BOMBA DE ASPIRACIÓN DE MEMBRANA DE VARIAS FASES.

Bomba de aspiración de membrana de varias fases (10) con al menos dos cámaras de bomba (H1,

H2 H3) que tienen, respectivamente, una entrada de fluido que presenta al menos una válvula de entrada (SV1, SV2, SV3), y una salida de fluido que presenta al menos una válvula de salida (DV1, DV2, DV3), así como con un conducto de aspiración (A) que conecta las entradas de fluido de las cámaras de la bomba (H1, H2 H3), en la que las cámaras sucesivas de la bomba (H1, H2 H3) están conectadas en cada caso entre sí a través de al menos un conducto de unión (C1, C2), de tal manera que la bomba de membrana (10), cuando se alcanza o bien se excede una presión diferencial en el conducto de aspiración (A), pasa desde un modo de funcionamiento de sus cámaras de la bomba (H1, H2 H3) que funciona en paralelo a un modo de funcionamiento de estas cámaras de la bomba (H1, H2 H3) que funciona al menos también en serie, en la que en la zona de entrada de la corriente y en la zona de salida de la corriente del al menos un conducto de unión (C1, C2), está intercalada al menos una válvula de retención (RV1, RV2, RV3, RV4) que se abre para la fase siguiente de la bomba, y en la que las válvulas de retención (RV1, RV2, RV3, RV4) previstas en la zona de entrada de la corriente y en la zona de salida de la corriente del (los) conducto(s) de unión (C1, C2) están configuradas más pequeñas en comparación con las válvulas de entrada y de salida (SV1, SV2, SV3; DV1, DV2, DV3) de las cámaras de la bomba (H1, H2 H3), caracterizada porque a estas válvulas de retención (RV1, RV2, RV3, RV4) está asociada en cada caso una sección de conducto, abierta hacia la cámara adyacente de la bomba (H1, H2 H3), del conducto de unión (C1, C2) con una sección transversal interior del conducto menor en comparación con las válvulas de entrada y de salida (SV1, SV2, SV3; DV1, DV2, DV3), y porque en las fases centrales de la bomba o fases que permanecen entre la primera y la última fase de la bomba de aspiración de membrana, desembocan en cada caso al menos una válvula de entrada (SV2), una válvula de salida (DV2) y dos válvulas de retención (RV2, RV3)

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/009493.

Solicitante: KNF NEUBERGER GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ALTER WEG 3 79112 FREIBURG ALEMANIA.

Inventor/es: BECKER, ERICH, HAUSER,Erwin.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 11 de Noviembre de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F04B25/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04B MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS (bombas de inyección de combustible para motores F02M; máquinas de líquido, o bombas, de tipo pistón rotativo u oscilante F04C; bombas de desplazamiento no positivo F04D; bombeo de fluido por contacto directo con otro fluido o por utilización de la inercia del fluido a bombear F04F; cigüeñales, cabezas de biela, bielas F16C; volantes F16F; transmisiones para convertir un movimiento rotativo en movimiento alternativo y viceversa, en general F16H; pistones, vástagos de pistones, cilindros, en general F16J; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › Bombas multi-etapas especialmente adaptadas para fluídos compresibles.
  • F04B37/14 F04B […] › F04B 37/00 Bombas especialmente adaptadas para fluídos compresibles con características pertinentes no cubiertas por, o con un interés distinto que, los grupos F04B 25/00 - F04B 35/00. › para alcanzar un vacío elevado.
  • F04B41/06 F04B […] › F04B 41/00 Instalaciones y sistemas de bombeo especialmente adaptados para fluídos compresibles (F04B 31/00, F04B 35/00 tiene prioridad). › Combinaciones de varias bombas.
  • F04B45/04P
  • F04B49/00H

Clasificación PCT:

  • F04B25/00 F04B […] › Bombas multi-etapas especialmente adaptadas para fluídos compresibles.
  • F04B37/14 F04B 37/00 […] › para alcanzar un vacío elevado.
  • F04B41/06 F04B 41/00 […] › Combinaciones de varias bombas.
  • F04B45/04 F04B […] › F04B 45/00 Bombas o instalaciones de bombeo con órganos de funcionamiento flexibles, especialmente adaptadas para fluidos compresibles. › teniendo órganos flexibles de tipo placa, p. ej. diafragmas (F04B 45/10 tiene prioridad).
  • F04B49/00 F04B […] › Control de o medios de seguridad para máquinas, bombas o instalaciones de bombeo no cubiertos por, o con un interés distinto que, los grupos F04B 1/00 - F04B 47/00.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2364231_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a una bomba de aspiración de membrana de varias fases con al menos dos cámaras de bomba, que tienen, respectivamente, una entrada de fluido que presenta al menos una válvula de entrada, y una salida de fluido que presenta al menos una válvula de salida, así como con un conducto de aspiración que conecta las entradas de fluido de las cámaras de la bomba, en la que las cámaras sucesivas de la bomba están conectadas en cada caso entre sí a través de al menos un conducto de unión, de tal manera que la bomba de membrana, cuando se alcanza o bien se excede una presión diferencial en el conducto de aspiración, pasa desde un modo de funcionamiento de sus cámaras de la bomba que funciona en paralelo a un modo de funcionamiento de estas cámaras de la bomba que funciona al menos también en serie, en la que en la zona de entrada de la corriente y en la zona de salida de la corriente del al menos un conducto de unión, está intercalada al menos una válvula de retención que se abre para la fase siguiente de la bomba, y en la que las válvulas de retención previstas en la zona de entrada de la corriente y en la zona de salida de la corriente del (los) conducto(s) de unión están configuradas más pequeñas en comparación con las válvulas de entrada y de salida de las cámaras de la bomba.

Durante la evacuación, por ejemplo, de una autoclave es deseable, por una parte, una capacidad de transporte grande y, por otra parte, un vacío final bueno. La capacidad de transporte grande se consigue a través de la conexión en paralelo de las cabezas, la buena evacuación final se consigue a través de la operación de varias fases, es decir, a través de la conexión en serie. En muchas aplicaciones, sobre todo en el campo del laboratorio, se requiere una presión final baja, que solamente se puede conseguir con una disposición de varias fases.

Ya se conoce a partir del documento WO 2004/088138 una micro-bomba de vacío, que contiene dos cámaras de bomba delimitadas en cada caso por una membrana oscilante de la bomba. Cada una de estas cámaras de la bomba tiene una entrada de fluido que presenta una válvula de entrada y una salida de fluido que presenta una válvula de salida, en la que están previstos un conducto de aspiración, que conecta las entradas de fluido de las cámaras de la bomba y un conducto de presión que conecta las salidas de fluido. Las cámaras de la bomba están conectadas entre sí a través de un conducto de unión, de tal manera que la micro-bomba de vacío conocida anteriormente, cuando se alcanza o bien se excede una presión diferencial establecida en el conducto de aspiración, pasa desde un modo de funcionamiento de sus cámaras de la bomba que funciona en paralelo a un modo de funcionamiento de estas cámaras de la bomba que funciona en serie. Tanto en la zona de entrada de la corriente como también en la zona de salida de la corriente del conducto de unión está intercalada en cada caso una válvula de retención que se abre hacia la fase siguiente de la bomba. Para reducir el gasto implicado con la fabricación de la bomba de aspiración de membrana conocida anteriormente, las válvulas de retención intercaladas en el conducto de unión presentan un tamaño comparable con las válvulas de entrada y de salida de las dos cámaras de la bomba. De acuerdo con ello, también la sección del conducto de unión, prevista entre una de las válvulas de retención, por una parte, y la cámara adyacente de la bomba, por otra parte, está dimensionada de tamaño comparable. No obstante, para poder conducir, en la fase inicial de un proceso de bombeo, la corriente de fluido en primer lugar sobre las válvulas de entrada y de salida conectadas en paralelo, en el conducto de unión está intercalada una válvula de estrangulamiento, que solamente pierde su acción de estrangulamiento cuando se alcanza una presión diferencial correspondiente y una potencia reducida de la bomba.

Al comienzo del proceso de aspiración, la micro-bomba de vacío conocida anteriormente adopta una configuración de trabajo en paralelo de sus cámaras de la bomba, porque la válvula de estrangulamiento prevista en el conducto de unión hace que el sistema se pueda configurar, en virtud de impedimentos todavía ausentes en la circulación del aire, de maneras que trabaja inicialmente más fácilmente en paralelo. Tan pronto como esta configuración de trabajo en paralelo llega a la zona del vacío final y de esta manera la presión diferencial en el conducto de aspiración alcanza un máximo, el fluido puede circular mucho más fácilmente a través de la válvula de estrangulamiento que se encuentra en el conducto de unión, de manera que al mismo tiempo también se configura en un modo de funcionamiento en serie de sus cámaras de la bomba, para conseguir ahora el vacío final más alto posible.

No obstante, es un inconveniente que las válvulas de retención de la bomba de membrana conocida anteriormente presentan un tamaño comparable con las válvulas de entrada y de salida, y las secciones del conducto de unión, previstas entre las válvulas de retención tienen una sección transversal interior del conducto correspondientemente grande, de manera que resulta en estas secciones del conducto un espacio perjudicial correspondientemente grande, que repercute de forma desfavorable sobre el vacío final alcanzable de la bomba de aspiración de membrana conocida anteriormente e influye negativamente sobre el punto de conmutación entre el modo de funcionamiento en paralelo y el modo de funcionamiento en serie.

Se conoce a partir del documento DE 10 2006 043 159 B3 una bomba de vacío de vapor caliente de al menos dos fases, que tiene membranas, que funcionan en contratase como órganos de bombeo. Las entradas y salidas de las cámaras de esta bomba de vacío de vapor caliente de varias fases están conectadas entre sí en paralelo a través de conductos. Además, está previsto un conducto de control que conecta las cámaras de la bomba, que presenta una disposición de válvula de retención con una válvula de control respectiva dispuesta al comienzo y al final del conducto de control. Al comienzo de cada proceso de bombeo, es decir, con una presión diferencial sólo reducida entre la entrada de la bomba y la salida de la bomba, las dos fases de la bomba trabajan en paralelo, puesto que el conducto de control está bloqueado por las válvulas de control de baja presión. A partir de una presión diferencial determinada, se abren las válvulas de control de baja presión y trabajan esencialmente en serie. Para generar más rápidamente una presión diferencial mayor entre la entrada de la bomba y la salida de la bomba, los órganos de las válvulas de control, previstas en el conducto de control, presentan una masa más reducida al menos en un 30 % que los órganos de las válvulas de retención previstas en la entrada de la bomba y en la salida de la bomba.

Se conoce ya a partir del documento DE 202 02 190 U1 una regulación del tipo de funcionamiento controlada por válvula para bombas de transporte de gas de varias fases. En la regulación del tipo de funcionamiento conocida anteriormente, que comprende la combinación de dos válvulas de retención así como una válvula de sobrepresión y/o una válvula de presión negativa controlada por membrana, se lleva a cabo una conmutación automática del tipo de funcionamiento porque cuando se alcanza una presión definida o bien un vacío, se abre la válvula de sobrepresión o bien la válvula de presión negativa controlada por membrana, se cierran las válvulas de retención y se conduce la corriente volumétrica desde el lado de presión de una fase de la bomba al lado de aspiración de otra fase de la bomba. De esta manera, se desplazan las fases de la bomba desde el tipo de funcionamiento en paralelo al tipo de funcionamiento en serie.

En los documentos DE 10 2006 043 159 33 y DE 202 02 190 U1 se describen, sin embargo, solamente soluciones de detalle mejoradas para una bomba de vacío de vapor caliente con preferencia de dos fases o bien una regulación del tipo de funcionamiento controlada por válvula.

Por lo tanto, existe especialmente el cometido de crear una bomba de vacío de membrana de varias fases del tipo mencionado al principio, que permite en comparación con el estado de la técnica conocido anteriormente, las generación de un vacío final lo más alto posible en el tiempo más corto posible.

La solución de este cometido de acuerdo con la invención consiste especialmente en que a estas válvulas de retención, previstas en la zona de entrada de la corriente y en la zona de salida de la corriente del (los) conducto(s) de unión está asociada... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Bomba de aspiración de membrana de varias fases (10) con al menos dos cámaras de bomba (H1, H2 H3) que tienen, respectivamente, una entrada de fluido que presenta al menos una válvula de entrada (SV1, SV2, SV3), y una salida de fluido que presenta al menos una válvula de salida (DV1, DV2, DV3), así como con un conducto de aspiración (A) que conecta las entradas de fluido de las cámaras de la bomba (H1, H2 H3), en la que las cámaras sucesivas de la bomba (H1, H2 H3) están conectadas en cada caso entre sí a través de al menos un conducto de unión (C1, C2), de tal manera que la bomba de membrana (10), cuando se alcanza o bien se excede una presión diferencial en el conducto de aspiración (A), pasa desde un modo de funcionamiento de sus cámaras de la bomba (H1, H2 H3) que funciona en paralelo a un modo de funcionamiento de estas cámaras de la bomba (H1, H2 H3) que funciona al menos también en serie, en la que en la zona de entrada de la corriente y en la zona de salida de la corriente del al menos un conducto de unión (C1, C2), está intercalada al menos una válvula de retención (RV1, RV2, RV3, RV4) que se abre para la fase siguiente de la bomba, y en la que las válvulas de retención (RV1, RV2, RV3, RV4) previstas en la zona de entrada de la corriente y en la zona de salida de la corriente del (los) conducto(s) de unión (C1, C2) están configuradas más pequeñas en comparación con las válvulas de entrada y de salida (SV1, SV2, SV3; DV1, DV2, DV3) de las cámaras de la bomba (H1, H2 H3), caracterizada porque a estas válvulas de retención (RV1, RV2, RV3, RV4) está asociada en cada caso una sección de conducto, abierta hacia la cámara adyacente de la bomba (H1, H2 H3), del conducto de unión (C1, C2) con una sección transversal interior del conducto menor en comparación con las válvulas de entrada y de salida (SV1, SV2, SV3; DV1, DV2, DV3), y porque en las fases centrales de la bomba o fases que permanecen entre la primera y la última fase de la bomba de aspiración de membrana, desembocan en cada caso al menos una válvula de entrada (SV2), una válvula de salida (DV2) y dos válvulas de retención (RV2, RV3).

2. Bomba de aspiración de membrana de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque las válvulas de retención (RV1, RV2, RV3, RV4) están dimensionadas y/o diseñadas de tal forma que en la fase inicial de un proceso de bombeo trabajan las válvulas de entrada y las válvulas de salida (SV1, SV2, SV3; DV1, DV2, DV3) y se activan las válvulas de retención (RV1, RV2, RV3, RV4) en la fase siguiente del proceso de bombeo, con preferencia aproximadamente en el punto óptimo de conmutación.

3. Bomba de aspiración de membrana de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque a las válvulas de retención (RV1, RV2, RV3, RV4) está asociada en cada caso una sección de conducto del canal de conexión (C1, C2), conectada con la cámara adyacente de la bomba (H1, H2 H3), que está dimensionada, en comparación con las válvulas de entrada y de salida (SV1, SV2, SV3; DV1, DV2, DV3) de tal forma que estas secciones del conducto forman un espacio perjudicial, en cambio, más pequeño.

4. Bomba de aspiración de membrana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el conducto de aspiración (A) y/o el conducto de presión (B) tienen una sección transversal interior del conducto mayor en comparación con el al menos un conducto de unión (C1, C2).

5. Bomba de aspiración de membrana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las válvulas de salida (DV1, DV2, DV3) están configuradas abiertas hacia la atmósfera, dado el caso, bajo la intercalación de un aislamiento acústico.

6. Bomba de aspiración de membrana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las válvulas de retención (RV1, RV2, RV3, RV4) presentan en cada caso un disco de válvula como cuerpo de válvula o cuerpo de bloqueo y porque la zona de presión de la presión diferencial, que provoca el cambio al modo de funcionamiento en serie, se puede preseleccionar o establecer fijamente a través de la fijación del diámetro del disco y/o a través de la adaptación de la masa de los discos de la válvula.

7. Bomba de aspiración de membrana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las membranas asociadas a las fases siguientes de la bomba están sincronizadas para estar desplazadas entre sí con respecto a sus movimientos de aspiración y de expulsión.

8. Bomba de aspiración de membrana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque las membranas asociadas a las fases siguientes de la bomba están sincronizadas para estar desplazadas entre sí 180º con respecto a sus movimientos de aspiración y de expulsión.

9. Bomba de aspiración de membrana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque en la primera y en la última fase de de la bomba de aspiración de membrana desembocan, respectivamente, al menos una válvula de entrada (SV1, SV3), una válvula de salida (DV1, DV3) y una válvula de retención (RV1, RV4).


 

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