BOMBAS VERTICALES

5/10/2018 BOMBAS VERTICALES

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2 I B O r 1 B A S D E E J E V E R T I C A L


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2.1 GENERALIDADESLa posibilidad de ahorrar espaclos en unos casos y, en

f acilidad que ofrecen las bombas centrifugas para ope rar enetapas superpuestas, ha motivado 1a notoria demanda que tienende eje vertical.

otros, la granserie med ianteestas maquinRs

Cuando do s 0 mas bombas centrifugas e stan montadas supe rpue stas , Gt:modo que 18 descarga de la primera alimenta la SUCClon de 1a segunda y asisuc esi.vamen te , S1 hay mas de dos bombas, todas elIas reciben y entre gan elmismo caudal de diseBo (0), pero en cambia, la presion de descarga (h), se vaincrementando proporcionalmente en caaa paso a etapa (ver la Figura 2.4).

Como e1 caudal suministrado por toda bomba centrifuga es funcion di-recta de la ve locidad , resu1ta que para mantener constante el mi smo caodnl atr~l'!~~de toc as las un i.ddes de la serie , estas deben girar a Ia misma veloci-d aci , 10 que se logra en la pr ac tica de modo muy simple, esto es, accionandotodas las etapas mediante un mismo eje de propulsion.

De esta manera puede ser usado un solo motor a condicion que desarro-lIe la potencia suficiente para accionar todo el conjunto.

Siempre que se disponga de energia el~ctrica los motores eLectricospara montaje vertical y, sobre todo, los especiales llamados de eje hueco, sonlos mas utilizados para accionar este tipo de bombas, por ser estos motoresmaquinas motrices mas simples y faciles de controlar.

Cuando no se dispone de energia electrica se debe utilizar motores decomhusti6n interna, tipo Diesel u Otto. Teniendo por construcci6n estos moto-res, SlI eje cigueBal y/o la toma de fuerza exclusivamente en posicion horizon-tal para poderlos acoplar a las bombas de eje vert ical, se debe intercalarentre ambos un cabeza1 de eng ranajes que no s610 permite e1 camb io de direc-cion del accionamiento en angulo recto, sino que a su vez, escogiendo una re-laci6n adecuada de los engranajes, permite tambien e1 aumento de ve10cidad enel eje vertical de las bombas, ya que los motores de combusti6n interna Sonrelativamentemas lent os que los electricos.

Conviene recordar que la presi6n entregada por toda bomba centrifugaes directamente proporcional a1 cuadrado de la relaci6n de velocidades de susimpulsores, 0 tamb ien a1 cuadrado de la r'elac i.on de los diame tros de dichosimpulsores.

En La practi.ca , cuando el nivel del agua a bombear desde una fuentecualquiera, pozo 0cisterna, esta sometido a la presion atmosferica correspon-diente aI nivel del mar, y la superficie del liquido estf situada a mas desiete metros por debajo del lugar de emplazamiento de 1a bomba, esta no puedeya veneer la altura maxima para la aspiracion del agua.

Las bombas de eje vertical han resu1tado 1a soluci6n mas favorahlepara resolver estos ca sos puesto que permiten introducir la bomba dentra delpozo, mientras que e1 motor para su accionamiento queda fuera del mismo y la


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fuerza mo triz se trasmite a la bomba mediante un arbol vertical, disposici6nconocida con el nombre de bomba de eje vertical para pozo profundo, 0bien sesumerge debajo del nivel del agua del pozo toda La bomba y su motor, en formade grupo, disposicion conocida can el nombre de bomba de motor sumergido. Enambos casos, el tamafto de la bomba depende en gran parte del diametro del pozo.

Por otro lado, existe una notable relaci6n entre el diametro del pozoy su rendimiento para igual descenso del nivel freatico, esto es, manteniendo-se constante el nivel del agua dentro del pozo.

Hasta un didme tro de 10 centimetros, el rendimiento crece con mucharap ide z , mientras que si aumenta el diame tro del pozo sabre este valor, elrendimiento aumenta cada vez mas lentamente.

Al pasar de los 30 centimetros de diametro, el rendimiento alcanza unaumento escaso, aun si el diametro del pozo se aumenta considerablemente.

Pero como el valor de la construccion del pozo crece con su diametro,se llega a un valor maximo economico para el diametro del pozo, que, segup lapractica, fluctua aproximadamente entre los 25 6 30 centimetros, sin tener queser tornados por ello estos valores numericos como una norma fija.

Estas consideraciones conducen a reducir el diametro exterior de lashombas de eje vertical para pozo profundo a diametros que permitan su facilintroducci6n en el pozo, 10 que a la vez explica la limitaci6n en el diametrode sus impulsores, todo 10 que ha conducido a los fabricantes a diseftar dife-rentes modelos de impulsores, como se ve en la Figura 2.1, con el fin de apro-vechar mejor las limitaciones explicadas.

~~ a., ..,S E M I C E R R A D O S E M I C E R R A D O C E R R A D O C E R R A D O C E R R A O O

M E D I A N A C AP A C I D A D A l l A C A P A C I D A O M E D I A N A C A P A C I D A D A ll A C A PA C l OA D A ll A P RE SI ONFigura 2.1

Diferentes tipos de impulsoresLos impulsores se arman por separado dentro de cajas que presentan

exteriormente formas cilindricas, pero que interiormente tienen perfiles espe-ciales tecnicamente diseftados, de modo que ofrezcan superficies bien pulidas ehidraulicamente delineadas a fin de reducir al minimo el rozamiento que debenpresentar al paso del agua.

A estas cajas se las denomina tazones. Se las construye con diame-tros exteriores nominales que pueden variar desde 3.5 pulgadas, para las bom-bas pequeftas, hasta 18 pulgadas y aun mas, para las bombas grandes. (Ver lasFiguras 2.2, 2.3, 2.6 y 2.7).


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Aparte de soportar a las chumaceras intermedias de] eje y a1 conjuntode los otros componentes de la bomba, la principal funcion del taz6n es la dedesviar v o rien tar e1 flujo de agua hac ia arriba, transformando la va Loc idadde estRen presion.

En las bomhas pequei'!.ase eje verti"cal, can menos de seis pulgadCls dediametro, e1 acop1amiento en serie de los tazones se hace par uniones de ros-ca; mientras que para los diametros mayores este acoplamiento se hace par hri-das empernadas, de modo que faciliten el armada inicial y las maniobras poste-r~ores para su desmontaje y reparaci6n.

Los tazones terminales, tanto el inferior como el superior, se conec-tan a piezas especiales de empalme con las respectivas tuberias de aspiraciony de impulsion. Estas piezas llevan las chumaceras extremas de apoyo que man-tienen a1 eje e impulsores perfectamente alineados y Ie permiten girar libre-mente dentro de los tazones (ver las Figuras 2.4; 2.5, 2.8 y 2.9).

Figura 2.2Tazones bien pulidos y delineados

Figura 2.3Obtu rad ores extr a larg os


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Figura 2.4lmpulsores acabados a maquina

Figura 2.6Cojinetes doblemente largos para

los tazo nes

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Figura 2.5Eje extrarrigido de gran diametro

Figura 2.7Cojinetes extralargos para el

taz6 n s uper ior


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Figura 2.8Cojinete obturado del tubo deaspiraci6n

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Figura 2.9Tubo de descarga tipo Venturi


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ACOPLE DE COLUMNA TUBUCOLUMNA TUBULARSecciones de peso normalde 3, 05 m (10 pies) de largo

~ MOTOR DE EJE VERTICAL HUECO./ a prueba de goteoCASQU ILLO DE BRONCE PARA EL

PRENSAESTOPAS

EMPAQUETADURA

CABEZAL DE DESCARGA SUPERFICIALcon codo de descarga hidrodinamico yaberturas grandes para su facil acceso.La base del cabezal, disenada para satisfacerlos requisitos higienicos de pozos de agua,y las agarraderas, son parte integral delcabezat.

PRENSAESTOPAScan obturador de grasa

BUJE DEL PRENSAESTOPAS-- bronce DEFLECTOR DEAGUAEJE SUPERIOR DE ACERO INOXIDABLECONEXION DE PRELUBRICACION

ORIFICIO DE DRENAJE----'" !!-----EJE PRINCIPAL DE ACEROen secciones de 3, 05 m (10 pies) de largoACOPlE DE ACERO DEL EJEPRINCIPAL COJINETE DE CAUCHO

RETEN DE BRONCE PARA EL COJINETE

MANGU ITO DEL EJE PRINCIPAL

IMPULSOR DE BRONCE ENCERRADOde la mas baja reacckin irnpulsora

COJINETES DE BRONCE DEL TAlON DEDESCARGA

EJE DE BOMBA DE ACERO - __INOXIDABLE

TAZONES EMBRIDADOS

COJINETE DE BRONCE PARA TAlON ES

COLLAR AFIANZADOR DEL IMPUlSOR

TAZON INTERMEDIO COLLAR IN DESARENADOR DE BRONCE

CUBIERTA DEL TUBODE ASPIRACION COJINETE OBTURADO EXTRALARGO,DE BRONCE, empacado con grasa

COLADOR CONICO TUBO DE ASPIRACION

Figura 2.10Bomba de eje vertical 1ubricado par agua


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ORIFICIO DE DRENAJE

OTOR DE EJE VERTICAL HUECOa prueba de goteoLubricador accionado parSOLENOIDE DE METAL CABEZAL DE DESCARGA SUPERFICIALcan coda de descarga nidrodinamico yaberturas grandes para su f~cil acceso.La base del cabezal, disefiada parasatisfacer los requisitos higienicos depozos de agua, y las agarraderas, sonparte integral del cabezal,

CAJA DE EMPAQUETADURAprovista de a nilia en "0" pa raobtener una obturacicn herrneticaentre la caja y el tuba exterior

t~r=;""""":"""""";;';"'_"'---TUERCA DE TENSION DELA TUBER IA (de bronce)Asegurada en posicion

COLUMNA TUBULAR SUPERIOR _COJINETE AXIAL DE BRONCEa 1, 52 m (5 pies) de dista ncia

TU BO DEL EJE MAESTROen secciones extrapesadas de--------1, 52 m (5 pies)

----- ESPACIADOR DE ACERO PARACOLUMNAS TUBULARES

---- EJE PRINCIPAL DE ACEROen secciones de 3 05 m (10 pies) de largo

ACOPLE DE COLUMNA TUBULAR -----

ESTABILIZADOR DE CAUCHOPARA TUBER lAS

COLUMNA TUBULARen secciones de peso normal __ -----lde 3, 05 m (10 pies)ORIFICIO DE DESAHOGO DE PRESIONTAZONINTERMEDIO IMPULSOR DE BRONCE ENCERRADOde la mas baja reacci6n impulsora

EJE DE BOMBA DE ACERO INOXIDABLE ~ __ COLLAR AFIANZADOR DEL IMPULSOR

TAZONES EMBRIDADOS ,--- COLLAR IN DESARENADOR DE BRONCECUBIERTA DEL TUBO-- _DE ASPIRACION COJINETE OBTURADO EXTRALARGO, DEBRONCE, empacado can grasa

COLADOR CON1CO---------- ....... TUBO DE ASPIRACION

Figura 2.11Bomba de eje vertical lubricado por aceite


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TU BO CO B RTORr- J - { Ro sea D er eeh a}Ir HK LUBRICACIONPOR ACEITE

0EJE DE LA1 - 1 COLUHNAW (RoseaB Izquierda)I EJE DEl CUERPODE TAlONES

oEJE DE LA COLUMNA( Ro se a I zq ui er da )BEJE DEL CUERPO

DE TAlONES

K LUBRICACIONP OR A GU A

EII ;c ---__' w ~ - - - Z

CURPO DE TAlONES---~

DIMENSIONES E N eMS. I P U L G S. )D"me- Di..". Column.stro " 0 C.m~NI Las que.eNom;- del Maxlml de pueden,,-I Tawn Suction Kopl.,del an. [pulg)h~6n A B C E F G J I( W X y Z

! . 9 { ) 8903 4 J (31'2) 8.25 1270 10.16 18." 7.62 2413 55.11B 1905 7.62 (3)6 14 12 1206 1016 (4)2.S4 1206 ( 3-1'~ ) IS ) (') (7.1 I~ ) (3) (~1/2) 1 2 2 ) (712) 1270 [5115-9 16) (1) (43 4 (4-3:4

19C5 2.5oC 15.2. 14.2B 10.16 12.70 11.43 23.49 7.62 2' 13 55 . 88 19.05 1016 1'18 1270 (5)[7-1/2) (1) (6) (5-518) 1'1 (5) [4l!2) [9-11'1 (3) 19-1/21 (22) (7-1 '21 lS.2' (6)23.49 3Bl 20.32 17.18 15.2' 12.22 1333 28S7 762 2'.13 5588 19.0S 1016 (4)

10 1210 (5)I~I/') (I-In) (8) (7 ) (6) (4.1l/16) (5-1/') (111'.) (3 ) (9-1/2] (;l2) [71 i2) 152' (6)2Q32 (8)24.13 428 22.54 21.59 17." 1 5 _ D B 17.78 36.19 7.62 2'.13 5S 88 19.05 15.24 (!;J10 2Q32 (@ )(9-1/2) (1-1I16) [S-1IS} (8-1/2) (~J") (5-15116) 1 7 1 (".1/4) (3) (9- , 12) (22) [71/2) 2~.0(10)28.57 4.28 22.86 26.67 13~ 9_52 15_2. 3365 7.62 2. l 55.88 19.05 2J)32 (8)12 2UO [ID)(111/4 (1.1I16) (9) (10-1/2) (5-114) (3-3/4) (6) (13-114) (3) (9-1/2) (22) [7-1 '2) 3048 [.2133.65 4.92 25.24 31.75 11.57 "_76 20_32 3873 7.62 2'.13 5 5 .. 19.0514 (13-114 (1.15116) (9-15116) 1121/2 17'5-.6 (S-13/1S) (8) (1S-114) (3) 19-1/2) (221 (7.12)34_92 4.92 25.24 33.65 1157 1476 20.32 38.73 7.62 2413 5518 19.05u 25'0 "0 1(13-3/41 1115'16) [9-15/16 [ 13-11' [75116) (S-1l/1S) 18) ( IS-II" (3 ) 19-1/21 (22) [7-1 '2) 304S "213873 19.05 35!i6 (1414.9:2 25.24 38.10 20.32 15.71 2~.40 55.88 7.62 2413 55.1816 ( 15-1/4) (115161 (9-15116) (15) IB) 16--3/16f [ID) (22) (3 ) 19-L'2) 1221 17.1 2)

_. ... - ~ ... ._ ..NOTA En caso de dlferencias adoptar las dimensiones del fabricBnte.Figura 2.]2

Dimensiones usuales para el montaje de los tazones, ejes del cuerpo detaz0nes, ejes de ]a columna, tuhos cohertores y de la columna


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El cahezal 0engranajes 0la linterna de descarga y el motor electri-co deben montarse bien aplomados sobre una cimentaci6n firme , capaz de sopor-tar el peso total del conjunto formado por el cuerpo de bomba mas las tuber!asde aspiraci6n y de desearga llenas de agua . esta ultima con los ejes y suscojinetes.

Para ello se requiere que el pozo este bien perforado, derecho y per-fectamente perpendicular con el piso , Estos requisitos son muy importantes,tanto inicialmen te para posibilitar La instalaci6n de la bomb a , como poste-riormente para lograr su buen funcionamiento.

Como ninguna bomba centr1fuga es de por s1 autocebante, eI cuerpo dela bomba debe tener sumergido ba jo el nivel estatico del agua , por 10 menosuno 0 dos de sus taz one s , con el objeto de garantizar el cebado a] ana.ci.arsecada cicIo de bombeo. Ademas, durante toda la impulsion, la bomba debe tenersumergida Ia tuberia de aspiraci6n unos tres a cinco metros bajo e] nivel di-namieo del agua. La extremidad inferior de est a tuberfa debe estar protegidacan una canastilla 0 colador conieo, can suficiente area libre y que evite 18entrada de cuerpos extraftos (ver las Figuras 2.10 y 2.11). Sabre dicha eanas-tilla no es aconsejable instalar una valvula de pie, salvo que esta sea defuncionamiento confiable y capaz de retener toda la presi6n mo ti.vada por elpeso de la columna de agua al paralizar el bombeo.

La columna de ascenso esta forrnada por tramos perfectamente alinea-dos, los cuaies pueden empalmarse unos g otros con accesorios de union de di-ferentes sistemas. como uniones simples roscadas para los diarnetros menores de15 centimetros, y para los diametros mayores, uniones embridadas, unidas entresf par pernos y roscas a soldadas a firme en los extremos de los tramosque forman la columna de ascenso.

En las bombas lubricadas por agua estos elementos de uni6n se utili-zan a la vez para sujetar las araftas que soportan a los cojinetes del eje deaccionamiento (ver la Figura 2.17).

La longitud de cada tramo de la columna de ascenso esta normalizada aseceiones iguales que tienen cada una 10 pies de largo 0.05 metros) J con elfin de facilitar tanto su transporte como el montaje dentro del pozo (ver lasFiguras 2.10 y 2.11).

Los motores electricos que se utilizan para el accionamiento de estasbomhas de eje vertical pueden ser de eje solido 0de eje hueco. En la actua-lidad ei usa de los motores de eje hueco se ha ~~neralizado por las ventajasque presentan con respecto a los de eje solido pue s estos solo son motoresnormales, con una de sus tapas preparada para sujeci6n por brida y con elacoplamiento de fuerza situado entre dicha brida de base y la linterna de des-carga. Se emplean con preferencia para el accionamiento de las bombas centri-fugas grandes de una etapa. tambien con eje vertical, como las utilizadas enlas camaras para desagUes (ver las Figuras 2.22 y 2.23) 0 tamb ien para eiaccionamiento de bombas para grandes caudales de agua a baja altura, como pue-de verse en la Figura 2.24. Para estas aplicaciones no es tan importante lar'eguLac i.dn de la altura de los impulsores, 10 cua l , cuando es necesario, se


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r ca l iza solo a l pr inc ipio Cle l a insta1aci6n, par media de I cambia (Ie 1


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Si no se dispone de energia electrica. en lugar del motor de eje hue-co se ut iIi za un cabezal a engr ana je s cdnicos , de manera que permi ta us ar unmotor de combustion interna u otra maquina motriz de eje horizontal. En eIcaso de utilizar el cabeza1 a engranajes c~nicos. la regulaci6n de 18 alturade los impu1sores se realiza de modo muy parecido a1 exp1icado.

Cabe notar que tanto estos cabezales como los motores de eje huecovienen provistos de m~canismos antireversi6n para evitar que los ejes se pue-dan romper 0dob1ar a1 desenroscarse de sus copIes cuando se para el motor yl a bomba tiende a girar en sent ido contrario movida por el agua que retornapor la columna. Ver e1 funcionamiento de uno de estos mecanismos en las Figu-ras 2.18, 2.19, 2.20 y 2.21.


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TUERCA DE REGULACIONr - 1 ~ ! f t ~ ~ C - J t -HAVETA TIPO ~L"

M EC AN IS MO A NT I- RE VE RS IO NROD AM IE NTO S UP ERIOR

N IP LE TE RM IN ALDE LA COLUMNA

ElE DE CABECERAA CE .I TE RA ASOLENOIOE

PRENSAESTOPALINTERNA DE DESCARGA

EMPAQUESCAJA DEL PRENSAESTOPA BOCINA DE BRONCE

N IP LE TE RM IN ALD EL COBE RT OR CHUMACERA DEL EJE

TU BO CD BE RTOR

UNION SIMPLE ROSCAOA .ESPACIAOQR

ARARA DE .JEBETUBO DE COLUMNA ~~~~--~.....:J-h::~

Figura 2.16-Montaje del motor de eje hueco sobre 1a 1interna de descarga


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1 5 ----16 ->14 ---1 3 > --8/9/'/27

Para eje. de )/1. y 1"

1 5 _~f-t--t---~-------t---~14 ---I-H--t------...."jI9_~---- _8 -iJ,f--~~~:J.l~L[~101 - - U = = - = = = + f - - =

LEYENDA

Con;unrOIa e

Dalcarga

1. Conjunto del engrasador para 1a prensaestopa2. Linterna de descarga3. Brida superior de 1a columna4. Empaquetadura para 1a brida superior5. Brida de descarga6. Empaquetadura para 1a brida de descarga7. Caja del prensaestopas8. Empaquetadura del eje9. Empaquetadura para la caja prensaestopas10. Manguito hueco para lubricaci6n11. Anillo de reten inferior de 1a estopa12. Resorte de la caja prensaestopas13. Tuerca y perno desmontable del collarin14. Collarin del prensaestopas (dos mitades)15. Anillo para reten de agua16. Grapa de union para el collarin del prensaestopas

Figura 2.15Diferentes modelos de prensaestopas


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I , - , _ _ _ _I~ TUERCAS V ESPARRAGOSIJ J - - J V r , i _ - - - - PRENSA ESTOPA~ EMPAQUETADURAS- - -. . . . - - -iij-u;;1~itI~i~a [ f1

,

ANILlO HUECO DE LUBRICACION

CAJA DEL PRENSA ESTOPA

~ PfRNOS DE fIJACION

ORIFIelO DE LUBRICACION

EMPAQUETADURA METALICA

, Fjgur~ 2.1fConjunto de 1a caja del prensaestopa

A RA fi iA D E B RON CE

DE ACERO FUNDIDO( SU MIN IS TRO OPCIONA L)

BOCINA DE JEBE- - - - - - - . _ EJE DE ACERO INOXIDABLE

Figura 2.17Columna con bridas especiales


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2.2 INSTALACION DEL MOTOR VERTICAL DE EJE HUECOCan la bomba instalada en el pozo y la base de descarga colocada so-

bre la cimentaci6n, se debe preparar el moto~ de tipo de eje hueco para ensam-blarlo a la bomba.

Segun sea necesario, el fabricante puede suministrar el motor con untrinquete contra movimiento en reverso a sin el. E1 metoda general para Iatnstalaci6n es el mismo porque este trinquete (euando 10 tenga) esta eompleta-mente ensamblado en la fabriea.

Quite los tornillos que aguantan La eubierta del motor y levanteesta. Quite tambien el acop1amiento superior de trasmisi6n. Ponga pernos deOJO en los hueeos de los torni1los, ajuste La eslinga, y e Leve el motor hastauna altura conveniente para trabajar.

Cerci6rese de quelimpias y sin daftar. 8idanada, reparela y vuelva1a

La brida inferior y La superfieie de eneaje estencua1quiera de estas superficies esta marcada aa limpiar.

Eleve la unidad sabre e1 eje superior extendido de 1a bomba, y enton-ees bajela lenta y euidadosarnente, guiando1a a1 mismo tiempo para que el ejeentre en el huso hueeo.

Ponga un cuidado especial en proteger el eje en todo momenta. 8i sedob1a el eje, a si se daftan las roscas 8uperiores, se tendran dificu1tades masade1ante, pudiendo hasta fa1lar 1a bomba.

Detenga 1a bajada en el instante en que el motor vaya a llegar p ]nparte superior de la fundici6n de descarga.Gi.re el motor lentamente hasta que La caja de salida se extienda en

La direcci6n deseada y los huecos de los pernos de agarre coincidan con loshuecos correspondientes en la fundiei6n de descarga. Siga bajand o la unidadcan cuidado hasta que las superficies de encaje esten en coincidencia, dejandoque el motor descanse seguramente sobre 1a fundici6n de descarga.

Asegure bien el motor can los torn illos suministrados para el]0, yquite la eslinga y los pernos de ojo.

El eje superior debe extenderse ahara par el centro del huso huec odel motor. Si no esta centrado, la razon sera 1~ falta de alineamiento en lapieea tie fundici6n, 10 que se puede remediar generalmente ajustando las cunasde nivelaci6n. Entonces, con e1 eje centrado en el huso, vea si el motor giralibremente a1 rotar1o con 1a mano.


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TUERCA PARAAJUSTE DEL EJEEJE DE LA BOMBA -----...._EJE HUECO DEL MOTOR

CUBIERTA CONTRAPOLVO ___--- M ECANIS MOANTI- REVERSION

TAPON PARAL LENADO DE - -~ . . - i J k : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :ACEITECARCASA .... : E : L - - - " ~ . . n ! I ~ ; ; i ~ ~ j T I iOTOR _PURGA DEACEITEBOBINAS __ .._._FORRADASCON ASBESTO

ALET/J.S DEr-t-+- REFRIGE RACION

RODAMIENTOS ENUNA 0 MAS HILERASDEFL ECTOR DE AIRE

Figura 2.18Parte superior de un motor vertical de eje hueco mostrando susprincipales piezas y la posicion del mecanismo antireversion

Figura 2.19Desmontaje del mecanismo antireversi6n


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- 17 -Procerlimiento:

a.h.

Aflojar y retirar Is tuerca para ajuste del ejeRetirar la chaveta tipo flL"Levantar e1 acop1amiento superiorRetirar los pe rno s de La ca ja anti reversionLevantar la tapa de la caja antireversion

c.d.f.

NOTA; Todas estas piezas estan balanceadas dinamicamente por 10 que al mon-tarlas deben quedar en la misma posicion relativa que tenian.

EJE DE LABOMBA EJE HUEeaDE LTAPA DE LA

C AJ A A NT I- RE VE RS !

LA CAJAANTl-

REVERSION

CARCAZA OEl MOTOR CREMALLE A FIJA A LACARCAZA DEL MOTORFigura 2.20Motores verticales de eJe huecoF unc io nam ie nto del mec an ism o a nt ire ve rsi on

Vista en corte de la caja antireversi6n

Haga la.s conex ione s provisionales con alambres entre el motor y Iafuente de servicio electrico, para determinar la rotaci6n del motor.

Cierre mome n taneamen te el circuito el~ctrico y observe la direcci6nde La rotaci6n. El sentido correcto (para ejes con acoplamientos roscados ala izquiard a ) es contra el movimiento de las manecillas del re lo j , mirandodesde encima del motor.

Si el sentido de rotacion no es el correct~, se puede invertir inter-cambiando las conexiones de dos cualesquiera de los alambres usados en el ser-v ic io t ri fa si co .

Compruebe de nuevo la rotacion para asegurarse de que sea 1a correc-tao Marque bien las conexiones para poder hacerlas correctamente a1 completarl a i ns ta la ci 6n d ef in it iv a.


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CAJ A ANTI-REVERSION(l.\iif\ CON EL EJE)

. , " n [Ji.l

BILLAS

OE LACuando el motor arranca en 1a direc-cion correcta, las billas son expul-sadas por la fuerza centrifuga haciaafuera y hacia arriba, alojindose enel fondo de sus canales. El rotor yel eje giran libremente.

Cuando el motor se detiene, desapa-rece la fuerza centrifuga y las bi-lIas resbalan hacia abajo. Una adosbil1as traban la eaja con 1a crema-llera fija. impidiendo el giro en ladireeeion 1nversa.

Figura 2.21Notores verticales de eJe hueco

Como funciona e1 mecanismo antireversi6n

Ponga el acoplamiento de trasmisi6n sobre el e je , y apr i.e telo firme-mente en posicion sobre el cuba del rotor 0 sobre el acoplamiento del trinque-te (segun el caso), encajando adecuadamente los pasadores de trasmision.

Alinear los cufteros entre el eje y el acoplamiento de la trasmisi6n einsertar la cufia de cabeza , que debe ajustar exactamente contra los Lado s ,pero que debe tener una pequena to1erancia en 1a parte superior e inferior.

Puede que haya que usar una lima para darle el ajuste adecuado a Iacuna 0chaveta.

Algunas bombas de poca profundidad (genera1mente menos de 15 metros)requieren protecci6n contra el empuje. Si este es el easo, se suministrantorni1Ios para asegurar el acop1amiento superior de trasmision.

rnserte los tornillos de cabeza en los agujeros hechos en el acop1a-miento superior y atornille1os en los agujeros roscados correspondientes en elcuba del rotor a acoplamiento del trinquete, hasta que ambas piezas esten fir-memente un idas ,

Atornille la tuerea del eje superior y haga eI ajuste vertical co-rrecto, tal como se describe en "Su spe nsidn de los impe Lent es" en las i.nstruc-:ciones para instalaci6n de la bomba.


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Se pvede hacer una eomprobaci6n exacta del ajusteobservando el cuadrante del medidor de la energia eleetrica 0,c()nveniente, usando un amperirnetro de pinzas.

del irnpelentes i. resulta MaS

Haga varios ajustes de prueba de los impelentes, y entonees ajustelospermane nteme nte en un punto ligeramente po r encima de aquel donde el med idori.ndi.que un aurnento siibito del consume de elec tricidad , De spue s de ajustararlecuadamente los impelentes, asegure la tuerca del eje superior can los tor-nillos de seguridad.

Ponga de nuevo la cubierta del motor y asegurela con los tornillos decabeza. Lubrique el motor de acuerdo con las instrucciones y recomendacionesdel fahricante, dad as en la placa de lubricacion unida a la caja del motor.

2.3 PUESTA EN SERVICIO Y MANTENIMIENTO DE MOTORES VERTICALES CON EJESSOLIDOS 0 HUECOS

2.3.1 CUIDADOS PRELIMINARES

2.3.1.1 LUBRICACIONTanto el motor como la bomba deben lubricarse correctamente antes de

ponerlo en serV1ClO. Consulte la tabla para escoger el lubricante apropiado.

2.3.1.2 CONEXIONES ELECTRICASHaga las eonexiones e l.ectri.cas finales entre el motor y el surninis-

tro, asegu rando se de que se han realizado tal como se marcaron previamentepara obtener la rotacion correcta. Si tiene la mas ligera duda, vuelva a com-probar la rotacion.

La conexion electrica para operar la valvula solenoide usada con lasbornbas de 'lubricacion de aceite, 0 la valvula so leno i.de usada para la prelu-bricacion automatica de las bombas lubricadas can agua, puede hacerse conec-tando ados alambres cualesquiera en el circuito del motor.

Ce rc i.cre se de que se aislen bien las conexiones expuestas, tanto concinta de friccion como con cinta de caucho.


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~ .3 .1 .3 C AL EN TA MI EN TOEl motor viene completamente comprobado de fabrica y debe funcionarsRtisfactoriamente a la carga nominal.Si se recalentara demasiado el motor bajo ca rga , compruebe el surm+

nistro de electricidad para ver si tiene un voltaje bajo continuo. Si este esel caso, notifique inmediatamente a la compan Ia para que se corrija el voltajedeficiente.

EI calentamiento del motor puede deberse tamb ien a carga excesivaprovocada por un ajuste deficiente de los impe1entes. Revise el ajuste de losinpelentes tal como se describi6 en las instrucciones dadas para la instala-cion de la bomba.

Si persiste el calentamiento excesivo, aun despues de hacer las revi-siones mencionadas, consu1te a1 distribuidor de las bombas 0al agente al queIe compre el motor.

Recuerde que el metodo de "roc ar y sentir" que el motor se recalientano es seguro.

EI unico procedimiento preciso para comprobar la temperatura del mo-tor consiste en uti1izar un termome tro bueno , co1ocado en contacto con lasbobinas tie1 campo. La temperatura de las bob ina s (mayor que Ia temperaturadel aire en derredor) debe ser aproximadamente la marcada en la plaea de iden-tificacien del motor.


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TABLA 2.1ACEITES UTILIZADOS PARA LA LUBRICACION DE BOMBAS

Y MOTORES DE EJE VERTICALI N T ERN A C ION ALE S

FabricanteRangos de temperaturao C a 50 C Menos 20 C a 0 C

Esso Standard Oil Co.The Pennzoil Co.

Quaker State Oi 1Ref. Co.

Shell Oil Co., Inc.Sinclair Refining Co.Socony-Vacuum Oil Co.Standard Oil Co. of

CaliforniaStandard Oil Co. ofIndianaThe Texas Co.

Cia. de PetroleoShell del Peru S.A.

Mobil Oil del PeruCia. Com. S.A.

PetroPeruPe tr oPe rti

Esstic 42 Esstic 42

Texaco Regal oil AZ (R&O) Texaco Regal Oil AZ (R&O)or Texaco Capella Oil-B or Texaco Capella Oil-B

Pennbell SFIB (PennzoilMotor Oil SAElO CutsideU.S.A.)Quaker State Motor Oil,SAE 10Shell Tellus 27Rubilene - Extra LightCargoyle DTE Oil, LightCalol OC Turbine OilN 9Stanoil N 15

N A C ION ALE S

Pennbell SFIL (PennzoilMotor Oil SAEIO-W CutsideU.S.A.)Quaker State Motor Oil,SAE lOWShell Tellus 23Ice Machine Oil LightCargoyle Arti Oil-CCalol OC Turbine OilN 9St ano iI N 15

Tellus 46

Mobil D.T.E. ExtraHeavyTurbinol 75Presol H-44

Tellus 37

Mobil D.T.E. Heavy

Turbinol 65Pre sol H-40


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2.4 FALLAS QUE PllEDEN PRESENTARSE EN EL FUNCIONAMIENTO DE BOMBAS DE EJEVERTICAL

Falla Causa2.4.1 LA BOMBA NO SUMINISTRA AGUA

- Tuberia de succi6n interrumpida- Nive1 del agua bajo la canastilla de

succi6n- Valvula de pie (si la hay) atascada- Co1ador atorado- Impulsor(es) atorado(s)- Rotaci6n invert ida

Eje de trasmision roto 0desenroscado- Impulsores sueltos- Tazonesy/o tuberias de descarga

llenos de aire- Valvula de descarga cerrada- Motor propulsor parado

2.4.2 LA BOMBA ENTREGA PRESION INSUFICIENTERo ta ci on i nc or re ct a

- Aire entrapado en elPerdida a traves delos tazones

- Ajuste incorrecto de los- Aire entrapado dentro del

la bomba

cuerpo de bombalas bridas de

impulsorescuerpo de

- Impulsores parcialmente atascados- Impulsores flojos- Impulsores incorrectamente ajustados- Anillo de asiento gastado- Baja ve10cidad de rotacion

2.4.3 C AP AC ID AD I NS UF ICI EN TE- Impelentes desgastados- Baja velocidad de rotacion- Impulsores ajustados incorrectamente- Impulsores flojos- Impulsores 0 directrices de los

tazones parcial~ente atorados- Perdidas en las juntas- Tuberia de succi6n y/o colador

atorados


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2.4.4

2.4.5

Falla

LA BOMBA CONSUME MAYOR POTENCIA

VIBRAC.IONES

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Causa- Valvula de pie (si la hay) estrangu-

lad-a- Baja nivel de agua en la succi6n- Rotaci6n incorrecta- Sumergencia insuficiente

N .P .S .H . i ns uf ic ie nt e- Ajuste incorrecto de los impelentes- Capacidad de la bomba menor que la

d e d ise i'!.o

- Velocidad muy alta- Ajuste inapropiado de los impelentesAnillo de asiento ajustado

- Imp uls ore s des al ine ado s- Acoplamiento desalineado- El agua arrastra arena, sedimentos 0

ma ter ia s ex tra fta s- Aceite lubricante demasiado den so- Ejes torcidos 0desalineados- Chumaceras muy ajustadas- Empaquetaduras del sello mecanico

muy aju sta das- Altura de descarga menor que la de

diseno- Gravedad especifica del agua mayorque la de disefto

- Rotor del motor electrico desbalan-c ea do d in am ic am en te

- Imp uls ore s des ali ne ado sChumaceras del motor desgastadas 0a rm ad as i na pr op ia da me nt e

- Mal alineamiento entre la bomba, lalinterna) la tuberia de descarga ylos tazones

- Tuberia de descarga haciendo presi6no desalineada con la bomba

- Ejes doblados- Chumaceras de la columna desgastadas- Montaje inapropiado de los impulso

res- Im pel en tes- Re so na nc ia

frecuenciaa to ra do s p ar ci al me nt epor acoplamiento a la

de op era ci 6n


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Falla Causa

- Cavitaci6n- Formaci6n de remolinos (VORTEX) enla succi6n2.4.6 RUIDO ANORNAL

- Hator ruidoso- Chumacera del motor y/o de la bomba

sin lubricaci6n- Ejes rotos

Soporte de la chumacera en la colum-na rota

- Impulsores rozando con los tazones- Cavitaci6n producida por baja 511-

mergencia del tubo de aspiraci6n- Materiales extranos en la homba- Excesiva velocidad del agua dentro

de las tuberias- Bomba operando por encima de su ca-

pacidad de diseffo


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2.5 .HANTENIMIENTO PREVENTIVO PARA BOMBAS DE EJE VERTICAL

Perl.odo demantenimiento

EN CADA TURNO

CADA MES

CADA TRES MESES

!!I CADA SEIS MESES~

C AD A D IE CIO CH OMESES

Ejecutante Tarea a realizar

Ajuste del prensaestopas.g ot ea r l ig er am en te .

DehePERADOR (OP)

OPERADOR DE PLANTA(Op)

OPERADOR DE PLANTA(OP)

OPERADOR DE PLANTA(OP)

BRIGADA DE BOMBAS(BEM)

Realizarde todostalados.

y anotar las lecturaslos instrumentos lns-

Adem~s de 10 anterior; con ejeslubrieados por aceite: Compro-bar el nivel del lubrieante y Sllas va l.vule s de solenoide y fiegoteo permi ten la lubricac i6nadecuada.Observar Sl se producen vibra-Clones 0 r uid os ex tr af fOsAdem~s de 10 anterior: Compro-bar las RPM de la bomba.Revisar los niveles:dinamico en el pozo.

es tat ico yChequear el alineamiento bomba-motor.Revision completa del prensaes-tapa.Comprobar el caudal de la bomba.Extraer la bomba del pozo pararevision total del equipo.


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Anomalia2.6 MANTENIMIENTO CORRECTIVO PARA BOMBAS DE EJE VERTICAL

Remedio

Desgaste a lasalida de losaros 0vanos

Picaduras ala entrada delos impulsoresPicaduras enlos impulsoreso en los tazonesDesgaste en lafalda de losimpulsores y/oen el area desellado de losanillos

Desgaste en elsella del 1m-pulsor

Irnpulsorflojo enel eje

CausaIMPULSORES

Abrasion

Cavitaci6n

Corrosion y/o erosi6n

Accion abrasiva 0 desgaste excesivo en lafalda de los impulso-res debido a rozamientos mecanicosIrnpulsores reguladosmuy abajoAjuste inapropiado delimpulsorImpulsor roza con elsello

Sobrepresiones que causan golpes repetidosen la linea de succiono descargaMateriales extranos queatasean los irnpulsorespudiendo llegar a rom-per el eje 0 dispararlos reles de sobreeargaantes de aflojar losimpulsores

Reemplazar el impulsor. Cuandoel desgaste es excesivo sustitu-irlo por un impulsor de mate-rial mas duro a revestirlo conuna capa protectora.Corregir las condiciones de bom-beo 0mejorar el material a finde prolongar su duraci6n.Comparese el costa de diferentesmateriales contra la frecuenciade su reemplazo.Instalar chumaceras nuevas y an~llos de desgaste. Mejorar elmaterial.

Ajustar los impulsores eorrecta-mente.Instalese anillo de sello tipo"L".Ajustese la posicion del impul-sor de aeuerdo can las recomen-daciones del fabricante.Rellenar los impulsores. Si estanmontados sobre bocinas rnodificarla posicion del chavetero.

Retirar 0 limpiar el atascamien-to.


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Anomalia CausaIMPULSORES

Diferente expansion d~bido a la temperatura

Partes maquinadas y/oe ns am bl ad as i na pr op ia -damenteCargas de duracion enb om ba s s um er gi bl es

CHUMACERASDesgasteprematurode laschumaceras

Ac cio n abr asiv a

Chumac e r a sflojas 0que raspancon el eje

Func ionamiento en s..cos in l ub ri ca ci on

Fallas enlas chuma-ceras 0chumacerasflojas

Generaci6n de altatempe r atur a

Desgaste excesivo del-eje debajode las chu-maceras dejebe

Chumaceras de jebe hi~chadas por solventeso por alta temperatura

Desgastedesigualen laschumaceraspero uni-forme enel eje

Desalineamiento en laspartes giratorias dela bomba

Remedio

Si estan montados sobre hoc inaconsiderar modificar la posici6ndel chavetero. Evi tar c amb i.osrep ent inos de te mpe ratu ra.Rectificar las partes y si es nec es ar io r el le na rl as .

Agregar chaveteros en las boci-nas de montaje.

Modifiquese el sistema de luhri-caci6n por agua limpia, 0 congrasa a presion 0por aceite.

Comprobar la lubricacion, ver sila succion esta atorada 0 hayevidencia de que est a se reduzcade manera intermitente.Compru~bense las tolerancias da-das por el fabric ante con respe~to a los limites de temperaturapara las chumaceras.

Cambiar el material de las chu-maceras.

Revisar las conexiones de monta-je en la tuheria de descarga, suciedad entre las uniones de lacolumna. Corregir el desalinea-miento, reemplazar las chumace-ras 0 reemplazar el eje.


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Anomalla CausaCHUMACERAS

Desgasteunifonneen el ejey las chu-maceras

A cci 6n a br asi va

Desgasteunifonneen laschumacerasy desigualen el eje

Eje girando fuera desitio debido a torcedurasEje no ajustado a sucopleSuciedad 0grasa entreejesTerminales del eJee st an r ef re nd ad oscorrectamente

noco-

EJES Y ACOPLAMIEN TOSEjestorcidos

Mal acarreo en el tran-sito 0descuido duran-te el montaje

Acopla-mientodesenros-cado

Motor arrancado conr ota ci6 n in ve rsa

Acopla-mientodel ejealargado

Motor arrancado mien-tras la bomba gira alreves

CorrosionFatiga ocasionada porla llave de tubo enuniones usadasPuesta en operaci6n deejes cuyos extremos nohan sido previamenteajustado a tope

Remedio

Reemplazar las partes desgasta-das. Probar cambiando materia-les de lubricaci6n.

Enderezar el eje 0reemplazarlo.

Ajustar el cople correctamente.

Limpiar y evitar el ingreso desuciedad.Refrendar losy ajustarlosconcentricos.

extremos del eJepara que queden

Compruebese su rectitud, en to-do caso, corr~Jase si es que p~sa de 15 milesimos 0reemplaceseInvertir la rotaci6n (los ejespueden haberse torcido). Compro-bar los ejes y sus acoplamientos

Posibles fallas en la valvulade retenci6n. Falla momentaneaen el suministro electrico, 0 intervalo de arranque inapropiado~

Reemplazar el caple.Reemplazar el caple.

Revisar los extremos roscadosdel eje y ajustarlas en el cople.


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Allomal:ia CausaEjes 0acopla-mientosrotos

Pueden ser causadospor las mismas razonesmencionadas en 1 1 ' 1 ano-malia anteriorCh um ac er as d es ga st ad asdehido a fallas de lu-hricacionSustancias extranas hIDqueando los impulsoreso raspando los anil10sFatiga del metal debi-do a vibraciones

Impulsores mal ajusta-dos que se traban conlos tazones

TAZONESDesgasteen losvanos deltazon

Ahrasion

DesgRsteen losvanas desucciontipocampana

Cavitaci6n

RemedioVer el caso anterior.

Ver chumaceras desgastadas.

Colocar coladores en la succion.

Corregir el alineamiento de laspartes rotativas para eliminarl a v ih ra ci 6n .Regular el ajuste de los impul-impulsores.

Revestir los VRnos conmaterial mas resistentehrasion. Usar materialcalidad.

capa dea 1 1 ' 1 a-de mejor

Corregir las condiciones de 1 1 ' 1succion 0 emplear material de mejor calidad para prolongar su durae ion.

CAJA DEL PRENSAESTOPAGoteaexeesivo

Mala colocacion de laempaquetaduraTi po i nc orr ect o 0 de-fectuoso de la empaqu~taduraEje 0 b oc in a d es gas ta-da

Colocar bien 1 1 ' 1 empaquetadura.

Empa~ar con el grada correcto ytipo adecuado para el servicio.

Rectificar 0 reemplazar las par-t es d es ga st ad as .


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Anomalia CausaCAJA DEL PRENSAESTOPA

Calenta-mientodel prensaestopa

Mala eolocaeion de laempaquetaduraEmpaquetaduras muy aju~tadasLubrieacion insuficien-teTipo ineorreeto de em-paquetadura

Empaqueta-duras des-gastadasprematura-mente

Mala coloeaei6n de laempaquetaduraLubrieaeion insuficien-teEje y/o boeina daftados

Tipo ineorreeto de em-paquetaduraSustaneias abrasivas enel l1quido bombeado

TUBO COBERTORAgua enel tuboeobertor

Conduetos del by-passtaponeadosSellos de las ehumaee-ras en mal estado 0quii'iadosJuntas entre tubos nohermetizadas

Perforaeiones 0rajadu-ras en el tubo eobertor

Remedio

Coloear bien 18 empaquetadura.

Aflojar un poeo la presi6n delprensa estopa.Revisar y mejorar la lubrica-cion.Co1oear el tipo adeeuado.

Coloear bien 1a empaquetadura.

Revisar y mejorar la lubricacion.Rectifiear 0 reemplazar 1a partedafl.ada.Coloear el tipo adecuado.

Lubricar elagua limpia0.7 a 1 kilodrado sobresaestopa.

prensaestopa cona una presion entrepor cent1metro cua-la presi6n del pren-

Limpiarlos.

Reemplazarlos.

Asegurarse que la union entretubos este limpia 0encajan per-fectamente.Reemplazar la seeci6n afectada.


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2.7 OTROS TIPOS DE BOMBAS DE EJE VERTICALEn este item se presentan diagramas referidos a:- Una bomba de eje vertical para desagUes.- Sistemas de tr asmisiSn mas comunes para propulsar bombas de ejevert i.ca l ,

- Bomba semiaxial de eje vertical para elevado volumen a baja pre-sion, con diferentes sistemas de montaje.


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tl'

A L T E RN A TIV A

Pernos de ajustepara regulae ionde la alturadel impulsor

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LEYENDA1. Armazon de hierro fundido para soporte del eJe2. Eje de acero (Ej. SAE 1137) con camisa de acero inoxidable3. Tapones para 1ubricacion por grasa4. Chumaceras con rodamientos a bil1as5. Caja de prensaestopa. con tapon para lubricaci6n opcional6. Tapa superior de la caja de la bomba7. Caja de La bomba eVoluta)' Permite el pasaje de 1a maxima esfera atraves del impulsor8. Impu1sor tipo cerrado inatorable de alta eficiencia9. Curva de succion. con registro10. Cono de ingreso que se adapta exactamente al impulsor11. Base rigida de sustentaci6n12. Lainas de ajuste para regular la altura del impulsor

Figura 2.22Corte en elevaci6n de una bomba de eje vertical para desagues


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FIG. a) FIG. b) FIG. c)a) EJE DE TRASMISION PROTEGIDO DENTRO DE COLUMNA HUECA CERRADA. La columna

cerrada provee la rigidez mecanica necesaria par mantener el alineamientodel eje, por medio de chumaceras de bronce que son lubricadas desde arri-ba. El adaptador (A) situado inmediatamente sobre el cuerpo de la bombafacilita su desmontaje para inspecciones 0 reparaci6n, sin tener que de-sarmar la columna. E1 empuje axial es absorbido por los cojinetes delmotor.

b) EJE DE TRASMISION AL DESCUBIERTO. Este sistema utiliza dos 0 mas mangui-tos flexibles de jebe (M) para acoplar el motor con el eje y entre lasvarias secciones del eje. Se facilita el desmontaje de la bomba paraservicio, mediante el copIe rfgido (C).

c) EJE DE TRASMISION FLEXIBLE A CARDANES. Este sistema es el mas versatil yutilizado para compensar notorios desalineamientos entre los ejes delmotor y de la bomba. Cuando la distancia entre el motor y la bomba escorta no se requieren las chumaceras intermedias. Con dos 0 mas seccio-nes de ejes, es necesario instalar las chumaceras de anclaje.

Figura 2.23Sistemas de trasmisi6n mas comunes para propulsar

bombas de eje vertical


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1

;~

LEYENDA

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4:_.'~: "l-_',-~.

1. Can motor electrico de eje vertical hueco sabre linterna normal para oes-carga sabre el pisoo

20 Can motor electrico de eJe vertical hueco sobre linterna ciega para des-carga bajo el pisooCan motor electrico independiente de eje vertical s6l ido y trasmisi6nlarga, descarga bajo el pisooCan motor electrico independiente de eje vertical solido y trasmisi6nlarga, descarga bajo el pisoo

3.

4.

Figura 2.24Bomba semiaxial de eje vertical para elevado volumen a baja

presion, con diferentes sistemas de montaje

BOMBAS VERTICALES

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