Les bombes submergibles d'aigües residuals són dispositius de drenatge que poden funcionar completament submergits en líquid, dissenyats específicament per transportar aigües residuals que contenen partícules sòlides, impureses fibroses i altes concentracions de sòlids en suspensió. El seu entorn de treball únic i el seu posicionament funcional dicten que els seus principis de disseny han d'equilibrar el rendiment hidràulic, la resistència estructural, les capacitats anti-obstruccions i la fiabilitat operativa per complir els estrictes requisits de drenatge municipal, tractament d'aigües residuals industrials i control d'inundacions d'emergència.
El principi bàsic de disseny de les bombes submergibles d'aigües residuals rau a integrar el motor i el cos de la bomba en una sola unitat. El motor impulsa directament la rotació de l'impulsor, eliminant la necessitat de cebament addicional i transmissió d'eix llarg, reduint així significativament els requisits d'espai i les pèrdues de transferència d'energia. El motor normalment utilitza una estructura de segellat impermeable, amb una carcassa feta de ferro colat d'alta-resistencia o acer inoxidable. La resina aïllant-resistent a la humitat s'omple entre l'estator i el rotor, i els bobinatges se sotmeten a una impregnació de pressió al buit per garantir la seguretat elèctrica i la durabilitat durant el funcionament a llarg-submarí. El sistema de segellat d'eix sovint utilitza segells mecànics de doble extrem o esquemes de segellat combinats, combinats amb cambres d'oli independents o cambres de líquid aïllades, formant múltiples barreres per evitar que les aigües residuals s'infiltrin al motor.
Pel que fa al disseny hidràulic, les bombes submergibles d'aigües residuals optimitzen la morfologia de l'impulsor i del canal de flux per a aigües residuals que contenen sòlids. Els tipus d'impulsors habituals inclouen els impulsors oberts, semi-oberts i vòrtex. Els impulsors oberts, sense coberta frontal, tenen un ampli canal de flux, evitant eficaçment l'embolic i l'obstrucció de fibres i partícules. Els impulsors de remolí utilitzen un recorregut hidràulic d'alt-flux i baix-capçal, que permet que les partícules sòlides passin sense problemes sense acumular-se al canal de flux. La secció transversal del canal de flux-de la carcassa de la bomba s'aplana gradualment, reduint el desgast per impacte a les impureses a les zones locals d'-alta velocitat, alhora que redueix les pèrdues hidràuliques i millora l'eficiència del transport.
L'anti-obstrucció i la capacitat de cabal són indicadors importants del rendiment de la bomba submergible d'aigües residuals. El disseny millora el pas de materials fàcilment entrellaçats, com ara fibres llargues, bosses de plàstic i cabell, augmentant la mida del canal de flux, optimitzant l'angle d'entrada de la fulla i l'angle d'embolcall i controlant l'espai lliure del revestiment frontal de l'impulsor-. Alguns models també inclouen un dispositiu de tall o una fulla giratòria a l'entrada per pre-aixafar els residus grans que entren a la bomba, reduint encara més el risc d'obstrucció.
A més, la disposició estructural de les bombes submergibles d'aigües residuals considera totalment la dissipació de calor i l'equilibri en condicions de funcionament submarines. La calor generada pel motor durant el funcionament es pot emportar pel líquid bombat, aconseguint l'auto-refrigeració. El disseny general que coincideix amb el centre de gravetat i la flotabilitat garanteix que la bomba mantingui una postura estable, ja sigui suspesa o fixa, reduint la vibració i la càrrega del coixinet. El sistema de control sovint integra mòduls de protecció contra sobreescalfament, sobrecàrrega i fuites, tallant automàticament l'alimentació en condicions de funcionament anormals per evitar danys a l'equip i l'escalada dels accidents.
En general, els principis de disseny de les bombes submergibles d'aigües residuals integren la protecció de segellat electromecànic, l'optimització hidràulica adaptativa-d'aigües residuals i estructures innovadores anti-estructures, que els permeten funcionar de manera contínua i eficient en aigua complexa i en entorns submarins confinats, cosa que els converteix en una peça clau en els sistemes moderns de tractament d'aigües residuals.
