Bomba centrífuga vertical em linha
O que é uma bomba centrífuga vertical em linha?
Uma bomba centrífuga vertical em linha consiste nas portas de sucção e descarga orientadas diretamente para o sistema de tubulação, ou seja, a linha central da entrada e da saída da bomba está no mesmo nível. Ela foi projetada especificamente para instalação vertical. O projeto em linha proporciona um fluxo suave do líquido bombeado pelo sistema. Devido à orientação vertical, a bomba centrífuga vertical em linha é perfeita para pequenas salas de bombas e outras instalações onde o espaço é limitado. Os fabricantes de bombas centrífugas verticais em linha desenvolvem as unidades somente para acionamento elétrico e para fornecer uma ampla gama de taxas de fluxo e alturas de pressão. As bombas centrífugas verticais em linha são ideais para o transporte de fluidos de baixa viscosidade, como água e alguns produtos químicos. Elas também são usadas como bombas de circulação em aplicações em que a água que flui por uma rede de tubulação precisa ser pressurizada. Na maioria dos usos industriais, as bombas centrífugas verticais em linha são suspensas ao longo da tubulação como válvulas.
Figura: Bomba centrífuga vertical em linha
Componentes da bomba centrífuga vertical em linha
Motor
O motor atua como o principal motor da bomba, fornecendo a energia mecânica para o funcionamento da bomba. A bomba centrífuga vertical em linha usa um motor elétrico de indução de corrente alternada que, na maioria dos casos, é acoplado ao corpo da bomba.
Carcaça da bomba
A carcaça da bomba abriga os componentes internos da bomba e atua como um recipiente de contenção de pressão. Geralmente é feita de aço ou ferro fundido e vedada para evitar vazamentos. Ela contém uma câmara de difusão que ajuda a converter a velocidade do fluido em cabeça de pressão e a guiar o líquido bombeado até a saída.
Eixo
O eixo é um sólido de aço inoxidável que sustenta o impulsor e está apoiado nos rolamentos.
Acoplamento
A finalidade do acoplamento da bomba é conectar o eixo do motor ao cabeçote da bomba. O acoplamento pode ser flexível ou rígido. Um acoplamento flexível acomoda pequenos desalinhamentos do eixo, enquanto um acoplamento rígido não. As bombas centrífugas verticais em linha monobloco não têm nenhum acoplamento porque o impulsor é conectado diretamente ao eixo do motor.
Impulsor
A função do impulsor é transmitir energia cinética ao líquido bombeado e movê-lo pelo corpo da bomba. Assim como a carcaça da bomba, o impulsor é feito de vários materiais, como aço fundido, ferro fundido dúctil e liga de aço. Os fabricantes de bombas centrífugas verticais em linha usam principalmente impulsores do tipo fechado com projetos de sucção simples ou dupla.
Como funciona uma bomba centrífuga vertical em linha?
Uma bomba centrífuga vertical em linha opera com base no princípio do vórtice forçado. Esse princípio afirma que, quando uma massa de fluido gira devido a uma força externa, sua cabeça de pressão aumenta, levando à transferência de fluido de um local para outro. Quando o motor elétrico é ligado, o impulsor gira, criando um vácuo dentro da carcaça da bomba. A água flui para a carcaça da bomba pela porta de sucção para preencher o vazio. Quando a água atinge o impulsor, a força centrífuga que atua nas palhetas a gira radialmente e axialmente para fora até que ela passe por todos os componentes do impulsor e entre no difusor em uma velocidade muito alta. Na câmara de difusão, a velocidade da água diminui gradualmente, levando à conversão da alta velocidade do fluido em uma cabeça de alta pressão. Em seguida, o difusor conduz a água para a saída da bomba e para a rede de tubulação para ser transferida para o local designado.
Figura: Funcionamento de uma bomba centrífuga vertical em linha
Tipos de bombas centrífugas verticais em linha
Bomba centrífuga vertical em linha monobloco
As bombas centrífugas verticais em linha monobloco são adequadas para serviços leves e períodos curtos de operação na velocidade máxima do motor. Uma bomba centrífuga vertical em linha monobloco consiste em um único eixo que conecta o motor à cabeça da bomba. Os rolamentos do motor suportam a carga rotativa total do eixo durante a operação da bomba. No entanto, o reparo dos componentes internos é difícil porque um motor de eixo padrão não pode ser aplicado, e o fornecimento deve ser feito pelos fabricantes originais da bomba centrífuga vertical em linha.
Figura: Bomba centrífuga vertical em linha monobloco
Bomba centrífuga vertical em linha rigidamente acoplada
Uma bomba centrífuga vertical em linha rigidamente acoplada tem um eixo separado para o motor e a bomba que deve ser alinhado e firmemente fixado por meio de um acoplamento. Cada eixo tem uma luva curta cercada por um flange perpendicular. Um acoplamento é colocado em cada eixo de modo que os dois flanges fiquem alinhados frente a frente. Em seguida, uma série de parafusos ou porcas mantém os flanges unidos. A bomba centrífuga vertical em linha rigidamente acoplada é robusta e mais fácil de reparar.
Bomba centrífuga vertical em linha com um acoplamento espaçador
O eixo do motor se conecta ao cabeçote da bomba por meio de um acoplamento flexível em uma bomba centrífuga vertical em linha com acoplamento espaçador. Um acoplamento flexível apresenta um conjunto de rolamentos separado além do motor, permitindo um pequeno desalinhamento entre o motor e o eixo da bomba. O conjunto de mancais separado garante que as cargas radiais sejam distribuídas uniformemente por vários componentes. Esse tipo de bomba centrífuga vertical em linha é de fácil manutenção. Portanto, é ideal para aplicações que exigem períodos curtos de manutenção e baixo tempo de inatividade, por exemplo, bombas de incêndio e bombas de alimentação de caldeiras.
Figura: Bomba centrífuga vertical em linha com acoplamento espaçador.
Bomba centrífuga vertical em linha de sucção única
Em uma bomba centrífuga vertical de sucção única, o líquido bombeado entra por um lado do rotor da bomba e sai pelo outro lado. Essa bomba é compacta em sua construção e proporciona uma operação suave.
Figura: Bomba centrífuga em linha vertical de sucção única
Bomba centrífuga vertical em linha de dupla sucção
A bomba centrífuga vertical em linha de dupla sucção consiste em um impulsor back-to-back. O projeto do impulsor é tal que o fluido entra no impulsor por ambos os lados e sai pela seção central. As bombas centrífugas verticais em linha de dupla sucção podem gerenciar fluxos mais altos do que as de sucção simples. O fluxo na entrada da bomba também é comparativamente baixo; assim, a bomba pode operar sem cavitação.
Aplicação de bombas centrífugas verticais em linha
Uma bomba centrífuga vertical em linha atende a um amplo escopo de aplicações industriais, civis e comerciais. Elas são componentes vitais em muitos sistemas industriais, incluindo hidrantes, dilúvio, monitor e sistemas de água quente. Os usos típicos das bombas centrífugas verticais em linha incluem o seguinte:
- As bombas centrífugas verticais em linha são usadas para irrigação em fazendas agrícolas.
- Eles são usados para transportar água para diferentes usos em residências e indústrias.
- Eles são usados em sistemas de limpeza e recirculação industrial.
- Elas também se aplicam à movimentação de água em obras municipais e sistemas de abastecimento de água.
- Elas também são usadas como bombas de reforço em sistemas de abastecimento de água.
- Eles são usados para ar condicionado em edifícios comerciais.
- Eles são usados para fornecer e circular a água em sistemas de aquecimento de água quente.
- Elas são usadas para combate a incêndios e como bombas de alimentação de caldeiras.
Vantagens da bomba centrífuga vertical em linha
- As bombas centrífugas verticais em linha têm alta eficiência e podem tolerar temperaturas e pressões mais altas.
- As bombas centrífugas verticais em linha são mais fáceis de instalar devido ao projeto compacto e à rede de tubulação simplificada.
- Eles são excelentes para aplicações de alta pressão e temperatura.
- Eles têm alta confiabilidade e são eficientes em termos de energia.
- As bombas centrífugas verticais em linha oferecem um projeto que economiza espaço porque o motor e a folga de serviço ficam acima da carcaça da bomba; portanto, é necessário menos espaço no chão para a instalação da bomba.
- As bombas centrífugas verticais em linha têm maior altura de sucção positiva líquida (NPSH) do que as bombas de sucção.
- O projeto monobloco elimina o alinhamento do acoplamento e do eixo, o que facilita a manutenção da bomba.
- As bombas centrífugas verticais em linha têm baixo nível de ruído e vibração porque o eixo vertical é naturalmente equilibrado, e a força gravitacional não age contra a direção de rotação do eixo.
Desvantagens da bomba centrífuga vertical em linha
- As bombas centrífugas verticais em linha exigem espaço vertical para instalação e manutenção.
- O peso da bomba se acumula abaixo da voluta, o que pode levar à concentração de tensão.
- Sua manutenção é desafiadora porque o técnico de manutenção precisa desconectar o motor e o impulsor da voluta para fazer a manutenção dos selos mecânicos. Esse é um desafio significativo principalmente em motores principais grandes, com mais de 25 hp.
- As bombas centrífugas verticais em linha podem apresentar problemas de vedação mecânica.
- Os selos mecânicos podem secar ou falhar devido à infiltração e ao acúmulo de gases na câmara do selo. O vazamento nos selos mecânicos pode danificar o motor.
- Elas são vulneráveis à corrosão devido ao vazamento da vedação acima da carcaça da bomba.
Solução de problemas de bombas centrífugas verticais em linha
Descarga zero após a inicialização
- A entrada da bomba está bloqueada. Limpe o canal 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 centrífuga vertical em linha indicada na carcaça da bomba. Inverta as polaridades do motor.
- 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 pelos fabricantes de bombas centrífugas verticais em linha. Abra todas as válvulas e certifique-se de que as tubulações de distribuição tenham os tamanhos corretos
- Há ar na bomba ou na tubulação de sucção. As bombas centrífugas verticais em linha não podem ser escorvadas com ar no lado da sucção. Certifique-se de que a bomba ou a tubulação esteja cheia de água para expulsar o ar do sistema da bomba.
- O impulsor ou as válvulas de retenção estão entupidos. Remova qualquer bloqueio do impulsor e das válvulas.
A bomba está vibrando excessivamente
- O impulsor está muito desgastado. Inspecione e substitua o impulsor por outro do fabricante da bomba centrífuga vertical em linha, se achar adequado.
- Há componentes desequilibrados na bomba. Inspecione e reequilibre os componentes da bomba centrífuga vertical em linha conforme necessário.
- O eixo da bomba está oblíquo ou desequilibrado. Inspecione o poste, reequilibre-o conforme necessário ou substitua-o.
O nível de ruído é muito alto
- 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.
- A bomba está trabalhando em cavitação. Certifique-se de que a cabeça de pressão de sucção líquida atenda às especificações do fabricante da bomba centrífuga vertical em linha. Certifique-se de abrir totalmente as válvulas da linha de sucção.
- A bomba está trabalhando fora da faixa de serviço. Verifique se a faixa de serviço está correta de acordo com o manual do fabricante da bomba centrífuga vertical em linha.
- Algumas peças estão mal apertadas. Aperte os componentes da bomba com o nível de torque recomendado pelos fabricantes de bombas centrífugas verticais em linha.
Superaquecimento do rolamento
- O alinhamento do acoplamento está ruim. Inspecione e alinhe o acoplamento corretamente.
- O óleo lubrificante é insuficiente ou está contaminado com sujeira. Verifique se o nível de óleo está de acordo com as especificações do fabricante da bomba centrífuga vertical em linha. Use óleo lubrificante limpo.
- Há excesso de graxa no compartimento do rolamento. Drene o excesso de graxa. Mantenha o óleo no nível recomendado pelos fabricantes de bombas centrífugas verticais em linha.
O acionador da bomba está sobrecarregado
- A velocidade da bomba está muito alta. Reduza a velocidade da bomba.
- Há atrito mecânico na bomba. Inspecione o conjunto da bomba para verificar se há alguma obstrução ou deflexão.
- A densidade e a viscosidade do líquido excedem o projeto da bomba. Certifique-se de que a bomba centrífuga vertical em linha seja adequada à aplicação específica.
- Alimentação de tensão incorreta. Verifique se a bomba recebe a quantidade correta de tensão de acordo com o fabricante da bomba centrífuga vertical em linha.
Resumo
A bomba centrífuga vertical em linha tem bocais de sucção e descarga situados em uma linha reta de tubulação. Os fabricantes de bombas centrífugas verticais em linha desenvolvem as unidades especificamente para instalação vertical. A orientação vertical da bomba centrífuga vertical em linha a torna ideal para instalações em salas pequenas e outras aplicações com espaço limitado no piso. O design em linha da entrada e das saídas da bomba facilita o fluxo suave do líquido bombeado através da bomba. Os fabricantes de bombas centrífugas verticais em linha disponibilizam as unidades em diferentes projetos, como sucção simples, sucção dupla, monobloco, configuração rigidamente acoplada e projeto de acoplamento espaçador. As bombas centrífugas verticais em linha se aplicam principalmente à transferência de fluidos de baixa viscosidade, como água e alguns produtos químicos. Elas são perfeitas como bombas de circulação em aplicações que exigem fluxo de água sob alta pressão de descarga. As bombas centrífugas verticais em linha apresentam inúmeras vantagens, incluindo design com economia de espaço, instalação mais fácil, maior eficiência energética e confiabilidade. No entanto, as bombas centrífugas verticais em linha exigem folga vertical para a instalação e sua manutenção é bastante complicada.