Bomba vertical de impulsor semi-aberto com cantilever
O que é uma bomba de impulsor vertical cantilever semiaberta?
Um impulsor vertical cantilever semiaberto é uma bomba centrífuga que contém um projeto de impulsor do tipo semiaberto sustentado por um eixo longo pendurado verticalmente no motor e na placa de base. O eixo da bomba é ancorado em apenas uma extremidade, como um cantilever; por isso, o termo cantilever é usado para nomear a bomba. O eixo saliente também é montado em rolamentos para serviços pesados localizados acima do fluido bombeado. O impulsor semiaberto da bomba, que apresenta uma parede traseira para fortalecer o impulsor, aumenta a eficiência no manuseio de líquidos ou produtos que contêm sólidos em suspensão. Em uma bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto, somente os impulsores, as buchas e a carcaça ficam submersos no líquido bombeado. Ela não tem vedações, rolamentos ou válvulas de retenção de sucção submersos. A maioria das bombas verticais cantilever semiabertas é composta de ferro fundido para aumentar a longevidade e dissipar eficientemente o calor para o líquido circundante. Os fabricantes de bombas verticais de impulsor semiaberto com cantilever desenvolvem o dispositivo para atender a várias aplicações industriais, residenciais e comerciais.
Figura: Bomba de impulsor semiaberto cantilever típica
Componentes de uma bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto
Motor elétrico
O motor elétrico é a fonte de energia da bomba. A bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto emprega um motor de corrente alternada, seja um motor de indução monofásico ou trifásico.
Carcaça da bomba
O corpo da bomba, também chamado de carcaça, é o principal componente estacionário da bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto, cobrindo o impulsor e outros componentes internos. Geralmente é isolado para proteger as partes elétricas e de trabalho. A carcaça da bomba vertical cantilever semiaberta é construída em ferro fundido, ferro fundido dúctil ou aço inoxidável. A carcaça da bomba ajuda a converter a energia cinética do líquido bombeado em cabeça de pressão e a direcionar o fluxo para a conexão de descarga
Rotor semiaberto
A função do impulsor é transmitir energia cinética ao líquido bombeado e movê-lo pelo corpo da bomba. Um impulsor semiaberto tem uma parede traseira que adiciona resistência mecânica às palhetas. Geralmente, é feito de ferro fundido, ferro fundido dúctil ou aço inoxidável dos graus 304 e 316L, dependendo dos requisitos da aplicação. Os fabricantes de bombas com impulsor semiaberto de cantiléver vertical ajustam o impulsor semiaberto com uma folga delicada entre as palhetas e a carcaça da bomba para evitar deslizamento e recirculação. Os impulsores semiabertos ajudam a lidar com líquidos ou produtos com sólidos em suspensão. No entanto, o impulsor semiaberto é desafiado pela eficiência hidrodinâmica reduzida, mas a capacidade de passar sólidos é uma compensação significativa.
Figura: Configuração de um impulsor semiaberto.
Eixo da bomba
A principal função do eixo da bomba é apoiar o impulsor. O eixo é um componente mecânico rotativo que se apoia em rolamentos e se conecta ao eixo do motor por meio de um acoplamento. Geralmente é feito de aço inoxidável e aço fundido para aumentar a resistência à corrosão e a capacidade de superar a vibração.
Rolamentos
A bomba vertical de rotor semiaberto cantilever é composta por rolamentos antifricção de esferas padrão lubrificados com graxa ou óleo. A finalidade dos rolamentos é manter o eixo e o conjunto do rotor no lugar e alinhá-los corretamente com as extremidades fixas sob a ação de forças radiais e axiais. Eles também contêm o movimento relativo do rotor e minimizam o atrito entre o eixo rotativo e o estator.
Entrada de sucção e saída de descarga
O fluido bombeado entra na bomba pela entrada de sucção e sai pela saída de descarga, que se conecta com as conexões de entrega.
Como funciona uma bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto?
Quando o motor elétrico dá partida, a saída de energia mecânica do eixo do motor é transmitida ao impulsor por meio do eixo da bomba e do acoplamento. O impulsor gira com o líquido bombeado dentro da carcaça da bomba, criando um vácuo no olho do impulsor, o que permite que mais líquido bombeado flua para dentro da carcaça da bomba. Enquanto o impulsor gira, mais líquido entra no compartimento da bomba, e a força centrífuga que atua nas pás do impulsor faz com que o líquido bombeado se mova radialmente para fora, afastando-se do centro de rotação do impulsor, em alta velocidade tangencial. O fluxo giratório na saída do impulsor entra então no difusor, onde a velocidade extrema do fluxo de fluido diminui gradualmente, levando à conversão da energia de alta velocidade em uma cabeça de alta pressão. Por fim, o líquido bombeado é descarregado da bomba vertical cantilever semiaberta a uma pressão elevada, o que permite mover o líquido para o local desejado por meio das conexões de descarga.
Figura: Funcionamento de uma bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto
Tipos de bombas verticais de impulsor semiaberto cantilever
Bomba vertical de estágio único com impulsor semiaberto cantilever
A bomba vertical de estágio único com impulsor semiaberto cantilever depende de um único impulsor para mover o fluido através da bomba. Essa bomba oferece o projeto de bomba mais simples e é menos dispendiosa de adquirir.
Bomba vertical de duplo estágio com impulsor semiaberto cantilever
A bomba vertical de duplo estágio cantilever semiaberta tem dois impulsores para mover o fluido através da bomba. Ela oferece o desempenho de duas bombas ligadas em série.
Bomba vertical de múltiplos estágios com impulsor semiaberto cantilever
A bomba de múltiplos estágios com impulsor vertical cantilever semiaberto contém vários impulsores para executar uma série de estágios de bombeamento. Os impulsores são montados ao longo do mesmo eixo e alojados em câmaras diferentes. O projeto de vários estágios pode gerenciar uma pressão de fluido mais alta do que a equivalente de estágio único ou duplo. Como a altura necessária por estágio é menor, o projeto de múltiplos estágios pode operar com o mínimo de vazamento.
Aplicações de bombas verticais de impulsor semiaberto cantilever
As bombas verticais de impulsor semiaberto cantilever são amplamente utilizadas em aplicações industriais, residenciais e comerciais. Elas são encontradas em fábricas de produtos químicos, instalações de tratamento de águas residuais, papel e celulose e usinas de energia. Elas são usadas para as seguintes finalidades:
- As bombas verticais de impulsor semiaberto cantilever são usadas para o transporte de água industrial.
- Eles são usados para transferir e circular líquidos voláteis, como ácidos e álcalis, em indústrias químicas e de fertilizantes.
- Eles são usados para manusear líquidos limpos e líquidos que contêm grandes sólidos em suspensão.
- Eles são usados para movimentar misturas corrosivas e abrasivas.
- Eles também se aplicam ao transporte de polpas fibrosas e não fibrosas contendo sólidos grandes.
- Eles são usados para movimentar fluidos perigosos e pastas pesadas.
- Eles são usados para tratar efluentes em instalações comerciais e industriais.
Vantagens de uma bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto
- As bombas verticais de impulsor semiaberto com cantilever têm um custo mínimo de ciclo de vida devido aos requisitos mínimos de manutenção.
- Eles têm uma construção compacta, o que facilita a instalação e o manuseio.
- O projeto de cantiléver vertical da bomba economiza espaço, pois a bomba ocupa menos espaço no chão.
- Elas são altamente eficientes em termos de energia porque usam motores menores e a pressão do líquido circundante para atraí-lo para a bomba.
- Eles são altamente confiáveis na operação.
- A bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto oferece operação sem cavitação porque o impulsor fica submerso, eliminando assim o pico de pressão à medida que o líquido bombeado flui pela bomba.
- A bomba pode funcionar a seco.
- A bomba é autoescorvante porque o(s) impulsor(es) está(ão) dentro do fluido bombeado.
- A bomba pode passar material sólido, pois usa um impulsor semiaberto.
Desvantagens de uma bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto
- As bombas verticais cantilever semiabertas são relativamente caras em comparação com a bomba centrífuga padrão.
- As bombas têm eficiência hidráulica reduzida, um problema comum associado ao uso de um impulsor semiaberto.
- Eles exigem espaço vertical para instalação e manutenção.
- As bombas verticais cantilever semiabertas apresentam problemas de vedação mecânica.
- Os selos mecânicos podem falhar ou secar devido à infiltração e ao acúmulo de gases na câmara do selo. O vazamento nos selos mecânicos pode danificar o motor.
Solução de problemas de uma bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto
A bomba em linha não dá descarga após a inicialização
- A elevação da sucção está muito alta. Aumente o nível de líquido no tanque de sucção ou abaixe a bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto para reduzir a carga estática.
- A entrada da bomba está bloqueada. Limpe a entrada de qualquer obstrução.
- 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 de rotor vertical cantilever semiaberto indicada na carcaça da bomba. Inverta as polaridades do motor.
- Há ar na bomba ou na tubulação de sucção. Encha a bomba ou a tubulação com água para expulsar o ar do sistema da bomba. Lembre-se de que a bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto não pode ser escorvada com ar no lado da sucção.
- O impulsor, o filtro ou as válvulas de retenção estão entupidos. Inspecione e limpe qualquer bloqueio nas válvulas.
- 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 pelo fabricante da bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto. Certifique-se de que as tubulações de distribuição tenham os diâmetros corretos. Certifique-se de abrir todas as válvulas.
A operação da bomba é barulhenta
- Os rolamentos estão excessivamente desgastados. Inspecione as condições dos rolamentos no conjunto do rotor ou no interior do motor e substitua-os, se necessário.
- A bomba vertical de rotor semiaberto cantilever está trabalhando em cavitação. Certifique-se de que a cabeça de pressão de sucção líquida atenda às especificações do fabricante da bomba de rotor vertical cantilever semiaberto. Certifique-se de que todas as válvulas da linha de sucção estejam totalmente abertas.
- A bomba está trabalhando fora da faixa de serviço projetada. Verifique se a bomba está funcionando dentro da faixa de serviço recomendada pelo fabricante da bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto.
- Há ar arrastado no fluido. Certifique-se de que a bomba de rotor vertical cantilever semiaberto esteja suficientemente submersa para evitar a formação de vórtices na superfície do fluido.
A bomba está vibrando excessivamente
- Alguns dos componentes da bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto não estão balanceados. Inspecione e reequilibre os elementos se for necessário.
- O impulsor está muito desgastado ou com defeito. Inspecione e substitua o impulsor por outro do fabricante da bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto, se necessário.
- O eixo da bomba está oblíquo ou desequilibrado. Inspecione o eixo, reequilibre-o conforme necessário ou substitua-o.
O acionador da bomba está sobrecarregado
- A velocidade da bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto está muito alta. Reduza a velocidade da bomba.
- Há um desalinhamento significativo do acoplamento. Inspecione o acoplamento e realinhe a bomba e o motor.
- A densidade e a viscosidade do líquido excedem o projeto da bomba. Certifique-se de que a bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto corresponda à aplicação.
- O motor está com defeito. Inspecione o motor para verificar se há defeitos, como má ventilação, localização e reparo ou substituição do motor e corrija ou substitua o motor.
- Há atrito mecânico na bomba. Inspecione o conjunto da bomba para verificar se há alguma obstrução ou deflexão.
- Gaxetas enroladas com muita força. Inspecione e solte as porcas das gaxetas conforme necessário.
Superaquecimento do rolamento
- As tampas dos rolamentos estão muito apertadas. Solte as tampas dos rolamentos.
- 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 de impulsor vertical cantilever semiaberto.
- O óleo lubrificante é insuficiente ou está contaminado com sujeira. Verifique se o nível de óleo ou graxa da bomba está de acordo com as especificações do fabricante da bomba de impulsor vertical cantilever semiaberto. Certifique-se de que o compartimento do mancal esteja limpo antes da lubrificação.
Resumo
Uma bomba vertical de impulsor semiaberto cantilever contém um impulsor semiaberto apoiado em um eixo vertical que é ancorado em apenas uma extremidade do motor e da placa de base como um cantilever. O eixo saliente é montado em rolamentos de esferas para serviços pesados acima do fluido bombeado. O impulsor semiaberto da bomba apresenta uma parede traseira para reforçar as palhetas. Os fabricantes de bombas verticais com impulsor semiaberto cantilever usam um impulsor semiaberto porque ele ajuda a aumentar a eficiência da bomba no manuseio de líquidos ou produtos que contêm sólidos em suspensão.
A maioria das bombas de impulsor vertical cantilever semiaberto é composta de ferro fundido para aumentar a longevidade e a dissipação de calor. Elas estão disponíveis em diferentes projetos e com motores de indução monofásicos ou trifásicos para atender a vários requisitos de aplicação. Esses dispositivos atendem de forma excelente a um amplo escopo de aplicações industriais, residenciais e comerciais. Os usos típicos das bombas verticais de rotor semiaberto cantilever incluem o transporte de água industrial e a circulação de líquidos voláteis em indústrias químicas. As bombas verticais de impulsor semiaberto cantilever têm custo mínimo de ciclo de vida e eficiência energética e confiabilidade imbatíveis.