ambos lados y sale por la sección central. Las bombas centrífugas verticales en línea de doble aspiración pueden gestionar caudales más elevados que las de aspiración simple. El caudal a la entrada de la bomba también es comparativamente bajo, por lo que la bomba puede funcionar sin cavitación.
Aplicación de las bombas centrífugas verticales en línea
Las bombas centrífugas verticales en línea cubren una amplia gama de aplicaciones industriales, civiles y comerciales. Son componentes vitales en muchos sistemas industriales, como hidrantes, sistemas de diluvio, de monitorización y de agua caliente. Entre los usos típicos de las bombas centrífugas verticales en línea se incluyen los siguientes:
- Las bombas centrífugas verticales en línea se utilizan para el riego en explotaciones agrícolas.
- Se utilizan para transportar agua para diferentes usos en hogares e industrias.
- Se utilizan en sistemas de limpieza y recirculación industrial.
- También se aplican al movimiento del agua en obras municipales y sistemas de abastecimiento de agua.
- También se utilizan como bombas de refuerzo en sistemas de abastecimiento de agua.
- Se utilizan para la climatización de edificios comerciales.
- Se utilizan para suministrar y hacer circular el agua en los sistemas de calefacción por agua caliente.
- Se utilizan en la lucha contra incendios y como bombas de alimentación de calderas.
Ventajas de la bomba centrífuga vertical en línea
- Las bombas centrífugas verticales en línea tienen un alto rendimiento y pueden tolerar temperaturas y presiones más altas.
- Las bombas centrífugas verticales en línea son más fáciles de instalar gracias a su diseño compacto y a la simplificación de la red de tuberías.
- Son excelentes para aplicaciones de alta presión y temperatura.
- Tienen una gran fiabilidad y son eficientes desde el punto de vista energético.
- Las bombas centrífugas verticales en línea ofrecen un diseño que ahorra espacio, ya que el motor y el espacio de servicio se sitúan por encima de la carcasa de la bomba, por lo que se requiere menos espacio en el suelo para su instalación.
- Las bombas centrífugas verticales en línea tienen una mayor altura neta positiva de aspiración (NPSH) que las bombas de succión.
- El diseño monobloque elimina la alineación de acoplamientos y ejes, lo que facilita el mantenimiento de la bomba.
- Las bombas centrífugas verticales en línea tienen un bajo nivel de ruido y vibraciones porque el eje vertical está equilibrado de forma natural y la fuerza de gravitación no actúa en contra del sentido de rotación del eje.
Desventajas de la bomba centrífuga vertical en línea
- Las bombas centrífugas verticales en línea requieren un espacio libre vertical para su instalación y mantenimiento.
- El peso de la bomba se acumula debajo de la voluta, lo que puede provocar una concentración de tensiones.
- Son difíciles de mantener porque el técnico de mantenimiento debe desconectar el motor y el impulsor de la voluta para revisar los cierres mecánicos. Esto supone un reto importante sobre todo en los motores principales de más de 25 CV.
- Las bombas centrífugas verticales en línea pueden tener problemas con los cierres mecánicos.
- Los cierres mecánicos pueden secarse o fallar debido a la infiltración y acumulación de gases en la cámara del cierre. Las fugas en los cierres mecánicos pueden dañar el motor.
- Son vulnerables a la corrosión debido a las fugas de la junta por encima de la carcasa de la bomba.
Solución de problemas de bombas centrífugas verticales en línea
Descarga cero tras el arranque
- La entrada de la bomba está obstruida. Despeje el canal 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 centrífuga en línea vertical indicada en la carcasa de la bomba. Invierta las polaridades del motor.
- 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 los fabricantes de bombas centrífugas verticales en línea. Abra todas las válvulas y asegúrese de que las tuberías de impulsión son de los tamaños correctos.
- Hay aire en la bomba o en las tuberías de aspiración. Las bombas centrífugas verticales en línea 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.
- El impulsor o las válvulas de retención están obstruidos. Elimine cualquier obstrucción del impulsor y de las válvulas.
La bomba vibra excesivamente
- El impulsor está muy desgastado. Inspeccione y sustituya el impulsor por otro del fabricante de la bomba centrífuga vertical en línea si lo encuentra apto.
- Hay componentes desequilibrados en la bomba. Inspeccione y vuelva a equilibrar los componentes de la bomba centrífuga vertical en línea según sea necesario.
- El eje de la bomba está oblicuo o desequilibrado. Inspeccione el poste, vuelva a equilibrarlo según sea necesario o sustitúyalo.
El nivel de ruido es demasiado alto
- 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 trabaja en cavitación. Asegúrese de que la altura neta de presión de aspiración cumple las especificaciones del fabricante de la bomba centrífuga vertical en línea. Asegúrese de abrir completamente las válvulas de la línea de aspiración.
- 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 centrífuga vertical en línea.
- Algunas piezas están poco apretadas. Apriete los componentes de la bomba al nivel de par recomendado por los fabricantes de bombas centrífugas verticales en línea.
Sobrecalentamiento de los rodamientos
- La alineación del acoplamiento es deficiente. Inspeccione y alinee correctamente el acoplamiento.
- El aceite lubricante es insuficiente o está contaminado con suciedad. Asegúrese de que el nivel de aceite coincide con las especificaciones del fabricante de la bomba centrífuga vertical en línea. Utilice aceite lubricante limpio.
- 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 centrífugas verticales en línea.
El controlador de la bomba está sobrecargado
- La velocidad de la bomba es demasiado alta. Reduzca la velocidad de la bomba.
- Hay fricción mecánica dentro de la bomba. Inspeccione el conjunto de la bomba en busca de cualquier obstrucción o desviación.
- La densidad y la viscosidad del líquido superan el diseño de la bomba. Asegúrese de que la bomba centrífuga vertical en línea se adapta a la aplicación concreta.
- Suministro de tensión incorrecto. Compruebe que la bomba recibe la tensión adecuada según el fabricante de la bomba centrífuga vertical en línea.
Resumen
La bomba centrífuga vertical en línea tiene boquillas de aspiración y descarga situadas en una línea recta de tuberías. Los fabricantes de bombas centrífugas verticales en línea desarrollan específicamente las unidades para su instalación vertical. La orientación vertical de la bomba centrífuga vertical en línea la hace ideal para instalaciones en salas pequeñas y otras aplicaciones con espacio reducido. El diseño en línea de la entrada y las salidas de la bomba facilita un flujo suave del líquido bombeado a través de la bomba. Los fabricantes de bombas centrífugas verticales en línea ofrecen las unidades en diferentes diseños, como aspiración simple, aspiración doble, monobloc, configuración de acoplamiento rígido y diseño de acoplamiento con espaciador. Las bombas centrífugas verticales en línea se utilizan principalmente para trasvasar fluidos de baja viscosidad, como el agua y algunos productos químicos. Son perfectas como bombas circuladoras en aplicaciones que requieren un caudal de agua a alta presión de descarga. Las bombas centrífugas verticales en línea presentan numerosas ventajas, como un diseño que ahorra espacio, una instalación más sencilla, una mayor eficiencia energética y fiabilidad. Sin embargo, las bombas centrífugas verticales en línea requieren un espacio libre vertical para su instalación y son bastante complicadas de mantener.