Bombas sumergibles para agua residual literatura

Rodamientos del motor de una bomba sumergible

Cargas de los Rodamientos

Los rodamientos de las bombas sumergibles llevan la carga combinada de bomba y motor aplicada en el eje común. Las siguientes fuerzas actúan en los rodamientos, radial o axialmente:

• Fuerza hidrodinámica radial
• Fuerza hidrodinámica axial
• Fuerza magnética radial
• Peso de las partes giratorias

Las fuerzas significativas que actúan en los cojinetes son las hidrodinámicas.

La fuerza hidrodinámica radial es el resultado de la distribución de presión en el perímetro del impulsor en varias posiciones relativas a la voluta de bomba. La fuerza radial depende de varios factores de diseño, así como del punto de trabajo de la bomba.

La fuerza hidrodinámica axial es el resultado de las fuerzas inducidas por el impulsor que desvían el caudal de la aspiración axial a la descarga radial, así como de la diferencia de presión entre el lado de aspiración y el de presión del impulsor. La fuerza axial está muy relacionada con el caudal y punto de trabajo de la bomba.

Rodamientos

Se utilizan rodamientos de rodillos en todas partes de los motores de bombas sumergibles. Los rodamientos  de bolas se utilizan debido a su capacidad de soportar tanto las cargas axiales como las radiales.En motores muy grandes se utiliza una combinación de cojinetes de bolas y de rodillos debido a las grandes fuerzas sobre los componentes.

Para permitir termodilatación del eje y tolerancias de fabricación, el rodamiento superior del eje puede tener movimiento axial, mientras que el eje inferior está inmovilizado axialmete

La selección de rodamientos se rige por normativas internacionales respecto a su duración. Según la norma ISO 5199, "Bearing rating life (B10)" deben durar al menos 17500 horas.

Los rodamientos de las bombas sumergibles se lubrican normalmente de por vida en la fábrica de bombas, utilizando una grasa especial, adecuada para las altas temperaturas de funcionamiento permitidas en motores sumergibles.

Dispositivos de protección de motor en las bombas sumergibles

Los motores sumergibles llevan varios dispositivos de protección para evitar daños ocasionados por los siguientes motivos:

• sobrecalentamiento
• entrada de agua
• falla del sello mecanico
• falla del cojinete
• deterioro del aislamiento del bobinado

Algunos dispositivos de protección son estándar, mientras que otros sólo están disponibles como equipo adicional bajo pedido. Las bombas grandes necesitan mejores dispositivos de protección debido a su mayor valor económico.

Los dispositivos de protección pueden dividirse en dispositivos internos con sensores dentro del motor y dispositivos externos en el panel de control del motor.

Dispositivos de protección internos

Los siguientes dispositivos de protección se montan dentro del motor:

• Térmicos en los bobinados del estator.

  Son normalmente interruptores bimetálicos pequeños que abren a una temperatura fija preajustada, ver la figura 41. Se utilizan tres interruptores, uno en cada fase, en los motores trifásicos. Están conectados en serie en el circuito de control, que está cableado para parar el motor cuando se abre. Después de enfriarse, los interruptores se rearman y cierran el circuito, pudiendo rearrancarse la bomba. Los térmicos en los bobinados protegen el motor contra sobrecalentamiento ocasionado por una refrigeración insuficiente y son especialmente importantes en bombas que dependen de la inmersión para su refrigeración.

• Interruptor de humedad

  

  La entrada de agua en el motor cerrado puede controlarse mediante un interruptor de humedad que reacciona al exceso de humedad. El interruptor de humedad se conecta normalmente en serie con los térmicos en un circuito que desconecta la bobina del disyuntor y para el motor al abrirse. La figura 42 muestra un interruptor de humedad que funciona cuando la humedad alcanza el 100 %. El interruptor de humedad es irreversible y no se rearma después de dispararse. En un circuito común con interruptor de humedad y térmico puede determinarse el dispositivo que se ha abierto, ya que sólo los térmicos se vuelven a cerrar después de enfriarse. Hay que abrir y secar el motor antes de intentar de rearrancarlo después de dispararse el interruptor de humedad

• Sensor detector de fugas

  La entrada de agua en el motor cerrado por detrás de los cierres mecánicos puede controlarse mediante un sensor detector de fugas en la cámara de aceite del cierre. Los aceites de motor normales utilizados como aceite de cierre en bombas sumergibles pueden formar una emulsión con hasta un 30 % de contenido de agua. El detector de fugas reacciona cuando el contenido de agua supera el 30 % (detectores conductivos) o controla el contenido de agua continuamente (detectores capacitivos). Los últimos pueden calibrarse para que se disparen a cualquier contenido de agua y utilizarse para controlar indirectamente el estado del cierre primario, verificando la entrada de agua a lolargo del tiempo (fugas). Los detectores de fugas normalmente no son estándar, sino están disponibles como equipo adicional.

• Funda protectora hermetica

  La entrada de agua en el motor cerrado mediante flujo capilar por el cable eléctrico antes de instalar la bomba puede evitarse, montando en fábrica una funda protectora hermética en el extremo de cable libre. No debe quitarse hasta que se conecte el cable al panel de control.

• sensores térmicos en el soporte de rodamientos

  El estado de los rodamientos y/o grasa de los rodamientos puede controlarse mediante sensores térmicos en el soporte de rodamientos. Se instalan cerca del anillo guía exterior del rodamiento, y se calibran para registrar la temperatura del rodamiento. Los sensores térmicos están disponibles como equipo adicional.