Bomba de sucção final
O que é uma bomba de sucção final?
Uma bomba de sucção final é uma classe comum de bomba centrífuga em que a sucção é axial e a descarga está a 90 graus da sucção. Geralmente, ela é montada na posição horizontal e acionada por meios mecânicos, como um motor elétrico ou um motor. O eixo do motor de acionamento elétrico pode ser acoplado à cabeça da bomba. A maioria das bombas de sucção final também apresenta um projeto de extração traseira com um acoplamento espaçador para facilitar a manutenção e o reparo da bomba sem interferir no alinhamento do motor. A configuração de extração traseira elimina a necessidade de alinhamento do motor e economiza espaço de instalação. Os fabricantes de bombas de sucção final criam unidades mais extensas com uma carcaça de voluta dupla para minimizar as forças que atuam sobre o impulsor, o motor, o eixo e os rolamentos. As bombas de sucção final estão disponíveis nas versões de estágio único e de múltiplos estágios e com diferentes materiais de construção, como ferro fundido, bronze e aço inoxidável. Em geral, as bombas de sucção final têm engenharia relativamente simples e baixo custo.
Figura: Mostrando a configuração de uma bomba de sucção final
Componentes de uma bomba de sucção final
Motor elétrico
O motor é a fonte de energia mecânica para o funcionamento da bomba. Ele recebe uma fonte de energia elétrica e a converte em torque mecânico para girar o impulsor. O tipo de motor elétrico pode ser um motor de indução CA monofásico ou trifásico.
Carcaça da bomba
A carcaça da bomba abriga o impulsor e as portas de admissão e descarga. Ele também contém a câmara de voluta, que ajuda a converter a energia cinética em cabeça de pressão. Em bombas de sucção final maiores, a carcaça da bomba geralmente é do tipo de voluta dupla para reduzir as forças que atuam no impulsor, no motor, no eixo e nos rolamentos.
Impulsor
O impulsor é um componente rotativo projetado com uma série de palhetas ou lâminas que ajudam a deslocar a água pela bomba. À medida que o impulsor gira, as lâminas transmitem energia cinética e velocidade ao fluido bombeado, permitindo que ele se mova pelos sistemas de bombeamento. As bombas de sucção final usam um tipo de impulsor conhecido como impulsor fechado de sucção única. Ele apresenta paredes de suporte em ambos os lados das lâminas e um único olho do impulsor para permitir que o fluido bombeado entre por apenas um lado.
Eixo
Os fabricantes de bombas de sucção final desenvolvem o eixo da bomba principalmente com material de aço inoxidável, pois ele tem excelente resistência à corrosão. O eixo é um componente sólido rotativo localizado no centro do eixo da bomba e apoiado em rolamentos, um em cada extremidade. Ele transfere o torque mecânico do eixo de acionamento do motor para o impulsor durante o bombeamento.
Rolamentos
A bomba de sucção final emprega rolamentos do tipo esfera localizados em um alojamento de rolamentos. Os rolamentos carregam o eixo e o impulsor, garantindo o alinhamento correto com as extremidades fixas sob as forças axiais e radiais.
Acoplamento
Um acoplamento é um dispositivo que conecta o eixo da bomba e o eixo do motor. Ele tem dois projetos principais, que são o acoplamento fechado e o acoplamento longo. Em um acoplamento fechado, o impulsor é montado diretamente no eixo do motor. O acoplamento longo apresenta um eixo separado do motor e da bomba e é dividido em acoplamento flexível ou rígido. Um acoplamento flexível acomoda pequenos desalinhamentos do eixo. O acoplamento rígido, entretanto, não tolera nenhum desalinhamento do eixo, exigindo, portanto, um alinhamento angular e lateral preciso.
Porta de sucção e porta de descarga
A porta de sucção é o coletor de admissão que se conecta ao bocal de entrada para permitir que o fluido de bombeamento entre na carcaça. O líquido sai da bomba pela porta de descarga, que se conecta ao bocal de distribuição ou às conexões de descarga.
Como funciona uma bomba de sucção final?
Quando o motor dá partida, o eixo da bomba gira o impulsor na RPM do motor. À medida que o impulsor gira, ele desloca o líquido de escorva para dentro da carcaça da bomba, criando um vácuo no olho do impulsor. Devido à pressão atmosférica fora da bomba, mais fluido bombeado é forçado a entrar na bomba pela entrada de sucção e em direção ao olho do rotor para preencher o vazio. Enquanto o impulsor girar, o líquido será continuamente puxado para dentro da carcaça da bomba para ser bombeado. Quando o líquido bombeado entra no impulsor, a força centrífuga que atua nas pás do impulsor o empurra do centro do impulsor para as bordas externas e para a carcaça da voluta em velocidade tangencial extremamente alta. A velocidade do fluido diminui na câmara da voluta devido à expansão gradual do caminho do fluxo, e parte da energia cinética é convertida em energia de pressão estática. Por fim, o líquido entra no tubo de descarga perpendicularmente à linha de sucção e a uma pressão muito alta, permitindo que ele flua até o destino desejado.
Tipos de bombas de sucção final
Bomba de sucção final de estágio único
A bomba de sucção final de estágio único é a variante mais comum da bomba de sucção final. Ela consiste em um impulsor na carcaça da bomba para aumentar a velocidade do fluxo e a pressão que se move pela bomba. Ela apresenta o projeto mais simples da bomba de sucção final com muitos benefícios associados, como portabilidade, baixo custo e facilidade de instalação e manutenção. Ela é usada na maioria dos sistemas de abastecimento de água e em aplicações industriais para aumentar a pressão da água.
Figura: Mostrando a configuração de uma bomba de sucção final de estágio único.
Bomba de sucção final multiestágio
Uma bomba de sucção final de vários estágios compreende vários impulsores montados em série ao longo do mesmo eixo da bomba e alojados em câmaras diferentes para ajudar a pressurizar o líquido bombeado em estágios. O líquido bombeado entra no impulsor do primeiro estágio com a pressão de sucção e é descarregado do último impulsor com pressão elevada. A bomba de sucção final de vários estágios pode gerenciar pressão de fluido e taxas de fluxo mais altas do que sua contraparte de estágio único.
Figura: Mostrando a configuração de uma bomba de sucção final multiestágio.
Bomba de sucção final de acoplamento fechado
Em uma bomba de sucção final de acoplamento fechado, o impulsor é fixado na extremidade do eixo do motor e a carcaça da bomba é aparafusada diretamente na face do motor. Ela também é conhecida como bomba de sucção final monobloco. Os fabricantes de bombas de sucção final empregam principalmente o projeto de acoplamento fechado para bombas de estágio único. Ele é o preferido para muitos sistemas de abastecimento de água industrial e doméstico porque o acoplamento fechado elimina a necessidade de alinhamento da bomba no campo, economizando tempo de instalação e manutenção.
Figura: Mostrando a configuração de uma bomba de sucção final com acoplamento fechado.
Bomba de sucção final com acoplamento longo
Uma bomba de sucção final com acoplamento longo tem eixos separados do motor e da bomba que se unem por meio de um acoplamento longo. O projeto de acoplamento longo permite desmontagem e manutenção mais rápidas sem interferir no alinhamento do motor. Ele também oferece um espaço adequado entre a bomba e o motor para evitar a entrada de fluido no motor em caso de falha na vedação. Diferentemente do projeto de acoplamento fechado, o projeto de acoplamento longo se aplica às versões de estágio único e de múltiplos estágios da bomba de sucção final.
Figura: Mostrando a configuração de uma bomba de sucção final com acoplamento longo.
Aplicações da bomba de sucção final
Os fabricantes de bombas de sucção final desenvolvem os dispositivos para ter um excelente desempenho em sistemas de abastecimento de água residenciais e industriais, aplicações agrícolas/irrigação e sistemas HVAC para aquecimento, ventilação e ar-condicionado. Elas são usadas para as seguintes finalidades.
- As bombas de sucção final fornecem água limpa para usos residenciais, municipais e comerciais.
- Eles são usados para fornecer água de irrigação para aspersores em fazendas agrícolas.
- Eles são usados para manuseio de condensado e instalações de refrigeração e torres de resfriamento.
- Eles circulam água quente, fria ou de resfriamento em sistemas de ar condicionado.
- Eles são usados para manusear líquidos limpos ou sujos com baixa viscosidade e propriedades semelhantes às da água.
- Eles são usados para apoiar equipamentos de combate a incêndios.
- Elas são usadas como bombas de aumento de pressão em sistemas de encanamento de grandes edifícios, como grandes lojas, estádios, prédios de escritórios e shopping centers.
Vantagens da bomba de sucção final
- As bombas de sucção final têm um design compacto que é fácil de instalar e operar.
- Eles têm capacidade de alta vazão.
- Eles têm poucas peças móveis e ocupam pouco espaço.
- A bomba de sucção final fornece uma saída estável e consistente.
- Eles podem suportar a alta pressão e temperatura do sistema.
- Eles são perfeitos para uma ampla variedade de líquidos limpos e sujos com baixa viscosidade e propriedades semelhantes às da água.
- Eles têm alta eficiência hidrodinâmica e eficiência energética.
- Eles oferecem uma ampla gama de taxas de fluxo para atender a diferentes demandas de aplicação.
- Elas têm uma base de montagem sólida que elimina os efeitos da vibração e aumenta a confiabilidade da bomba.
Desvantagens da bomba de sucção final
- As bombas de sucção final não são autoescorvantes e devem sempre ser enchidas manualmente com o volume de líquido necessário para iniciar a operação de bombeamento.
- Eles estão sujeitos a cavitação, que pode corroer o impulsor e a carcaça.
- Eles estão sujeitos a falhas na vedação, o que pode causar danos ao motor.
Solução de problemas de uma bomba de sucção final
O motor superaquece e desliga
- Incompatibilidade entre a tensão do motor e a tensão de alimentação da linha. Verifique a tensão de alimentação do motor em relação à especificação na placa de identificação e ajuste de acordo.
- O impulsor colide com a carcaça da bomba. Desmonte a bomba, alinhe o impulsor ou substitua-o.
- Uso de fios de tamanhos incorretos. Certifique-se de que os fios em uso atendam aos códigos elétricos nacionais e aos padrões para dispositivos de proteção de circuitos.
A bomba apresenta fluxo zero após a inicialização
- A bomba está operando em sentido inverso. Troque as polaridades do motor. Verifique se o sentido de rotação do motor corresponde ao sentido mostrado no manual do fabricante da bomba de sucção final ou ao movimento indicado por uma seta na carcaça da bomba.
- A elevação de sucção está muito alta. Abaixe a bomba ou aumente o nível de líquido no tanque.
- A altura manométrica é insuficiente. Verifique se todas as válvulas estão abertas e se o diâmetro da tubulação atende aos tamanhos definidos pelos fabricantes da bomba de sucção final.
- O impulsor ou a válvula de retenção está entupido. Inspecione o impulsor e as válvulas de retenção e remova qualquer obstrução.
A taxa de fluxo da bomba é instável
- A bomba eleva o líquido com ar. Verifique a profundidade da tubulação de sucção ou da válvula no líquido e aprofunde-a, se necessário.
- A bomba eleva o líquido com ar. Verifique a profundidade da tubulação de sucção ou da válvula no líquido e aprofunde-a, se necessário.
- A válvula inferior está com vazamento. Inspecione a válvula inferior quanto a vazamentos e corrija-os.
- A tensão está muito baixa, o que leva a uma diminuição da velocidade da bomba. Verifique a tensão da fonte de alimentação e ajuste-a conforme necessário.
A bomba vibra excessivamente ou é barulhenta
- O impulsor está muito desgastado. Inspecione e substitua o impulsor por outro do fabricante da bomba de sucção final. Verifique se todas as válvulas estão abertas e se os diâmetros da tubulação estão corretos.
- Há componentes desbalanceados na bomba. Inspecione e reequilibre os componentes da bomba de sucção final conforme necessário.
- Algumas peças estão mal apertadas. Aperte os componentes da bomba com o nível de torque recomendado pelos fabricantes da bomba de sucção final.
- O eixo da bomba está oblíquo ou desequilibrado. Inspecione o poste, reequilibre-o conforme necessário ou substitua-o.
- 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.
Resumo
Uma bomba de sucção final é uma bomba centrífuga com sucção axial e descarga a 90 graus da sucção. Geralmente, é projetada para instalações horizontais e opera usando um motor elétrico ou um motor. O eixo do motor de acionamento elétrico pode ser acoplado à cabeça da bomba por um longo período ou por um curto período. Os fabricantes de bombas de sucção final também desenvolvem os dispositivos com um projeto de extração traseira para facilitar a manutenção e o reparo da bomba sem interferir no alinhamento do motor. As unidades maiores de bombas de sucção final contêm uma carcaça de voluta dupla, que ajuda a reduzir as forças que atuam no rotor. As bombas de sucção final estão disponíveis em diferentes projetos e materiais de construção para atender a várias aplicações. Elas são usadas para fornecer água limpa em edifícios residenciais e comerciais, terras agrícolas ou de irrigação e para aumentar a pressão da água em aplicações industriais. Os benefícios significativos das bombas de sucção final incluem alta capacidade de vazão, eficiência e engenharia compacta que é fácil de instalar, operar e manter.