Bomba centrífuga de caixa dividida horizontal e vertical
O que são bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida?
As bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida são bombas rotodinâmicas exclusivas cujas carcaças são divididas em duas metades. Os bocais de sucção e descarga ficam lado a lado na metade inferior da câmara. As carcaças da bomba podem ser divididas horizontal ou verticalmente em relação ao impulsor, resultando em uma bomba centrífuga de carcaça dividida horizontal ou em uma bomba centrífuga de carcaça dividida vertical. O projeto de carcaça dividida permite a rápida desmontagem, reparo e manutenção dos componentes da bomba. Os fabricantes da bomba centrífuga de carcaça dividida horizontal e vertical criam as bombas com um projeto entre mancais, em que o rotor fica suspenso entre dois mancais, um de cada lado. As bombas horizontais e verticais de carcaça bipartida oferecem ótimos indicadores de desempenho, com capacidade de até 6.000 metros cúbicos por hora e pressão máxima de 200 metros. Elas se aplicam principalmente ao transporte de água e de meios bombeados relativamente finos e se adequam a aplicações que exigem taxas de fluxo de fluido mais altas do que as bombas de sucção final conveccionais podem oferecer.
Figura: Mostrando a configuração de uma bomba centrífuga de caixa dividida horizontal
Figura: Mostrando a configuração de uma bomba centrífuga vertical de carcaça dividida
Componentes de bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida
Motor elétrico
As bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida podem funcionar usando um motor de corrente alternada, seja um motor de indução monofásico ou trifásico. O motor elétrico é a fonte de energia da bomba. Ele funciona convertendo o fornecimento de energia elétrica em saída de torque mecânico, que é transmitido ao cabeçote da bomba.
Carcaça
A carcaça é um componente estacionário que abriga o conjunto do rotor e carrega as portas de sucção e descarga. A carcaça da bomba contém o líquido e direciona o fluxo de fluido para dentro e para fora da bomba por meio das tubulações de sucção e descarga. A carcaça da bomba também serve como um recipiente de contenção de pressão. Nas bombas centrífugas de carcaça dividida horizontal e vertical, a carcaça é dividida em duas câmaras unidas por parafusos. No primeiro caso, a junta é plana, enquanto no segundo é vertical.
Figura: Mostrando uma carcaça de bomba dividida horizontalmente.
Figura: Mostrando uma carcaça de bomba dividida verticalmente.
Acoplamento
Os fabricantes de bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida usam, em sua maioria, um acoplamento longo para a bomba para facilitar a montagem e a manutenção da bomba. O acoplamento longo liga o eixo de acionamento do motor ao eixo rotativo da bomba, facilitando a transferência do torque mecânico para a cabeça da bomba com perdas mínimas.
Eixo
O eixo é um componente mecânico rotativo apoiado em rolamentos. Suas principais funções são transportar o impulsor. Geralmente, ele é acoplado ao motor principal. Os fabricantes de bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida fabricam o eixo usando materiais de alta qualidade, como aço inoxidável e materiais de liga de aço, porque eles superam a corrosão e as vibrações durante a operação da bomba.
Impulsor
O impulsor é o principal componente rotativo que apresenta palhetas curvadas para trás. Sua função é aumentar a energia cinética e a pressão do fluido que se move pela bomba. Nas bombas centrífugas de carcaça dividida horizontal e vertical, o impulsor é montado em um eixo que fica suspenso entre dois rolamentos, que oferecem suporte em ambos os lados. Essas unidades usam um impulsor do tipo fechado porque ele é rígido e tem alta eficiência hidrodinâmica. Um impulsor fechado pode ser um impulsor de sucção simples ou dupla.
Figura: Mostrando impulsores de bombas fechadas; (a) projeto de sucção simples e (b) projeto de sucção dupla.
Rolamentos
Os rolamentos suportam o eixo da bomba ou o conjunto do rotor e os alinham corretamente com as extremidades fixas sob a ação de forças radiais e axiais. Eles também ajudam a conter o movimento relativo do rotor e a minimizar o atrito entre o eixo rotativo e o estator.
Como funcionam as bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida?
Quando o motor elétrico entra em funcionamento, o movimento de rotação é transferido do eixo do motor para o impulsor por meio do acoplamento e do eixo da bomba. À medida que o impulsor gira, um vácuo é criado dentro da bomba, permitindo que o fluido bombeado flua para dentro da carcaça da bomba e em direção ao olho do impulsor devido à pressão atmosférica externa. Quando o líquido atinge o impulsor, a força centrífuga que atua nas pás do impulsor o move radialmente e axialmente para fora em alta velocidade tangencial até passar por todos os componentes do impulsor. O fluxo giratório na saída do impulsor entra então no difusor, onde a velocidade extrema do fluxo de fluido diminui devido à expansão gradual do caminho do fluxo, e a energia de alta velocidade se converte em uma cabeça de alta pressão. O líquido bombeado é então descarregado da bomba pela saída da bomba a uma pressão elevada, o que permite que o fluido seja transportado para o local designado por meio das conexões da tubulação de distribuição.
Figura: Funcionamento de uma bomba centrífuga de caixa dividida horizontal e vertical
Tipos de bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida
Bomba centrífuga horizontal e vertical de sucção simples com caixa dividida
As bombas centrífugas de sucção única horizontais e verticais de caixa dividida contêm um impulsor de entrada única. O líquido bombeado flui para a entrada da bomba, e todo o volume entra nas pás do impulsor de entrada única por um lado. O efeito centrífugo gera pressão no fluido à medida que as pás deslocam o líquido pela bomba. Essas bombas são conhecidas por seu projeto menos complexo e baixo custo.
Figura: Mostrando uma bomba centrífuga horizontal de sucção única com caixa dividida.
Figura: Mostrando uma bomba centrífuga vertical de sucção única com caixa dividida.
Bomba centrífuga de dupla sucção horizontal e vertical de carcaça dividida
As bombas centrífugas de sucção dupla horizontais e verticais de caixa dividida apresentam um impulsor de entrada dupla que admite água de ambos os lados das pás. O impulsor de entrada dupla é composto por dois impulsores back-to-back que ajudam a dividir o fluxo dentro da bomba, enviando 50% do fluxo através de cada olho. As bombas centrífugas horizontais e verticais de sucção dupla têm menor empuxo axial e proporcionam melhor altura de sucção positiva líquida (NPSH) do que as bombas de sucção simples.
Aplicações de bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida
As bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida se adequam a várias aplicações industriais, incluindo agricultura, química, petroquímica e plantas de águas residuais. Os usos típicos incluem o seguinte:
- As bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida são usadas em sistemas de abastecimento de água para movimentar água com alta vazão e pressão baixa a média.
- Eles são usados para transportar líquidos de baixa viscosidade, como água limpa e águas residuais não saturadas de processos industriais em alturas médias
- Elas são usadas como bombas de incêndio.
- Elas são usadas como bombas de reforço em estações de reforço.
- Eles são usados para fornecer água de maquiagem e água de resfriamento para a planta.
- Eles são usados para lidar com o condensado.
Vantagens das bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida
- As bombas centrífugas horizontais e verticais de caixa dividida têm alta confiabilidade e eficiência energética.
- O projeto da carcaça dividida aumenta o desempenho da sucção e equilibra as forças axiais hidráulicas. Em última análise, isso aumenta a vida útil do rolamento e melhora a confiabilidade da bomba.
- Elas podem gerenciar taxas de fluxo muito mais altas do que as bombas convencionais de sucção final.
- Elas são mais robustas e adequadas para uso contínuo porque o conjunto de rolamentos adicionais no cabeçote da bomba evita um nível significativo de tensão no motor durante a operação.
- A bomba centrífuga de carcaça dividida horizontal e vertical economiza tempo de reparo/manutenção. O projeto da carcaça dividida permite a fácil desmontagem do conjunto do rotor sem perturbar o alinhamento da bomba, economizando tempo durante o reparo ou a manutenção.
- O acoplamento longo mantém uma distância suficiente entre o motor e o cabeçote da bomba, evitando que o fluido bombeado entre no motor principal em caso de falha do selo mecânico.
- As bombas centrífugas horizontais e verticais de caixa dividida são fáceis de manter porque o acoplamento longo permite o acesso ao cabeçote da bomba sem remover o motor.
- Essas bombas têm motores e eixos de bomba separados; portanto, apenas um deles precisará ser substituído se estiver danificado.
Desvantagens das bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida
- As bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida não são adequadas para movimentar líquidos de alta viscosidade e líquidos que contenham grandes sólidos em suspensão.
- Eles são propensos à corrosão devido a vazamentos nos selos mecânicos.
- Eles podem falhar sob carga intensa.
Solução de problemas de bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida
O motor não dá partida
- O motor está com defeito. Inspecione e substitua o motor principal, se necessário.
- Há um circuito aberto na sobrecarga térmica. Deixe a bomba centrífuga vertical de caixa dividida esfriar, feche qualquer circuito aberto e reinicie a unidade.
- Há um disjuntor disparado ou um fusível queimado. Inspecione e reinicie o disjuntor, se necessário. Inspecione a bomba para verificar se há um fusível queimado e substitua-o.
- O motor está mal instalado. Verifique se a bomba está instalada de acordo com os padrões dos fabricantes de bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida.
O acionador da bomba está sobrecarregado
- A velocidade da bomba está muito alta. Verifique se a bomba opera dentro da faixa de velocidade especificada pelos fabricantes das bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida.
- Algumas peças da bomba estão sofrendo atrito mecânico extremo. Inspecione o conjunto da bomba para verificar se há alguma deflexão ou obstrução e corrija-a.
- Motor da bomba com defeito. Inspecione o motor principal quanto a defeitos e repare-o ou substitua-o, se necessário.
A bomba fornece descarga insuficiente após a partida
- O impulsor ou a válvula de retenção está entupido. Inspecione e remova qualquer bloqueio na válvula ou no impulsor.
- Há ar na bomba ou na tubulação de sucção. Certifique-se de encher a bomba ou a rede de tubulação com água para expulsar o ar.
- O cabeçote monomérico é insuficiente devido às altas perdas por atrito que excedem o projeto da bomba. Aumente a potência da bomba. Certifique-se de que os tubos usados na rede de tubulação tenham o diâmetro recomendado pelos fabricantes das bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida.
- A operação da bomba está invertida. Certifique-se de que o motor esteja girando na direção da seta indicada na carcaça da bomba.
A bomba está sofrendo vibração excessiva
- Alguns dos componentes das bombas centrífugas de caixa dividida horizontais e verticais estão desequilibrados. Inspecione e reequilibre as peças conforme necessário.
- O impulsor da bomba está parcialmente entupido. Inspecione e limpe o impulsor.
- Alguns componentes da bomba são montados de forma solta no corpo da bomba. Aperte todas as peças soltas com o nível de torque recomendado pelos fabricantes da bomba centrífuga horizontal e vertical de carcaça dividida.
- O eixo da bomba está oblíquo ou desequilibrado. Inspecione o poste, reequilibre-o conforme necessário ou substitua-o.
- O impulsor está danificado. Inspecione e substitua o impulsor.
- Os rolamentos estão desgastados. Substitua os rolamentos.
O nível de ruído é muito alto
- O impulsor está danificado ou desgastado. Inspecione e substitua o impulsor.
- Alguns materiais estranhos estão presentes nas bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida. Desmonte a bomba e limpe-a.
- A bomba está trabalhando fora da faixa de serviço. Verifique se a faixa de trabalho está correta de acordo com o manual fornecido pelos fabricantes da bomba centrífuga horizontal e vertical de carcaça dividida.
- A placa de montagem e a base não têm rigidez suficiente. Reforce a fundação e monte as bombas centrífugas horizontais e verticais de caixa dividida com firmeza.
- Bomba trabalhando em cavitação. Verifique se as válvulas da linha de sucção estão totalmente abertas.
Resumo
As bombas centrífugas de carcaça dividida horizontal e vertical são tipos exclusivos de bombas rotodinâmicas que contêm uma carcaça de bomba dividida em duas metades e bocais de sucção e descarga em ambos os lados da metade inferior da câmara. As carcaças da bomba podem ser divididas horizontal ou verticalmente em relação ao impulsor, criando uma bomba centrífuga de carcaça dividida horizontal ou uma bomba centrífuga de carcaça dividida vertical. O projeto da carcaça dividida permite a rápida desmontagem e o reparo da bomba. Os fabricantes de bombas centrífugas de carcaça dividida horizontal e vertical equipam as bombas com um projeto entre mancais para fornecer suporte adicional ao rotor. Elas são perfeitas para aplicações que exigem taxas de fluxo de fluido mais altas do que as bombas de sucção final conveccionais podem oferecer. As bombas centrífugas horizontais e verticais de carcaça dividida são usadas principalmente com água e meios bombeados relativamente finos. Elas se adequam a várias aplicações industriais, incluindo irrigação, recirculação de água e estações de tratamento de águas residuais. Elas têm desempenho de sucção superior e forças axiais hidráulicas equilibradas, aumentando a vida útil dos rolamentos e a confiabilidade da bomba.