Base da bomba centrífuga ‖ Impulsor

A geometria do impulsor

É importante compreender a estrutura do perfil de um impulsor centrífugo típico. O centro do impulsor é chamado de orifício de sucção do impulsor (olho). Estendendo-se para fora do centro estão as pás do impulsor. As pás do impulsor são curvas (geralmente dobradas para trás), capturando e movendo o fluido à medida que o impulsor gira. A grande parte circular atrás da pá é o cubo do impulsor. O cubo fornece suporte para as pás enquanto conecta todas as pás ao conjunto do impulsor. O diâmetro externo do cubo é onde a tampa do impulsor pode ser encontrada. Um impulsor semiaberto possui uma tampa que cobre a parte superior da pá do impulsor. Design fechado significa um impulsor com uma placa de cobertura cobrindo a parte superior e inferior da pá do impulsor. Alternativamente, o impulsor pode não ter uma placa de cobertura e este tipo é chamado de impulsor aberto.

Os impulsores podem variar em design, mas alguns princípios básicos permanecem os mesmos em todos os impulsores. O diâmetro externo da lâmina determina a pressão que a bomba pode produzir. Um diâmetro externo menor produzirá uma pressão mais baixa do que um impulsor semelhante com diâmetro maior. A altura das pás do impulsor determina a vazão produzida pela bomba. Uma pá do impulsor mais baixa produzirá menos fluxo do que um impulsor com uma pá mais alta. Estas características geométricas do impulsor fornecem a base do design do estilo do impulsor.

Caracterização física dos impulsores

O impulsor é a ligação entre a entrada de energia (máquina de acionamento) e a saída de energia (movimento do fluido) da bomba. No início do processo de bombeamento, a máquina de acionamento gira o impulsor através do eixo. À medida que o impulsor gira, a água é empurrada para fora do centro ao longo da borda da lâmina e a pressão aumenta. Água de alta pressão é liberada da extremidade da lâmina para a voluta (ou palheta guia) da bomba. Ao longo do caminho da voluta/palheta guia, a água é descarregada a uma vazão e pressão determinadas pela geometria do impulsor. A água acelera ao longo da lâmina do impulsor, formando uma baixa pressão na entrada do impulsor. A pressão atmosférica é maior que a baixa pressão do orifício de sucção do impulsor, que exerce uma força na superfície do fluido bombeado, de modo que o fluido continua a fluir para o orifício de sucção do impulsor.

Tratamento sólido

Muitas aplicações requerem o bombeamento de fluidos contendo sólidos. Isso é comum para bombas submersíveis, que estão localizadas na parte inferior do reservatório usado para coletar escoamento e resíduos. Um tipo de impulsor conhecido por sua sólida capacidade de manuseio são os impulsores de canal. Um impulsor canalizado permite que os sólidos passem de forma eficiente entre as pás do impulsor. Este projeto de impulsor é comumente usado em aplicações de tratamento de esgoto e águas residuais.

Outro impulsor comum para manuseio de sólidos é o tipo vórtice, também conhecido como impulsor embutido. O impulsor está localizado na voluta, formando um grande espaço aberto entre o impulsor e a entrada de sucção. Ao contrário de outros impulsores, que dependem de pás para empurrar a água, este impulsor cria vórtices nos espaços abertos da voluta. O vórtice gerado pela rotação rápida do impulsor permite que o fluido e os sólidos se movam com contato mínimo com o impulsor. Não há contato entre o fluido bombeado e o impulsor, o que é muito benéfico para aplicações que contenham sólidos abrasivos ou com partículas grandes.

Bomba de corte e trituração

Para aplicações propensas a entupimentos, há vários impulsores projetados para lidar com esses sólidos problemáticos. bomba de corte (bomba de corte) é um desses projetos. O impulsor da bomba de corte tem uma ponta afiada e geralmente é feito de um material duro, como carboneto de tungstênio. Esta borda afiada foi projetada com um espaço apertado entre a placa de sucção correspondente com uma borda serrilhada afiada. Quando o impulsor coleta o sólido, parte do sólido fica preso por uma borda irregular fixa na placa de sucção, permitindo que o impulsor de corte rotativo corte o sólido. Cortar a bomba reduz o entupimento causado por vários sólidos e detritos, como trapos, lenços "laváveis" e até mesmo roupas, reduzindo assim o tempo de inatividade da bomba. Esses sólidos cortados podem ser filtrados a jusante da bomba.

Outro projeto de impulsor para aplicações de entupimento é a bomba picadora. A estrutura mecânica da bomba de trituração é semelhante à da bomba de corte. O material sólido é rasgado entre a borda afiada do impulsor e a borda afiada estacionária da entrada de sucção.

Ao contrário de uma bomba de corte que utiliza uma borda serrilhada na placa de sucção, a bomba de trituração possui um mecanismo de faca de corte montado na parte externa do orifício de sucção do impulsor. Tolerâncias estreitas são mantidas entre a lâmina e o orifício de sucção do impulsor e entre a lâmina e a placa de sucção. Estas tolerâncias apertadas permitem o corte de toda a lâmina, evitando o entupimento de toda a voluta.

Aplicação de alta pressão

Algumas aplicações exigem pressões mais altas, como bombeamento para grandes altitudes ou onde o projeto do sistema exige tubos de pequeno diâmetro. Para atingir esta alta pressão, o design do impulsor pode ser alterado de diversas maneiras. Uma maneira de aumentar a pressão é aumentar o diâmetro externo do impulsor.

Outra forma de aumentar a pressão é instalar placas de cobertura acima e abaixo das pás do impulsor. A área entre as pás do impulsor fechado reduz a recirculação do fluxo (refluxo interno -) para uma saída de alta pressão mais eficiente. Embora o impulsor fechado possa efetivamente aumentar a pressão, ele limita a capacidade do impulsor de manusear sólidos.

As bombas de alta pressão são normalmente equipadas com filtros para evitar o entupimento do impulsor fechado. No entanto, se estiver presente um grande número de sólidos, uma bomba trituradora pode ser mais adequada para esta aplicação. Há uma lâmina de moagem na parte externa da entrada da bomba de moagem. Quando esta lâmina afiada gira, ela esmaga o sólido em fragmentos finos que fluem através do filtro de sucção para a bomba. Os sólidos moídos são então enviados para fora da bomba, geralmente através de um impulsor de alta elevação. Em áreas com terreno irregular, as bombas de trituração são frequentemente utilizadas na coleta de esgoto urbano. Essas áreas dependem de tubulações de pequeno diâmetro e alta pressão para transportar esgoto. A bomba de moagem não apenas fornece a alta pressão necessária, mas também reduz os sólidos, reduzindo assim o entupimento de tubos menores.

Material do impulsor

Escolher o material estrutural correto é tão importante quanto escolher o estilo do impulsor. O impulsor pode ser feito de diversos materiais, como diferentes tipos de ferro fundido, aço inoxidável, bronze e resina plástica. O ferro fundido possui boa resistência ao desgaste e economia. Contudo, o ferro fundido pode não suportar fluidos altamente abrasivos ou corrosivos. Para evitar a falha prematura do impulsor devido à corrosão, pode ser necessário utilizar um impulsor de aço inoxidável. Embora o aço inoxidável seja mais caro que o ferro fundido, geralmente resiste melhor a produtos químicos corrosivos.

O bronze é outro material resistente à corrosão frequentemente usado em áreas costeiras. Em aplicações offshore ou processos onde a água salgada é transportada, o bronze evita a erosão da água salgada. Algumas bombas menores podem usar impulsores de plástico. Comparados às alternativas de aço inoxidável ou bronze, esses impulsores moldados têm excelente resistência química e alta resistência ao desgaste, além de serem econômicos.

O fluido bombeado, bem como as condições do sistema, determinarão o tipo de impulsor necessário. Certifique-se de informar o fornecedor da bomba sobre essas informações para garantir a escolha correta do impulsor e da bomba.