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.

Si se quiere desarmar una de estas bombas centrifugas, se debe desatornillar la cabeza del estopero de la cubierta después de que la flecha intermedia o el motor y el soporte del motor se han quitado. El conjunto del rotor se saca hacia arriba, completo con la cabeza del estopero, la caja del cojinete y todo lo demás. Este conjunto de rotor se puede entonces desarmar completamente en un lugar apropiado.

Las instalaciones de flecha vertical de bombas centrifugas de admisión sencilla con un codo de succión se suministran frecuentemente con una base de pedestal de codo. Estas se pueden atornillar a zapatas de cimiento y aun empotrarse en cemento. El arreglo de empotramiento no es muy conveniente a menos que se tenga la completa seguridad de que el pedestal o el codo nunca serán movidos o de que el espacio lechado es bastante regular y que la lechada se separará de la bomba centrifuga sin dificultad excesiva.

Las bombas centrifugas verticales de admisión sencilla con succión en el fondo se usan con frecuencia en grandes aplicaciones de aguas de albañal, suministro de agua o circulación a condensadores. Estas bombas centrifugas están provistas con patas de aletas que se atornillan en zapatas empotradas en pedestales de concreto o pilares. En ocasiones las patas de aletas pueden empotrarse directamente en los pedestales. Estos deben estar arreglados convenientemente para proporcionar acceso adecuado a cualquier registro para mano en la bomba centrifuga y para permitir holgura para la boquilla de succión de codo si se usan éstos.

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Bombas centrifugas verticales de foso seco
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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.

Aunque los motores impulsores están montados frecuente y precisamente arriba de la cubierta de la bomba centrifuga, una razón importante para el uso del diseño de la flecha vertical es la posibilidad de localizar los motores a una elevación suficiente arriba de las bombas centrifugas para evitar que se inunden artificialmente. La bomba centrifuga y su impulsor pueden estar separados por una transmisión de longitud apreciable que puede requerir cojinetes fijos entre las dos unidades. Es de estrema importancia que estos cojinetes fijos se encuentren rígidamente soportados y mantenerse en estricto alineamiento. El soporte por lo general se proporciona con vigas de acero estructural horizontales conectadas a la estructura de la pared, a pesar de que en ocasiones se utiliza un soporte vertical similar. Para que pueda ocurrir la correcta operación de la transmisión vertical, la desviación de los cojinetes de guía verticales en cualquier condición de operación debe mantenerse dentro de los límites establecidos por el diseños de los ejes y la velocidad de operación. En unidades pequeñas una canal colocada entre las paredes de la estación da soporte adecuado en todas direcciones. Las unidades más grandes con cargas de reacción mayores en los cojinetes de guía pueden requerir dos canales o vigas con listones de celosía. Algunas instalaciones incluyen vigas de concreto reforzado en la estructura. Naturalmente, si el diseño del edificio requiere la construcción de un piso intermedio, este piso puede usarse para soportar los cojinetes de guía.

La transmisión más común que conecta una bomba centrífuga de tamaño pequeño o mediano con su impulsor utiliza la unión universal y el tubo ranurado. La sección más baja tiene una unión universal en ambos extremos mientras que la sección superior (si se usa más de una) tiene un cojinete de guía que soporta el extremo inferior y una unión universal en el extremo superior. Esa transmisión compensa el desalineamiento angular y como la sección inferior incluye una unión acanalada, también compensa cualquier discrepancia pequeña de longitud. En caso de que la velocidad lo permita es posible obtener secciones de flecha hasta de 3.04 m de longitud o más. Las secciones más largas de 3 m se tuercen fácilmente y por esta razón deben manejarse cuidadosamente. Como este sistema de ejes no transmite el empuje, tanto la bomba centrifuga como el impulsor deben tener un cojinete de empuje.

Aunque un motor eléctrico se puede montar directamente en zapatas empotradas en el suelo, algunas veces es necesaria una plataforma separada para que pueda levantarse el motor para dar acceso al acoplamiento. Ocasionalmente, se colocan vigas removibles directamente a través de una abertura grande en el suelo para servir como montadura del motor. Este método permite fácil acceso a las bombas centrifugas para darles servicio y simplifica el bajarlas a su lugar durante la instalación inicial.

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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.

Las transmisión intermedia para bombas centrifugas grandes que requiere flechas grandes es, generalmente, de construcción sólida con acoplamientos sólidos de bridas que con frecuencia están forjadas en las secciones de la flecha.

El tamaño de la transmisión para una bomba centrifuga usada para una instalación puede finalmente determinarse por torque que se va a transmitir. Sin embargo, si se desea una determinada distancia entre cojinetes debido a que ya existen los soportes (pisos o vigas), puede ser que se necesite una flecha de mayor tamaño que la requerida por el torque para que la velocidad de operación sea lo suficientemente menor que la velocidad crítica. Por esta razón es lo que con frecuencia se hace es tener la primera velocidad crítica más alta que cualquier velocidad de operación o de desbocamiento de la bomba centrifuga. La velocidad critica de una flecha sólida vertical para bombas centrifugas es una función directa del diámetro e inversa del cuadrado de la separación entre los cojinetes. Así si una flecha va a correr al doble de velocidad de otra, deberá ser de doble tamaño en diámetro para la misma distancia entre cojinetes, o su separación permisible entre ellos se reducirá a 70% de la permitida con la velocidad más baja.

Los cojinetes para bombas centrifugas verticales de foso seco y para usos de guías intermedias son generalmente cojinetes antifricción que están lubricados con grasa para simplificar el problema de retener un lubricante en la caja con una flecha atravesándola verticalmente. Las unidades más grandes para las que no se tienen cojinetes antifricción no son utilizable o convenientes, usan cojinetes con babbitt autolubricables o cojinetes con babbitt aceitados con alimentación forzada con un sistema de lubricación separada.

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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.

Las bombas centrifugas verticales de foso seco son estructuralmente similares a las bombas centrifugas de flechas horizontales. Se debe hacer notar, sin embargo, que muchas de las bombas centrifugas de voluta de un solo paso de admisión sencilla (generalmente de fondo) que se prefieren para bombeo de agua de grandes tormentas, drenaje, irrigación, aguas de albañal, y plantas de suministro de agua no tienen un equivalente comparable entre las unidades de flechas horizontal. La cubierta básica de sección en U de estas bombas centrifugas, que es estructuralmente débil, con frecuencia requiere el uso de costillares fuertes para darles suficiente rigidez. En la práctica comparable de turbinas de agua, un juego de álabes (llamado rueda directriz) se usa entre la cubierta y el rotor para actuar como un puntal. Aunque la rueda directriz no afecta adversamente la operación de una turbina hidráulica, funcionaría básicamente como un difusor en una bomba por las limitaciones hidráulicas inherentes de esa construcción. Algunas bombas centrifugas de altura grande de elevación de este tipo se han hecho con el diseño de doble voluta.

La pared que separa las dos voluta.
La pared que separa las dos volutas de la bomba centrifuga de foso seco trabaja como una costilla de refuerzo de la cubierta haciendo así más fácil el diseño de una cubierta para bombas centrifugas lo bastante fuerte para la presión implicada.

Las bombas centrifugas verticales equipadas con impulsores de admisión sencilla de fondo tienen una junta de escurrimiento entre el anillo de desgaste del cubo del impulsor y la cabeza de succión. Cuando las bombas centrifugas de este tipo manejan agua arenosa, la arenisca se asienta durante los periodos de parada y concentra en esta junta o cerca de ella. Tan pronto como la bomba centrifuga arranca de nuevo, esta concentración de arena se arrastra a través de la junta de escurrimiento causando desgaste. Las bombas centrifugas más grandes pueden recurrir a una construcción de anillo, en la que el anillo estacionario se extiende sobre la cabeza de succión para formar una bolsa para que la arena se deposite en ella y de la que se puede lavar con chorro periódicamente. Este y otros refinamientos son posibles en las bombas centrifugas grandes pero no en las pequeñas.

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Bombas centrifugas verticales de foso seco
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