Bomba vertical de cámara partida
¿Qué es una bomba vertical de cámara partida?
Una bomba de carcasa partida vertical es una forma única de bomba centrífuga con una carcasa partida verticalmente con placas de cubierta desmontables en los extremos. El diseño de la carcasa dividida permite desmontar fácilmente el grupo del rotor sin alterar la alineación de la bomba ni las tuberías de aspiración y descarga, lo que ahorra tiempo durante el servicio o el mantenimiento de los componentes internos de la bomba. Los fabricantes de bombas verticales de cámara partida diseñan principalmente el dispositivo para su instalación vertical con el fin de ahorrar espacio en el suelo. Las bombas verticales de cámara partida son ideales para transportar agua bruta, pura o de servicio en la industria de procesos, tierras de cultivo de regadío, plantas de tratamiento de agua, centrales eléctricas y la industria azucarera. Proporcionan un excelente rendimiento con una altura de presión máxima de hasta 200 metros, una capacidad de bombeo de 5.000 metros cúbicos por hora y una temperatura máxima de trabajo de 70 grados Celsius. Las bombas verticales de cámara partida están disponibles en varias configuraciones y materiales de construcción, como hierro fundido, acero fundido, hierro dúctil, etc.
Figura: Bomba vertical de cámara partida
Componentes de una bomba vertical de cámara partida
Motor eléctrico
El motor eléctrico es la fuente de energía de la bomba. Generalmente, un motor eléctrico es de dos tipos principales: motores de corriente alterna (CA) y motores de corriente continua (CC). La bomba vertical de cámara partida utiliza principalmente un motor de corriente alterna, ya sea un motor de inducción monofásico o trifásico.
Carcasa
La bomba de división vertical tiene una división vertical con doble voluta para ayudar a reducir las cargas radiales de los cojinetes. La finalidad de la carcasa de la bomba es alojar el conjunto del rotor (es decir, el eje, el impulsor, los casquillos del eje y la caja de cojinetes) y llevar los puertos de succión y descarga. Además, la carcasa de la bomba contiene la presión del agua e impide que el líquido se filtre a medida que fluye a través de la bomba.
Figura: Carcasa de bomba partida verticalmente.
Acoplamiento
Los fabricantes de bombas verticales de cámara partida instalan un acoplamiento largo entre el motor y el cabezal de la bomba. El acoplamiento conecta el eje conductor del motor con el eje giratorio de la bomba, garantizando la transferencia del par mecánico a la palanca de la bomba con pérdidas mínimas. El diseño del acoplamiento largo facilita el mantenimiento de la bomba gracias al rápido acceso al cabezal de la bomba sin desmontar el motor. También proporciona un amplio espacio entre la bomba y el motor, lo que ayuda a proteger el motor de la entrada de fluido en caso de fallo de la junta.
Eje
El eje es un componente mecánico rotativo apoyado sobre cojinetes y generalmente acoplado al motor principal. Su función principal es transportar el impulsor. Los fabricantes de bombas verticales de cámara partida fabrican el eje con materiales de alta calidad, como acero inoxidable y acero aleado, para que resista la corrosión y las vibraciones durante el funcionamiento de la bomba.
Rodete
El impulsor es el principal componente rotativo de una bomba vertical de cámara partida. Está formado por una serie de álabes curvados hacia atrás. Imparte energía cinética y presión de fluido al agua para que fluya por la bomba y la red de tuberías. Un impulsor puede ser de tipo abierto, que no tiene cubiertas, o de tipo cerrado, que tiene cubiertas a ambos lados para reforzar el impulsor. La bomba vertical de cámara partida emplea el impulsor de tipo cerrado con configuraciones de aspiración simple o doble.
Figura: Rodetes de bomba; a) diseño de aspiración simple y b) diseño de aspiración doble.
Rodamientos
Los cojinetes soportan el eje de la bomba o el conjunto del rotor y los alinean correctamente con los extremos fijos bajo fuerzas radiales y axiales. Además, los cojinetes también contienen el movimiento relativo del rotor y minimizan la fricción entre el eje giratorio y el estator.
¿Cómo funciona una bomba vertical de cámara partida?
Una bomba vertical de cámara partida convierte la energía mecánica de un impulsor en energía cinética del agua y, a continuación, en energía de presión para moverla a través de los sistemas de bombeo. Cuando el motor eléctrico arranca, el par mecánico de salida se transfiere al impulsor a través del eje de la bomba y el acoplamiento. Al girar el impulsor, se crea un vacío en el interior de la bomba, permitiendo que el fluido bombeado fluya hacia la carcasa de la bomba y hacia el ojo del impulsor debido a la presión atmosférica externa. Mientras el impulsor gira, más líquido entra 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. A continuación, el flujo arremolinado a la salida del impulsor entra en el difusor, donde la elevada velocidad del flujo disminuye debido a la ampliación gradual del recorrido del flujo, lo que provoca la conversión de energía cinética en presión estática. Por último, el agua sale de la bomba vertical de cámara partida a una presión elevada y fluye hasta el lugar deseado a través del puerto de descarga y las conexiones de la tubería de impulsión.
Figura: Funcionamiento de una bomba vertical de cámara partida.
Tipos de bombas verticales de cámara partida
Bomba vertical de cámara partida de aspiración simple
Una bomba vertical de cámara partida de aspiración simple consta de un impulsor de aspiración simple que aspira agua a través de una sola entrada. Esencialmente, todo el volumen de agua que fluye por la entrada de la bomba entra en los álabes del impulsor sólo por un lado. El efecto centrífugo genera presión en el fluido a medida que los álabes desplazan el líquido a través de la bomba. Tiene un diseño robusto y puede costar la mitad que una bomba de doble aspiración comparable.
Figura: Bomba de cámara partida vertical de aspiración simple.
Bomba vertical de doble aspiración y cámara partida
Una bomba vertical de doble aspiración y cámara partida dispone de un impulsor de doble aspiración con dos ojos de impulsor para admitir agua por ambos lados de los álabes. El impulsor de doble aspiración divide el caudal dentro de la bomba, enviando la mitad del caudal a través de los ojos o las entradas del impulsor. Presenta varias ventajas, como un menor empuje axial y una excelente altura neta positiva de aspiración (NPSH). La bomba vertical de doble aspiración y cámara partida puede gestionar caudales más elevados y tiene una vida útil más larga que su homóloga de aspiración simple.
Figura: Bomba de cámara partida vertical de doble aspiración
Aplicaciones de las bombas verticales de cámara partida
Las bombas verticales de cámara partida se utilizan ampliamente para bombear agua en diversas aplicaciones, como agricultura, minería, equipos de extinción de incendios, plantas municipales de aguas residuales, centrales eléctricas, deshidratación, marina y acondicionamiento de refrigeración/calefacción. Se utilizan para lo siguiente
- Las bombas verticales de cámara partida se utilizan para mover agua a caudales elevados y presiones bajas o medias en sistemas de abastecimiento de agua residenciales e industriales.
- Se utilizan como bombas de refuerzo en estaciones de refuerzo.
- Se utilizan para apoyar los equipos de protección contra incendios.
- También se utilizan en sistemas de aire acondicionado para suministrar agua de calefacción o refrigeración.
- Se utilizan para suministrar agua a los aspersores de los campos de regadío y agrícolas.
- Se utilizan en aplicaciones de construcción para abastecer de agua a los edificios.
Ventajas de una bomba vertical de cámara partida
- Una bomba vertical de cámara partida es fácil de mantener gracias al largo acoplamiento entre el motor eléctrico y el cabezal de la bomba. Se puede acceder al cabezal de la bomba sin desmontar el motor.
- Son muy fiables y eficientes desde el punto de vista energético.
- También ahorran tiempo de reparación/servicio. El diseño de carcasa dividida permite desmontar rápidamente el conjunto del rotor sin interferir en la alineación de la bomba.
- El diseño de carcasa dividida también ayuda a aumentar el rendimiento de aspiración y a equilibrar las fuerzas axiales hidráulicas. El empuje axial equilibrado aumenta la vida útil de los rodamientos.
- Las bombas de cámara partida verticales ocupan poco espacio debido a su orientación vertical.
- Una bomba vertical de cámara partida es más robusta y apta para un uso continuo porque el conjunto de cojinetes adicional en la cabeza de la bomba alivia un nivel significativo de tensión del motor durante el funcionamiento.
- Las bombas verticales de cámara partida tienen motores y ejes de bomba independientes, lo que significa que sólo será necesario sustituir uno si se daña.
- Las bombas verticales de cámara partida con impulsores de doble aspiración pueden gestionar caudales más elevados.
- Emplean un acoplamiento largo, que proporciona un espacio adecuado entre el motor y el cabezal de la bomba, evitando que el fluido bombeado penetre en el motor cuando fallan los cierres mecánicos.
Desventajas de una bomba vertical de cámara partida
- Las bombas verticales de cámara partida no pueden bombear líquidos con sólidos en suspensión ni fluidos muy viscosos.
- Al ser verticales, el peso de la bomba cae por debajo de la voluta, lo que provoca una concentración de tensiones.
- Las bombas verticales de cámara partida tienen una opción de accionamiento limitada, ya que sólo pueden acoplarse a un motor eléctrico.
- Requieren una amplia altura libre para las instalaciones y el mantenimiento.
Resolución de problemas de una bomba vertical de cámara partida
El motor no funciona
- Hay un disyuntor activado o un fusible fundido. Inspeccione y restablezca el disyuntor si es necesario. Inspeccione la bomba en busca de un fusible fundido y sustitúyalo.
- Hay un circuito abierto en la sobrecarga térmica. Deje que se enfríe la bomba de carcasa partida vertical, cierre cualquier circuito abierto y vuelva a arrancarla.
- El motor está defectuoso. Inspeccione y sustituya el motor si es necesario.
- El motor está mal instalado. Asegúrese de que la bomba está instalada según las normas de los fabricantes de bombas verticales de cámara partida.
La descarga de la bomba es baja
- El impulsor o la válvula de retención están obstruidos. Inspeccione y elimine cualquier obstrucción en la válvula o el impulsor.
- La bomba funciona en sentido inverso. Asegúrese de que el motor gira en el sentido indicado por el fabricante de la bomba de cámara partida vertical mediante la flecha de la carcasa de la bomba. Asegúrese de invertir las polaridades del motor.
- 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 cámara partida.
- Hay aire en la bomba o en la red de tuberías de aspiración. Asegúrese de llenar la bomba o la red de tuberías con agua para expulsar el aire.
El controlador de la bomba está sobrecargado
- La velocidad de la bomba es demasiado alta. Asegúrese de que la bomba funciona dentro del intervalo de velocidad especificado por el fabricante de la bomba vertical de cámara partida.
- Algunas piezas de la bomba están experimentando una fricción mecánica extrema. Inspeccione el conjunto de la bomba en busca de cualquier desviación u obstrucción y corríjala.
- Motor de la bomba defectuoso. Inspeccione el motor en busca de defectos y repárelo o sustitúyalo si es necesario.
El nivel de ruido es demasiado alto
- Hay materiales extraños en la bomba de cámara partida vertical. Desmonte la bomba y límpiela.
- El impulsor está dañado o desgastado. Inspeccione y sustituya el impulsor.
- Bomba trabajando en cavitación. Compruebe que las válvulas de la línea de aspiración están completamente abiertas.
- La placa de montaje y los cimientos carecen de suficiente rigidez. Refuerce los cimientos y monte firmemente la bomba vertical de cámara partida.
- La bomba está trabajando fuera del rango de trabajo. Asegúrese de que el rango de trabajo es el correcto según la guía del fabricante de la bomba de cámara partida vertical.
La bomba experimenta vibraciones excesivas
- El impulsor de la bomba está parcialmente obstruido. Inspeccione y limpie el impulsor.
- El eje de la bomba está oblicuo o desequilibrado. Inspeccione el eje, vuelva a equilibrarlo según sea necesario o sustitúyalo.
- Algunos componentes de la bomba están montados sueltos en el cuerpo de la bomba. Apriete cualquier pieza suelta con el par de apriete recomendado por el fabricante de la bomba vertical de cámara partida.
- Algunos de los componentes de la bomba vertical de cámara partida están desequilibrados. Inspeccione y vuelva a equilibrar las piezas si es necesario.
Resumen
Una bomba vertical de carcasa partida es un modelo particular de bomba centrífuga con carcasa partida verticalmente e impulsor de succión simple o doble. El diseño de carcasa partida, junto con un acoplamiento largo entre el motor y el cabezal de la bomba, permite un desmontaje y mantenimiento más rápidos de los componentes internos de la bomba. Los fabricantes de bombas verticales de carcasa partida suelen diseñar estas unidades para su instalación vertical, lo que ayuda a ahorrar mucho espacio en el suelo. Las bombas verticales de cámara partida son adecuadas principalmente para el transporte de fluidos de baja viscosidad, como agua dulce, agua de mar y agua de servicio. Resultan evidentes en diversas aplicaciones residenciales, comerciales e industriales, como el riego de campos de cultivo, la minería, los equipos de extinción de incendios, las plantas municipales de aguas residuales y las centrales eléctricas. Las ventajas de las bombas verticales de cámara partida son su fácil mantenimiento, su diseño compacto y su alto rendimiento y fiabilidad. Al tener ejes de motor y bomba independientes, sólo es necesario sustituir un eje si se daña. Las bombas verticales de cámara partida están disponibles en diferentes diseños y materiales de construcción para satisfacer las distintas demandas de las aplicaciones.