SISTEMA DE RODETE PARA BOMBAS.

Sistema de rodete para bombas con un árbol (6) de accionamiento dispuesto en una carcasa (17) acoplado con un rodete (18) para la impulsión de medios líquidos,

estando formado el rodete (18) por un material cerámico, caracterizado porque el rodete (18) está colocado sobre una unidad (2) de compensación para la absorción de la dilatación térmica y siendo la unidad (2) de compensación una vaina con perfil (10) exterior con forma de peine

Sistema de rodete para bombas.

El invento se refiere a un sistema de rodete según el preámbulo de la reivindicación 1 para bombas con un árbol de accionamiento dispuesto en una carcasa acoplado con el rodete para la impulsión de medios líquidos.

Las bombas de circulación se utilizan por ejemplo en la industria química para la impulsión y/o circulación de medios agresivos. Así por ejemplo, en una instalación de recuperación de ácido diluido según el documento EP 0 476 744 B1 se hace circular ácido sulfúrico al 70% con una temperatura de 120ºC.

Estos medios agresivos dan lugar a que los rodetes estén sometidos a esfuerzos muy grandes y sólo posean una vida útil limitada. Después es preciso cambiar los rodetes. Para ello es necesario parar la bomba. En un proceso de producción continuo es preciso sustituir la bomba a reparar con una bomba nueva. Todo esto da lugar a costes elevados.

El documento US-A-3,255.702, al que se recurre como estado de la técnica más avanzado, describe un sistema de rodete para bombas con un árbol de accionamiento dispuesto en una carcasa y acoplado con un rodete para la impulsión de medios líquidos, en el que el rodete es de un material cerámico. No se describe ninguna unidad de compensación para absorber la dilatación térmica.

El invento se basa en el problema de perfeccionar un sistema de rodete para bombas según el preámbulo de la reivindicación de tal modo, que se incrementen la seguridad y la disponibilidad de funcionamiento y se reduzcan los costes de mantenimiento de las bombas.

Este problema se soluciona según el invento por el hecho de que el rodete está montado sobre una unidad de compensación para absorber la dilatación térmica, siendo la unidad de compensación una vaina con un perfil exterior con forma de peine.

Los rodetes cerámicos son extremadamente insensibles frente a medios agresivos (corrosivos y abrasivos), como por ejemplo ácido sulfúrico, de manera, que su vida útil es considerablemente mayor que la de los rodetes de materiales metálicos.

Sin embargo, poseen el inconveniente de que el coeficiente de dilatación térmica de los rodetes cerámicos es totalmente distinto del del árbol de accionamiento metálico.

Debido a que el rodete está colocado sobre una unidad de compensación para la absorción de la dilatación térmica, se absorbe la distinta dilatación térmica, de manera, que no se pueden producir tensiones peligrosas.

La unidad de compensación es según el invento una vaina con perfil exterior con forma de peine. Sobre esta vaina está colocado el rodete. La unidad de compensación de dispone convenientemente, para mejorar su sujeción, sobre un casquillo, por ejemplo un casquillo de bronce.

En una forma de ejecución se fabrica la unidad de compensación con Teflón.

El perfil con forma de peine de la unidad de compensación está con preferencia inclinado perpendicularmente al eje longitudinal del árbol de accionamiento, de manera, que los diferentes peines se puedan plegar.

Para incrementar la vida útil de la unidad de compensación se agregan ventajosamente al Teflón materiales de carga, que eleven su resistencia. Estos materiales pueden ser por ejemplo de una o varias de las sustancias siguientes: grafito, talco, tiza, dióxido de titanio, carburo de silicio, partículas de vidrio. Las partículas de vidrio resultaron ser especialmente eficaces.

El árbol de accionamiento es con preferencia un árbol hueco en una pieza. En una forma de ejecución preferida se acopla el rodete con unión cinemática de fuerza con el árbol de accionamiento por medio de un tornillo de dilatación, que atraviese el rodete y el árbol de accionamiento y por medio de una tuerca de rodete en el extremo frontal del rodete y una contratuerca en el extremo del lado de accionamiento del árbol de accionamiento.

La tuerca de rodete cubre ventajosamente casi totalmente el extremo del lado frontal del rodete.

Entre la tuerca del rodete y el rodete y el árbol de accionamiento se dispone para la transmisión del par de giro y para la hermetización una junta plana, con preferencia una junta plana de material elastómero.

El sistema de rodete según el invento posee las siguientes ventajas:

- resistencia química muy elevada

- elevada resistencia de abrasión

- utilizable con potencias de accionamiento grandes

- acoplamiento con unión cinemática de fuerza del rodete con el árbol de accionamiento.

Otros detalles del invento se desprenden de las figuras, que se describirán a continuación. Estas muestran:

La figura 1, una bomba según el estado de la técnica en una sección transversal.

La figura 2, un sistema de rodete según el invento como sección transversal del extremo del lado frontal y

la figura 3, a través del extremo del lado de accionamiento del árbol de accionamiento.

La figura 1 muestra esquemáticamente los elementos esenciales de una bomba de circulación según el estado de la técnica para medios de impulsión agresivos, como por ejemplo ácido sulfúrico.

Con el símbolo 17 de referencia se designa una carcasa de la bomba en la que está dispuesto un rodete 18 para la circulación del medio de impulsión.

El rodete 18 está colocado directamente sobre el árbol 6 de accionamiento y se fija con una tuerca 5 de rodete. El rodete 18 y el árbol 6 de accionamiento son de un material metálico.

La figura 2 muestra un sistema de rodete según el invento como sección transversal a través del extremo del lado frontal del árbol 6 de accionamiento y la figura 3 como sección a través del extremo del lado de accionamiento del árbol 6 de accionamiento en la carcasa 17 de la bomba.

Un árbol 6b hueco taladrado en una pieza atraviesa la totalidad de la bomba. Sobre él está colocada una vaina 6a del árbol. El árbol 6b y la vaina 6a del árbol se designan en esta solicitud para mayor sencillez con frecuencia como árbol 6 de accionamiento.

Al extremo del lado frontal del árbol 6 de accionamiento está fijado un rodete 18. Este rodete 18 se compone según el invento de material cerámico. Para la fijación del rodete 18 se aloja en el árbol 6 de accionamiento (respectivamente el árbol 6b) un tornillo 4 de dilatación, que en su extremo del lado frontal posee una tuerce a 5 de rodete y en su extremo de lado de accionamiento (véase la figura 3) una contratuerca 3. El rodete 18 se aprisiona entre la tuerca 5 de rodete y el árbol 6 de accionamiento, respectivamente la vaina 6a del árbol. La tuerca 5 de rodete cubre en este caso casi completamente el extremo del lado frontal del rodete 18.

Para la transmisión del par de giro y para la hermetización se dispone entre la tuerca 5 de rodete y el rodete 18 y entre el árbol 6 de accionamiento, respectivamente la vaina 6a del árbol y el rodete 18 una junta 7 plana, con preferencia una junta plana de elastómero.

La tuerca 5 de rodete está fijada sobre el tornillo 4 de dilatación por medio de un adaptador 1 de rosca y un seguro 9 contra giro. Con el símbolo 11 de referencia se designa el eje longitudinal del árbol 6 de accionamiento.

Un elemento esencial del invento es que el rodete 18 está colocado sobre una unidad 2 de compensación para la absorción de la dilatación térmica. Esta unidad 2 de compensación se compone de una vaina de Teflón (PTFE) con un perfil 10 exterior con forma de peine. La unidad 2 de compensación es sujetada por un casquillo 12 de bronce sobre el que está colocada la unidad 2 de compensación. El perfil 10 con forma de peine de la unidad 2 de compensación está inclinado ligeramente en el sentido perpendicular al eje 11 longitudinal del árbol 6 de accionamiento, es decir con relación a la extensión radial del rode- te 18.

Este perfil 10 con forma de peine absorbe las dilataciones térmicas.

Durante el montaje de la bomba se coloca el rodete 18 con el casquillo 12 de bronce sobre el tornillo 4 de dilatación y el tornillo 4 de dilatación se introduce en el árbol 6 de accionamiento, respectivamente el árbol 6b hasta que el rodete 18 con la unidad 2 de compensación se sitúe entre al tuerca 5 de rodete y el árbol 6 de accionamiento. A continuación se fija en el extremo del lado de accionamiento del árbol 6 de accionamiento el tornillo 4 de dilatación por medio de una contratuerca 3, por ejemplo con una llave dinamométrica.

Este sistema de rodete según el invento resultó ser extremadamente seguro en el funcionamiento durante muchos años.

1. Sistema de rodete para bombas con un árbol (6) de accionamiento dispuesto en una carcasa (17) acoplado con un rodete (18) para la impulsión de medios líquidos, estando formado el rodete (18) por un material cerámico, caracterizado porque el rodete (18) está colocado sobre una unidad (2) de compensación para la absorción de la dilatación térmica y siendo la unidad (2) de compensación una vaina con perfil (10) exterior con forma de peine.

2. Sistema de rodete según la reivindicación 1, caracterizado porque el perfil (10) con forma de peine posee una inclinación perpendicular al eje (11) longitudinal del árbol (6) de accionamiento.

3. Sistema de rodete según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad (2) de compensación se fabrica con Teflón.

4. Sistema de rodete según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la unidad (2) de compensación está colocada sobre un casquillo, en especial un casquillo (12) de bronce.

5. Sistema de rodete según la reivindicación 3, caracterizado porque al Teflón de la unidad (2) de compensación se agregan materiales de carga, que incrementen la resistencia.

6. Sistema de rodete según la reivindicación 5, caracterizado porque los materiales de carga son una o varias de las sustancias siguientes: grafito, talco, tiza, dióxido de titanio, carburo de silicio, partículas de vidrio.

7. Sistema de rodete según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el árbol (6) de accionamiento es un árbol (6b) hueco en una pieza.

8. Sistema de rodete según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el rodete (18) está unido con unión cinemática de fuerza con el árbol (6) de accionamiento por medio de un tornillo (4) de dilatación, que atraviesa axialmente el rodete (18) y el árbol (6) de accionamiento, y por medio de una tuerca (5) de rodete en el extremo del lado frontal del rodete (18) y una contratuerca (3) en el extremo del lado de accionamiento del árbol (6) de accionamiento.

9. Sistema de rodete según la reivindicación 8, caracterizado porque la tuerca (5) de rodete cubre casi totalmente el extremo del lado frontal del rode- te (18).

10. Sistema de rodete según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque entre la tuerca (5) de rodete y el rodete (18) y entre el rodete (18) y el árbol (6) de accionamiento, respectivamente la vaina (6a) del árbol se dispone para la transmisión del par de giro y para la hermetización una junta (7) plana, con preferencia una junta plana de elastómero.