Autor: Jens-Uwe Vogel

Punto de diseño de la bomba

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Está determinado por el caudal y la altura de suministro a la velocidad de funcionamiento correspondiente. Al bombear medios muy viscosos, las características de la bomba y, por lo tanto, también el punto de diseño se desplazan en comparación con la curva característica registrada con agua.

Punto de diseño del sistema (punto operativo objetivo)

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El punto está formado por el caudal volumétrico Q y el caudal H.Para calcular el punto de diseño, primero se determina el caudal volumétrico requerido (caudal de suministro de la bomba). Dependiendo de la aplicación, esto puede depender de varios parámetros (por ejemplo, demanda de calor para sistemas de calefacción, cantidad de agua residual, etc.). Con la ayuda del caudal volumétrico calculado, se determinan las pérdidas por fricción de la tubería que, junto con la altura estática, dan como resultado la altura total de la bomba.Si se estipula un caudal mínimo para la aplicación y esto no se logra para el caudal calculado, el caudal nominal se ajusta de modo que se logre el caudal mínimo. A continuación, la bomba funciona en modo de apagado (de forma discontinua).El punto de diseño del sistema es el punto de funcionamiento deseado (punto de funcionamiento objetivo) para la selección de la bomba. Con bombas estándar, suele haber una desviación entre el punto de funcionamiento deseado y el real. La desviación permitida depende del área de aplicación y está parcialmente regulada por las normas aplicables.En el caso de bombas con control de velocidad, la velocidad de la bomba se modifica de tal manera que se aproxime exactamente al punto de operación objetivo. Esto permite un funcionamiento eficiente, especialmente con sistemas que funcionan en diferentes estados de carga (por ejemplo, sistemas de calefacción).Dependiendo del diseño de la bomba, hay otras opciones disponibles para adaptar la curva de la bomba al punto de operación objetivo. Además de cambiar la velocidad, los siguientes métodos se utilizan ampliamente:
  • Apague el impulsor
  • Ajuste del ángulo de la hoja para bombas axiales
  • Aceleración
  • Omitir

Sello de cañón

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Los dos sistemas más comunes son:La caja de empaquetadura , como un sello de eje tradicional, rara vez se debe al mantenimiento requerido en los servicios de construcción y, en realidad, solo es común con las bombas de placa base. Se puede encontrar en diseños especiales en bombas en línea.Se requieren diferentes empaquetaduras y ajustes de la caja de empaquetadura según las condiciones de funcionamiento. En general, dadas las presiones / temperaturas operativas promedio y la calidad normal del agua, se puede suponer que una cantidad promedio de agua que gotea de 10 gotas por minuto crea suficiente lubricación para la caja de empaquetadura. En casos individuales, debe tenerse en cuenta la información especial del fabricante. La vida útil de las empaquetaduras de prensaestopas debe ser de entre 1 y 2 años. En el caso de empaquetaduras de prensaestopas con cargas particularmente bajas, los tiempos de reposo de varios años no son infrecuentes. Por otro lado, las condiciones extremas del agua (suciedad, aditivos, sobrecalentamiento, etc.) pueden reducir drásticamente la vida útil. Para evitar daños en el eje por medios agresivos o un manejo inadecuado de la caja de empaquetadura, se deben preferir diseños con manguitos de protección del eje.El sello mecánico sin mantenimiento se ha establecido en la tecnología de la construcción y en muchas otras aplicaciones como el estándar para bombas con sellos de eje. No hay pérdida de agua durante el funcionamiento y no se requieren trabajos de mantenimiento durante la vida útil del sello mecánico. La vida útil en condiciones medias de funcionamiento y de agua es de 1 a 2 años, máximo 3 años. Las condiciones extremas del agua (suciedad, aditivos, sobrecalentamiento, etc.) pueden reducir drásticamente la vida útil. En tales aplicaciones, la idoneidad o el diseño especial para las condiciones de funcionamiento deben acordarse con el fabricante. En la tecnología de la construcción, el diseño que:
  • funciona independientemente del sentido de rotación
  • se asienta elásticamente sobre el eje por medio de fuelles (en caso de desgaste del sello mecánico, reajuste automático por el resorte incorporado)
  • ofrece propiedades lubricantes óptimas a través del emparejamiento de materiales duro / blando (cerámica o metal duro con carbono)
  • está montado sobre un manguito de eje de bronce o acero inoxidable.
Advertencia: Las empaquetaduras de la caja de empaquetadura y los sellos mecánicos son piezas de desgaste. El funcionamiento en seco no está permitido y provoca la destrucción de las juntas en ambas versiones.

Altura de succión para bombas centrífugas que no son autocebantes

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Esto significa que la presión de aire local p b es mayor que la suma de la altura de succión neta positiva HH y la presión de vapor p v ; por lo tanto, la presión de entrada ya no es necesaria. Esta correlación se basa en la drástica reducción de la presión de vapor del agua fría. En la práctica, esto significa:Las bombas que funcionan con una presión de entrada mínima negativa H erf pueden generar una carrera de succión (no autocebantes).La potencia de succión es aproximadamente igual al nivel de la presión de entrada mínima negativa menos el factor de seguridad de 1 m.Dado que las bombas, que generalmente se utilizan en relación con los servicios de construcción, no tienen propiedades de autocebado, se deben cumplir las siguientes condiciones para que funcione la carrera de succión:
  • Ventilación de la tubería del lado de succión, incluida la bomba, antes de la puesta en servicio.
  • Evitación de inclusiones de aire durante el funcionamiento de la bomba (la ventilación conduce a fallas en la capacidad de succión).
  • Evitar el drenaje de las tuberías del lado de succión en el soporte de la bomba proporcionando e instalando una válvula de pie. (Riesgo de fugas de partículas de suciedad)
La dependencia de válvulas de retención en la línea de presión no es suficiente, ya que el aire puede ser arrastrado a través del sello del eje (sello mecánico o sello del prensaestopas) en el soporte de la bomba.Debido a sus características de diseño, la capacidad de succión de las bombas que no son autocebantes generalmente se limita a un rango máximo de 2 a 4 m. Las alturas de succión más altas (máx. De 8 a 9 m) y la operación de autocebado requieren el uso de bombas especiales.

Bomba de desplazamiento positivo

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Se distingue entre bombas de desplazamiento oscilantes y rotativas según el tipo de movimiento del cuerpo de desplazamiento.Las bombas de desplazamiento positivo oscilantes incluyen
  • Bomba de pistón
  • Bomba de diafragma
Los siguientes diseños se cuentan entre las bombas de desplazamiento rotativas:
  • Bomba de tornillo
  • Bomba de tornillo excéntrica
  • Bomba de lóbulos rotativos
  • Bomba de engranajes
  • Bomba de tornillo
  • Bomba peristáltica
A diferencia de las bombas centrífugas, las bombas de desplazamiento positivo se utilizan a menudo cuando la viscosidad del medio bombeado es muy alta o para procesos de dosificación.

Bomba de funcionamiento en seco

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Construcción Como característica estructural uniforme, las bombas de funcionamiento en seco tienen la separación entre el medio de transporte de la bomba y el motor de accionamiento. La conexión entre el impulsor en la carcasa de la bomba y el motor se realiza a través de un eje común o por separado con un acoplamiento. Debido a este diseño, la parte del motor giratorio permanece seca (de ahí el nombre de corredor seco). El montaje del motor mediante cojinetes de rodillos requiere lubricación externa. Los motores estándar IEC se utilizan como accionamientos estándar, pero también es posible utilizar diseños especiales, incluidos motores a prueba de explosión. Tipos / función Hay 2 versiones diferentes de bombas de prensaestopas:
  • Bomba centrífuga con motor bridado
  • Bomba centrífuga con motor y acoplamiento en placa base.
Las bombas de funcionamiento en seco son más ruidosas que las bombas de funcionamiento en húmedo. Los ruidos son causados por los rodamientos de rodillos (rodamientos de bolas o rodamientos de agujas) y la rueda del ventilador del motor eléctrico refrigerado por superficie. Por otro lado, el ruido de la propia bomba (ruido de flujo, ruido de cojinetes) puede ignorarse por completo a menos que se produzcan situaciones de funcionamiento inusuales (cavitación, etc.).

Bomba de motor de tubo partido

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Esto elimina la necesidad de sellar el eje por medio de una caja de empaquetadura o sello mecánico, que se requiere para otros tipos de bombas.El medio bombeado sirve para lubricar los cojinetes del motor (cojinetes deslizantes) así como para enfriar el interior del rotor. Este llamado espacio húmedo está aislado de la atmósfera o del devanado del motor mediante una lata. Esta lata tiene un grosor de pared medio de sólo 0,1 a 0,3 mm y está fabricada con acero de alta aleación no magnético. El recipiente está sellado estáticamente mediante juntas tóricas. Función / característica La ventaja de esta construcción es claramente que no necesita mantenimiento. Sin intercambio de mensajes, sin intercambio de elementos de sellado, pero perfecto funcionamiento durante todo el tiempo de funcionamiento.La suavidad de este diseño es notable. Aparte de las propiedades de amortiguación del agua, en la que se mueven las partes giratorias, la razón de esta suavidad es el cojinete deslizante del rotor. Esto elimina todos los ruidos de rodadura que se producen en los rodamientos z. B. puede ocurrir por medio de rodamientos de bolas.Este componente influye decisivamente no solo en el buen funcionamiento, sino también en la vida útil y el grado de susceptibilidad a averías.El diseño del cojinete es una de las características de diseño más importantes de las bombas de rotor húmedo. Además del diseño estructural de los cojinetes, el emparejamiento de materiales del cojinete es de importancia decisiva para la seguridad operativa de la bomba. En la práctica han prevalecido las siguientes combinaciones:
  • Eje cerámico / cojinete cerámico
  • Eje / cojinete de carbono de acero cromado endurecido.
El cojinete de cerámica, el eje y el cojinete hechos del mismo material, una combinación que contradice la teoría tradicional de los cojinetes, tiene muy poco desgaste debido al material extremadamente duro y quebradizo de cerámica de óxido de aluminio con una lubricación óptima de los cojinetes. Sin embargo, si falta el requisito previo para una lubricación adecuada, p. Ej. B. Funcionamiento en seco debido a la acumulación de aire o la formación de vapor en caso de sobrecalentamiento, existe el riesgo de bloqueo después de un breve período de tiempo. Además, el eje de cerámica es relativamente susceptible a romperse cuando se somete a esfuerzos mecánicos, por ejemplo, debido a las vibraciones del transporte o al intentar desbloquearlo debido a la inclinación con un destornillador.Por el contrario, el cojinete de dos materiales (eje de acero al cromo endurecido / cojinete de carbono) muestra las muy buenas propiedades de funcionamiento en seco o de funcionamiento de emergencia de los cojinetes de carbono impregnados de metal. A esto se suma la proverbial resistencia a la rotura del eje de acero endurecido contra impactos y vibraciones. Comportamiento operativo Sobre la base de décadas de práctica con millones de bombas, una media estadística en condiciones de funcionamiento normales y dependiendo del diseño de la bomba ha dado como resultado una vida útil de aproximadamente 40.000 a 70.000 horas de funcionamiento. Esto corresponde a un promedio de 8-12 años con un funcionamiento normal de calefacción. La funcionalidad óptima de esta construcción también se subraya por el hecho de que bastantes bombas de funcionamiento en húmedo funcionan durante más de 15 a 20 años (más de 100.000 horas de funcionamiento) sin mal funcionamiento ni mantenimiento.Las bombas de funcionamiento en húmedo en la tecnología de la construcción incorporan constantemente el control de velocidad de los motores de accionamiento como característica especial. Mientras tanto, los controles conmutables manualmente ya no están permitidos para nuevas instalaciones en muchos países y han sido reemplazados en gran medida por controles automáticos.

Bomba de canal lateral

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Transportan el fluido a través de una rueda en forma de estrella a un canal junto al impulsor. Esto logra alturas de entrega que son de 5 a 15 veces mayores que las de los engranajes radiales.Las bombas son autocebantes. Se utilizan en particular cuando se transportan mezclas de líquido-gas (transporte parcial de gas) y cuando existen requisitos especiales para la succión.La eficiencia es comparativamente baja. Por lo tanto, el rango de potencia solo sube a unos 4 kW.Debido a los estrechos espacios, generalmente no son adecuados para bombear fluidos con componentes abrasivos.