manual tecnico bombas anfibias tipo HIGRA rev-11-bx-res, Esquemas de Fenômenos de Transporte

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ÍNDICE

1. APRESENTAÇÃO DA EMPRESA

A HIGRA é uma empresa do ramo metal mecânico fundada em 30/10/2000 e que possui em sua diretoria mais de 30 anos de experiência no segmento de bombeio de fluidos, trazendo para o mercado um novo paradigma com seus produtos pioneiros e inovadores, sempre primando pela qualidade e confiabilidade.

Responsável pelo projeto, produção e comercialização de soluções de bombeio e tratamento de efluentes, nos setores de captação de água, irrigação, saneamento básico, mineração e indústrias, a HIGRA se destaca no setor pela alta tecnologia agregada a seus produtos, pelos conceitos inovadores neles implantados e pela capacitação de seu corpo técnico.

Todas as atividades executadas na HIGRA seguem os preceitos do Sistema Integrado de Gestão da Sustentabilidade. Os projetos das bombas HIGRA são executados considerando as exigências das normas internacionais ISO 9001, ISO 14001 e OHSAS 18001, desde sua criação até a entrega para o cliente.

A HIGRA utiliza ferramentas de última geração para apoio técnico aos seus desenvolvimentos de novos produtos. Com a interatividade dos softwares Autodesk INVENTOR e ANSYS CFX, consegue-se um equipamento com excelente eficiência hidro-energética, um motor de alto rendimento trabalhando com um conjunto bombeador de alta performance que garante um alto desempenho do conjunto motor/bomba. Além disto, todos os equipamentos são testados em bancada de teste própria antes de serem entregues ao cliente. Com este conceito, a HIGRA garante um desenvolvimento de produtos que visa à sustentabilidade de todo o sistema, com alta qualidade, preservação ambiental e cuidados com a segurança e saúde ocupacionais. Para saber mais sobre a HIGRA e seus equipamentos, consulte o nosso site: www.higra.com.br ou entre em contato através do e-mail: vendas@higra.com.br, ou do telefone: (51) 3778 2929.

Figura 01 - Vista aérea da planta da HIGRA Industrial Ltda

2. BOMBAS ANFÍBIAS

Com o princípio de bombeamento centrífugo através de rotores fechados de fluxo misto ou radial, simples ou multiestágio, a bomba anfíbia foi concebida para ter a capacidade de operar tanto dentro quanto fora da água, podendo montar as bombas tanto em série como em paralelo, somando-se assim as vazões e/ou pressões. O anfibismo destas bombas é conseqüência do design adotado, onde o fluxo da água é admitido pela sucção axial flangeada, passando por um rotor centrífugo onde todo o volume de fluido bombeado passa ao longo do motor garantindo uma excelente troca térmica.

O projeto destas bombas foi concebido para atender as novas necessidades do mercado de captação e movimentação de fluidos. As bombas HIGRA contam com uma emissão de ruído baixíssima (menos de 60Db) e são construídas com materiais 100% recicláveis. As bombas foram criadas para ocupar o menor espaço possível dentro das unidades de captação ou na indústria, e também podem ser instaladas em booster totalmente subterrâneas, o que elimina 100% do ruído e não provoca poluição visual ou ambiental nas cidades.

A refrigeração interna do motor é, da mesma maneira, feita com água. Para tanto, o bobinado deste é feito com espiras de fio encapado, que garante a isolação e permite rebobinagem. Os mancais axiais e radiais de deslizamento asseguram a centralização e absorção das vibrações e esforços resultantes do movimento rotatório, empuxo e pressão hidráulicos atuantes no rotor centrífugo. A bomba anfíbia é totalmente hermética, as partes em movimento estão totalmente enclausuradas dentro do conjunto, evitando qualquer tipo de vazamento que agrida o ambiente externo. A facilidade e simplicidade de instalação e manuseio apresentadas pelas bombas ANFÍBIAS e SUBMERSAS permitem que se reduza ao mínimo obras civis e intervenção nas áreas de instalação, reduzindo significativamente o impacto ambiental e os custos totais da obra. No presente manual estão detalhadas as características técnicas das bombas Anfíbias HIGRA, com detalhes para instruir os usuários a instalar, operar, efetuar manutenção básica e de segurança para o trabalho das mesmas.

Figura 02 – Bomba Anfíbia em tanque Figura 03 – Bombas Anfíbias em sistema modular

Bomba Anfíbia Mista Estágio Único:

Figura 06 – Bomba Anfíbia modelo M1-345/300B

Quanto à nomenclatura, as bombas HIGRA são identificadas de acordo com o tipo de rotor, quantidade de estágios, diâmetro do rotor, potência do motor e tipo de bomba, conforme exemplos abaixo:

R 1 – 360 / 100 B

R 5 – 265 / 125 B

M 1 – 345 / 300 B

A 1 – 400 / 125 C

1 – O nome do modelo da bomba contempla sempre o diâmetro nominal do rotor. O diâmetro do rotor rebaixado, quando aplicável, poderá ser encontrado no relatório de teste de performance da bomba.

2 – Somente as bombas radias podem possuir mais de um estágio.

Tipo de Bomba:B = booster (anfíbia) C = captação (submersa) Potência do Motor (CV) Diâmetro nominal do rotor^1 (mm) Quantidade de estágios^2 Tipo de Rotor: R = radial M = misto A = axial

2.2 Características Construtivas

Na tabela abaixo são apresentados os materiais de construção dos principais componentes das bombas anfíbias, possuindo diferenciações conforme o modelo do equipamento:

Tabela 01 – Características construtivas das bombas anfíbias.

TODOS (exceto R1-180, R2-150 e R3-150) R1-180, R2-150 e R3-

EIXO TODOS BOBINADO TODOS MANCAL RADIAL TODOS MANCAL AXIAL TODOS SELO MECÂNICO TODOS CARCAÇAS TODOS FILTRO EQUALIZADOR TODOS a) Ferro Fundido Nodular (para água bruta) b) Aço Inoxidável (para fluidos corrosivos) c) Liga de Aço Especial (para fluidos abrasivos) d) Bronze Naval (para água saloba) a) Ferro Fundido Nodular (para água bruta) TODOS b) Aço Inoxidável (para fluidos corrosivos) c) Liga de Aço Especial (para fluidos abrasivos) d) Bronze Naval (para água saloba) a) Ferro Fundido Nodular (para água bruta) b) Aço Inoxidável (para fluidos corrosivos) c) Liga de Aço Especial (para fluidos abrasivos) d) Bronze Naval (para água saloba) a) Ferro Fundido Nodular (para água bruta) b) Aço Inoxidável (para fluidos corrosivos) c) Liga de Aço Especial (para fluidos abrasivos) d) Bronze Naval (para água saloba) CARCAÇA DE SAÍDA TODOS ANÉIS DE DESGASTE TODOS TUBO DE FLUXO TODOS a) Estrutura em Aço Carbono Pintada e Tela Perfurada em Aço Carbono Pintada TODOS b) Estrutura em Aço Carbono Pintada e Tela Perfurada em Aço Inoxidável TODOS TODOS a) Epóxi Anticorrosiva de Alta Espessura (padrão) TODOS b) Epóxi Especial Anticorrosiva de Alta Espessura (sob consulta) TODOS

BOMBA

OPÇÕES:

Ferro Fundido Nodular Bronze Aço Carbono

ROTOR

DIFUSOR

Anodo de Sacrifício (sob consulta)

OPÇÕES:

CONJUNTO EXTERNO

MODELOS

MOTOR

CONJUNTO MOTOR

MATERIAL DE CONSTRUÇÃO

Bronze Sinterizado

Ferro Fundido Nodular

Fio encapado em PVC

Aço Ferramenta X Grafite (deslizamento)

OPÇÕES:

TODOS

Ferro Fundido - IV pólos, életrico, assíncrono, trifásico, tipo submerso de gaiola de esquilo em curto circuito e rebobinável Ferro Fundido - II pólos, életrico, assíncrono, trifásico, tipo submerso de gaiola de esquilo em curto circuito e rebobinável Aço Carbono com Buchas de Metal Duro Temperadas

Bronze X Metal Duro (deslizamento)

Faces de Carbeto de Tungstênio e Corpo de Aço Inoxidável

OPÇÕES:

PROTEÇÃO CATÓDICA

PINTURA

CRIVO

TODOS

CARCAÇA DO ESTÁGIO

R2-150, R3-150, R2-265, R3-265, R4-265, R5-265, R1-320, R2-320, R3-320, R2-360, R3-360 e R4-

CARCAÇA DE ENTRADA

R2-150, R3-150, R2-265, R3-265, R4-265, R5-265, R1-320, R2-320, R3-320, R2-360, R3-360 e R4-

OPÇÕES:

OPÇÕES:

Figura 10 – Instalação com a bomba succionando e utilizando válvula de pé.

Figura 11 – Forma de instalação com três bombas moduladas em série somando pressões, sendo a primeira submersa.

Figura 12 – Vista superior de uma rede de bombeio com uma bomba na linha e na horizontal aumentando a pressão.

Figura 13 – Forma de instalação com uma bomba operando somente com sua sucção submersa.

Figura 14 – Instalação com uma bomba operando afogada e fora do tanque.

Figura 15 – Forma de instalação com uma bomba operando sobre flutuadores.

Os equipamentos HIGRA são preenchidos internamente com uma mistura de água e óleo na proporção indicada na tabela abaixo. O óleo hidráulico utilizado é o ATF do tipo A (Automatic Transmission Fluid) , utilizado geralmente em transmissões automotivas (direção hidráulica).

Tabela 02 – Volume de fluidos para preenchimento das bombas.

ATENÇÃO: As bombas que trabalharão com água tratada (pronta para o consumo) não devem ser preenchidas com a quantidade acima indicada de óleo, sendo a mesma substituída apenas por água limpa. Desta forma o equipamento apenas será preenchido com água.

ATENÇÃO: As bombas que trabalharão com água salgada não possuem o filtro de equalização de pressão e sim um tampão, que evita a entrada e água salgada para dentro do motor. Desta forma, não é necessário realizar este procedimento de verificação de nível, pois o equipamento já é fornecido pronto para o trabalho. Em caso de manutenção se faz necessário deixar uma bolsa de ar no momento do preenchimento com água. Maiores detalhes entre em contato com a fábrica.

2.5.2 A Plaqueta de Identificação

As bombas HIGRA possuem uma plaqueta de identificação (figura abaixo) que detalha as especificações do equipamento, conforme os itens que seguem:

Figura 14 – Plaqueta de Identificação

POTÊNCIA

(CV)

CARCAÇA DO

MOTOR

VOLUME DE

ÓLEO ATF

(litros)

VOLUME DE

ÁGUA

(litros)

VOLUME

TOTAL

(litros) 10, 12, 15 e 20 132L 0,15^ 6,85^ 7, 25, 30 e 40 160L 0,15^ 14,85^ 15, 40, 50 e 60 200L 1,00^ 29,00^ 30, 75, 100 e 125 225SM 1,50^ 33,50^ 35, 150, 175, 200, 250 e 300 280SM 2,50^ 87,50^ 90, 300, 350 e 400 315SM 2,50^ 107,50^ 110, NOTA: Os volumes de água e total são valores aproximados.

MOD.: Neste campo é apresentado o modelo da bomba, conforme exemplos do capítulo 2.1.

N° SÉRIE: Número de série de fabricação do equipamento.

VAZÃO (m³/h): Apresenta a vazão que a bomba fornece e que foi solicitada.

PRESSÃO (mca): Apresenta a pressão total que a bomba fornece e que foi solicitada. NOTA: Os campos vazão e pressão são dependentes entre si. FLANGE: Apresenta a norma de fabricação do flange, conforme detalhamento do capítulo 2.7.

PESO (kg): Apresenta o peso total do conjunto monobloco (excluso o peso do crivo).

POTÊNCIA (CV): Apresenta a potência nominal do motor elétrico da bomba.

FABRICAÇÃO: Apresenta o mês e o ano de fabricação do equipamento.

Ip/In: Apresenta a relação entre a corrente de partida e a corrente nominal do motor.

TENSÃO (V): Apresenta a tensão do motor elétrico fornecido. Motores até 20CV apresentam somente uma tensão de operação. Ex: 220V ou 380V ou 440V Motores acima de 25CV apresentam duas tensões de operação. Ex: 220/380V ou 380/660V ou 440/760V.

FP: Apresenta o Fator de Potência do motor que é a relação entre a potência ativa e a potência aparente absorvidas pelo motor.

ηη ηη MOTOR (%): Apresenta o rendimento do motor elétrico que é a eficiência do motor na transformação de energia elétrica em mecânica. FREQ.: Apresenta a freqüência da rede na qual o motor elétrico está projetado para trabalhar. A freqüência é o número de vezes por segundo que a tensão muda de sentido e volta à condição inicial (ciclos por segundo ou hertz). ROTAÇÃO (rpm): Apresenta a rotação nominal do motor elétrico. FS: Apresenta o Fator de Serviço do motor, ou seja, o multiplicador que quando aplicado à potência nominal do motor, indica a sobrecarga permissível que pode ser aplicada continuamente sob condições específicas sem aquecimento prejudicial ao motor, uma vez mantida a tensão e a freqüência especificada. PÓLOS: Apresenta a polaridade do motor. Os motores IV pólos trabalham em 1750rpm e os motores II pólos trabalham em 3500rpm. ESQUEMA DE LIGAÇÃO: Apresenta as formas de fechamento dos cabos elétricos e as suas respectivas correntes de trabalho. Para motores de até 20CV é apresentada apenas uma tensão de trabalho (fechamento interno em triângulo), saindo um cabo com três fios. Para motores acima de 25CV são apresentados dois tipos de fechamento externos (estrela ou triângulo), saindo seis cabos do motor elétrico.

2.5.3 Ligação Elétrica

Como visto anteriormente, os motores HIGRA podem apresentar duas configurações diferentes de cabeamento de saída:

- Motores de até 20CV : saída de um cabo de três condutores, com fechamento na tensão escolhida pelo cliente feita internamente no motor. Esta configuração não permite ligação em chave de partida estrela triângulo, somente partida com chave compensadora ou partida direta.

4 - Usar fita elétrica auto-fusão de borracha (23BR marca 3M) ao longo de toda a emenda. Deve-se aplicar três vezes esta fita de maneira que esta fique bem esticada.

5 - Aplicar fita isolante plástica (35+ marca 3M) sobre a fita auto-fusão. Deve-se aplicar três vezes esta fita de maneira que esta também fique bem esticada.

6 - Aproximar os cabos e aplicar duas vezes a fita auto-fusão de borracha ao longo de todo o cabo elétrico, de maneira a cobrir toda a emenda. Logo após aplicar duas vezes a fita isolante plástica sobre toda a emenda, de maneira a cobrir a fita auto-fusão.

NOTA: este método é usado para emenda e isolação dos cabos elétricos fora do motor submerso. Dentro do motor submerso os cabos recebem ainda uma camada de adesivo epóxi bicomponente (Araldite Hobby) entre as operações 3 e 4.

ATENÇÃO: Emendas expostas ao tempo e feitas sem o procedimento citado acima podem oxidar, provocar falha em alguma fase e/ou entrar em curto, provocando danos ao equipamento.

2.5.3.2 Aterramento

O aterramento tem por função proteger os equipamentos através da criação de um caminho para a corrente elétrica (curto entre fase-carcaça, por exemplo), atuando assim nos dispositivos de proteção, além de proteger as pessoas contra eventuais choques elétricos.

As Bombas Anfíbias não possuem cabo de aterramento, visto que o mesmo pode ser feito a partir do quadro elétrico de acionamento do motor, através da tubulação (quando esta for metálica e estiver em contato com a terra) e através do próprio equipamento estando em contato direto com a terra. Caso se deseje aterrar individualmente a bomba, o cabo de aterramento pode ser conectado em qualquer ponto metálico externo do equipamento, como por exemplo, nos pés ou no flange do equipamento.

2.5.3.3 Tabela de Corrente Elétrica

Abaixo segue a tabela de amperagens dos motores HIGRA em 60Hz e as respectivas regulagens para a proteção elétrica dos motores. As correntes nominais e a vazio podem ter variação de 5%. Em caso de variação fora desta tolerância, o equipamento deverá ser desligado e a fábrica ou alguma Assistência Técnica Autorizada deverá ser acionada. NOTA: Os valores apresentados na coluna Carcaça são uma referência a nomenclatura utilizada pela fabricante de motores Voges/Eberle e que a Higra segue como padrão de dimensional.

(CV) (KW) 220 32,7 36,6 a 38,6 13,0 83 0,89 7, 132M 148 380 18,9 21,2 a 22,3 7,5 83 0,89 7, 132L 200 440 16,3 18,3 a 19,3 6,5 83 0,89 7, 220 40,6 45,4 a 47,9 18,9 84 0,85 8, II 380 23,5 26,3 a 27,7 10,9 84 0,85 8, IV 440 20,3 22,7 a 23,9 9,5 84 0,85 8, 220 52,3 58,5 a 61,7 18,9 84 0,88 6, II 380 30,3 33,9 a 35,7 10,9 84 0,88 6, IV 440 27,1 30,3 a 31,9 12,1 84 0,85 7, 220 64,6 72,3 a 76,2 25,3 85 0,88 7, 380 37,4 41,9 a 44,1 14,6 85 0,88 7, II 132L 200 380 37,4 41,9 a 44,1 14,6 85 0,88 7, IV 160L 200 660 21,5 24,1 a 25,4 8,4 85 0,88 7, 440 32,3 36,2 a 38,1 12,6 85 0,88 7, 760 18,7 20,9 a 22,1 7,3 85 0,88 7, 220 76,6 85,8 a 90,4 27,7 85 0,89 6, 380 44,3 49,7 a 52,3 16,0 85 0,89 6, 380 43,8 49,1 a 51,7 24,0 86 0,89 6, 660 25,2 28,3 a 29,8 13,9 86 0,89 6, 440 38,3 42,9 a 45,2 20,5 85 0,89 6, 760 22,2 24,8 a 26,2 11,8 85 0,89 6, 220 102,1 114,4 a 120,5 31,2 85 0,89 6, 380 59,1 66,2 a 69,8 18,0 85 0,89 6, 160L 200 380 58,4 65,5 a 69,0 18,0 86 0,89 6, 200L 232 660 33,6 37,7 a 39,7 10,4 86 0,89 6, 440 51,1 57,2 a 60,3 15,7 85 0,89 6, 760 29,6 33,1 a 34,9 9,1 85 0,89 6, 220 126,2 141,3 a 148,9 30,3 86 0,89 5, 380 73,0 81,8 a 86,2 17,5 86 0,89 5, 380 73,9 82,7 a 87,2 24,2 86 0,88 6, 660 42,5 47,6 a 50,2 14,0 86 0,88 6, 440 65,3 73,1 a 77,0 24,5 86 0,86 7, 760 37,8 42,3 a 44,6 14,1 86 0,86 7, 220 153,1 171,5 a 180,7 42,9 86 0,88 6, 380 88,7 99,3 a 104,6 24,8 86 0,88 6, 380 91,8 102,8 a 108,3 34,3 86 0,85 6, 660 52,8 59,2 a 62,4 19,8 86 0,85 6, 440 77,4 86,7 a 91,4 24,5 86 0,87 5, 760 44,8 50,2 a 52,9 14,1 86 0,87 5,

Tensão (V)

Corrente Nominal (A)

Corrente a vazio (A)

Rend. (%)

FP (cos (^) Φ) Ip / In

Potência (^) Polos Carcaça Pacote (mm)

12,5 9,0 IV

15 11 132L^200

20 15 132L 200

25 18,

30 22 IV^ 160L^200

40 30 IV

50 37 IV 200L 270

60 45 IV^ 200L^270

Regulagem do Relé de Proteção (A)

2.5.3.4 Proteção Térmica – Sensor PTC

As bombas Anfíbias HIGRA possuem dentro de seus motores sensores para proteção térmica que são acionados automaticamente quando a temperatura no interior das bobinas atingir 70°C. Estes três sensores (um por fase dentro do bobinado) são conectados através de um cabo com dois condutores e que fica localizado entre os cabos elétricos que saem do equipamento. Para que este sensor atue desligando a bomba em caso de sobre aquecimento, é necessário que o mesmo seja ligado no Relé de Proteção que é fornecido junto com o equipamento, conforme segue:

IMPORTANTE: É obrigatória a instalação do Relé de Proteção Térmica PTC 70°C. Caso o mesmo não seja conectado, o equipamento perderá sua garantia (conforme capítulo 7).

DADOS TÉCNICOS DO RELÉ DE PROTEÇÃO TÉRMICA:

Marca: Samrello Modelo: Série RPT-2C Tensão de alimentação: 127 Vca ou 220 Vca 50/60 Hz (ver posição chave lateral) Primeiro grupo de sensores: Sensor PTC, BR/AZ - Para alarme (140°C ± 5%) Segundo grupo de sensores: Sensor PTC, PT/PT - Para desligamento (150°C ± 5%) Saída de controle: 1 relé de alarme ON/OFF (250Vca/5A) e 1 relé de desligamento ON/OFF (250Vca/5A ) Tempo de retardo na energização: 3 segundos Temperatura ambiente: 0 a 50 °C Umidade máxima: 85% sem condensação Consumo: 5 VA Indicação de função: LEDS Caixa: ABS Norma DIN 55 x 75 x 108 mm Grau de proteção: IP 10

O relé de proteção térmica quando alimentado na tensão especificada (127V ou 220V) aciona os relés de alarme (AL) e de desligamento (DE) após 3 segundos, fechando os contatos C com NA-1 e NA-2. O mesmo permanece neste estado até a operação de um dos sensores que estão conectados dentro das bobinas do motor elétrico, que fechará então para NF-1 e acionará o led de Alarme. Em funcionamento normal permanecem acesos os leds Relé DE e A2. Os sensores internos atuam quando a temperatura atingir 70°C.

IMPORTANTE: O relé de proteção térmica deve ser ligado a uma contactora que aciona o motor (conforme figuras 16 e 17) para que o desligamento da bomba, em caso de sobre aquecimento, seja automático. Não se deve instalar o relé de proteção somente a um dispositivo de alarme sonoro ou visual, pois este método exige a intervenção manual de desligamento do equipamento e acarreta na perda de garantia sobre o mesmo.

Figura 15 – Relé Térmico PTC

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Figura 16 - Diagrama de ligação dos sensores com o relé térmico.

Figura 17 - Diagrama de ligação do relé com a contactora.