Bombas centrifugas verticales de foso lleno (1)

Para bombas centrifugas verticales que deban operar sumergidas existe una gran variedad de diseños que son fabricados teniendo en cuenta el tipo de servicio que deben prestar. En este sentido el diseño de cada una de las partes de la bomba centrifuga deben ser capaces de soportar la carga que implica el servicio que debe prestar la bomba.

Teniendo en cuenta el servicio que debe prestar la bomba centrifuga, ya sea una bomba vertical o una bomba centrifuga horizontal, las bombas centrifugas de foso lleno, podrían responder a la siguiente clasificación:

a)bombas centrifugas de turbina.
b)bombas centrifugas de hélice o hélice modificada.
c)bombas centrifugas para agua de albañal.
d)bombas centrifugas de voluta.
e)bombas centrifugas de colector.

Existen una gran cantidad de catálogos con la información técnica pertinente. Estos catálogos permiten conocer los diferentes parámetros de la bomba centrifuga para un cálculo acertado del funcionamiento de la misma.

bombas centrifugas Verticales de turbina
El propósito original de las bombas centrifugas verticales de turbina fue el de bombear agua de pozos por lo que se les había denominado en algunos casos “bombas centrifugas de pozo profundo” y en otros casos “bombas centrifugas de agujero”.

Sin embargo, este tipo de bombas centrifugas ha resultado ser sumamente versátil, ya que tiene diversas aplicaciones en una gran cantidad de campos, por lo que los fabricantes decidieron diseñarlas como “bombas centrifugas de turbina”.
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Bombas centrifugas verticales de foso seco (1)

Las bombas centrifugas de foso seco con cojinetes exteriores incluyen la mayoría de las bombas centrifugas verticales de agua de albañal pequeñas, medianas y grandes; la mayoría de las bombas centrifugas medianas y grandes de drenaje e irrigación para altura de elevación mediana y alta; muchas bombas centrifugas grandes de circulación a condensadores y de suministro de agua; y muchas bombas centrifugas marinas. Algunas veces se prefiere el diseño vertical (especialmente para bombas centrifugas marinas) ya que ocupa menos lugar en el piso. En otros casos es conveniente montar una bomba centrifuga a una elevación baja debido a las condiciones de succión y entonces también es preferible o necesario tener su impulsor a una elevación más alta. La bomba centrifuga vertical se usa generalmente para aplicaciones de gran capacidad porque es más económica que la de tipo horizontal ya considerados todos los factores.

La mayoria de las bombas centrifugas verticales de foso seco básicamente son diseños horizontales con pequeñas modificaciones (generalmente en los cojinetes) para adaptarlas al impulsor de flecha vertical. Lo contrario es cierto en bombas centrifugas pequeñas y de tamaño mediano para servicio de aguas de albañal; un diseño que sea puramente vertical es el más popular para ese servicio. En su mayor parte estas bombas centrifugas de alcantarillado tienen boquillas de succión de codo porque su abastecimiento de succión generalmente se toma de un pozo lleno adyacente al foso en el que está instalada la bomba centrifuga. El codo de succión por lo general contiene un agujero para mano con tapa removible que permite un acceso fácil al impulsor.
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Bombas centrífugas verticales de foso seco (2)

Si se aplica una bomba centrifuga vertical a servicio de condensado o algún otro para el cual el ojo del impulsor deba ventilarse para evitar restricción por vapor, una bomba centrifuga con un impulsor de admisión sencilla en el fondo no es conveniente porque no permite la ventilación efectiva. Tampoco lo es una bomba centrifuga vertical que emplee un impulsor de doble admisión. El diseño más apropiado para esas aplicaciones consiste de un impulsor con admisión sencilla superior.

Si el impulsor de una bomba centrifuga vertical de foso seco puede localizarse inmediatamente arriba de la bomba centrifuga, con frecuencia está soportada por la bomba centrifuga misma. Las flechas de la bomba centrifuga y del impulsor pueden conectarse con un acoplamiento flexible que requiere que cada uno tenga su cojinete de empuje propio. Si la flecha de la bomba centrifuga está acoplada rígidamente a la flecha del impulsor o es una extensión de ella, se usa un cojinete de empuje común, normalmente en el impulsor.
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Bombas centrifugas verticales de foso lleno (2)

bombas centrifugas de hélices
En un principio el término “bomba centrifuga vertical de hélice” se aplicó a las bombas centrifugas verticales de difusor de pozo lleno o de turbina con impulsores de flujo axial o con una hélice. El uso más frecuente de este tipo de bombas centrifugas consistía en ser ubicada en un colector abierto con una colocación relativamente breve.

Las cabezas de operación que exceden la capacidad de un impulsor de un solo paso de flujo axial podrían necesitar una bombas centrifugas de dos o más pasos o una bomba de un solo paso con una velocidad específica más baja y un impulsor de flujo mixto.

En el caso de las alturas de elevación bastante altas se requerirá de una bombas centrifugas con impulsores de flujo mixto y dos o más etapas. Aunque no responde exactamente a esta denominación. a falta de un nombre más apropiado, esos diseños de altura donde la elevación es grande se les ha dado una clasificación que cae también dentro del tipo de bombas centrifugas de helice.
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Bombas centrifugas verticales de foso seco (3)

Un impulsor soportado en una plataforma arriba del suelo deja acceso a la conexión de bridas y a la unión universal superior con objeto de atornillarla y relubricarla. Si el impulsor usa transmisión de flecha hueca en vez de una de construcción sólida, debe proveerse con una cabeza de flecha guiada por un cojinete inferior para actuar en la misma capacidad. El peso de esta transmisión (excluyendo el de la unión universal más baja) lo resiste el motor; siempre que no sea extremadamente larga, el peso total implicado es relativamente pequeño y se puede usar un motor con empuje normal. En realidad las transmisiones huecas son mucho más caras que las sólidas. Pero la unión universal básica se usa tanto en automóviles y camiones que es un producto casi de fabricación en serie, y el aumento de costo que representa sobre la transmisión sólida es muy razonable.

Las bombas centrifugas que requieren más torque en su transmisión intermedia del que pueden resistir los tamaños disponibles de transmisión con uniones universales usan transmisión con uniones universales sólida, ya sea con acoplamiento sólidos o flexibles. Si se usan acoplamientos sólidos o rígidos, sólo se necesita un cojinete de empuje (generalmente en el impulsor) y todos los demás son sólo cojinetes de guía. esta transmisión tiene la desventaja de requerir un alineamiento muy preciso de todos los cojinetes, una proeza difícil para transmisiones abiertas que emplean más de tres cojinetes.
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Aplicación de las bombas centrifugas verticales de foso lleno

Aplicación de las bombas centrifugas verticales de foso lleno
Como todas las bombas centrifugas, las bombas centrifugas verticales de foso lleno tienen ventajas y desventajas, las ventajas de las bombas centrifugas verticales son en su mayor parte hidráulicas y las desventajas de las bombas centrifugas verticales son principalmente mecánicas. Si el impulsor (el del primer paso en bombas centrifugas de varias etapas) se encuentra sumergido no habrá problemas de cebado, y la bomba centrifuga podrá controlarse automáticamente sin temor de que la bomba centrifuga llegue a trabajar en algún momento en seco. Por otro lado, la NPSH disponible es mayor (excepto en tanques cerrados) y en ocasiones permite una velocidad giratoria más alta para las mismas condiciones de servicio de la bomba. La única ventaja mecánica es de que el motor o impulsor de la bomba centrifuga puede ser colocada a cualquier altura que se desee arriba de cualquier nivel de inundación. Las desventajas mecánicas son las siguientes: (1) Posibilidad de pegarse cuando la bomba centrifuga está inactiva, (2) posibilidad de dañarse con objetos flotantes si la bomba centrifuga está instalada en una zanja abierta o una instalación similar, (3) problemas para sacar y desarmar la bomba centrifuga para inspección y reparacion, no importa que tan pequeñas sean y (4) el tiempo de vida relativamente corto de los cojinetes de la bomba centrifuga a no ser que el agua y el diseño de los cojinetes sea el ideal para la bomba centrifuga. La bomba centrifuga vertical de foso lleno es la mejor bomba centrifuga disponible para ciertas aplicaciones, no es la bomba centrifuga ideal pero si es la más económica para otras instalaciones, una mala selección para otras instalaciones e, inclusive, hasta indeseable para otras instalaciones.
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Bombas centrifugas verticales de foso seco (4)

Los soportes para cojinetes de guía de las transmisiones verticales para bombas centrifugas de foso seco que conectan una bomba centrifuga con su impulsor deben ser suficientemente rígidos. La carga radical generalmente se supone que es la misma que si la unidad estuviera en posición horizontal. Con esta carga, la desviación de los soportes en cualquier dirección no deberá exceder de delta en la siguiente ecuación:

Delta = (300/nc)2

En la cual:

Delta = La desviación en centímetros
nc = velocidad crítica de la transmisión en r.p.m.

Esta velocidad critica es por lo general 125% de la velocidad giratoria de la bomba centrifuga de foso seco o algún valor arriba de la posible velocidad de desbocamiento para compensar el paso en sentido inverso de la bomba centrifuga. Si son vigas o canales las que soportan los cojinetes, el diseño de estos últimos naturalmente depende de la separaciones entre ellos, la fuerza radial, y la desviación permitida. Las instalaciones de bombas centrifugas de foso seco pequeñas con separaciones cortas generalmente requieren una sola canal (a la cual se fijan con suma facilidad los cojinetes montados verticalmente). Las bombas centrifugas más grandes con separación grande, con frecuencia requieren canales bastante separadas o vigas con refuerzo reticular (para las cuales es más conveniente un cojinete montado horizontalmente que descansa directamente en las vigas o en una placa de puente). Estas consideraciones tienden a hacer preferibles los cojinetes montados verticalmente para unidades pequeñas y cojinetes montados horizontalmente para unidades grandes.
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