Bomba elétrica vertical de múltiplos estágios
O que é uma bomba elétrica vertical de múltiplos estágios?
Uma bomba elétrica vertical de múltiplos estágios é uma categoria específica de bomba de rotor dinâmico composta por dois ou mais impulsores para pressurizar a água em vários estágios. Os impulsores podem ser fixados no mesmo eixo ou em eixos separados, mas, na maioria das bombas elétricas verticais de vários estágios, os impulsores ficam no mesmo eixo da bomba. Os fabricantes de bombas elétricas verticais de vários estágios geralmente criam os dispositivos para serem alimentados eletricamente usando um motor elétrico e para instalações verticais. As bombas verticais elétricas de vários estágios convertem a energia cinética rotacional do impulsor em energia hidrodinâmica. Elas são perfeitas para o fornecimento de água a pressões mais altas, que as bombas individuais do mesmo tamanho não conseguem fornecer. Elas são evidentes em sistemas municipais de abastecimento de água, fazendas agrícolas e edifícios altos. As bombas verticais elétricas de múltiplos estágios costumam ser preferidas devido às suas excelentes características de desempenho, como alta vazão, compatibilidade com soluções abrasivas, potencial de mistura e projeto relativamente simples. Elas também estão disponíveis em diferentes configurações para atender às demandas de várias aplicações.
Figura: Bomba elétrica vertical de múltiplos estágios
Componentes da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios
Motor elétrico
O motor elétrico atua como o principal motor da bomba, fornecendo a energia mecânica para o funcionamento da bomba. A bomba elétrica vertical de múltiplos estágios usa um motor elétrico de indução de corrente alternada (CA), geralmente acoplado ao corpo da bomba.
Carcaça da bomba
A principal finalidade da carcaça da bomba é converter a carga de velocidade do impulsor em carga de pressão estática e guiar o fluxo para as conexões de descarga. Ela também abriga os componentes internos da bomba. A bomba elétrica vertical de múltiplos estágios emprega uma carcaça de bomba do tipo difusora, que apresenta uma série de palhetas ao redor do impulsor para aceitar a descarga de líquido do impulsor. A carcaça da bomba de difusão reduz efetivamente a velocidade do fluido e converte a energia cinética em pressão. Os fabricantes de bombas elétricas verticais de vários estágios geralmente criam a carcaça da bomba usando materiais como aço fundido, ferro fundido e ferro dúctil.
Eixo
O eixo é um sólido de aço inoxidável, localizado centralmente dentro da bomba e montado sobre os rolamentos. Ele suporta principalmente o impulsor e conecta o conjunto do rotor ao eixo de acionamento do motor.
Acoplamento
As bombas elétricas verticais de múltiplos estágios podem ser de acoplamento fechado ou rígido, com base no tipo de acoplamento em uso. A finalidade do acoplamento da bomba é conectar o eixo de acionamento do motor ao eixo da bomba. O acoplamento pode ser um acoplamento flexível, que permite um pequeno desalinhamento do eixo, ou um acoplamento rígido, que não pode acomodar nenhum desalinhamento do eixo.
Impulsor
A função do impulsor é transmitir energia cinética ao líquido bombeado e movê-lo pelo corpo da bomba. Os fabricantes de bombas elétricas verticais de vários estágios equipam as unidades com impulsores do tipo fechado. Esses impulsores geram alta pressão de fluido e proporcionam excelente eficiência hidrodinâmica. O tipo de impulsor fechado pode ser um impulsor de sucção simples ou dupla. Em geral, um impulsor pode ser feito de vários materiais, incluindo aço fundido, ferro fundido dúctil e aço-liga.
Como funciona uma bomba elétrica vertical de múltiplos estágios?
Uma bomba elétrica vertical de múltiplos estágios converte a energia cinética rotacional do impulsor em energia hidrodinâmica. Quando a bomba é ligada, os impulsores giram, criando um vácuo dentro da carcaça. A pressão atmosférica externa empurra a água para dentro da carcaça da bomba pela porta de sucção para preencher o vazio. Quando a água atinge o impulsor do primeiro estágio, a rotação do impulsor gera uma força centrífuga que direciona o fluido ao longo da palheta do impulsor e empurra o líquido para a ponta externa da palheta do impulsor, onde ele entra no difusor a uma velocidade tangencial muito alta. O difusor reduz de forma eficiente a alta velocidade do fluxo, converte a energia cinética do fluido em cabeça de pressão estática e guia o líquido para a entrada ou olho do impulsor do próximo estágio. Esse processo continua até o último estágio do impulsor e da câmara de difusão, onde a água atinge a pressão necessária e sai da bomba pelo bocal de descarga.
Tipos de bomba elétrica vertical de múltiplos estágios
Bomba elétrica vertical multiestágio de acoplamento fechado
Uma bomba elétrica vertical multiestágio de acoplamento fechado consiste em um único eixo que conecta o motor ao cabeçote da bomba. Os rolamentos do motor suportam a carga rotativa total do eixo durante a operação da bomba. Essa bomba é adequada principalmente para aplicações leves e períodos curtos de operação na velocidade máxima do motor. Ela também é conhecida como bomba elétrica vertical monobloco de múltiplos estágios.
Figura: Bomba elétrica vertical multiestágio monobloco.
Bomba elétrica vertical de múltiplos estágios rigidamente acoplada
Uma bomba elétrica vertical de múltiplos estágios rigidamente acoplada apresenta um motor e um eixo de bomba separados, que devem ser alinhados com precisão e fixados com firmeza por meio de um acoplamento. Cada um dos eixos tem uma luva curta cercada por um flange perpendicular. Um acoplamento é colocado em cada eixo, de modo que os dois flanges fiquem alinhados frente a frente. Uma série de parafusos ou porcas mantém os flanges unidos. Essa bomba é robusta e mais fácil de consertar.
Figura: Bomba elétrica vertical de múltiplos estágios.
Bomba elétrica vertical multiestágio de aço inoxidável
A bomba elétrica multiestágio de aço inoxidável apresenta uma construção totalmente em aço inoxidável de todos os componentes que entram em contato com o líquido bombeado. Ela oferece forte resistência à corrosão, o que a torna segura para indústrias alimentícias e para o manuseio de água de piscinas.
Figura: Bomba elétrica vertical multiestágio de aço inoxidável.
Aplicações de bombas verticais elétricas de múltiplos estágios
As bombas elétricas verticais de vários estágios atendem a sistemas de abastecimento de água industriais, civis e municipais e a aplicações agrícolas e comerciais. As bombas elétricas verticais de múltiplos estágios são usadas para o seguinte:
- As bombas elétricas verticais de múltiplos estágios são usadas para transportar água para diferentes usos em residências e indústrias.
- Eles são usados para fornecer e circular a água em sistemas de aquecimento de água quente.
- Elas são usadas para combate a incêndios e como bombas de alimentação de caldeiras.
- Eles são usados para irrigação em fazendas agrícolas.
- Elas servem como bombas de reforço em sistemas de abastecimento de água.
- Elas também se aplicam à movimentação de água em obras municipais e sistemas de abastecimento de água.
- Eles são usados em indústrias de construção para fornecer água.
- Eles são usados em desaguamento.
Vantagens da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios
- As bombas verticais elétricas de múltiplos estágios têm alta eficiência e podem tolerar temperaturas e pressões mais altas.
- Eles têm alta confiabilidade e são eficientes em termos de energia.
- As bombas elétricas verticais de múltiplos estágios são mais fáceis de instalar devido à sua engenharia relativamente simples e à rede de tubulação menos complexa.
- Eles são excelentes para aplicações de alta pressão e temperatura.
- Eles também fornecem uma saída estável e contínua.
- Elas oferecem um projeto que economiza espaço porque o motor e a folga de serviço ficam acima da carcaça da bomba; portanto, é necessário menos espaço no chão para a instalação da bomba.
- Eles têm baixo nível de ruído e vibração porque o eixo vertical é naturalmente balanceado e a força de gravitação não atua contra a direção de rotação do eixo.
- As bombas verticais elétricas de múltiplos estágios têm maior NPSH (Net Positive Suction Heads) do que as bombas de sucção.
Desvantagens da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios
- As bombas elétricas verticais de múltiplos estágios exigem espaço vertical para instalação e manutenção.
- Elas são vulneráveis à corrosão devido ao vazamento da vedação acima da carcaça da bomba.
- As bombas verticais elétricas de múltiplos estágios estão sujeitas a problemas de vedação mecânica.
Os selos mecânicos podem secar ou falhar devido à infiltração e ao acúmulo de gases na câmara do selo.
- As bombas grandes (acima de 25 hp) apresentam desafios de manutenção porque é necessário desconectar o motor e o cabeçote da bomba para fazer a manutenção dos selos mecânicos.
Solução de problemas de uma bomba elétrica vertical de múltiplos estágios
O motor não funciona
- Os cabos da bomba estão quebrados. Inspecione e troque os cabos, se necessário.
- O disjuntor está disparando ou o fusível está queimado. Reinicialize o disjuntor, se necessário. Inspecione a bomba para ver se há um fusível queimado e substitua-o.
- Não há fornecimento de energia para o painel de controle. Verifique se os cabos de alimentação estão conectados de acordo com o guia do fabricante da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios.
Descarga zero após a inicialização
- A operação da bomba em linha está invertida. Verifique se a direção da rotação do motor corresponde à direção da seta do fabricante da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios na carcaça da bomba. Inverta as polaridades do motor.
- A entrada da bomba está bloqueada. Limpe o canal de qualquer obstrução.
- A altura monomérica é insuficiente devido às altas perdas por atrito que excedem o projeto da bomba. Aumente a potência da bomba até o nível recomendado pelos fabricantes de bombas elétricas verticais de múltiplos estágios. Verifique se todas as válvulas estão abertas e se as tubulações têm o diâmetro correto.
- O impulsor ou as válvulas de retenção estão entupidos. Remova qualquer bloqueio do impulsor e das válvulas.
- Há ar na bomba ou na tubulação de sucção. As bombas elétricas verticais de múltiplos estágios não podem ser escorvadas com ar no lado da sucção. Certifique-se de que a bomba ou a tubulação esteja cheia de água para expulsar o ar do sistema da bomba.
O nível de ruído é muito alto
- A bomba está trabalhando em cavitação. Certifique-se de que a cabeça de pressão de sucção líquida atenda às especificações do fabricante da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios. Certifique-se de abrir totalmente as válvulas da linha de sucção.
- Algumas peças estão mal apertadas. Aperte os componentes da bomba com o nível de torque recomendado pelos fabricantes da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios.
- A bomba está trabalhando fora da faixa de serviço. Verifique se a faixa de serviço está correta de acordo com o manual do fabricante da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios.
- Alguns componentes da bomba estão excessivamente desgastados. Inspecione o conjunto do rotor para verificar se há rolamentos ou impulsores desgastados e substitua-os, se necessário.
O nível de ruído é muito alto
- Alguns componentes da bomba estão excessivamente desgastados. Inspecione o conjunto do rotor para verificar se há rolamentos ou impulsores desgastados e substitua-os, se necessário.
- A bomba está trabalhando em cavitação. Certifique-se de que a cabeça de pressão de sucção líquida atenda às especificações do fabricante da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios. Certifique-se de abrir totalmente as válvulas da linha de sucção.
- A bomba está trabalhando fora da faixa de serviço. Verifique se a faixa de serviço está correta de acordo com o manual do fabricante da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios.
A bomba está vibrando excessivamente
- Algumas peças estão soltas. Aperte os componentes da bomba com o nível de torque recomendado pelos fabricantes da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios.
- Há componentes desbalanceados na bomba. Inspecione e reequilibre os componentes da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios conforme necessário.
- O eixo da bomba está oblíquo ou desequilibrado. Inspecione o poste, reequilibre-o conforme necessário ou substitua-o.
- O impulsor está muito desgastado. Inspecione e substitua o impulsor por outro do fabricante da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios, se achar que está adequado.
O acionador da bomba está sobrecarregado
- A densidade e a viscosidade do líquido excedem o projeto da bomba. Certifique-se de que a bomba elétrica vertical de múltiplos estágios seja adequada à aplicação específica.
- Alimentação de tensão incorreta. Verifique se a bomba recebe a tensão adequada de acordo com o fabricante da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios.
- A velocidade da bomba está muito alta. Reduza a velocidade da bomba.
- Há atrito mecânico na bomba. Inspecione o conjunto da bomba para verificar se há alguma obstrução ou deflexão.
Superaquecimento do rolamento
- O alinhamento do acoplamento está ruim. Inspecione e alinhe o acoplamento corretamente.
- Há excesso de graxa no compartimento do rolamento. Drene o excesso de graxa. Mantenha o óleo no nível recomendado pelos fabricantes da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios.
- O óleo lubrificante é insuficiente ou está contaminado com sujeira. Verifique se o nível de óleo está de acordo com as especificações do fabricante da bomba elétrica vertical de múltiplos estágios. Use óleo lubrificante limpo.
Resumo
Uma bomba elétrica vertical de múltiplos estágios é um dispositivo mecânico de alta engenharia que consiste em dois ou mais impulsores alojados em câmaras diferentes para pressurizar a água em vários estágios. Os impulsores podem ser montados no mesmo eixo ou em eixos separados. Entretanto, na maioria das bombas elétricas verticais de múltiplos estágios, os impulsores são montados no mesmo eixo. Os fabricantes de bombas elétricas verticais de vários estágios empregam principalmente um motor de indução elétrica de CA (corrente alternada), geralmente acoplado ao corpo da bomba, para alimentar a bomba. Além disso, eles projetam a bomba especialmente para instalações verticais. As bombas elétricas verticais de múltiplos estágios são perfeitas para o fornecimento de água a pressões mais altas, que as bombas de estágio único do mesmo tamanho não conseguem fornecer. Elas atendem a várias aplicações industriais, civis, agrícolas e comerciais. Elas estão disponíveis em construção de aço inoxidável e com um projeto de acoplamento fechado ou rígido. As bombas elétricas verticais de múltiplos estágios oferecem muitos benefícios excepcionais, incluindo alta eficiência, confiabilidade, versatilidade, excelente altura líquida de sucção positiva e engenharia relativamente simples com conexões diretas de tubulação.