Bomba en línea vertical
¿Qué es una bomba vertical en línea?
Una bomba vertical en línea es un tipo de bomba centrífuga con las boquillas de aspiración y descarga alineadas, y está diseñada específicamente para su instalación vertical. El diseño en línea de las boquillas de succión y descarga sirve para que la bomba proporcione un flujo suave de líquido a través del sistema. Una bomba vertical en línea consta de una bomba centrífuga con diseño en línea, motor eléctrico de inducción de CA, impulsor cerrado en una carcasa de bomba y cierres mecánicos. El diseño vertical de la bomba la hace ideal para salas de bombas pequeñas e instalaciones con poco espacio, ya que su alternativa horizontal requiere unas 3 veces más espacio. Estas bombas son adecuadas sólo para el accionamiento eléctrico y están disponibles para una amplia gama de caudales y alturas de presión.
Figura: Bomba vertical en línea
Las bombas verticales en línea se utilizan ampliamente para el trasvase de fluidos de baja viscosidad, como el 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 las aplicaciones comerciales, las bombas verticales en línea se suspenden junto con la red de tuberías, al igual que las válvulas. Las bombas verticales en línea se consideran mejores que las horizontales porque tienen un alto rendimiento y pueden tolerar temperaturas y presiones más altas.
Principio de funcionamiento de una bomba vertical en línea
Una bomba vertical en línea funciona según el principio del vórtice forzado. Este principio establece que cuando una masa de fluido se hace girar mediante una fuerza externa, su altura de presión aumenta, lo que conduce a la transferencia del fluido de un lugar a otro. El funcionamiento de una bomba vertical en línea sigue los siguientes pasos
- El impulsor del motor gira mediante un motor eléctrico de inducción de CA directamente acoplado.
- La rotación del impulsor crea un vacío en el interior de la carcasa de la bomba. Debido a la presión atmosférica fuera de la bomba, el agua es forzada a entrar en la carcasa de la bomba a través de la boquilla de aspiración
- El agua golpea primero los álabes del impulsor, donde gira radial y axialmente hacia el exterior, debido a la fuerza centrífuga que actúa sobre los álabes, hasta que atraviesa todos los componentes del impulsor.
- Los álabes del impulsor imparten energía cinética al fluido y lo dirigen hacia la cámara difusora a una velocidad muy elevada.
- En la cámara difusora, la velocidad del agua disminuye gradualmente, lo que provoca la conversión de la energía de alta velocidad en una cabeza de alta presión. A continuación, el difusor conduce el agua a la salida de la bomba y a la tubería de impulsión para trasladarla al lugar deseado.
Diseños de bombas verticales en línea
La bomba vertical en línea tiene tres tipos diferentes de diseño: diseño monobloque o de acoplamiento compacto, diseño de acoplamiento rígido y diseño de acoplamiento con espaciador.
Diseño monobloque o acoplado
El diseño monobloque o de acoplamiento compacto de una bomba vertical en línea consiste en un solo eje que conecta el motor a la cabeza de la bomba. Como tal, los cojinetes del motor soportan toda la carga giratoria del eje durante el funcionamiento. Las bombas verticales en línea con diseño de acoplamiento compacto son muy adecuadas para tareas ligeras y periodos cortos de funcionamiento a la velocidad máxima del motor. Sin embargo, para una bomba en línea con diseño de acoplamiento corto, la reparación de los componentes internos puede resultar bastante complicada, ya que no se puede utilizar un motor de eje libre estándar y hay que recurrir al fabricante original.
Figura: diseño acoplado de una bomba vertical en línea
Diseño de acoplamiento rígido
Como su nombre indica, este diseño de bomba vertical en línea tiene un eje separado para el motor y la bomba, que deben alinearse y fijarse firmemente mediante un acoplamiento. Las bombas verticales en línea con un diseño de acoplamiento rígido suelen ser muy resistentes, ya que los ejes son más gruesos. También son más fáciles de reparar porque, en caso de avería, se puede obtener y sustituir fácilmente un motor estándar.
Diseño de acoplamiento con espaciador
El diseño de acoplamiento espaciador de la bomba vertical en línea consiste en conectar la bomba y el eje del motor mediante un acoplamiento flexible. Las bombas verticales de este diseño tienen dos pares de cojinetes, un par dentro del motor, y dos ejes separados. Por lo tanto, las cargas radiales de la bomba se distribuyen uniformemente entre un gran número de componentes. Estas bombas son adecuadas para aplicaciones que exigen periodos de mantenimiento cortos y poco tiempo de inactividad. Entre estas aplicaciones se incluyen la refrigeración de motores, la alimentación de calderas y las bombas contra incendios.
Aplicación de las bombas verticales en línea
Las bombas verticales en línea tienen numerosas aplicaciones en distintos sectores, como el bombeo de agua.
- Riego
- Sistemas de suministro de agua y agua de servicio
- Aire acondicionado
- Sistemas de calefacción por agua caliente
- Sistema de hidrantes
- Sistema de diluvio
- Sistemas de vigilancia
- Transporte acuático
- Sistema de limpieza y recirculación industrial
Ventajas de la bomba vertical en línea
- Las bombas verticales en línea ofrecen un diseño que ahorra espacio. En una bomba en línea vertical, el motor y el espacio de servicio están situados por encima de la carcasa de la bomba, por lo que se necesita menos espacio en el suelo para instalarla.
- Las bombas verticales en línea son más fáciles de instalar porque tienen una red de tuberías simplificada
- Adecuado para alta presión y temperatura
- Una bomba vertical en línea produce menos ruido y vibraciones. La orientación vertical del eje está equilibrada de forma natural y la fuerza de gravitación no actúa en contra del sentido de giro del eje
- Tienen una gran fiabilidad y eficacia
- El diseño de acoplamiento compacto no requiere alineación del eje. En el diseño de acoplamiento compacto, el impulsor de la bomba se acopla directamente al eje del motor. Esto elimina el acoplamiento, el montaje de cojinetes adicionales y la necesidad de alineación del eje.
- Las bombas verticales en línea también tienen una mayor altura neta positiva de aspiración (NPSH) en comparación con las bombas de aspiración
Desventajas de la bomba en línea vertical
- Una bomba vertical en línea es difícil de mantener. El motor y el impulsor de una bomba vertical en línea deben desmontarse de la voluta para realizar el mantenimiento de los cierres mecánicos. Esto se convierte en un gran problema para motores grandes, de más de 25 CV.
- Requiere espacio 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.
- Las bombas verticales en línea 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.
- La bomba es propensa a la corrosión. Las bombas verticales en línea pueden corroerse debido a fugas de la junta por encima de la carcasa de la bomba.
- Una bomba vertical en línea atrapa fácilmente el aire en su voluta en comparación con las bombas de succión convencionales. La presencia de aire atrapado puede interferir en el correcto funcionamiento de la bomba
- Las bombas verticales en línea no son autocebantes. El cebado es el proceso de rellenar la bomba con líquido para expulsar el aire del sistema y dejarlo listo para funcionar. Las bombas verticales en línea no pueden bombear aire ni gases, ya que éstos se aglutinan y pueden dañar el impulsor de la bomba.
Solución de problemas de bombas verticales en línea
Esta sección proporciona una guía sobre cómo diagnosticar y resolver diversos problemas comunes de las bombas verticales en línea.
La bomba vertical en línea no descarga tras el arranque
- La altura de aspiración es demasiado elevada
- Aumentar el nivel de líquido en el depósito de aspiración
- bajar la bomba para reducir la elevación estática
- Limpie la entrada de cualquier obstrucción
- El funcionamiento de la bomba en línea vertical se invierte
- Compruebe que el sentido de giro del motor coincide con el sentido de la flecha de la carcasa de la bomba.
- Invertir las polaridades del motor
- 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 no puede cebarse con aire en el lado de aspiración
- Impulsor, filtro o válvula de retención obstruidos
- Inspeccionar y limpiar cualquier obstrucción en las válvulas
- Cabeza monomérica insuficiente
- Esto se debe a las elevadas pérdidas por fricción que superan el diseño de la bomba.
- Aumentar la potencia de la bomba
- utilizar tuberías de gran diámetro
- Asegúrese de que todas las válvulas están abiertas
El nivel de ruido de su bomba vertical en línea es demasiado alto
- Aire en el líquido
- Sumergir el tubo de aspiración para evitar la formación de vórtices en la superficie del líquido.
- Bomba trabajando en cavitación
- NPSH demasiado bajo
- Asegúrese de que las válvulas de la línea de aspiración están completamente abiertas
- Bajar el nivel de la bomba para aumentar la altura de aspiración
- Bomba trabajando fuera del rango de trabajo
- Asegúrese de que el rango de trabajo es el correcto según el manual del fabricante.
Bomba vertical en línea que experimenta vibraciones excesivas
- Impulsor de la bomba parcialmente obstruido (Inspeccionar y limpiar el impulsor)
- El impulsor está muy desgastado o defectuoso (Inspeccionar; sustituir el impulsor)
- Eje oblicuo o desequilibrado (Compruebe el eje y sustitúyalo o equilíbrelo según sea necesario).
- Mala alineación del acoplamiento (Inspeccionar; alinear)
- Piezas desequilibradas (Inspeccione y vuelva a equilibrar las piezas si es necesario).
Conductor de la bomba de entrada sobrecargado
- La velocidad de la bomba es demasiado alta (Reduzca la velocidad de la bomba)
- Mala alineación del acoplamiento (Inspeccione la alineación del acoplamiento y vuelva a alinear la bomba y el motor).
- Presencia de fricción mecánica en la bomba (inspeccione el conjunto de la bomba para detectar cualquier obstrucción o desviación).
- Las empaquetaduras están demasiado apretadas (compruebe y afloje las tuercas de los prensaestopas si es necesario).
- La densidad y la viscosidad del líquido superan el diseño de la bomba (asegúrese de que la bomba trabaja con el fluido adecuado, aumente el tamaño del motor)
- Motor de la bomba defectuoso (Inspeccione el motor en busca de defectos como mala ventilación, ubicación y repare o sustituya el motor).
Sobrecalentamiento de los rodamientos
- Mala alineación del acoplamiento (Comprobar y realinear)
- Las tapas de los cojinetes están demasiado apretadas (Afloje las tapas de los cojinetes)
- Exceso de grasa (drenar el exceso de grasa)
- Lubricación insuficiente o aceite lubricante contaminado con suciedad (Compruebe el nivel de aceite o grasa, limpie la carcasa del rodamiento y lubrique).
Resumen
En este artículo se analiza con suficiente detalle la bomba vertical en línea, su principio de funcionamiento, su aplicación típica, sus ventajas e inconvenientes y los problemas más comunes que plantea. La bomba vertical en línea se clasifica dentro de las bombas centrífugas y tiene las boquillas de succión y descarga situadas en una línea recta de tuberías.
Una bomba vertical en línea está diseñada específicamente para su instalación vertical. El funcionamiento de una bomba en línea vertical se basa en el principio del vórtice forzado, en el que una fuerza externa que actúa sobre una masa de fluido aumenta la altura de presión del fluido, lo que conduce a la transferencia de fluido de un lugar a otro. La disposición vertical de los componentes de la bomba hace que la bomba en línea vertical sea muy adecuada para instalaciones en salas pequeñas y otras aplicaciones en las que el espacio es reducido.
Las bombas verticales en línea están disponibles en diferentes diseños, como el diseño monobloque o de acoplamiento compacto, el diseño de acoplamiento rígido y el diseño de acoplamiento con espaciador. Las bombas verticales en línea son habituales en el trasvase de fluidos de baja viscosidad. Se aplican ampliamente para el transporte de agua, limpieza, sistemas industriales de recirculación, riego, sistemas de calefacción por agua caliente, sistemas de suministro de agua y agua de servicio, y muchos más. Las principales ventajas de las bombas verticales en línea son su alta fiabilidad y eficacia, su diseño compacto y su facilidad de instalación. Sin embargo, las bombas verticales en línea también tienen la limitación de ser difíciles de mantener, propensas a la corrosión y no autocebantes. El motor y el impulsor de la bomba deben extraerse de la carcasa durante el mantenimiento, lo que crea dificultades de mantenimiento y se convierte en un reto importante durante el mantenimiento de bombas más pesadas. Las bombas verticales en línea también requieren un espacio vertical suficiente para su instalación.
En este artículo también se explica el método de resolución de problemas comunes de las bombas verticales en línea, como los cojinetes, el sobrecalentamiento, el nivel de ruido demasiado alto, la vibración de la bomba o la carga escasa o nula tras el arranque. Una bomba vertical en línea es un medio eficaz y fiable de transportar agua que debería tener en cuenta para su aplicación.