El funcionamiento de una bomba centrífuga

1. Bombas Centrífugas
T.S.U. Larry Gutiérrez
C.I: 7.573.674

2. Objetivo General:
Aportar conocimientos básico sobre los tipos de bombas
centrifugas, los elementos que la componen y su
operación.

3. Bombas
Función de las Bombas
- La función primaria de una bomba es la de mover un fluido, generalmente
un liquido, de un lugar a otro. Para lograrlo la bomba le agrega energía al
fluido.
Tipos de Bombas
- Al clasificar las bombas se tienen que tener en cuenta dos consideraciones
fundamentales: el método para mover los líquidos y el tipo de servicio de la
bomba. Por el movimiento de los fluidos las bombas pueden ser agrupadas
en dos categorías: bombas centrifugas y bombas de desplazamiento
positivo. Las bombas centrifugas tienen eje rotativo y las bombas de
desplazamiento positivo ejes con movimiento rotativo o movimiento
reciprocante. Existen muchas variaciones de diseño con cada tipo y
categoría.

4. Bombas Centrífugas
Principio de funcionamiento
Se tienen muchos tipos de bombas centrifugas, pero en todas el movimiento del
liquido se efectúa en esencia de igual manera, por la acción de la fuerza
centrifuga. La fuerza centrifuga es la que actúa en un cuerpo con un
movimiento que sigue un patrón circular. Estas fuerzas causan que el liquido se
mueva hacia fuera.
Tipos de bombas centrifugas
Las bombas centrifugas pueden ser simple-etapa (un impulsor) o multi-etapas
(mas de un impulsor) y pueden rotar en el eje horizontal o en el eje vertical. Las
bombas simple etapa pueden tener el impulsor en voladizo (soportado en un
lado solamente). Adicional a los impulsores, se tienen varios tipos de carcasa de
la bomba dependiendo de las aplicaciones, pero existen pocas diferencias entre
los diseños de bombas centrifugas.

5. Clasificación General Bombas Centrífugas
Las bombas centrifugas pueden clasificarse de acuerdo a la orientación
del rotor y configuración de soportes:
De acuerdo a la orientación del rotor, se clasifican en:
• Horizontales: Rotor en posición horizontal
• Verticales: Rotor en posición vertical
De acuerdo a configuración de los soportes:
• Cantiléver o Voladizo
• Entre cojinetes
• Verticalmente suspendidas

6. Clasificación General Bombas Centrífugas

7. Clasificación API

8. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH1:
Diseño en voladizo, Simple etapa, montaje de pie
(No reúne todos requerimientos de este estándar
Internacional)
.

9. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH1 (ANSI)
.

10. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH1 (ANSI Típica)
.
1- Succión
2- Impulsor
3- Descarga
4- Cubierta trasera
5- Eje
6- Sello/Empaquetadura
7- Brida/Prensaestopas
8- Cojinetes
Utilizadas en la industria química y petroquímica.
Sus medidas son normalizadas, se puede intercambiar bombas sin modificaciones.
Tienen impulsor abierto o semi abierto para manejar sólidos en suspensión.
Hay dos proveedores fundamentales: Durco (Flowserve) y Goulds (ITT).
Soportes de cojinete de hierro fundido.
Bases de chapa plegada, bases antivibración o poliméricas.
Muchas metalurgias disponibles, además de versiones no metálicas.

11. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH2:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje centrado.
Tiene una caja de rodamiento simple para absorber
todas las fuerzas impuestas sobre el eje manteniendo
el rotor en su posición durante la operación. Estas
bombas son instaladas en una base y están conectadas
por un acople flexible al elemento conductor.

12. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH2 (API)

13. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH2 (API Típica)
• Utilizadas en la industria petrolera (downstream & upstream) y petroquímica.
• Sus medidas no son normalizadas, las bases se hacen a medida.
• Tienen impulsor cerrado con anillos de desgaste.
• Hay varios proveedores: Flowserve, Goulds, Sulzer, David Brown, Marelli, KSB, etc.
• Soportes de cojinete de acero fundido.
• Bases tipo drim rain con apoyos centrados.
• Metalurgias acotadas a lo que indica la norma API 610.

14. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH3:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line” con
soportes separados. Tiene una caja de rodamiento integrada a la
bomba para absorber todas las cargas al rotor. El elemento
conductor es montado en un soporte integrado a la bomba. La
bomba y el elemento conductor están conectadas por un acople
flexible.

15. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH4 (Vertical “In Line”)

16. Clasificación API
Clasificación de según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH5:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-
line” con acople cerrado. Con el acople cerrado el
impulsor se monta directamente sobre el eje del
elemento conductor ( No reúne todos los
requerimientos de este estándar internacional)

17. Clasificación API
Clasificación de según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH5 (Vertical In Line)

18. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH6:
Diseño en voladizo, simple etapa, con caja de engranaje
conductora de alta velocidad. Estas bombas incrementan la
velocidad por medio de una caja de engranaje integral. El impulsor
es montado directamente sobre la salida del eje de la caja de
engranaje. No hay acople entre la caja de engranaje y la bomba,
sin embargo, la caja de engranaje es acoplada flexiblemente al
elemento conductor. Estas bombas pueden ser orientadas vertical u
horizontalmente.

19. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH6:

20. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo BB1:
Bomba de diseño axialmente partida y una o dos
etapas con eje entre rodamientos.

21. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo BB1:

22. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo BB2:
Bomba de diseño radialmente partida y una o dos
etapas con eje entre rodamientos.

23. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo BB2:

24. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo BB3:
Bomba de diseño axialmente partida multietapas
con eje entre rodamientos.

25. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo BB3:

26. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo BB4:
Bomba de diseño de carcasa simple radialmente
partida, multietapas con eje entre rodamientos. Estas
bombas son también llamadas de sección de anillos,
segmentos de anillos o de segmentos unidos por
barras y tienen un potencial sendero de fuga por
cada segmento.

27. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo BB4:

28. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo BB5:
Bomba de diseño de doble carcasa
radialmente partida, multietapas con eje
entre rodamientos.

29. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo BB5:

30. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS1:
Bomba de profundidad verticalmente
suspendida, carcasa simple con difusores de
descarga a través de la columna.

31. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS1:

32. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS2:
Bomba de profundidad verticalmente
suspendida, carcasa simple con la voluta
descarga de a través de la columna.

33. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS2:

34. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS3:
Bomba de profundidad verticalmente
suspendida, carcasa simple de flujo axial con
descarga de a través de la columna.

35. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS3:

36. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS4:
Bomba verticalmente suspendida, carcasa
simple, voluta en línea con el eje conductor en
el colector.

37. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS4:

38. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS5:
Bomba verticalmente suspendida en voladizo.

39. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS5:

40. Clasificación de Bombas Centrífugas
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS6:
Bomba doble carcasa con difusores
verticalmente suspendidos.

41. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS6:

42. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS7:
Bomba doble carcasa con voluta verticalmente
suspendida.

43. Clasificación API
Clasificación según API 610 9na Edición
Bomba tipo VS7:

44. Elementos de una Bomba Centrífuga
Elemento
Conductor
Acople Bomba

45. Elemento Conductor
Motor: Suministra la potencia
1. Eléctrico Baja Potencia
2. Combustión Interna
Gasolina Media Potencia
Diesel
3. Turbina
Hidráulica
Alta Potencia
Gas
Vapor

46. Acople
Acople Rígido
EMBRIDADO VERTICAL
• Solo vertical
• Alta Precisión

47. Acople
Acople Rígido
PARTIDO AXIALMENTE
• Solo horizontal
• Alta Precisión
• Costoso

48. Acople
Acople Flexible
CADENA
• Requiere Lubricación
• Transmite torque
moderado

49. Acople
Acople Flexible
ENGRANAJES
• Requiere Lubricación
• Transmite alto torque

50. Acople
Acople Flexible
RESORTE EN REJILLA
• Requiere Lubricación
• Transmite torque moderado

51. Acople
Acoples Flexibles Elastoméricos
ESTRELLA
• No requiere Lubricación
• Transmite bajo torque

52. Acople
Acoples Flexibles Elastoméricos
ESTRELLA
• No requiere Lubricación
• Transmite bajo torque

53. Acople
Acoples Flexibles Elastoméricos
TACOS
• No requiere Lubricación
• Torque según dureza de
material

54. Acople
Acoples Flexibles Elastomericos
TIPO LLANTA o RUEDA
• No requiere Lubricación
• Mediano torque y velocidad

55. Acople
Acople Flexible
EMBRIDADO CON DISCO DE
MEMBRANAS
• No requiere Lubricación
• Altas potencias y velocidades

56. Acople
DIAFRAGMA
Acople Flexible • No requiere Lubricación
• Bajas potencias y velocidades

57. Bomba Centrifuga, Componentes
Bomba Centrifuga ANSI
Eje
Impulsor
Rodamientos
Carcasa
Dispositivo
de Sellado

58. Bomba Centrifuga, Componentes
Bomba Centrifuga API
Rodamientos
Impulsor
Eje
Dispositivo de
Sellado
Carcasa

59. Bomba Centrifuga, Componentes
Cojinetes
Todos los equipos rotativos, incluyendo las bombas centrifugas, requieren
de cojinetes para soportar y posicionar axial y radialmente al rotor. Los
cojinetes deben mantener relativamente constante la posición del rotor bajo
cargas fluctuantes.
Los tipos mas comunes de cojinetes encontrados en las bombas centrifugas
son: Fricción y Antifricción. Estos cojinetes operan bajo diferentes
principios básicos, cuyo limite de funcionamiento esta determinado por la
relación carga – velocidad.

60. Bomba Centrifuga, Componentes
Cojinete Antifricción o Rodamiento
Están conformados por un conjunto de bolas o rodillos que mantienen
separadas las partes estáticas y dinámicas. Podemos identificar cuatro
partes básicas:
• Anillo o pista interno.
• Anillo o pista externo.
• Elementos rodantes (Cilíndricos, esféricos, cónicos, etc)
• Jaula.
Este es el tipo mas común de cojinete encontrado en la mayoría de las
aplicaciones debido a su gran capacidad de cargas versus velocidad.

61. Bomba Centrifuga, Componentes

62. Bomba Centrifuga, Componentes
Función de Rodamientos
1. Apoyo del eje
2. Permitir giro del eje
3. Absorber las cargas: radial y axial

63. Bomba Centrifuga, Componentes
Ubicación de los rodamientos en una bomba Centrífuga
en Voladizo, Tipo ANSI

64. Bomba Centrifuga, Componentes
Eje para Bomba en Voladizo
Forces due to radial loads and impeller y peso del impulsor
Fuerzas debido a cargas radiales weight
D
X
L

65. Bomba Centrifuga, Componentes
Eje para Bomba en Voladizo
L³
Relación de Delgadez = 4
D
<2 métrico
<50 Inglés
Mantener baja la relación de delgadez

66. Bomba Centrifuga, Componentes
Impulsor
Impulsor Abierto Impulsor Cerrado

67. Bomba Centrifuga, Componentes
Recorrido del Fluido
Rotación

68. Bomba Centrifuga, Componentes
Tipos de Impulsores
Son diseñados en variados anchos y
perfiles en proporción a su velocidad
específica
Velocidad Específica

69. Bomba Centrifuga, Componentes
La Voluta
Transforma energía
cinética en energía de
presión.
Conduce
convenientemente el
fluido

70. Bomba Centrifuga, Componentes
Doble Voluta
La doble voluta
balancea las fuerzas
radiales.
Usado en bombas
grandes. Las fuerzas
radiales iguales y
opuestas alrededor del
impulsor requieren ser
balanceadas.

71. Dispositivos de sellado
Empaquetadura

72. Dispositivos de sellado
Sello Mecánico