BOMBA CENTRIFUGA CON PROTECCION INTEGRADA DE ROTACION INVERSA EN EL ALABE IMPULSOR.

Bomba centrífuga para líquidos que está compuesta por una carcasa del impulsor (50) dentro de la que se monta de forma giratoria un impulsor centrífugo (40),

dicho impulsor centrífugo (40) incluye un buje (42) del que salen una pluralidad de álabes curvados (44), cada uno de ellos delimitado por dos bordes curvados (44a, 44b), la mencionada carcasa del impulsor (50) está definida por dos paredes laterales circulares (22, 60) y una pared cilíndrica (52), en una de tales paredes laterales circulares (60) y en una posición axial existe una entrada de succión (62) para bombear el líquido mientras que en la pared cilíndrica (52) existe una salida (54) para el líquido, una pestaña (48) sale de un borde curvado (44a) de dichos álabes curvados (44) en el lado cóncavo de los álabes (44) y se dobla en la dirección opuesta al álabe (44) con respecto a una superficie plana radial, donde se pone al menos un elemento de detención unidireccional (26) en la pared circular (22) enfrente de dichas pestañas dobladas (48) que interactúa con dichas pestañas dobladas (48) de manera que, cuando el impulsor centrífugo (40) gira en una dirección, las pestañas dobladas (48) golpean el elemento de detención unidireccional (26) deteniéndose de ese modo mientras que, cuando el impulsor centrífugo (40) gira en la dirección opuesta, las pestañas dobladas (48) pasan por encima del elemento de detención (26), permitiendo así el giro del impulsor (40) en la dirección correcta

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IT03/00180.

Solicitante: HYDOR SRL.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA VOIRON, 27,36061 BASSANO DEL GRAPPA, VICE.

Inventor/es: BRESOLIN, VALERIO, BARON, GIANCARLO.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 21 de Abril de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F04D15/00K

Clasificación PCT:

  • F04D15/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04D BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO (bombas de inyección de combustible para motores F02M; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › Control, p. ej. regulación de las bombas, instalaciones o sistemas de bombeo.

Clasificación antigua:

  • F04D15/00 F04D […] › Control, p. ej. regulación de las bombas, instalaciones o sistemas de bombeo.

Fragmento de la descripción:

Bomba centrífuga con protección integrada de rotación inversa en el álabe impulsor.

La presente invención se refiere a una bomba centrífuga para líquidos con un impulsor con álabes curvos, que se utiliza por ejemplo en acuarios, en la industria alimentaria, en fuentes y similares.

Las bombas de este tipo constan de un impulsor centrífugo que está compuesto por un buje del que salen una pluralidad de álabes que tienen una forma curvada. El impulsor centrífugo está acoplado a un motor asíncrono eléctrico metido dentro de la carcasa del motor que está cerrada herméticamente para evitar que entre agua en su interior dañando de ese modo el motor. El motor asíncrono eléctrico consta de un estator compuesto por un electroimán y un rotor formado por un imán permanente que está acoplado íntegramente y de forma axial a la bomba centrífuga. La bomba centrífuga está alojada dentro de la carcasa del impulsor que posee una forma cilíndrica definida por una pared cilíndrica y dos paredes laterales circulares: una primera pared lateral circular en la que se realiza una entrada de succión para bombear el líquido en la posición axial y una segunda pared lateral circular definida por la carcasa del motor. Se realiza una salida para el líquido en la pared cilíndrica.

Los impulsores con álabes curvos son unidireccionales, es decir, tienen una dirección giratoria predeterminada para conseguir un funcionamiento correcto, a diferencia de los impulsores con álabes rectos y radiales que son bidireccionales. De hecho, estos últimos poseen un impulsor simétrico-axial y, entonces, la dirección de giro no afecta en nada al funcionamiento de la bomba.

Según se ha expuesto anteriormente, las bombas centrífugas están acopladas a un motor asíncrono eléctrico que, tal y como se sabe, puede ponerse en marcha indistintamente en una dirección o en la dirección opuesta. Por lo tanto, es evidente que, en el caso de impulsores que poseen álabes curvos, hay muchas posibilidades de que la bomba comience a girar en la dirección equivocada, impidiendo de ese modo que la bomba funcione o incluso se ponga en marcha.

Por consiguiente, para las aplicaciones anteriormente mencionadas, se utilizan impulsores con álabes rectos. Sin embargo, estos impulsores tienen un rendimiento bajo.

En el caso de impulsores con álabes curvos, se han tomado diferentes soluciones para permitir siempre que la bomba se ponga en marcha de forma correcta, tales como fabricar los extremos libres de los álabes del impulsor con materiales flexibles que puedan doblarse solo en una dirección, permitiendo así que la bomba se ponga en marcha de la forma correcta.

A pesar de que éstas y otras soluciones son eficaces, aumentan de forma considerable el coste del producto, sobre todo en consideración al hecho de que los elementos que se utilizan son pequeños e incluso muy pequeños, cualquier complicación constructiva afecta de forma negativa al tiempo de producción y también al coste final.

Otro aspecto a considerar es que debido al hecho de que tales soluciones pueden reducir el funcionamiento correcto de la bomba, causando así pérdidas del líquido a bombear y entonces disminuir el rendimiento total de la misma, que en bombas tan pequeñas ya es bajo.

Es evidente que el bajo rendimiento de una bomba, con álabes rectos o curvos, obliga a que la dimensión del impulsor sea mayor, y también la dimensión del motor eléctrico acoplado a él; dado que es necesario tener un motor extra grande, la dimensión de las electro-bombas es considerable.

Dado que las bombas se utilizan en aplicaciones donde se debe limitar la dimensión global, tanto por el espacio disponible como, sobre todo, para evitar un impacto visual negativo, la dimensión de las electro-bombas es una característica importante, si no es la más importante.

EP 1074744 revela una bomba centrífuga con pestañas en la parte posterior de la cubierta que interactúan con un medio de detención unidireccional en la carcasa de la bomba.

Por consiguiente, el propósito de la presente invención es el de construir una bomba centrífuga con álabes curvos en la que se incremente de forma considerable el rendimiento con respecto al de las de la técnica anterior.

De esa manera, no solamente el impulsor centrífugo es más pequeño con respecto a los de la técnica anterior que tenían el mismo rendimiento, sino que también necesita un motor eléctrico con potencia reducida y por ello con una dimensión inferior.

Para concluir, la electro-bomba posee una dimensión limitada si se compara con la dimensión de otras electro-bombas del mismo tipo y rendimiento, como para que se pueda utilizar de forma ventajosa por ejemplo en acuarios y fuentes, donde la dimensión global del producto representa la característica principal a la hora de elegir el producto. Este propósito se alcanza a través de una bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 1.

La puesta en marcha del motor eléctrico asíncrono, en la dirección en la que no funciona la bomba, se evita debido a que las pestañas dobladas pegarían en el elemento de detención unidireccional, deteniendo de ese modo el movimiento. Por consiguiente, el motor puede ponerse en marcha solamente en la dirección opuesta, es decir, la que se corresponde con la dirección correcta del funcionamiento de la bomba debido a que las pestañas pasan por encima del elemento de detención unidireccional.

Por otra parte, debido a la forma particular del impulsor, concretamente debido a las pestañas dobladas, el líquido que fluye por dentro del impulsor se canaliza de forma más regular y uniforme; esto reduce las turbulencias inevitables que se producen entre los álabes del impulsor centrífugo.

Tal y como se sabe, sobre todo en bombas de dimensiones muy pequeñas y que poseen un caudal y un buje reducidos, se desperdicia una cantidad importante de la potencia requerida por las bombas en los movimientos turbulentos y giratorios que el impulsor provoca durante su funcionamiento habitual.

Con la bomba de la presente invención, dado que el impulsor es capaz de dirigir el líquido de una manera óptima, los movimientos turbulentos y giratorios se ven reducidos de forma significativa y, entonces, las pérdidas hidráulicas, que son las responsables de la mayor parte del desperdicio de la energía aportada al líquido, se ven reducidas de forma sorprendente.

El presente impulsor centrífugo está fabricado con dimensiones reducidas si se compara con bombas de la técnica anterior del mismo rendimiento y, dado que necesita menos potencia, se utilizan motores eléctricos más pequeños, y por consiguiente toda la electro-bomba es compacta.

La construcción de este impulsor no entraña dificultades, dado que se puede construir con los mismos procesos utilizados para construir los impulsores de la técnica anterior, y sin necesidad de introducir fases de construcción adicionales.

En particular, la bomba centrífuga comprende medios de ajuste del caudal de líquido para regular la cantidad de líquido que sale del mencionado orificio de salida, medios que constan de una espiga cilíndrica montada de forma giratoria en el interior de la mencionada pared cilíndrica de dicha carcasa del impulsor, teniendo dicha espiga cilíndrica al menos una abertura de modo que cuando dicha espiga cilíndrica o dicha pared cilíndrica giran, el líquido de suministro se regula de un valor máximo cuando la abertura de dicha espiga cilíndrica está posicionada en el orificio de salida realizado en dicha pared cilíndrica, a un valor cero cuando la espiga cilíndrica cierra por completo el orificio de salida.

De una manera tal que, de conformidad con el requerimiento específico, es posible regular el caudal del líquido suministrado por la bomba, evitando de ese modo las pérdidas no deseadas pero, sobre todo, haciendo que sea posible utilizar la bomba en diferentes aplicaciones, evitando además la construcción de diferentes bombas con diferentes caudales.

Estas y otras ventajas de la presente invención serán más evidentes con la descripción detallada que sigue a continuación y que se da para servir de ejemplo y no a efectos limitativos, con referencia a los dibujos que se adjuntan más adelante, en los que:

- la figura 1 es una vista en despiece tridimensional de una electro-bomba que comprende una bomba centrífuga de conformidad con la presente invención;

- la figura 2 es una vista tridimensional del impulsor de la bomba...

 


Reivindicaciones:

1. Bomba centrífuga para líquidos que está compuesta por una carcasa del impulsor (50) dentro de la que se monta de forma giratoria un impulsor centrífugo (40), dicho impulsor centrífugo (40) incluye un buje (42) del que salen una pluralidad de álabes curvados (44), cada uno de ellos delimitado por dos bordes curvados (44a, 44b), la mencionada carcasa del impulsor (50) está definida por dos paredes laterales circulares (22, 60) y una pared cilíndrica (52), en una de tales paredes laterales circulares (60) y en una posición axial existe una entrada de succión (62) para bombear el líquido mientras que en la pared cilíndrica (52) existe una salida (54) para el líquido, una pestaña (48) sale de un borde curvado (44a) de dichos álabes curvados (44) en el lado cóncavo de los álabes (44) y se dobla en la dirección opuesta al álabe (44) con respecto a una superficie plana radial, donde se pone al menos un elemento de detención unidireccional (26) en la pared circular (22) enfrente de dichas pestañas dobladas (48) que interactúa con dichas pestañas dobladas (48) de manera que, cuando el impulsor centrífugo (40) gira en una dirección, las pestañas dobladas (48) golpean el elemento de detención unidireccional (26) deteniéndose de ese modo mientras que, cuando el impulsor centrífugo (40) gira en la dirección opuesta, las pestañas dobladas (48) pasan por encima del elemento de detención (26), permitiendo así el giro del impulsor (40) en la dirección correcta.

2. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza en que dicho impulsor centrífugo (40) se monta con un huelgo axial prefijado dentro de dicha carcasa del impulsor (50) de modo que, a medida que dicho impulsor (40) gira, debido al componente axial del empuje hidrodinámico que actúa sobre las pestañas dobladas (48), dicho impulsor centrífugo (40) se separa de dicha pared circular (22) en la que se ha puesto dicho elemento de detención unidireccional (26), evitando de ese modo cualquier contacto entre las pestañas dobladas (48) y dicho elemento de detención unidireccional (26).

3. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 2, que se caracteriza en que una pestaña radial (46) sale de forma radial y se interpone entre dicha pestaña doblada (48) y dicho borde curvado (44a) de cada álabe (44).

4. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 3, que se caracteriza en que la línea de unión entre dicha pestaña radial (46) y dicha pestaña doblada (48) tiene dos extremos, un primer extremo posicionado sobre dicho buje (42) y un segundo extremo posicionado cerca del extremo libre del borde curvado (44a) de los álabes (44), de manera que dicha pestaña radial (46) termina en punta en el extremo libre del borde curvado (44a) de los álabes (44).

5. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 4, que se caracteriza en que dicha pestaña doblada (48) posee una forma rectangular y un extremo libre recto (48a) paralelo a y cerca de la pared lateral circular (22) que tiene enfrente.

6. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que al menos uno de dichos elementos de detención unidireccionales (26) es un elemento saliente que posee dos perfiles diferentes de modo que, a medida que el impulsor centrífugo (40) gira y cuando el extremo libre (48a) de dichas pestañas dobladas (48) interactúa con el primer perfil de dicho elemento saliente (26), el impulsor (40) puede girar, mientras que, en la dirección opuesta, en la que el extremo libre (48a) de dichas pestañas dobladas (48) interactúa con el segundo perfil, se impide el giro.

7. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 6, que se caracteriza en que dicho primer perfil de dicho elemento de detención saliente (26) es un perfil que se eleva de forma gradual con respecto a la mencionada pared lateral circular (22) mientras que, dicho segundo perfil tiene un ángulo fundamentalmente recto con respecto a la pared lateral circular (22).

8. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que consta de medios de ajuste (68, 70) para el caudal de líquido para regular la cantidad de líquido que sale de dicho orificio de salida (54).

9. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 8, que se caracteriza en que dichos medios de ajuste (68, 70) para el caudal de líquido constan de una espiga cilíndrica (68) montada de forma giratoria dentro de dicha pared cilíndrica (52) de dicha carcasa del impulsor (50), dicha espiga cilíndrica (68) posee al menos una abertura (70) de manera que, cuando dicha espiga cilíndrica (68) o dicha pared cilíndrica (52) giran, el líquido de suministro se regula de un valor máximo cuando la abertura (70) de dicha espiga cilíndrica (58) está posicionada en la salida (54) realizada en dicha pared cilíndrica (52), a un valor cero cuando la espiga cilíndrica (68) cierra por completo la salida (54).

10. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 9, que se caracteriza en que dicha espiga cilíndrica (68) está incorporada a una de las mencionadas paredes laterales circulares (60), de modo que girando dicha pared lateral circular (60) se regula el caudal de suministro.

11. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 10, que se caracteriza en que se monta una copa (64) sobre la pared lateral circular (60) donde se realiza la entrada de succión (62), cubre dicha entrada de succión (62) y posee una abertura (66) dispuesta de forma radial de manera que, girando dicha pared lateral circular (60) cambia la orientación del caudal de succión del líquido.

12. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 11, que se caracteriza en que dicha pared cilíndrica (52) se puede girar de modo que, girando dicha pared cilíndrica (52) se cambia la orientación del caudal de suministro del líquido.

13. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 12, que se caracteriza en que dicha espiga cilíndrica (8) se fija a la pared lateral circular (60) en la que está montada la copa (64).

14. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con la reivindicación 13, que se caracteriza en que se realizan tres aberturas (70) en dicha espiga cilíndrica (68) que están fundamentalmente dispuestas a 90º de modo que, girando la pared lateral circular (60), en la que está montada la copa (64), con respecto a la pared cilíndrica (52), se definen tres posiciones en las que la abertura (70) de dicha espiga cilíndrica (68) queda posicionada en la salida (54), de manera que el caudal de succión queda orientado con respecto al caudal de suministro a 0º, 90º o 270º, y 180º, y en cada una de tales posiciones se puede regular el caudal de suministro girando dicha pared lateral circular (60) con respecto a dicha pared cilíndrica (52).

15. Bomba centrífuga para líquidos de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el número de los álabes es igual a o mayor de 3.

16. Electro-bomba centrífuga, que se caracteriza en que está compuesta por un motor eléctrico (30) acoplado a una bomba centrífuga (10) de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores.

17. Electro-bomba centrífuga de conformidad con la reivindicación 16, que se caracteriza en que dicho motor eléctrico es un motor eléctrico asíncrono (30).

18. Electro-bomba centrífuga de conformidad con la reivindicación 17, que se caracteriza en que dicho motor eléctrico asíncrono (30) consta de un estator formado por un electroimán y un rotor formado por un imán permanente (32) acoplado íntegramente y de forma axial al buje (42) de dicho impulsor centrífugo (40).

19. Electro-bomba centrífuga de conformidad con las reivindicaciones 2 y 18, que se caracteriza en que dicho rotor o imán permanente (32) está montado con un huelgo prefijado en el interior de la mencionada carcasa del motor (20) y en posición de descanso, donde el motor eléctrico (30) está desconectado y el impulsor centrífugo (40) no gira, el rotor (32) está colocado de forma central con respecto al estator debido al electromagnetismo residual y las pestañas dobladas (48) están en contacto con dicha pared circular (22) de la carcasa del motor (20), para garantizar la puesta en marcha correcta del impulsor centrífugo (40).


 

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