Bombas centrífugas de arrastre magnético

Compass

Las bombas centrífugas de arrastre magnético de la serie COMPASS están fabricadas en polipropileno y PVDF y son adecuadas para líquidos altamente corrosivos.

Gracias al innovador sistema de accionamiento magnético, la serie COMPASS reduce los riesgos de pérdidas, emisiones y costes de mantenimiento.

La transmisión del movimiento se realiza a través de juntas magnéticas sin ningún sello mecánico y este diseño garantiza la máxima seguridad y eficiencia.

El líquido bombeado debe estar limpio y sin sólidos en suspensión.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA CENTRÍFUGA

A través de canales siempre abiertos, con un flujo típicamente estacionario (por lo que no se necesitan válvulas en el interior).

Cuando el impulsor se pone en rotación, también imprime una rotación al fluido (energía cinética) y una depresión en el conducto de aspiración que, junto con el empuje de la presión atmosférica, absorbe el líquido dentro de la bomba centrífuga.
El fluido recorre una trayectoria desde el centro del rotor hasta su periferia gracias a la acción de las fuerzas centrífugas y atraviesa los canales de sección creciente formados por las paletas curvas. Ya en este recorrido parte de la energía cinética se transforma en energía de presión.

A la salida del rotor, el fluido entra en la voluta, también realizada con sección creciente, y la parte restante de la energía cinética se transforma en energía de presión que aumenta la prevalencia. Cuanto más energía de presión se transfiera al fluido y, por lo tanto, mayor sea la prevalencia de la bomba, más lejos podrá llegar el fluido de trabajo.

El rango de funcionamiento de la bomba centrífuga está estrictamente limitado a su curva característica.

CARACTERÍSTICAS DE LA BOMBA CENTRÍFUGA

Cada bomba centrífuga tiene su propia curva característica, es decir, la representación gráfica de las prestaciones de la propia bomba.

En el eje de las abscisas (eje x) se muestra el caudal Q, generalmente en m3/h. Indica la cantidad de fluido que pasa por cada sección de la bomba centrífuga durante un periodo de tiempo definido. Esta cantidad depende de las características dimensionales de la bomba, del número de revoluciones del motor (por lo tanto, la velocidad de rotación del rotor) y de las características del fluido (densidad y viscosidad en función de la temperatura). El caudal influye en todas las prestaciones de la bomba centrífuga y es el primer parámetro técnico que debe tenerse en cuenta.
En cambio, en el eje de las ordenadas (eje y) se indica la prevalencia H, generalmente en metros. Se calcula a partir de la diferencia de presión entre la salida y la entrada de la bomba centrífuga y representa hasta dónde se puede impulsar el fluido si en su recorrido encuentra resistencias como la altura, curvas o válvulas.

Definimos:

ΔZ diferencia de altura entre cuenca aguas abajo A y cuenca aguas arriba B;
PA y PB las presiones que actúan
respectivamente en la superficie libre del contenedor
superior A y en la superficie libre del contenedor superior
B;
γ = peso específico del fluido (= densidad del
fluido*aceleración de gravedad g);
ΣY suma de las pérdidas distribuidas y localizadas
dentro de la planta.

Si estuviéramos en condiciones ideales, con conductos perfectamente lisos, sin curvas, válvulas o filtros, entonces
= 0 y con = = tendríamos que = , por lo que la bomba centrífuga cede toda la energía para superar solo la altura.
En realidad , la bomba debe superar una cuota mayor que la simple diferencia de prevalencia, ya que nunca se pueden alcanzar las condiciones ideales, por lo que la prevalencia que debe alcanzar es

H = ΔZ + (P_B – P_A)γ + Σ Y

Una vez establecidas las dimensiones de la bomba centrífuga (rotor y voluta) y la velocidad de rotación del rotor (dada por el número de revoluciones del motor), la curva característica es unívoca y típica para cada bomba.

Conociendo el peso específico del fluido γ también es posible calcular la potencia teórica, en vatios, requerida para moverlo:

𝑊 = 𝛾 ⋅ 𝑄 ⋅ 𝐻

La potencia real absorbida por el motor es ligeramente superior, ya que hay que tener en cuenta que siempre habrá pérdidas por fricción y fluidodinámicas dentro de la propia bomba consideradas en el rendimiento η. La curva de potencia, siempre en función del caudal Q, se refiere a la siguiente fórmula
𝑊𝑎 = 𝑊/𝜂

Es intuitivo comprender que a medida que aumenta el caudal, aumentará la potencia necesaria, como se muestra en el gráfico siguiente

CÓMO SE FABRICA NUESTRA BOMBA CENTRÍFUGA DE ARRASTRE MAGNÉTICO COMPASS

La bomba centrífuga es una turbomáquina de funcionamiento hidráulico capaz de procesar fluido mediante el trabajo realizado por efecto centrífugo a través de canales fijos y giratorios siempre abiertos, sin modificar la compresibilidad del propio fluido. De ahí el nombre de bomba centrífuga. La rotación impresa por los imanes en el rotor proporciona energía cinética al flujo (aceleración en dirección radial) que se transforma en energía de presión en los canales divergentes posteriores.

Los componentes principales de una bomba centrífuga de arrastre magnético son:

El rotor es el componente principal de la bomba centrífuga, así como el órgano móvil con el que el fluido intercambia energía. Realizada con material plástico reforzado con fibras (PP + VTR o PVDF + CF según el uso de la bomba centrífuga y del fluido elaborado), está compuesta por una serie de paletas curvas que forman canales cada vez mayores a medida que aumenta el radio. El rotor cerrado aumenta el rendimiento de la bomba (menos pérdidas de carga) pero no permite el paso de líquidos sucios. Está acoplada directamente al imán interno con el que gira solidariamente, y está sostenida por un eje fijo. No hay ninguna conexión directa entre el motor y el rotor, el movimiento se transmite solo por interacción magnética, por lo que es importante utilizar fluidos de baja viscosidad (máx. 200 cps).
Es posible alcanzar caudales volumétricos [m3/h] y alturas [m] diferentes controlando el diámetro del rotor, la curvatura, la altura y el número de paletas.
Para cada rotor habrá una curva característica de la bomba centrífuga de arrastre magnético, es decir, qué prevalencia es posible alcanzar dado un cierto caudal, el rango de funcionamiento y el punto de trabajo.
El cuerpo de la bomba o voluta, en forma de espiral, con sección creciente en la dirección del movimiento, permite la aspiración del fluido en sentido axial y la impulsión radial hacia arriba. Además de dirigir el flujo, también es fundamental para las prestaciones de la bomba centrífuga de arrastre magnético: el área creciente ralentiza adecuadamente el fluido, por lo que la energía cinética se transforma en energía de presión.
El imán externo está montado en el motor y transmite su rotación al rotor. Nunca entra en contacto con el fluido, por lo que no está sujeto a fenómenos de desgaste y corrosión.
El vaso separador garantiza el aislamiento del fluido y de la parte hidráulica del ambiente externo. Está totalmente sellado para evitar fugas de líquido. Divide el rotor (y el imán interno) del imán externo y está realizado con el mismo material que el cuerpo de la bomba para garantizar la compatibilidad química con el líquido, pero no afecta al arrastre magnético. En una bomba de arrastre magnético, la concentricidad del rotor se mantiene por las fuerzas magnéticas en dirección radial y por el eje fijo con respecto al vaso.
El motor es la parte que imprime la rotación. En los casos más comunes, se trata de un motor eléctrico de 2 polos (aproximadamente 3000 rpm). En función del número de revoluciones, es posible obtener diferentes curvas características de la bomba centrífuga de arrastre magnético.

¿ELEGIR UNA BOMBA CENTRÍFUGA DE ARRASTRE MAGNÉTICO?

La bomba centrífuga de arrastre magnético es adecuada para mover con cierta rapidez y continuidad líquidos altamente corrosivos. Sin embargo, antes de elegirla, es esencial evaluar todas las condiciones de funcionamiento:

Fluido elaborado: una bomba centrífuga de arrastre magnético es una máquina de altas prestaciones pero bastante delicada. Por lo tanto, es necesario que el líquido de trabajo tenga una viscosidad baja, hasta un máximo de 200 cps (para el tamaño más grande). Una mayor viscosidad requeriría fuerzas magnéticas y, por lo tanto, potencias mucho mayores, por lo que el riesgo es que el líquido no se mueva en absoluto. También es importante considerar un peso específico máximo de 1,8 kg/l. Los valores superiores sobrecargarían el rotor excesivamente y el funcionamiento del motor se vería perjudicado debido a una absorción fuera de rango.
El rotor cerrado no permite el paso de líquidos sucios con sólidos suspendidos o lodos que lo obstruyan, mientras que los polvos metálicos no son compatibles con los imanes.
Temperatura: es posible utilizar las bombas centrífugas de arrastre magnético Fluimac en un rango entre -5 °C y +65 °C si están hechas de polipropileno, de lo contrario, en un rango entre -20 °C y +95 °C si la bomba centrífuga está hecha de PVDF. Lo importante es que el fluido permanezca siempre en estado líquido y que la viscosidad no supere los 200 cps (sobre todo a bajas temperaturas).
Condiciones de trabajo: cada bomba centrífuga está asociada a una curva característica específica que muestra la prevalencia [m] que la máquina puede alcanzar dado un cierto caudal [m3/h]. Conocer las condiciones de su planta antes de elegir una bomba centrífuga evita el riesgo de un rendimiento inadecuado y daños a la planta y a la máquina.
Configuración: no son bombas autocebantes, por lo que deben colocarse fuera del depósito de extracción, por debajo del nivel de la superficie libre del fluido, con un eje paralelo al suelo.

Ventajas de la bomba centrífuga

Seguridad y eficiencia: el rotor y la cámara de paso del líquido están completamente separados del motor y aislados del ambiente externo a través de un vaso que evita pérdidas, fugas y emisiones. Por lo tanto, es posible manipular líquidos potencialmente peligrosos, tóxicos o corrosivos, respetando las estrictas normas de seguridad y medioambientales;
Reducción de los costes de mantenimiento: en la bomba de arrastre magnético no hay componentes que trabajen por fricción, por lo que son menos propensos al desgaste y requieren menos sustituciones de piezas que una bomba clásica de sello mecánico;
Acoplamiento motor-bomba fácil: la ausencia de un componente que transmita el movimiento mecánicamente facilita el montaje motor-bomba. El rotor se alineará por sí solo con el eje de rotación gracias a la interacción magnética entre el imán interno y el imán externo.

CÓMO USAR LA BOMBA CENTRÍFUGA DE ARRASTRE MAGNÉTICO COMPASS

Las bombas centrífugas de arrastre magnético funcionan a través de la interacción magnética entre un imán externo y uno interno acoplado al rotor. Estas fuerzas generan altas temperaturas, por lo que es necesario enfriar los componentes. Las hemos diseñado para que esa tarea la realice siempre el fluido de trabajo, sin necesidad de utilizar medios adicionales, pero es importante recordar que la bomba centrífuga de arrastre magnético solo debe ponerse en marcha cuando está llena, nunca en seco, para evitar la fusión de las partes y la consiguiente pérdida de líquido.
Las bombas centrífugas de arrastre magnético son una solución óptima en caso de que se requiera el manejo de líquidos altamente corrosivos, tóxicos, contaminantes o costosos. Es importante que el líquido esté limpio sin sólidos en suspensión que de otro modo obstruirían el rotor cerrado.
Con la bomba de arrastre magnético es posible mover fluidos con viscosidad de hasta 200 CPS (con el tamaño más grande) o peso específico de hasta 1,8 kg/L aumentando la potencia del motor. A igual número de revoluciones [rpm], aumentar la potencia del motor no afecta al caudal y a la prevalencia de la bomba centrífuga, pero compensa el aumento del esfuerzo a causa de líquidos más densos. Para valores superiores de viscosidad se necesitarían fuerzas magnéticas mayores, superar el límite compromete la rotación del rotor y, por lo tanto, el transporte del fluido;
Una bomba centrífuga de arrastre magnético es una máquina muy eficiente pero delicada. Es necesario conocer las características de la instalación y del fluido de trabajo para poder elegir la máquina adecuada.
◦ Por su principio de funcionamiento, las bombas centrífugas crean una depresión en la aspiración. Si la presión absoluta en la entrada del rotor es inferior a la presión de vapor del líquido de trabajo, se incurre en el fenómeno de cavitación (creación de burbujas de líquido evaporado e implosión en el rotor). Las bombas centrífugas de arrastre magnético Fluimac deben colocarse fuera de los depósitos de fluido e instalarse siempre bajo batiente para que el líquido no tenga dificultades para entrar en la aspiración de la bomba. Sin embargo, es posible controlar la altura máxima de aspiración a través de las curvas del NPSH: El NPSH de la bomba (disponible) siempre debe ser mayor que el NPSH requerido por el sistema, teniendo en cuenta la altura geodésica (diferencia de altura entre el depósito después de la línea y la entrada de la bomba), las pérdidas de carga entre estas dos secciones y la diferencia de presión entre la presión de la superficie libre del depósito después de la línea y la presión de vapor del líquido.
◦ Además de las condiciones de aspiración, es fundamental conocer las características de las tuberías de impulsión, ya que influyen en el cálculo de la prevalencia. Antes de elegir la bomba centrífuga de arrastre magnético es necesario conocer la prevalencia requerida por la instalación: a la prevalencia geodésica (diferencia de prevalencia entre el depósito después de la línea y el de antes de la línea a través del cual se desplaza el fluido) es necesario añadir todas las pérdidas de carga debidas a la instalación. Podemos dividir las pérdidas en dos tipos: distribuidas y localizadas. Las primeras dependen del flujo del fluido en las tuberías y es necesario conocer el tamaño y el estado de las tuberías, las segundas dependen de factores localizados en el sistema, como curvas, válvulas o filtros.
◦ Por último, es necesario conocer el fluido de trabajo. La viscosidad y la densidad también influyen en el cálculo de las pérdidas de carga así como en la elección de la potencia del motor. Es importante recordar que la viscosidad depende en gran medida de la temperatura de funcionamiento. Las bajas temperaturas aumentan mucho la viscosidad