Bomba semi-submersível
O que é uma bomba semi-submersível?
Uma bomba semissubmersível é um tipo de bomba em que o elemento de bombeamento é imerso no recipiente com líquido, enquanto o motor permanece acima da superfície do líquido. Em termos de configuração, uma bomba semissubmersível é uma bomba vertical devido ao alinhamento vertical do eixo de operação. A carcaça cilíndrica da bomba fica parcialmente submersa no líquido e o eixo e o fuso de saída dentro dela são conectados por meio de um acoplamento flexível. Uma bomba semi-submersível geralmente é aparafusada em uma placa de montagem que é fixada na tampa do tanque que contém o meio de bombeamento. A placa de montagem é rigidamente conectada à carcaça da bomba. Entretanto, as bombas semissubmersíveis pequenas podem não ter uma placa de montagem. Os fabricantes de bombas semissubmersíveis as dividem em duas categorias com base no princípio de operação: bombas dinâmicas de rotor (bombas centrífugas) e bombas de deslocamento positivo. As bombas semi-submersíveis dinâmicas de rotor usam uma roda centrífuga ou de vórtice (ou seja, impulsor), enquanto as bombas semi-submersíveis de deslocamento positivo empregam um parafuso excêntrico ou um pistão para mover o fluido pela bomba.
Figura: Mostrando a configuração da bomba semi-submersível
Uma bomba semissubmersível é perfeita para diversos usos, como drenagem de contêineres, bacias e barris cheios. Ela pode bombear fluidos de forma excelente de um grande reservatório ou de um tanque com profundidade fixa. Além disso, a bomba semissubmersível também pode ajudar a transportar produtos abrasivos ou corrosivos com viscosidade baixa a alta. Elas são fáceis de manter e têm baixo custo operacional porque os fabricantes de bombas semissubmersíveis projetam as bombas com uma estrutura compacta e características distintas. Em geral, uma bomba semissubmersível é uma alternativa econômica a outros sistemas de bombeamento.
Componentes de uma bomba semi-submersível
Motor
O motor elétrico é um dispositivo eletromecânico que converte a energia elétrica da fonte principal de eletricidade em energia mecânica. O motor elétrico é o principal motor de uma bomba semissubmersível, o que significa que ele fornece toda a potência mecânica necessária para operar a bomba. O eixo do motor geralmente se acopla ao eixo da bomba para transmitir os toques. Um motor elétrico pode ser um motor CC ou um motor CA, dependendo da corrente de alimentação. Um motor CA funciona com corrente alternada, enquanto um motor CC funciona com corrente contínua.
Acoplamento
O acoplamento é o componente que conecta o motor ao elemento operacional da bomba. A finalidade do acoplamento é transmitir o torque de acionamento do eixo do motor para o eixo de operação. Os acoplamentos podem ser do tipo flexível ou rígido. Um acoplamento flexível permite pequenos desalinhamentos angulares e paralelos, enquanto um acoplamento rígido exige um alinhamento preciso do eixo, e qualquer desalinhamento afetará negativamente o desempenho e a vida útil da bomba. Uma bomba semi-submersível emprega um acoplamento flexível entre o eixo do motor e o eixo operacional da bomba.
Carcaça da bomba
A carcaça abriga o eixo que transmite o movimento rotacional do motor para o elemento operacional (parafuso ou impulsor). Em uma bomba semissubmersível, a carcaça geralmente é vertical e aparafusada na parte inferior da placa de montagem. Durante a operação, a carcaça da bomba contém o líquido que entra pela porta de entrada e sai pela porta de saída e pelo tubo de entrega. Ela também é vedada para evitar vazamentos na bomba e reter a pressão. Os fabricantes de bombas semissubmersíveis as projetam com uma variedade de materiais que oferecem alta resistência, resistência à corrosão e capacidade de fundição. Esses materiais incluem ferro, aço inoxidável, níquel e ligas à base de níquel, além de plásticos.
Rotor
O rotor ou o elemento de bombeamento de uma bomba semissubmersível pode ser um impulsor (bomba centrífuga) ou um parafuso (bomba de deslocamento positivo). A função do rotor é aumentar a energia cinética e a pressão do fluido de bombeamento. O impulsor contém uma série de palhetas curvadas para trás e pode ser um impulsor aberto ou fechado. Os impulsores abertos têm apenas uma cobertura e as palhetas são expostas em um lado e são encontrados principalmente em bombas centrífugas de sucção de estágio único. Um impulsor fechado tem uma cobertura em cada lado das palhetas. Tanto os impulsores abertos quanto os fechados se classificam em uma categoria comum de impulsores conhecida como impulsores radiais, que deslocam o fluido radialmente.
Eixo de operação
O eixo de operação é um componente mecânico rotativo que se apoia em rolamentos e carrega o impulsor. Sua principal finalidade é transmitir o movimento de rotação do motor para o rotor da bomba (impulsor ou parafuso), movendo o fluido através da bomba. Os fabricantes de bombas semissubmersíveis projetam o eixo usando metais sólidos, como aço inoxidável e aço carbono.
Tubo de descarga
O tubo de descarga é conectado à porta de saída da bomba por meio de flanges ou uniões de tubos. Sua função é direcionar a descarga da bomba sob pressão para o local necessário.
Portas de entrada e saída
A porta de entrada permite que o fluido entre na bomba, enquanto a porta de saída direciona o fluido bombeado para fora da bomba e para o destino desejado por meio do tubo de descarga.
Como funciona uma bomba semi-submersível?
A operação de uma bomba semi-submersível é determinada pelo tipo de elemento operacional em uso. Em uma bomba centrífuga semissubmersível, o motor gira o impulsor, criando um vácuo dentro da bomba devido ao efeito centrífugo das palhetas do impulsor. Como a pressão atmosférica fora da carcaça da bomba é maior do que a pressão interna, o fluido de bombeamento entra na carcaça da bomba. Quando o fluido atinge o olho do impulsor, as lâminas rotativas transmitem grande energia cinética e velocidade ao fluido enquanto se movem radialmente para fora, para a câmara de voluta. Uma vez na câmara de voluta, a velocidade do fluxo do fluido diminui enquanto a pressão aumenta, fazendo com que o fluido saia da bomba pela porta de saída e pelo tubo de descarga até o local desejado.
Na bomba semissubmersível que utiliza um parafuso, o motor da bomba gira o parafuso de acionamento que, por sua vez, gira o parafuso acionado por meio de uma engrenagem de sincronização. À medida que o parafuso gira, eles se misturam, criando cavidades progressivas da sucção até o lado da descarga da bomba. Essas cavidades retêm e movem o meio bombeado da entrada de sucção para a saída de descarga, enquanto o comprimem para aumentar a pressão.
Tipos de bombas semi-submersíveis
A bomba semissubmersível pode ser classificada com base na aplicação específica da bomba da seguinte forma:
Bomba semi-submersível para produtos químicos
A bomba semi-submersível para produtos químicos é usada no setor químico para mover fluidos contaminados com partículas insolúveis e fibras de até 6 mm de tamanho a partir do tanque de armazenamento. Ela consiste em encaixes de gaxeta e uma vedação de funcionamento a seco para manter os vapores no reservatório. Os fabricantes de bombas semissubmersíveis podem instalar a bomba química diretamente na superfície do contêiner do meio bombeado. A bomba química semissubmersível pode lidar com líquidos a temperaturas de até 105 graus centígrados. Ela também pode gerenciar uma cabeça de pressão de até 80 metros e uma capacidade máxima de 16.000 metros cúbicos por hora.
Figura: Mostrando uma bomba semi-submersível química.
Bomba semi-submersível a óleo
Esse tipo de bomba semissubmersível é usado para bombear óleos lubrificantes para motores a diesel na construção naval e em usinas de energia estacionárias.
Figura: Mostrando a bomba semi-submersível de óleo.
Bomba semi-submersível de drenagem
Uma bomba semissubmersível de drenagem é aplicada em poços de drenagem, passagens subterrâneas profundas em rodovias e pátios de desaguamento com alto risco de inundação ou água subterrânea. Geralmente, ela é iniciada automaticamente por meio de interruptores de boia. Ela pode lidar com água impura com sujeira e sólidos cujo tamanho de partícula permitido depende do projeto do rotor e do tamanho da bomba.
Figura: Diagrama mostrando a bomba semi-submersível de drenagem.
Aplicações da bomba semissubmersível
As bombas semissubmersíveis abrangem um escopo significativo de aplicações com usos em quase todos os setores devido à necessidade de esvaziar tanques de armazenamento ou mover líquidos ou substâncias viscosas. Elas encontram aplicações nos setores petrolífero, químico, de abastecimento e descarte de água, farmacêutico e alimentício, etc.
- As bombas semi-submersíveis são usadas para limpeza e neutralização de substâncias perigosas e poluentes.
- Eles também se aplicam à evacuação de fluidos de tanques e reservatórios de profundidade fixa, bem como de tambores e cisternas
- Eles são usados para esvaziar produtos químicos e óleos dos contêineres de armazenamento.
- Eles são usados para drenar poços e desidratar pátios rurais com risco de inundação.
- Eles são usados para esvaziar barris e tanques ferroviários.
Vantagens de uma bomba semi-submersível
- Uma bomba semi-submersível tem uma estrutura compacta, eliminando o tubo de sucção longo
- Não precisa ser escorvado porque o elemento de bombeamento geralmente fica submerso na água
- Requer menos espaço de instalação, pois a maior parte da bomba está localizada dentro da bomba, com apenas o motor instalado verticalmente acima da superfície.
- Uma bomba semissubmersível é simples de reparar e manter em comparação com uma bomba submersível porque não há necessidade de extrair a bomba inteira.
- Uma bomba semissubmersível não requer vedação completa porque a parte mais vulnerável da bomba (ou seja, o motor) está localizada acima do meio bombeado. Isso reduz significativamente a complexidade da fabricação e o custo da bomba.
- Ele é altamente eficiente e confiável.
Desvantagens de uma bomba semi-submersível
- Uma bomba semi-submersível requer espaço vertical para instalação e manutenção.
- As bombas semi-submersíveis também não se adaptam a todos os usos. Elas são projetadas principalmente para lidar com líquidos finos, como água, ou grossos, como esgoto.
- A curva acentuada no tubo de descarga pode causar uma perda significativa no desempenho.
Solução de problemas de uma bomba semi-submersível
A bomba não dá partida
- Fusível queimado ou disjuntor desarmado. Inspecione e substitua o fusível, se necessário
- A tensão está irregular devido a sujeira ou corrosão no pressostato. Inspecione o pressostato e limpe-o de quaisquer detritos ou poluição.
A bomba está emitindo uma descarga insuficiente
- A bomba não está totalmente submersa. Certifique-se de que a bomba esteja totalmente imersa no meio.
- A válvula de retenção falhou ou está instalada incorretamente. Inspecione a válvula de retenção, instale-a corretamente ou substitua-a
- A bomba está operando em sentido inverso. Verifique se a direção de rotação do motor corresponde à direção indicada pelo fabricante da bomba semi-submersível. Inverta as polaridades do motor.
- Impulsor entupido. Inspecione o impulsor e limpe-o.
O protetor de sobrecarga continua disparando
- O protetor está exposto à luz solar direta. Faça uma sombra ou ventile a caixa
- Tensão incorreta. Inspecione os terminais da linha para determinar se a bomba está recebendo a tensão projetada pelo fabricante da bomba.
A operação da bomba é barulhenta
- A bomba está trabalhando em cavitação. Verifique o alinhamento entre o acionador e a bomba. Verifique se as válvulas da linha de sucção estão totalmente abertas.
- A viscosidade do fluido é muito alta. Certifique-se de que a viscosidade do fluido bombeado esteja dentro da faixa especificada pelo fabricante da bomba semi-submersível.
- O fluido bombeado é misturado com ar. Certifique-se de que a bomba esteja totalmente submersa para evitar a formação de vórtices na superfície do fluido.
A bomba está vibrando excessivamente
- Alguns componentes da bomba não estão balanceados. Inspecione e reequilibre os componentes se for necessário.
- Eixo oblíquo ou desbalanceado. Inspecione o eixo e substitua-o ou balanceie-o conforme necessário.
- O impulsor está muito desgastado ou com defeito. Inspecione e substitua o impulsor por outro do fabricante da bomba, se necessário.
- O motor está frouxamente preso na placa de montagem. Aperte o motor. Certifique-se de que o torque de aperto esteja de acordo com os padrões do fabricante da bomba semi-submersível.
Resumo
Uma bomba semi-submersível é uma bomba composta por um elemento de bombeamento imerso no líquido bombeado e um motor instalado em uma placa de montagem acima da superfície do líquido. O eixo do motor e o eixo de saída em uma bomba semissubmersível são conectados por meio de um acoplamento flexível. Uma bomba semissubmersível é uma bomba centrífuga vertical devido ao alinhamento vertical do eixo de operação. A bomba semissubmersível pode ser dividida em duas grandes categorias: bombas dinâmicas de rotor, ou seja, bombas centrífugas, e bombas de deslocamento positivo, dependendo do princípio de operação. Os fabricantes de bombas semi-submersíveis também as classificam como bombas semi-submersíveis para óleo, drenagem e produtos químicos, de acordo com a aplicação específica da bomba. As bombas semissubmersíveis são excelentes para um escopo significativo de aplicações em praticamente todos os setores, devido à crescente necessidade de esvaziar tanques, reservatórios, tambores e cisternas. Elas têm uma estrutura compacta e são fáceis de instalar e manter. Elas também são comparativamente mais baratas do que as bombas submersíveis.