Draga (18) de succión con un ventilador de succión multietapa con al menos dos ventiladores radiales,

accionables y dispuestos de forma consecutiva, que se componen respectivamente de una carcasa y una rueda de paletas dispuesta dentro, estando unido el orificio de salida del primer ventilador radial respectivamente con el orificio de entrada del segundo ventilador radial respectivamente mediante un canal de flujo respectivamente y estando dispuestos los ventiladores radiales (3, 3a, 3b), dispuestos de forma consecutiva y unidos entre sí respectivamente mediante un canal (8, 8'') de flujo, de forma desplazada entre sí en árboles motores (4, 4a, 4b) separados unos de otros, de modo que en el canal (8) de flujo entre el orificio (6, 6a) de salida del primer ventilador radial o del precedente y el orificio (7) de entrada del segundo ventilador radial o del siguiente (3, 3a, 3b) se realiza una desviación del flujo en menos de 180º

Ventilador de succión multietapa.

Campo de la técnica

La invención se refiere a una draga de succión con un ventilador de succión multietapa con al menos dos ventiladores radiales, accionables y dispuestos de forma consecutiva, que se componen en cada caso de una carcasa y una rueda de paletas dispuesta aquí, estando unido el orificio de salida del primer ventilador radial respectivamente con el orificio de entrada del segundo ventilador radial respectivamente mediante un canal de flujo respectivamente.

Estado de la técnica

Los últimos avances para hacer zanjas, canales, excavaciones y similares prevén usar, en vez de una draga convencional equipada con una pala, una draga de succión que dispone de un ventilador de succión que genera una presión negativa suficientemente fuerte para aspirar la tierra y similar a través de un tubo flexible de succión o un tubo de succión hacia un depósito colector. Una draga de succión de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento EP1127196A1 y presenta una turbina neumática de succión conectada a un depósito colector para el material de succión aspirado, así como a una cámara de filtrado, situada a continuación del depósito colector, con una pluralidad de filtros, a través de los que se guía el flujo de aire aspirado para el filtrado fino, estando separados entre sí el depósito colector y la cámara de filtrado por una pared divisoria. La desembocadura de la boca de succión se realiza por el lateral, en el lado superior, hacia el depósito colector, estando dispuesta la zona de paso de la pared divisoria de manera desplazada en 180 grados respecto a la desembocadura de la boca de succión y situada dentro de la pared divisoria lo más alejada posible de la desembocadura de modo que el flujo de aire aspirado se mueve en forma de ciclón dentro del depósito colector alrededor de un eje vertical y estando guiado el flujo de aire aspirado de modo que circula hacia los filtros en la cámara de filtrado y los atraviesa esencialmente en horizontal.

Los ventiladores radiales resultan especialmente adecuados para este tipo de ventiladores de succión debido al intervalo necesario de potencia de entre 100 y 1000 kw aproximadamente, así como a la resistencia necesaria contra cargas alternativas, choques y partículas contaminantes en el aire aspirado. En comparación con los ventiladores axiales, estos tienen además la ventaja de que se pueden fabricar con facilidad y presentan un costo menor de mantenimiento.

Un ventilador radial se compone de una rueda de paletas que se encuentra dispuesta en una carcasa en un árbol motor accionable y se compone de un disco circular plano dispuesto en el centro en vertical al eje longitudinal del árbol motor, así como de paletas dispuestas en vertical en el disco, presentando la carcasa al menos un orificio de entrada alineado con el árbol motor o dispuesto cerca del eje longitudinal del árbol motor y al menos un orificio de salida dispuesto en la carcasa, en la zona de la circunferencia exterior de la rueda de paletas. El ventilador radial aprovecha la inercia del aire al circular centralmente el aire a través del orificio de entrada hacia la rueda de paletas y al hacerse girar mediante las paletas dispuestas en el disco rotatorio, de modo que el aire se proyecta radialmente hacia el exterior debido a su inercia y se condensa aquí. El aire condensado sale del ventilador radial a través del orificio de salida dispuesto en la carcasa, en la zona de la circunferencia exterior de la rueda de paletas. Si el ventilador en el orificio de salida funciona en contra de una presión ambiente, en el orificio de entrada se genera una presión negativa respecto a la presión ambiente.

Debido a las corrientes intersticiales, los efectos de compresión, los efectos de resonancia, el número de Reynolds generado y similares no se puede generar con un ventilador cualquier relación de presión entre el orificio de salida y de escape, independientemente de que se trate de un ventilador radial o un ventilador axial.

Por tanto, para aumentar la relación de presión generable es usual disponer varios ventiladores radiales unos detrás de otros en un árbol motor accionable común, estando unido, por ejemplo, en el caso de un ventilador de succión bietapa, el orificio de salida del primer ventilador radial, que sirve como primera etapa, con el orificio de entrada del segundo ventilador radial que sirve como segunda etapa. En caso de existir varias etapas, éstas se unen entre sí de forma exacta como la primera y la segunda etapa respectivamente entre el orificio de salida y el orificio de entrada mediante un canal de flujo.

Sin embargo, este tipo de ventiladores radiales multietapas tiene la desventaja de que debido al principio de funcionamiento, el orificio de entrada dispuesto en dirección axial en la zona del árbol motor y el orificio de salida dispuesto en dirección radial en la carcasa, en la zona de la circunferencia exterior de la rueda de paletas, se necesita primero una desviación del flujo en al menos 180º en dirección al árbol motor y después en al menos 90º en una dirección paralela al árbol motor, o sea, en al menos 270º en total, para unir el orificio de salida de la etapa precedente con el orificio de entrada de la etapa siguiente, lo que produce pérdidas de energía muy altas en el flujo y se reduce así la relación de presión máxima obtenible.

Además, el árbol motor común se debe guiar a través del canal de flujo entre las etapas debido al orificio de entrada de las etapas individuales dispuesto en cada caso de manera axial en la zona del eje, lo que produce en el canal de entrada variaciones no deseadas de la sección transversal que provocan pérdidas adicionales de energía y siguen reduciendo la relación de presión máxima obtenible.

Una desventaja adicional de la disposición conocida radica en que la potencia de succión se puede adaptar sólo mediante una adaptación del número de revoluciones de los ventiladores radiales. Una adaptación de este tipo se hace, por ejemplo, en dependencia del material a granel que se va a aspirar o de su humedad o estado, ya que así se puede reducir, por ejemplo, el consumo de potencia y, por tanto, el consumo de energía. Las formas de realización conocidas del estado de la técnica permiten sólo una reducción limitada del consumo de energía, ya que la efectividad de un ventilador radial, como es usual en las turbomáquinas, está limitada a un intervalo estrecho de números de revoluciones, de modo que el consumo de potencia no varia linealmente con la potencia de succión al adaptarse la potencia de succión mediante el número de revoluciones.

Del documento DE29504886U1, considerado como el estado más actual de la técnica, se conoce un dispositivo de ventilación, en especial para garajes o espacios similares con una alta carga de contaminantes atmosféricos, con dos ventiladores radiales o ventiladores accionables que desde el punto de vista de la técnica de los fluidos están dispuestos alternativamente de forma consecutiva o se evitan mutuamente, siendo posible una unión alternativa entre el orificio de salida del primer ventilador radial y el orificio de entrada del segundo ventilador radial mediante un canal de flujo. Los ventiladores radiales, dispuestos de forma consecutiva y posibles de unir entre sí en cada caso mediante un canal de flujo, están dispuestos de forma desplazada relativamente entre sí en dos árboles motores separados uno de otro, de modo que en el canal de flujo entre el orificio de salida del primer ventilador radial y el orificio de entrada del segundo ventilador radial se realiza una desviación del flujo en 90º, o sea, menor de 180º. Los dos ventiladores radiales se pueden conectar por separado, evitando el otro ventilador radial respectivamente, al recorrido de transporte del aire o conectarse uno detrás de otro de manera que la entrada de aire del segundo ventilador radial en la dirección de transporte quede unida con el lado del flujo del primer ventilador radial. En el caso de los ventiladores se trata preferentemente de ventiladores axiales, estando diseñados sus rotores para direcciones contrarias de giro y accionándose en sentido opuesto.

Sin embargo, este dispositivo de ventilación no es adecuado para el uso en una draga de succión. La relación de presión, que se puede obtener con este dispositivo de ventilación y que sólo se puede alcanzar en caso de una conexión en serie de los dos ventiladores radiales, no es suficiente para hacer, por ejemplo, zanjas o similares, mediante una draga de succión.

Del documento GB2231009A se conoce un dispositivo para desviar el flujo de...

1. Draga (18) de succión con un ventilador de succión multietapa con al menos dos ventiladores radiales, accionables y dispuestos de forma consecutiva, que se componen respectivamente de una carcasa y una rueda de paletas dispuesta dentro, estando unido el orificio de salida del primer ventilador radial respectivamente con el orificio de entrada del segundo ventilador radial respectivamente mediante un canal de flujo respectivamente y estando dispuestos los ventiladores radiales (3, 3a, 3b), dispuestos de forma consecutiva y unidos entre sí respectivamente mediante un canal (8, 8') de flujo, de forma desplazada entre sí en árboles motores (4, 4a, 4b) separados unos de otros, de modo que en el canal (8) de flujo entre el orificio (6, 6a) de salida del primer ventilador radial o del precedente y el orificio (7) de entrada del segundo ventilador radial o del siguiente (3, 3a, 3b) se realiza una desviación del flujo en menos de 180º.

2. Draga de succión según la reivindicación 1, caracterizada porque los ejes longitudinales (5, 5a, 5b) de los árboles motores (4, 4a, 4b) no se cortan en la proyección.

3. Draga de succión según la reivindicación 2, caracterizada porque los árboles motores (4, 4a, 4b) están dispuestos en paralelo entre sí.

4. Draga de succión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los árboles motores (4, 4a, 4b) de los ventiladores radiales (3, 3a, 3b) están montados en voladizo por su extremo (9) dispuesto respectivamente en un ventilador radial (3, 3a, 3b), no sobresaliendo cada árbol motor Individual (4, 4a, 4b) del lado frontal (10), dirigido hacia el orificio de entrada, de la rueda (11) de paletas dispuesta en la carcasa (25) del respectivo ventilador radial (3, 3a, 3b).

5. Draga de succión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los números de revoluciones de los árboles motores (4, 4a, 4b) se pueden regular independientemente entre sí al menos de manera parcial.

6. Draga de succión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los árboles motores (4, 4a, 4b) de los ventiladores radiales (3, 3a, 3b) se pueden accionar al menos por grupo de manera independiente entre si, estando dispuesto en el canal (8) de flujo entre dos ventiladores radiales (3, 3a, 3b) o grupos (2) de ventiladores radiales, situados de forma consecutiva y accionables independientemente entre si, un orificio obturable (13) de salida, a través del que el aire puede salir al ambiente después de al menos un ventilador radial accionado (3, 3a, 3b) o un grupo accionado (2) de ventiladores radiales antes de al menos un ventilador radial no accionado (3, 3a, 3b) o un grupo no accionado (2) de ventiladores radiales.

7. Draga de succión según la reivindicación 1, caracterizada porque los ventiladores radiales (3, 3a, 3b) están dispuestos en dos árboles motores (4, 4a, 4b), estando dispuestos alternativamente los ventiladores radiales (3, 3a, 3b), situados de forma consecutiva, en un árbol motor diferente de los dos árboles motores (4, 4a, 4b) en cada caso que el ventilador radial situado delante y ventilador radial situado detrás (3, 3a, 3b) en cada caso.

8. Draga de succión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos dos ventiladores idénticos (2) de succión están dispuestos de forma consecutiva desde el punto de vista de la técnica de los fluidos, estando unido el orificio (7, 7a) de entrada del primer ventilador radial (3, 3a) del segundo ventilador (2) de succión con el orificio (6, 6b) de salida del último ventilador radial (3, 3b) del primer ventilador (2) de succión mediante un canal (12) de unión que presenta un orificio obturable (13) de salida, pudiéndose conectar y desconectar los ventiladores (2) de succión de manera independiente entre sí.

9. Draga de succión según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada porque los árboles motores (4, 4a, 4b) de los ventiladores radiales (3, 3a, 3b) se pueden accionar por árboles de toma de fuerza independientes y accionados por un motor (23) de un chasis (19) de la draga (18) de succión.

10. Draga de succión según la reivindicación 1, caracterizada porque en el canal (8) de flujo entre el orificio (6, 6a) de salida del primer ventilador radial o del precedente y el orificio (7) de entrada del segundo ventilador radial o del siguiente (3, 3a, 3b) se realiza una desviación del flujo en 90º.

11. Draga de succión según la reivindicación 1, caracterizada porque existen al menos cuatro etapas de ventilador compuestas en cada caso de un ventilador radial (3, 3a, 3b), estando dispuestas respectivamente dos o, dado el caso, tres de forma consecutiva, unidas entre sí respectivamente mediante un canal (8) de flujo y desplazadas entre sí en árboles motores (4, 4a, 4b) separados uno de otro, de modo que en el canal (8) de flujo entre el orificio (6, 6a) de salida del primer ventilador radial y el orificio (7) de entrada del segundo ventilador radial (3, 3a, 3b) y, dado el caso, del tercer ventilador radial se realiza una desviación del flujo en menos de 180º (grado), con preferencia en 90º (grado), y estas etapas forman un primer bloque de etapas, siguiendo a este bloque de etapas al menos otro bloque de etapas girado en 180º respecto al primer bloque de etapas, realizándose entre el orificio de salida de la última etapa del primer bloque de etapas y el orificio de entrada de la primera etapa del otro bloque contiguo de etapas una desviación del flujo en 270º, siendo, sin embargo, las desviaciones del flujo dentro de los bloques individuales de etapas menores que 180º (grado), con preferencia 90º (grado).

12. Draga de succión según la reivindicación 10, caracterizada porque el desplazamiento entre dos ventiladores radiales consecutivos (3a, 3b) de un bloque de etapas en vertical a los ejes longitudinales (5a, 5b) de los árboles motores (4a, 4b) está seleccionado tan grande que el orificio (7b) de entrada del segundo y, dado el caso, del tercer ventilador radial (3b) está dispuesto de manera separada al menos en una distancia "s" del eje longitudinal (5a) del árbol motor (4a) del primer y, dado el caso, del segundo ventilador radial (3a), que equivale a la mitad del diámetro de la carcasa (25) del primer ventilador radial (3a), y está dispuesto de manera desplazada en dirección de los ejes longitudinales (5a, 5b) de los árboles motores (4a, 4b) en la longitud de la carcasa (25).