Bomba de água centrífuga autoescorvante
O que é uma bomba de água centrífuga autoescorvante?
Uma bomba de água centrífuga autoescorvante é projetada para operar sem a necessidade de o operador escorvá-la antes do início do processo de bombeamento. O processo de escorva remove o ar da bomba e da linha de sucção. A bomba tem uma câmara de escorva que armazena água. Essa água recircula dentro da bomba, removendo o ar. Sem remover o ar, a bomba não transferirá água ou moverá uma quantidade de água menor do que deveria. A remoção do ar na bomba facilita que a pressão atmosférica empurre a água do tanque para a bomba, onde o processo de bombeamento é iniciado. Como o nome sugere, essa bomba usa a força centrífuga para mover a água da fonte para o destino desejado. Um componente conhecido como impulsor cria a força centrífuga. Esse tipo de bomba é fácil de instalar e consertar.
Os fabricantes de bombas de água centrífugas autoescorvantes produzem bombas de vários tamanhos, desde as pequenas até as grandes. Essas variedades de tamanho garantem que uma bomba possa sempre se adequar à sua área de aplicação.
Figura: Bomba de água centrífuga autoescorvante
Componentes de uma bomba de água centrífuga autoescorvante
Eixo
O eixo é um componente metálico que transmite energia do motor principal (motor elétrico ou motor de combustão interna) para a bomba. Dois eixos são o eixo do motor e o eixo da bomba. Um acoplamento conecta os dois eixos. O eixo gira somente quando o motor é ligado e há energia da rede elétrica.
Motor principal
O motor principal é a fonte de energia da bomba. Na maioria dos casos, o motor principal é um motor elétrico, mas outras bombas usam um motor de combustão interna. O motor ou motor de combustão interna fornece energia mecânica à bomba. A potência de saída do motor depende da altura total esperada e da taxa de fluxo de água esperada. Assim, para uma altura elevada e uma taxa de fluxo significativa, como 500 m3/h, é usado um motor com classificação mais alta, como 473 hp.
Impulsor
O impulsor é um disco com palhetas curvas montado no eixo da bomba. O impulsor geralmente é girado em alta velocidade para transmitir energia cinética à água. Ele gira na mesma velocidade em que o eixo gira em alta velocidade. Os dois principais tipos de impulsor são os abertos e os fechados.
O impulsor aberto tem suas palhetas presas ao cubo e é montado no eixo da bomba. Esse impulsor não tem uma parede ao redor das palhetas, o que o torna mais fraco do que o impulsor fechado. Por isso, esse impulsor é usado em bombas que lidam com água com sólidos e também em bombas menores. No entanto, esse impulsor tem a vantagem de ser mais simples e rápido de limpar e consertar. Os impulsores fechados têm paredes frontais e traseiras ao redor das palhetas. Esse projeto ajuda a aumentar a resistência do impulsor. Por isso, esse tipo de impulsor é usado em bombas grandes para lidar com água limpa.
Figura: Impulsores abertos e fechados.
Carcaça
A carcaça é um componente semelhante a uma concha que cobre as partes internas da bomba, como o impulsor, os rolamentos, as vedações e o eixo. A carcaça ajuda a vedar a água da bomba contra a atmosfera. Há uma distância entre a superfície interna da carcaça e a superfície mais externa do impulsor. Essa distância depende do tipo de bomba e do fluido a ser bombeado. Os fabricantes de bombas de água centrífugas autoescorvantes projetam a carcaça de modo que a área de fluxo aumente à medida que a água sai. Esse projeto ajuda a diminuir a velocidade do fluxo para que a energia de pressão possa melhorar antes que a água saia da bomba. A energia de alta pressão é a que transfere a água para o local desejado. A carcaça também é um membro estrutural no qual a bomba é conectada à fundação.
Rolamentos
Os rolamentos são montados nas extremidades esquerda e direita do eixo. Eles suportam o eixo e as cargas hidráulicas devido às cargas de água. Eles também melhoram a rotação suave do eixo com o mínimo de atrito, o que consome energia.
Tubo e válvula de sucção
Um tubo de sucção conecta o dispositivo de armazenamento de água à bomba para permitir que a água entre na bomba. Os fabricantes de bombas de água centrífugas autoescorvantes projetam o tubo de sucção com um filtro para filtrar os sólidos contidos na água. A válvula de sucção controla a quantidade de água que entra na bomba a partir do tanque de armazenamento. A válvula de sucção também evita o refluxo de água para a bomba.
Tubo e válvula de descarga
O tubo de descarga conecta a bomba à tubulação que transporta a água até o destino desejado. A válvula de descarga ajuda a controlar a água que sai da bomba para a tubulação.
Figura: Componentes de uma bomba de água centrífuga autoescorvante.
Como funciona uma bomba de água centrífuga autoaspirante?
A bomba começa a funcionar quando o impulsor gira, criando um vácuo no olho do impulsor. Esse vácuo puxa o ar da linha de sucção para dentro da bomba. Simultaneamente, o vácuo cria um anel líquido dentro da carcaça da bomba. Dessa forma, é criada uma vedação estanque ao gás dentro da bomba, impedindo que o ar passe da extremidade de descarga para o lado da sucção. A água retém as bolhas de ar nas pás do rotor e as leva para a porta de descarga. As bolhas de ar são removidas pela descarga e a água retorna ao reservatório por gravidade.
Em seguida, a água sobe novamente pelo tubo de sucção à medida que evacua o ar. O processo continua até que todo o ar seja expelido e seu espaço seja ocupado pela água. Após a descarga de todo o ar, inicia-se o processo normal de bombeamento de água. O processo de bombeamento de água ocorre devido à rotação do rotor, que cria um vácuo na bomba. O vácuo força a água a entrar na bomba pelo centro do impulsor. O impulsor de alta velocidade transmite energia de alta velocidade para a água. A velocidade da água começa a se reduzir à medida que a água se move ao longo da área de fluxo. A taxa reduzida leva ao aumento da pressão que leva a água ao local desejado.
Figura: Funcionamento de uma bomba de água centrífuga autoescorvante
Tipos de bombas de água centrífugas autoescorvantes
Bomba de água centrífuga autoescorvante de estágio único
O tipo de bomba de estágio único é o tipo mais comum de bomba de água centrífuga autoescorvante. Essa bomba usa um impulsor. É econômica e fácil de instalar, limpar e consertar. No entanto, ela é melhor para vazões e alturas manométricas baixas e médias.
Bomba de água centrífuga autoescorvante de múltiplos estágios
Uma bomba de água centrífuga com escorvamento automático de vários estágios usa mais de um impulsor. Os impulsores da bomba são dispostos da esquerda para a direita em série. Cada impulsor forma um estágio, de modo que os estágios são iguais ao número de impulsores. Em cada estágio, a energia de pressão aumenta; portanto, quanto mais impulsores, maior a pressão de saída. Esse tipo de bomba é recomendado para o transporte de água para altas alturas manométricas e grandes vazões. A bomba é bastante cara em relação à bomba de estágio único. A bomba de múltiplos estágios também é pesada e difícil de limpar e consertar devido aos muitos impulsores. No entanto, ela é inevitável para taxas de fluxo de água significativas e alturas manométricas elevadas.
Bomba de água centrífuga com escorvamento automático monobloco
Uma bomba de água centrífuga autoescorvante monobloco é única porque tem um eixo que vai do motor até a bomba. Essa bomba não tem um acoplamento para conectar o motor e o eixo da bomba, comum em outras bombas. O motor e a bomba são conectados como um bloco, daí o nome bomba "Monobloco". Esse projeto ajuda a reduzir as perdas de energia comuns em bombas que usam acoplamento.
Figura: Bomba de água centrífuga autoaspirante monobloco.
Bomba de água centrífuga autoescorvante com acionamento magnético
Como o nome sugere, o tipo de bomba magnética usa tecnologia magnética para conectar a bomba e o motor. Essa bomba tem dois conjuntos magnéticos: o ímã externo e o ímã interno. O ímã externo é conectado ao eixo do motor de modo que, à medida que o motor gira, ele também gira. Devido ao padrão do campo magnético, a rotação do ímã externo força o ímã interno a girar. O ímã interno é conectado ao eixo da bomba. Dessa forma, a rotação do ímã interno faz com que o eixo da bomba gire. Esse tipo de bomba não usa vedações comuns em outras bombas. Dessa forma, não há o vazamento de água das bombas padrão quando as vedações se desgastam. A bomba é cara, mas seu custo operacional é muito acessível, pois os ímãs podem servir por cerca de sete anos sem serem substituídos.
Figura: Bomba de água centrífuga autoescorvante com acionamento magnético.
Aplicações de bombas de água centrífugas autoescorvantes
- Essas bombas são usadas em aplicações de combate a incêndios.
- Eles são usados no abastecimento de água comercial e doméstico.
- As bombas de água centrífugas autoaspirantes são usadas em drenagem e irrigação.
- Eles são usados na proteção contra enchentes.
- Essas bombas são usadas para fornecer água em áreas de construção.
- As bombas de água centrífugas autoescorvantes são usadas em aplicações de mineração para drenar a água.
- Eles são usados no tratamento de águas residuais.
Vantagens das bombas de água centrífugas autoescorvantes
- Essas bombas não precisam ser escorvadas.
- Eles são fáceis de instalar, limpar e consertar.
- Eles são de vários tamanhos, adequados a diferentes taxas de fluxo de fluido e cabeçotes.
- Eles podem ser econômicos e duráveis.
- Eles têm altas taxas de fluxo de fluido.
- As bombas de água centrífugas autoescorvantes têm baixo nível de ruído e vibração.
Desvantagens das bombas de água centrífugas autoescorvantes
- As bombas de água centrífugas autoaspirantes têm baixa eficiência em relação às bombas padrão. Isso ocorre porque elas têm uma folga maior e uma voluta grande, o que resulta em baixa pressão.
- Há ocasiões em que a bomba precisa ser escorvada manualmente. Por exemplo, quando a bomba é nova e depois que ela ficou um tempo sem bombear água.
Solução de problemas de bombas centrífugas autoescorvantes
Não há fluxo de água na bomba
- Não há energia no motor. Verifique se os cabos de alimentação do motor estão bem conectados para transmitir energia.
- Rotação do motor invertida. Altere a direção do motor para coincidir com a seta de rotação na carcaça da bomba.
- A válvula de sucção está fechada. Abra a válvula de sucção.
- A válvula de descarga está fechada. Abra a válvula de descarga.
- Baixa velocidade da bomba. Verifique se a frequência e a tensão do motor estão de acordo com as recomendações do fabricante da bomba centrífuga autoescorvante e, se não estiverem, entre em contato com um eletricista ou com a empresa de energia para fazer as correções.
- Elevação de sucção alta. Reduza a elevação de sucção ou abaixe a bomba em direção à fonte de água.
Diminuição da vazão de água
- Vazamento na linha de sucção. Conserte a linha de sucção.
- Bloqueio na bomba. Desmonte a bomba de acordo com as instruções do fabricante da bomba de água centrífuga autoescorvante e limpe qualquer material estranho na bomba.
- A válvula de descarga está parcialmente aberta. Abra totalmente a válvula de descarga.
- Filtro entupido. Limpe o filtro.
- Válvula de sucção ou linha de sucção entupida. Limpe a válvula de sucção e a tubulação de sucção conforme necessário.
Superaquecimento dos rolamentos
- Falta de lubrificação. Lubrifique os rolamentos adequadamente.
- Desalinhamento do eixo/acoplamento. Alinhe o eixo/acoplamento perfeitamente.
- As tampas dos rolamentos estão muito apertadas. Solte-as.
Vibração ou ruído muito altos
- Rotor entupido. Abra a bomba e remova os materiais de bloqueio.
- Os rolamentos estão desgastados. Substitua os rolamentos.
- Impulsor com defeito ou desgastado. Substitua o rotor.
- A bomba opera fora de sua faixa de operação. Certifique-se de que a bomba funcione somente na faixa recomendada pelo fabricante da bomba de água centrífuga autoescorvante.
Resumo
A bomba de água centrífuga autoescorvante opera sem ser escorvada. A escorva é o enchimento de água na bomba para expulsar o ar na linha de sucção. Sem remover o ar, a bomba não transferirá água. O processo de escorva começa quando a bomba é ligada e o rotor gira, criando um vácuo na bomba. Esse vácuo atrai a mistura de ar e água para dentro da bomba. Devido à baixa densidade, o ar sobe até a porta de descarga, onde é expelido, enquanto a água volta para o reservatório. O processo se repete até que todo o ar seja removido e a bomba inicie o processo normal de bombeamento. No entanto, a bomba centrífuga autoescorvante precisa ser escorvada quando estiver operando pela primeira vez após ser comprada. Ela também precisa ser escorvada se tiver ficado sem bombear água por um longo período.
Os fabricantes de bombas de água centrífugas autoescorvantes produzem vários tipos de bombas, como as de estágio único, de estágio múltiplo, monobloco e de acionamento magnético, entre outras. As aplicações dessa bomba incluem combate a incêndios, agricultura, abastecimento de água doméstico e comercial e construção, entre outras. As vantagens dessa bomba incluem escorvamento automático, fácil instalação, versatilidade, facilidade de limpeza e reparo, design simples e compacto e alta taxa de fluxo.