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O reservatório de processo de uma fábrica de produtos químicos coleta resíduos de lavagem do piso, vazamento de água de vedação e um gotejamento constante de ácido sulfúrico diluído de uma estação de válvulas próxima. O nível do líquido oscila entre meio metro e três metros, a composição muda a cada lote e o fundo da bomba fica quatro metros acima da superfície do líquido. A bomba designada para este poço deve ser reabastecida sem operador, sobreviver às mudanças de pH e continuar funcionando quando ninguém estiver olhando. Uma bomba de depósito vertical é construída exatamente para esta função: a extremidade hidráulica permanece submersa no fundo do reservatório, enquanto o motor permanece acima do poço, livre de líquido e seus vapores.
Este artigo explica como as bombas de depósito vertical são projetadas, quais materiais as protegem em serviços corrosivos e abrasivos e o que verificar antes da compra.
Como funciona uma bomba de depósito vertical
Uma bomba de depósito vertical é uma máquina de eixo vertical que consiste em um motor, uma placa de montagem, uma coluna de descarga, um eixo intermediário e uma carcaça pendurada abaixo do nível do solo. O motor gira o eixo, o eixo aciona um impulsor na extremidade inferior e o líquido entra através de um filtro antes que o impulsor o envie pela coluna até um bocal de descarga próximo ao topo.
Como o impulsor permanece submerso, a bomba opera com sucção inundada. Não há elevação de sucção a ser superada, nenhuma válvula de pé para manter preparada e nenhum problema de reabastecimento depois que o nível do líquido cai e se recupera. O NPSH disponível é definido em grande parte pela carga estática do líquido acima do olhal do impulsor, o que torna o arranjo vertical útil para líquidos quentes e para poços localizados muito abaixo do nível do solo.
O eixo é apoiado em intervalos por mancais de deslizamento. Os projetos padrão usam rolamentos de carbono ou carboneto de silício lubrificados com produto, funcionando no líquido bombeado. Quando o líquido contiver areia ou detritos, rolamentos intermediários lavados com água ou um eixo cantilever sem nenhum rolamento submerso, mantenha a bomba funcionando sem lavagem do rolamento.
Construção e Materiais para Serviços Corrosivos e Abrasivos
As peças molhadas passam toda a sua vida útil submersas ou na zona de vapor acima do reservatório, e ambos os ambientes podem sofrer corrosão. Especifique o revestimento, o impulsor, o eixo, o filtro e a coluna em relação ao perfil completo do fluido: faixa de pH, teor de cloreto, temperatura, pressão de vapor e carga de sólidos.
Carcaça, Impulsor e Coluna
O ferro fundido e o ferro dúctil lidam com água limpa em pH neutro. Os graus inoxidáveis 304 e 316 são a linha de base comum para efluentes químicos com cloretos moderados. Ácidos fortes, altos níveis de cloreto e álcalis agressivos exigem CD4MCu, Alloy 20 ou construção revestida com fluoroplástico. Quando a abrasão domina, os impulsores e carcaças de metal duro com alto teor de cromo duram mais que o aço inoxidável por uma ampla margem.
Para serviços químicos corrosivos, configurações como o Bombas submersas verticais da série FY/HY oferecem opções de materiais e hidráulicas adequadas a resíduos ácidos, soluções cáusticas e efluentes químicos mistos.
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O eixo suporta cargas de flexão, torção e vibração. O aço inoxidável martensítico, como 2Cr13, ou 17-4PH de endurecimento por precipitação, cobre a maioria dos serviços corrosivos; meios severos precisam de ligas com alto teor de níquel. Os rolamentos lubrificados com fluido sujo devem usar faces de carboneto de silício e, quando houver presença de sólidos, uma descarga com água limpa ou um projeto cantilever é a opção mais confiável.
| Componente | Opções de materiais típicas | Serviço típico |
|---|---|---|
| Invólucro e coluna | Ferro fundido, ferro dúctil | Água limpa, pH neutro, baixo teor de sólidos |
| Invólucro e coluna | Aço inoxidável 304/316 | Ácidos orgânicos, cloretos moderados, serviços químicos em geral |
| Invólucro e coluna | Liga 20, CD4MCu, revestimento fluoroplástico | Ácido sulfúrico, álcalis fortes, efluentes agressivos |
| Impulsor e peças de desgaste | Metal duro com alto teor de cromo | Pasta abrasiva, manuseio de cinzas, transferência de minério |
| Eixo | 2Cr13, 17-4PH, liga com alto teor de níquel | Fluidos corrosivos, temperatura elevada, vãos longos sem suporte |
| Rolamentos intermediários | Carbono, carboneto de silício, bronze | Produto lubrificado em fluidos limpos; variantes lavadas para sólidos |
Aplicações comuns para bombas de depósito verticais
O mesmo problema de bombeamento abaixo do nível do solo aparece em indústrias de processo, e uma bomba vertical resolve isso com o menor número de sistemas de suporte. As instalações típicas incluem:
- Fossas de processos químicos, diques de contenção e poços de neutralização com oscilações de pH entre lotes;
- Tanques de dessulfurização de gases de combustão que movimentam lama de calcário e produtos de reação;
- Poços de lama de mineração, água de retorno do moinho e transferência de underflow do espessador;
- Estações elevatórias de águas residuais municipais e industriais;
- Poços de enxofre líquido, onde o produto deve ser mantido acima do seu ponto de fusão;
- Bacias de efluentes de celulose, papel e têxteis transportando fibras e resíduos químicos.
Onde a corrosão e a alta pressão de vapor aparecem juntas – ácidos quentes, compostos orgânicos clorados ou resíduos carregados de solvente – um bombas químicas submersíveis cantilever verticais O design mantém todos os rolamentos acima do líquido enquanto a carcaça e o impulsor ficam pendurados no poço.
Fornecedores de bombas químicas submersíveis cantilever verticais por atacado, fábrica - Be Beloni (Jiangsu) Pump Manufacturing Co., Ltd é fornecedor e fábrica de bombas químicas submersíveis verticais cantilever na China, Prod ... Ver Produto → Os reservatórios de mineração que coletam sólidos de sedimentação dura precisam de máquinas com classificação de lama, como a Bombas de polpa submersas verticais cantilever LJYA , com impulsores de seção espessa com alto teor de cromo e amplas folgas internas. Para uma gama mais ampla de equipamentos de polpa para serviços pesados, consulte bombas industriais de mineração e processamento mineral .
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Profundidade de imersão e comprimento da coluna
O comprimento da coluna é fixado pelo nível de líquido mais profundo que a bomba deve atingir. As máquinas padrão cobrem cerca de 1,5 a 6 metros de imersão; poços mais profundos requerem um eixo mais pesado, rolamentos intermediários adicionais ou um eixo cantilever de maior diâmetro para controlar a deflexão. Especifique a profundidade real do poço e a faixa de níveis de líquido, não apenas "uma bomba longa".
NPSH e submersão mínima
Mesmo com sucção inundada, um vórtice pode puxar ar para dentro do impulsor se a submersão for muito rasa. Deixe cerca de 0,3 a 0,5 metros de líquido acima do filtro como um ponto de partida prático no fluxo normal e adicione um defletor antivórtice em reservatórios estreitos ou profundos. Quando o poço é raso em relação ao fluxo necessário, vale a pena considerar um impulsor de baixo NPSH com um olho de sucção maior.
Manuseio de Sólidos e Folgas Internas
O tamanho, a concentração e o formato das partículas decidem a abertura do filtro, o tipo de impulsor e a espessura da peça fundida. Os impulsores fechados proporcionam a melhor eficiência em fluidos limpos; projetos abertos ou semiabertos passam mais detritos; invólucros de metal duro são especificados quando os sólidos são abrasivos. O filtro deve parar o material superdimensionado sem criar uma queda de pressão excessiva.
Operação a seco e baixo fluxo
As bombas do reservatório funcionam de forma intermitente, portanto é difícil evitar uma operação a seco de curta duração. Os projetos cantilever toleram breves períodos de funcionamento a seco porque nenhum rolamento submerso pode falhar. Quando a bomba é estrangulada por longos períodos, um desvio de fluxo mínimo protege a carcaça contra superaquecimento e mantém os rolamentos lubrificados com produto molhados.
Bomba de depósito vertical vs. submersível vs. horizontal
A arquitetura de uma bomba de depósito vertical difere das alternativas no acesso para manutenção, proteção do acionador e capacidade de profundidade.
| Recurso | Bomba de depósito vertical | Bomba submersível | Bomba centrífuga horizontal |
|---|---|---|---|
| Localização do motorista | Acima do reservatório em uma placa de montagem | Dentro do líquido bombeado | Ao nível do chão ao lado do poço |
| Preparação | Sucção inundada, sem necessidade de escorva | Sucção inundada, sem necessidade de escorva | Requer escorvamento ou arranjo autoescorvante |
| Arranjo de vedação | Sem selo mecânico na maioria dos projetos de coluna | Vedação de carcaça, cabo e junção | Selo mecânico ou embalagem |
| Acesso de manutenção | Levante o conjunto da coluna para fora do poço | Levante a bomba do líquido | Totalmente acessível ao nível do chão |
| Capacidade de profundidade típica | Padrão de 1,5 a 6 m; mais com eixos e rolamentos especiais | Limitado pelo resfriamento do motor e classificação do cabo | Limitado pela prática altura de sucção de 6 a 7 m de água |
| Tolerância a sólidos | Bom a excelente com peças de metal duro e eixo cantilever | Bom com impulsores sem entupimento | Reduzido pelas restrições do tubo de sucção e do filtro |
Operação e Manutenção
A confiabilidade vem do controle dos modos de falha específicos das máquinas de eixo vertical. A atenção de manutenção deve se concentrar em:
- Sujidade no filtro, a causa mais comum de perda repentina de capacidade;
- Vibração na coluna e placa de montagem, revelando rolamentos desgastados ou eixo torto;
- Continuidade da água de descarga onde os rolamentos lavados estão instalados;
- Alinhamento do acoplamento após qualquer remoção do motor;
- Controle de nível de líquido, para que o motor e o acoplamento fiquem afastados da abertura do reservatório.
A maioria das paradas não planejadas remonta ao funcionamento a seco que superaquece peças fundidas finas, vórtices que arejam o fluxo ou partículas que corroem o revestimento. Um intertravamento de nível, um disjuntor de vórtice e um filtro de tamanho correto eliminam a maior parte do risco. Para obter mais informações sobre confiabilidade em serviço de processo contínuo, consulte como bombas submersas industriais melhoram a eficiência operacional .
Escolhendo uma bomba de depósito vertical
Comece com o poço, não com a bomba. Meça o nível de líquido mais profundo, a faixa operacional, a química e a carga de sólidos e, em seguida, escolha o comprimento da coluna, a estratégia de rolamento e a classe de material a partir desses números. Uma bomba de depósito vertical é a escolha certa quando o líquido fica abaixo do fundo da bomba, quando a elevação de sucção é impraticável ou quando o acionador precisa ficar fora da zona de vapor. Sua vantagem de sucção inundada também o torna a primeira opção para meios quentes e com baixo NPSH.
Uma máquina com o impulsor compatível com o fluido e os rolamentos adequados à sua limpeza funcionará durante anos entre as revisões. A mesma lógica de seleção aplicada a bombas centrífugas industriais de serviço contínuo — a hidráulica primeiro, os materiais depois, a confiabilidade mecânica em terceiro — determina qual configuração vertical oferece o menor custo de vida útil.
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