Bomba vertical de aguas residuales
¿Qué es una bomba vertical de aguas residuales?
Una bomba vertical de aguas residuales consta de un eje orientado verticalmente con un acoplamiento estrecho entre el impulsor y la cabeza de la bomba. Según el principio de funcionamiento, la bomba de aguas residuales vertical es una bomba centrífuga porque utiliza un impulsor giratorio para desplazar el líquido bombeado a través de la bomba. En ocasiones, los fabricantes de bombas de aguas residuales verticales las diseñan con un acoplamiento largo que utiliza un soporte espaciador que actúa como soporte del motor. El diseño de acoplamiento largo permite un mantenimiento más fácil de la bomba, ya que no es necesario desmontar el motor durante la reparación. La bomba de aguas residuales vertical se recomienda para aplicaciones en las que el espacio del suelo es limitado y también para edificios en zonas bajas donde las aguas residuales no pueden fluir por gravedad a la infraestructura de alcantarillado existente. Las bombas de aguas residuales verticales son las preferidas por sus excelentes parámetros de rendimiento, como los altos caudales (hasta 2200 metros cúbicos por hora) y una altura de alta presión de unos 15 metros.
Figura: Configuración de una bomba vertical de aguas residuales
Una bomba de aguas residuales vertical se utiliza para transportar líquido con partículas sólidas y fibras largas camada. Las bombas de aguas residuales verticales se utilizan ampliamente para la descarga de aguas residuales de obras municipales, plantas de tratamiento de aguas residuales y plantas mineras y energéticas. Vienen con una entrada de succión y una salida de descarga ajustables, lo que permite a los clientes ajustar el flujo para satisfacer diversos requisitos de aplicación. Las bombas verticales para aguas residuales no tienen fugas, son muy fiables y no necesitan refrigeración externa. También son antibobinado y antibloqueo.
Componentes de una bomba vertical de aguas residuales
Motor eléctrico
La finalidad del motor eléctrico es proporcionar la energía mecánica necesaria para hacer girar el impulsor de la bomba que desplaza el fluido bombeado a través del sistema de bombeo. El motor eléctrico convierte la energía eléctrica de alimentación en energía mecánica para hacer funcionar la bomba. La alimentación eléctrica del motor puede ser de corriente continua (CC) o de corriente alterna (CA). Por lo tanto, los motores eléctricos se clasifican en motores de CA, que funcionan con corriente alterna, o motores de CC, que funcionan con corriente continua.
Rodamientos
Los cojinetes soportan el eje de la bomba y el conjunto del rotor a gran tamaño, garantizando una alineación perfecta con el cuerpo de la bomba. Los cojinetes soportan la carga totalmente giratoria del eje durante el funcionamiento y reducen la fricción entre el eje giratorio y el estator para un funcionamiento suave.
Cierres mecánicos
El objetivo principal de los cierres mecánicos es evitar que el fluido a presión salga de la bomba. Los cierres mecánicos también evitan que la bomba vertical de aguas residuales aspire el aire en condiciones de vacío.
Cuerpo de la bomba (carcasa)
El cuerpo o carcasa de la bomba es la cubierta exterior que contiene y protege la mayor parte de los componentes internos de la bomba vertical de aguas residuales, incluidos el eje, los cojinetes, el impulsor, el casquillo del eje, etc. La carcasa de la bomba suele estar sellada para retener la presión y evitar la fuga del fluido bombeado bajo presión. La carcasa de la bomba también lleva los puertos de entrada y salida de la bomba. El fluido entra por el puerto de succión a presión de aspiración y sale por el puerto de descarga a presión elevada.
Eje
Es un componente mecánico rotativo que se apoya en el cojinete y lleva el impulsor en una bomba vertical de aguas residuales. Forma parte del conjunto del rotor. Su función principal es transmitir el par mecánico del motor al impulsor, desplazando el fluido en la bomba. El eje de la bomba conecta el conjunto del rotor (eje, cojinete, impulsor, casquillo del eje, etc.) al motor eléctrico mediante un acoplamiento. En una bomba vertical de aguas residuales, el eje puede tener un acoplamiento corto o largo con el impulsor de la bomba, dependiendo de la aplicación de la bomba.
Rodete
El impulsor está formado por álabes curvados hacia atrás. La función principal del impulsor es desplazar el fluido bombeado a través de la bomba cuando gira. El impulsor puede ser de flujo axial o radial. En un impulsor de flujo axial, el líquido fluye axialmente hacia el eje, mientras que en un impulsor de flujo radial el líquido fluye radialmente hacia el eje. Las bombas verticales de aguas residuales emplean impulsores de flujo radial que pueden tener diseños de impulsor abierto o cerrado. Los impulsores abiertos sólo tienen una carcasa con los álabes expuestos en un lado. Se utilizan principalmente en bombas centrífugas monocelulares de aspiración única. Un impulsor cerrado tiene carenados a ambos lados y los álabes del impulsor están situados entre los carenados. Los impulsores cerrados tienen dos configuraciones principales: aspiración simple o doble. Los fabricantes de bombas verticales de aguas residuales prefieren un impulsor de flujo radial con un diseño abierto porque puede manejar eficazmente grandes cantidades de cuerpos en suspensión y fluidos de alta viscosidad.
Figura: Rodetes cerrados: configuraciones de aspiración simple y doble
Puertos de entrada y salida de la bomba
El puerto de entrada de la bomba se conecta a la tubería de aspiración que se sumerge en el sumidero, mientras que la salida se conecta a la manguera de descarga, llevando el líquido bombeado al lugar requerido. El medio de bombeo entra en la bomba a través de la sección de entrada y se descarga a través de la sección de salida.
Figura: Rodetes cerrados: configuraciones de aspiración simple y doble
¿Cómo funciona una bomba vertical de aguas residuales?
Cuando el motor eléctrico de inducción está en marcha, hace girar el impulsor a través del eje y el acoplamiento de la bomba. La rotación del impulsor crea un vacío en el interior de la carcasa de la bomba. En consecuencia, la mayor presión atmosférica fuera de la bomba obliga al líquido a entrar en la carcasa de la bomba vertical de aguas residuales a través de la entrada de la bomba. Cuando el líquido golpea los álabes del impulsor, gira radial y axialmente hacia fuera, 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 líquido y lo lanzan a 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 guía el agua hasta la tubería de impulsión, a través de la cual se desplaza hasta el lugar deseado.
Tipos de bombas verticales de aguas residuales
Bomba vertical sumergible para aguas residuales
Una bomba vertical sumergible para aguas residuales está completamente sumergida en el líquido bombeado durante su funcionamiento. La bomba sumergible vertical para aguas residuales contiene un sello de aceite alrededor del motor que contribuye a la refrigeración.
Figura: Disposición de los componentes internos de una bomba vertical sumergible para aguas residuales.
Bomba vertical de aguas residuales no sumergible
Este tipo de bomba vertical de aguas residuales funciona fuera del fluido bombeado. Solo la entrada de aspiración se coloca dentro del sumidero, mientras que el resto de la bomba permanece fuera.
Figura: Muestra una bomba vertical de aguas residuales no sumergible.
Bomba vertical de aguas residuales en línea
La bomba vertical de aguas residuales en línea se instala a lo largo de la tubería como una válvula. Contiene puertos de succión y descarga que se encuentran en línea recta en el sistema de tuberías.
Figura: Configuración de una bomba vertical de aguas residuales en línea.
Aplicaciones de una bomba vertical de aguas residuales
Las bombas verticales para aguas residuales son ideales para un amplio abanico de industrias, como obras municipales, plantas de tratamiento de aguas residuales, centrales eléctricas, minería y estaciones de bombeo. Los usos típicos incluyen:
- Las bombas de aguas residuales verticales se utilizan para el trasvase de aguas residuales en depuradoras
- Se utilizan para el vertido de aguas residuales en obras municipales, estación de bombeo
- Se utilizan para bombear las aguas residuales a la infraestructura de alcantarillado en regiones bajas donde las aguas residuales no pueden fluir por gravedad.
- También se utilizan para bombear aguas residuales industriales
- Las bombas de aguas residuales verticales también se utilizan en viviendas particulares y edificios comerciales que no están conectados al alcantarillado municipal debido a la naturaleza del terreno.
- Las bombas verticales de aguas residuales también se utilizan en el lavado de minas industriales
- Se utilizan en la industria química para transportar fluidos viscosos.
- Se utilizan para trasvasar cualquier líquido que contenga partículas y fibras en suspensión.
Ventajas de la bomba vertical de aguas residuales
- Las bombas de aguas residuales verticales ocupan poco espacio. El motor se instala encima de la carcasa de la bomba, por lo que ocupa menos espacio en el suelo.
- Las bombas de aguas residuales verticales son más fáciles de instalar y manejar porque tienen una construcción simplificada. El diseño de acoplamiento cerrado elimina la necesidad de alinear el eje o de montar cojinetes adicionales.
- Las bombas verticales de aguas residuales ofrecen una gran fiabilidad y eficacia.
- Las bombas de aguas residuales verticales requieren un mantenimiento rutinario mínimo porque tienen pocas piezas que sufran desgaste.
- Son perfectas para situaciones de temperatura y presión extremas porque los fabricantes de bombas de aguas residuales verticales las diseñan para resistir la dilatación térmica.
- Las bombas de aguas residuales verticales funcionan de forma silenciosa, ya que el eje vertical está equilibrado de forma natural y las fuerzas de gravitación no se oponen al sentido de giro del eje.
Desventajas de una bomba vertical de aguas residuales
- La bomba vertical de aguas residuales requiere un espacio libre vertical para su instalación y mantenimiento.
- Debido a la configuración vertical, el peso de la bomba cae por debajo de la voluta, lo que puede provocar una gran concentración de tensiones.
- Una bomba vertical de aguas residuales con un diseño de acoplamiento cerrado puede ser difícil de mantener, ya que el motor y la cabeza de la bomba deben desconectarse para realizar el mantenimiento de los componentes internos de la bomba. Esto puede convertirse en un reto importante, especialmente en el caso de bombas con motores grandes.
- Las bombas de aguas residuales verticales no disponen de un mecanismo para detener el impulsor y pueden funcionar al revés, especialmente cuando la bomba se detiene sin haber cerrado antes la tubería de descarga.
- La capacidad de la bomba vertical de aguas residuales puede reducirse drásticamente si hay fugas de aire.
Solución de problemas de la bomba vertical de aguas residuales
El motor no funciona o se sobrecalienta
- El motor está mal instalado. Asegúrese de que la bomba está instalada siguiendo las directrices de los fabricantes de bombas de aguas residuales verticales.
- Hay un disyuntor disparado o un fusible fundido. Inspeccione la bomba en busca de un fusible fundido y sustitúyalo. inspeccione y restablezca el disyuntor si es necesario.
- El motor está defectuoso. Inspeccione y sustituya el motor si es necesario.
La bomba emite poca o ninguna descarga tras el arranque.
- El funcionamiento de la bomba vertical es inverso. Asegúrese de que el sentido de giro del motor coincide con el indicado por el fabricante de la bomba vertical de aguas residuales mediante la flecha de la placa de características. Invertir las polaridades del motor
- El impulsor o la válvula de retención están obstruidos. Inspeccione y elimine cualquier obstrucción en la válvula o el impulsor.
- La altura monomérica es insuficiente debido a las elevadas pérdidas por fricción que superan el diseño de la bomba. Aumente la potencia de la bomba. Asegúrese de que las tuberías utilizadas en la red de tuberías cumplen el diámetro recomendado por el fabricante de la bomba vertical de aguas residuales.
- Hay aire en la bomba o en la tubería de aspiración. Asegúrese de que la bomba o las tuberías están llenas de agua para expulsar el aire.
El controlador de la bomba está sobrecargado
- La velocidad de la bomba es demasiado alta. Reduzca la velocidad de la bomba.
- Motor de la bomba defectuoso. Inspeccione el motor en busca de defectos y repárelo o sustitúyalo si es necesario.
- Algunas piezas de la bomba son propensas a la fricción mecánica extrema. Inspeccione el conjunto de la bomba en busca de cualquier obstrucción o desviación y corríjala.
La bomba presenta vibraciones o ruidos excesivos
- Algunos componentes de la bomba están desequilibrados. Inspeccione y reequilibre las piezas si es necesario.
- El impulsor de la bomba está parcialmente obstruido. Inspeccione y limpie el impulsor.
- El impulsor está muy desgastado o defectuoso. Inspeccione y sustituya el impulsor.
- Algunos componentes de la bomba están sueltos dentro del cuerpo de la bomba. Apriete las piezas sueltas con el par de apriete recomendado por el fabricante de la bomba vertical de aguas residuales.
- La bomba trabaja en cavitación. Compruebe que las válvulas de la línea de aspiración están completamente abiertas.
- Hay aire en el líquido. Asegúrese de que el tubo de aspiración esté completamente sumergido para evitar la formación de vórtices en la superficie del líquido.
Resumen
Una bomba de aguas residuales vertical es un tipo de bomba centrífuga que consta de un eje orientado verticalmente con un acoplamiento estrecho entre el impulsor y la cabeza de la bomba. Los fabricantes de bombas de aguas residuales verticales también pueden instalar la bomba con un acoplamiento largo que utiliza un soporte espaciador, que actúa como soporte del motor. El diseño de acoplamiento largo facilita el mantenimiento de la bomba. Las bombas de aguas residuales verticales se utilizan para trasvasar líquidos que contienen partículas sólidas y fibras largas. Una bomba de aguas residuales vertical puede ser sumergible o no sumergible. Las bombas de aguas residuales verticales se utilizan ampliamente para la descarga de aguas residuales de obras municipales, plantas de tratamiento de aguas residuales y plantas mineras y de energía. Las bombas verticales para aguas residuales son las preferidas por sus excelentes parámetros de rendimiento y su capacidad antibobinado y antibloqueo. Las bombas verticales para aguas residuales tienen un alto rendimiento y fiabilidad, ocupan poco espacio y son más fáciles de instalar y utilizar.