O projeto de bomba de aeração mais simples reduz os requisitos de manutenção

Por Mike Santora | 22 de maio de 2023

Há momentos em que um projeto de bomba simples e menos manutenção são preferidos pelos usuários de bombas, especialmente em aplicações de águas residuais sujas e complicadas.

Esse foi o caso de uma operadora de estação de tratamento de águas residuais na África do Sul, que era chamada a cada duas semanas para remover, desmontar e limpar as bombas de tratamento de águas residuais em uma ou outra das instalações mantidas pela empresa.

As bombas de aeração flutuam nas barragens de tratamento de águas residuais e garantem que a decomposição química da água suja ocorra antes que as águas residuais sejam tratadas posteriormente. As bombas garantem que a água permaneça oxigenada e que haja decomposição aeróbica em vez de decomposição anaeróbica, que geralmente resulta em gases voláteis e venenosos como o metano.

O projeto de bomba adotado era um projeto de bomba de eixo vertical padrão com uma potência entre 5 kW e 10 kW.

No entanto, o projeto do mancal era complexo e propenso a falhas antes da introdução dos materiais Vesconite.

O projeto do rolamento do eixo principal consistia em um rolamento de esferas com selos mecânicos de carbono em ambos os lados e o rolamento de esferas era lubrificado por óleo que era alimentado sob pressão no sistema, de modo que a pressão do óleo era maior do que a pressão da água em ambos lado das vedações de carbono, descreve o engenheiro Pertrus Fourie da Vesconite Bearings.

O principal problema era que os selos de carbono pegariam a sujeira e a sujeira que estavam na água naturalmente abrasiva e iriam corroer. As vedações falhariam e as águas residuais entrariam no rolamento de esferas.

"Qualquer um que tenha trabalhado com rolamentos de esferas sabe que rolamentos de esferas e água não são amigos", descreve Fourie.

"Se você colocar água perto deles, eles corroem muito rápido, especialmente se for água abrasiva", diz ele.

É esse problema que resultou no travamento ou desligamento das bombas porque os rolamentos de esferas falharam, e isso resultou na chamada da empresa de bombas do aerador a cada duas ou três semanas para manutenção da bomba.

A manutenção exigia então retirar a bomba das águas residuais; abrindo-o; limpando toda a água e sujeira que estava presa dentro; e substituindo os rolamentos de esferas.

A empresa de bombas de aeração abordou a Vesconite Bearings em busca de uma solução e a Vesconite Bearings e o fabricante do equipamento original (OEM) da bomba passaram por várias iterações de projeto antes de um projeto adequado e eficaz ser finalizado.

O primeiro projeto envolveu a substituição do rolamento de esferas, duas vedações de carbono e o sistema de lubrificação por uma bucha Vesconite Hilube resistente ao desgaste e sem dilatação no alojamento existente.

O projeto foi um rolamento de impulso combinado e um rolamento de guia radial - um rolamento de eixo principal combinado e um rolamento de impulso, de modo que possui faces de operação axiais e radiais.

"Propusemos um projeto de rolamento de flange onde basicamente um degrau no eixo ficaria no flange", afirma Fourie.

"O eixo vertical ficaria no topo do flange para absorver as forças verticais, as forças axiais, e então você teria a bucha que absorveria as forças laterais ou radiais", diz ele.

"Em uma bomba que usa mancais lisos desde o início, você tem uma arruela de pressão separada ou anel de desgaste e um mancal do eixo principal", observa Fourie.

"Mas aqui nós hibridizamos as duas partes", diz ele, observando que, como os rolamentos absorvem a força axial, a Vesconite Bearings projetou uma bucha lisa também para absorver a força axial.

No entanto, o primeiro projeto provou ser inadequado em testes em uma bancada de teste com água suja na oficina da empresa OEM.

Nenhuma água que passou pela bomba atingiu a face do flange e isso resultou no derretimento e derretimento daquela face em particular.

"Sugeri que a empresa de bombas cortasse algumas ranhuras na face do flange para permitir a passagem da água", observa Fourie.

"Também sugeri que adicionassem um colar de aço inoxidável ao eixo, o que aumentaria a área sobre a qual a força axial seria aplicada", diz ele, acrescentando que, se você aumentar a área, diminuirá a pressão e diminuirá o rendimento total. carga no rolamento, portanto, é menos provável que ele superaqueça.