¿Qué es una bomba centrífuga vertical de varias etapas?

La bomba centrífuga vertical de múltiples etapas es un equipo de transmisión eficiente de fluido ampliamente utilizado en industrias, construcción, agricultura y otros campos. Su característica central se encuentra en la combinación de 'Estructura vertical ' y 'diseño centrífugo múltiple ', que puede lograr un transporte líquido de alta cabeza y alto flujo en un espacio limitado. Este artículo proporcionará una descripción detallada de su principio de trabajo, composición estructural, escenarios de aplicación, puntos de selección y precauciones de mantenimiento.

1.definición y características centrales de la bomba centrífuga vertical de múltiples etapas

La bomba centrífuga múltiple vertical es un equipo de bomba instalado verticalmente que funciona con fuerza centrífuga y se presuriza gradualmente mediante la conexión de múltiples impulsores en serie. El 'vertical ' en su nombre se refiere a la instalación del eje de la bomba perpendicular al suelo, mientras que el 'Multi-Stage ' indica que la bomba contiene múltiples impulsores conectados en serie y estructuras de veletas de guía. Cada etapa del impulsor puede aumentar la presión de los líquidos y, en última instancia, lograr una producción de alta presión.

Características centrales:

Capacidad de la cabeza alta: a través de la conexión de la serie de impulsores de varias etapas, la cabeza puede alcanzar cientos de metros o incluso más, adecuado para condiciones de trabajo que requieren superar la alta resistencia.

Estructura compacta: el diseño vertical ocupa un área pequeña y es adecuada para entornos de instalación con espacio limitado.

Eficiente y ahorro de energía: adoptar el principio centrífugo, combinado con el diseño del modelo hidráulico de precisión, la eficiencia de conversión de energía es alta.

Adaptabilidad media: puede transportar agua limpia, aceite, líquidos ligeramente corrosivos, etc., dependiendo de la selección del material.

2. Explicación detallada de estructura y componentes

La bomba centrífuga vertical de varias etapas consiste en múltiples componentes clave que funcionan juntos. El siguiente es un análisis funcional de los componentes centrales:

Impulso

Cada impulsor de la etapa es la fuente de alimentación central de la bomba, generalmente hecha de acero inoxidable, hierro fundido o plástico de ingeniería. El impulsor genera fuerza centrífuga a través de la rotación de alta velocidad, que absorbe líquido desde el centro y lo arroja hacia el borde exterior, logrando la transferencia de energía cinética. En las bombas de múltiples etapas, el número de impulsores determina la cabeza total (por ejemplo, un cabezal de 30 metros de etapa y una cabeza total del impulsor de 5 etapas de hasta 150 metros).

Difusor

El componente estacionario ubicado en la periferia del impulsor se usa para convertir la energía cinética de fluido de alta velocidad arrojada por el impulsor en energía de presión estática, mientras guía el fluido suavemente en la entrada del impulsor de la siguiente etapa, reduciendo las pérdidas de turbulencia.

Eje de la bomba

El eje largo instalado verticalmente está hecho de acero de aleación de alta resistencia, que está conectado en serie con varias etapas de impulsores y transmite par motor. Los sellos mecánicos o los sellos de empaque generalmente se usan en el extremo del eje para evitar la fuga.

Carcasa (caparazón)

Diseño segmentado o anular, envolviendo el impulsor y guía las paletas para resistir la presión interna. El material debe seleccionarse de acuerdo con las características del medio (como la resistencia a la corrosión de acero inoxidable 304, hierro fundido adecuado para agua limpia).

Rodamientos y sistemas de soporte

Las estructuras verticales deben resistir el empuje axial, generalmente equipado con rodamientos de empuje y cojinetes radiales. Algunas bombas de alta gama usan dispositivos de equilibrio hidráulico (como tambores de equilibrio y discos de equilibrio) para reducir la fuerza axial y extender la vida útil del rodamiento.

Acoplamientos y motores

Las bombas verticales a menudo adoptan una estructura de conexión directa, con el motor ubicado en la parte superior del cuerpo de la bomba y conduciendo directamente el eje de la bomba a través de un acoplamiento para reducir la pérdida de energía.

3. Principio de trabajo y proceso hidráulico

1. Principio de centrifugación de una sola etapa:

El líquido se absorbe desde la parte inferior de la bomba y entra en el centro del impulsor de la primera etapa (cámara de succión). Cuando el impulsor gira, la fuerza centrífuga arroja el líquido hacia el borde exterior del impulsor, y la velocidad puede aumentar; Luego ingresa a las paletas de la guía, donde la velocidad se puede convertir en energía a presión.

2. Aumento de series de múltiples etapas:

Cada etapa de la combinación de la guía del impulsor superpone la presión paso a paso. Por ejemplo, si el elevador de una sola etapa es de 30 metros, el elevador total después de 5 etapas está conectada en serie puede alcanzar 150 metros (la pérdida de eficiencia debe considerarse en la práctica).

Método de instalación de bomba de agua centrífuga vertical

4.

Suministro de agua de construcción de gran altura:

Superar la presión estática causada por la altura vertical, proporcionando un suministro de agua estable para edificios de gran altura y reemplazar los sistemas tradicionales de tanques de agua.

Sistema de ciclo industrial:

Utilizado para transmitir medios de alta presión en agua de alimentación de la caldera, circulación de agua de enfriamiento y procesos químicos.

Sistema de protección contra incendios:

Proporcione fuentes de agua de alta presión para satisfacer las necesidades de los rociadores de incendios y las pistolas de agua de alta presión.

Riego agrícola:

Transmisión de agua de larga distancia o riego en cascada montañoso, adecuado para terreno complejo.

Desalinización del tratamiento del agua de mar y las aguas residuales:

El tipo de bomba diseñado con materiales resistentes a la corrosión puede manejar medios que contienen sal o partículas.

5. Parámetros clave para la selección

Casa de flujo (Q): Tasa de entrega de tiempo de la unidad (m ³/h), con un margen de 10% a 15% reservado de acuerdo con los requisitos del sistema.

Cabeza (H): Cabeza total requerida = Altura de elevación vertical+Pérdida de fricción de tubería+requisito de presión final.

Características medianas: temperatura, viscosidad, corrosidad, contenido sólido (si contiene partículas, se debe seleccionar un impulsor semi abierto).

Selección de material:

Agua transparente: hierro fundido/acero inoxidable

Líquido corrosivo: 316L de acero inoxidable/aleación de titanio

Medio de alta temperatura: considere el coeficiente de expansión térmica y configure la estructura de disipación de calor.

Potencia del motor:

6. Análisis de ventajas y desventajas

Ventajas:

Amplia gama de cabeza, adecuada para escenarios de demanda de alta presión.

La estructura vertical ahorra espacio de instalación.

Operación suave con baja vibración y ruido.

Mantenimiento fácil (algunos modelos pueden reemplazar los sellos mecánicos en línea).

Limitaciones:

Altos requisitos para la alineación axial, la instalación inadecuada puede causar fácilmente vibraciones.

La eficiencia disminuye al transportar líquidos de alta viscosidad.

La estructura de varios niveles conduce a un desmontaje complejo y altos costos de mantenimiento.

7. Puntos clave para la instalación y el mantenimiento

Fundación de instalación: se debe garantizar la base de concreto para evitar la transmisión de la tensión de la tubería al cuerpo de la bomba.

Preparación Antes de comenzar: llene la bomba y el escape, verifique la dirección de rotación (la rotación inversa puede hacer que el impulsor se afloje).

Monitoreo de la operación: preste atención a la temperatura del rodamiento (≤ 70 ℃), el valor de vibración (≤ 4.5 mm/s) y las fluctuaciones de corriente.

Mantenimiento regular:

Agregue grasa lubricante cada 500 horas.

Verifique el desgaste de los sellos mecánicos anualmente.

El desuso a largo plazo requiere vaciar el líquido para evitar la oxidación.

8. Tendencias de desarrollo tecnológico

Inteligencia: sensores integrados para el monitoreo en tiempo real del flujo, la presión y la vibración, lo que permite el mantenimiento predictivo a través del Internet de las cosas.

Eficiente: la simulación de fluido CFD optimiza el canal de flujo del impulsor, aumentando la eficiencia a más del 90%.

Innovación de materiales: los materiales compuestos de fibra de carbono reducen el peso, los recubrimientos cerámicos mejoran la resistencia al desgaste.

Diseño modular: puede cambiar rápidamente el número de etapas del impulsor y adaptarse a los cambios en las condiciones de trabajo.

La bomba centrífuga vertical de varias etapas, con sus ventajas de diseño únicas, se ha convertido en un equipo clave en los modernos sistemas de transporte de fluidos. La selección adecuada, la instalación estandarizada y el mantenimiento científico pueden extender significativamente su vida útil y mejorar la eficiencia energética del sistema. En el futuro, con la integración de nuevos materiales y tecnología de control inteligente, sus áreas de aplicación se expandirán aún más, proporcionando soluciones más eficientes para los campos industriales y civiles.