Durante todos estos años de trabajo con todo tipo sistemas de bombeo, los ingenieros de Protech Continental constatamos que las bombas de tornillo helicoidal perdían progresivamente, y de manera notable, capacidad de bombeo con el uso continuado. Además, el mantenimiento correctivo que ha de asumir el cliente, implica asumir un elevado coste de mantenimiento durante los años posteriores a la adquisición de la bomba, proponiéndonos ahorrar a nuestros clientes este elevado coste.
Estudiando los distintos tipos de averías y los fallos más frecuentes que sucedían en las bombas de cavidad progresiva (bombas helicoidales), pudimos constatar que ocurrían en bombas sujetas a una elevada velocidad de rotación, en diseños de ejecución monobloc con sistemas de estanqueidad simples y unas frágiles articulaciones. Este tipo de diseño mecánico es la causa principal de las averías y fallos comunes.
En nuestro estudio, los problemas y fallos más importantes que detectamos en las bombas helicoidales fueron:
Desde Protech Continental no únicamente nos marcamos el objetivo de catalogar todos estos problemas y encontrar la mejor solución técnica para cada tipo de fallo, si no que además, utilizamos este estudio para diseñar y construir la primera bomba helicoidal capaz de no perder caudal y asegurar un funcionamiento prácticamente libre de mantenimiento.
A continuación, explicamos en detalle las soluciones de diseño que en Protech Continental hemos validado mediante el diseño y construcción de nuestras bombas helicoidales «Serie PREMIUM»:
A diferencia de las bombas en ejecución monobloc, montando un soporte de rodamientos de bolas, tipo 2RS de doble hilera, podremos absorber todas las cargas radiales y axiales que genera el rotor de la bomba al girar. Estas cargas, serán mayores cuanto mayor sea velocidad de giro y la presión en operación.
En los usuales diseños monobloc, las cargas quedan absorbidas en los rodamientos del reductor y no de la bomba, al no incorporar este componente “amortiguador”. Por ello, es habitual que las cajas reductoras sufran fatigas y roturas con los años.
El ensamblaje desde el soporte de rodamientos al reductor se ha de realizar por medio de una conexión completamente normalizada. El eje del reductor entra dentro del eje hueco de la bomba, produciéndose el arrastre por medio de una chaveta.
Por medio de un bloqueador de eje, situado en su parte superior del soporte, podremos bloquear contra la rotación el equipo mientras efectuemos las tareas de desmontaje del estator.
Uno de los menos conocidos aspectos mecánicos de la bomba de tornillo helicoidal es su transmisión. Actualmente, la mayor parte de este tipo de bombas del mercado, incorporan un sistema de transmisión por biela y bulón cerrado.
Este tipo de bulón, alojado dentro del casquillo excéntrico, es el encargado de generar el movimiento que necesita la bomba durante su rotación y bombeo.
Debido a esto, tras solo meses de operación, con millones de giro efectuados, aparece un desgaste y deterioro continuo, incrementado también por la presión de operación en la instalación. Evitaremos este desgaste de la bomba montando una doble transmisión de tipo cardán con rodamientos de agujas lubricados en grasa.
Con la solución de una transmisión libre de mantenimiento, durante la vida útil del equipo, solo deberemos prestar atención al estado del mangón protector de goma, provisto de un refuerzo textil, que protegerá integralmente ambos cardanes. Además, a través de unas tapas laterales de inspección y registro, se podrá verificar periódicamente su estado de forma rápida y sencilla.
Para el desmontaje del rotor, o por su otro lado del eje de accionamiento, no será necesario desmontar el mangón protector, lo que agilizará enormemente las tareas de mantenimiento.
Varias geometrías de rotor y estator se encuentran disponibles en el mercado entre los diferentes fabricantes de bombas de tornillo helicoidal.
Una de las geometrías más introducidas en el mercado es la denominada “L” (Long pitch).
Se caracteriza por tener una gran capacidad de bombeo por rotación y está pensada para fluidos poco abrasivos o para una operación con baja presión de impulsión. Se trata de rotores con ángulos de empuje muy suaves y de sección circular.
A partir de esta, con el tiempo, se desarrollaron unas nuevas geometrías tri-lobulares, mucho más eficientes hidráulicamente que las “L”, aportando aún mayor caudal por rotación. En este caso, la sección del rotor es ovalada. Son las hidráulicas denominadas como geometría “LT”, “P” y “D”. En estas geometrías, las cavidades son recorridas dos veces, con cada revolución del rotor, lo que en combinación con un mayor volumen de cavidad, en comparación con unas geometrías “S”, resulta en un caudal de hasta el 300% superior.
Es decir, que a una misma bomba de tornillo helicoidal se le puede montar estos 3 tipos de geometrías, manteniendo una mecánica común para los tres conjuntos hidráulicos.
Ejemplos:
Bomba tamaño A + hidráulica “S” = 10 m3/hBomba tamaño A + hidráulica “L” = 20 m3/hBomba tamaño A + hidráulica “LT-P” = 30 m3/h
En Protech Continental, apostamos por un único tipo de geometría: la geometría “S”.
Es, sin duda, la más resistente frente a la abrasión y estable frente a la presión. No se trata de geometrías diseñadas para obtener un producto competitivo económicamente para licitaciones en obras nuevas, sino para conseguir el mínimo mantenimiento posible y una larga vida útil de todos sus componentes.
Además, la geometría “S” dispone de un gran paso de sólidos esféricos, lo que la hace ideal para el bombeo de lodos y fluidos altamente viscosos. Se trata, por tanto, de un diseño pensado para el usuario final, asociado a un bajo coste de mantenimiento al minimizar las paradas no programadas de tipo correctivo..
Ante las fugas en el sellado del eje de bomba, montar un sello mecánico de cartucho lubricado en aceite mineral, es, a nuestro entender, la mejor opción.
Apostamos por el uso de caras del sello fabricadas en carburo de silicio y bañadas por un fluido lubricante, a diferencia de los sellos tradicionales simples, que lo hacen por el propio fluido a bombear, habitualmente con presencia de sólidos en suspensión. Con esta solución, desaparecen los muelles o resortes exteriores en contacto con el fluido, que son puntos susceptibles de enrollamiento de pelos y fibras, provocando fugas y roturas.
Con un cartucho alojado dentro del soporte de rodamientos, la sustitución de este, resultará extremadamente sencilla y rápida.
Mediante este sistema, nunca se dañará o rallará la superficie del eje de accionamiento de la bomba, problema habitual en las bombas con alimentación forzada para lodos deshidratados, que habitualmente incorporan un sistema de estanqueidad por medio de empaquetadura.
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