Bomba accionada reumáticamente, con control de rendimiento.

Bomba accionada neumáticamente, que comprende un accionador (36) que comprende un cuerpo (42) delaccionador,

cámaras de aire opuestas operativamente (38, 40), pasos de la cámara de aire (64, 66), una válvula deaire (68) en el cuerpo del accionador (42) y una entrada, teniendo la válvula de aire (68) un cilindro (70) encomunicación con las cámaras de aire (38, 40), respectivamente, a través de cada uno de los pasos de cámara deaire (64, 66) y un elemento de válvula (72) en el cilindro (70), teniendo la entrada un paso de entrada (74) en elcuerpo (42) del accionador que se extiende al cilindro (70) y un dispositivo de ajuste (80) de la entrada, montadooperativamente en el cuerpo (42) del accionador que restringe selectivamente el paso de entrada (74); y un cuerpode bomba que comprende, como mínimo, una cámara de bomba de volumen variable (20, 22) y un elemento debombeo (44, 46) impulsado por las cámaras de aire opuestas operativamente (38, 40); de manera que el dispositivode ajuste de entrada (80) está montado para su avance dentro del paso de entrada (74) con la rotación deldispositivo de ajuste de entrada (80), caracterizada porque el dispositivo de ajuste de entrada (80) tiene un elementode cierre (88) que se extiende de manera ajustable dentro del paso de entrada (74) con un escalón helicoidal y unacoplamiento (92) fijado con respecto al paso de entrada (74) y que se extiende para su acoplamiento operativo conel escalón helicoidal, teniendo el escalón helicoidal un paso variable a lo largo de su longitud, con una relación deavance a rotación en el dispositivo de ajuste de entrada (80) que disminuye con el paso de entrada (74) restringidoprogresivamente por un dispositivo de ajuste de entrada (80), siendo proporcional el cambio de caudal de aire através de la entrada a la rotación angular del dispositivo de ajuste de la entrada (80).

Bomba accionada reumáticamente, con control de rendimiento Antecedentes de la invención El sector de la presente invención es el de las bombas y accionadores para bombas accionadas neumáticamente.

Las bombas que tienen doble diafragma impulsado por aire comprimido dirigido a través de una válvula de accionamiento son bien conocidas. Se hace referencia a las patentes US Nos. 5.357.670; 5.213.485; 5.189.296; 4.247.264; y 3.741.689; y a las patentes US Nos. Des. 294.947; 294.946; y 275.358. Estas bombas de diafragma accionadas neumáticamente utilizan accionadores que utilizan sistemas de control de realimentación que proporcionan aire comprimido de forma alternativa para la impulsión de las bombas. Se hace referencia a la solicitud de patente US Publicada No. 2005/0249812 y a la patente US No. 4.549.467. Otro mecanismo para impulsar un accionador mediante un solenoide es el que se da a conocer en la patente US No. RE 38.239.

Otras bombas pueden ser impulsadas por los mismos accionadores pero utilizan otras disposiciones de cámaras de accionamiento neumáticas dispuestas operativamente para impulsar un mecanismo de bomba que funciona de forma automática. También se conocen émbolos con anillos de estanqueidad en un cilindro para la realización de cámaras neumáticas operativamente en oposición. Se hace referencia a la patente US No. 3.071.118.

Es común entre los dispositivos dados a conocer en las patentes antes mencionadas, dirigidas a bombas de diafragma impulsadas neumáticamente, la presencia de un cuerpo del accionador que tiene cámaras de aire dirigidas hacia fuera para cooperar con diafragmas de la bomba. Hacia fuera de los diafragmas de la bomba se encuentran cuerpos para la cámara de la bomba, colectores de entrada y colectores de salida. La transición desde los cuerpos de cámara de la bomba a los colectores se hace mediante pasos. Válvulas de retención de bola están dispuestas tanto en los pasos de entrada como en los pasos de salida. El accionador situado entre las cámaras de aire comprende un eje que discurre de manera pasante, que está acoplado a los diafragmas situados entre las cámaras de aire y cámaras de la bomba. Una amplia variedad de materiales de viscosidad y naturaleza física muy variables pueden ser bombeados utilizando estos sistemas.

Los accionadores para bombas impulsadas neumáticamente incluyen habitualmente una válvula de aire que controla el flujo alternativamente a presión y al escape, hacia y desde cada una de las cámaras neumáticas, lo que tiene como resultado el movimiento alternativo de la bomba. La válvula de aire es controlada por sistema piloto, controlado a su vez por la posición de los diafragmas o émbolos de la bomba. De esta manera, se forma un mecanismo de control de realimentación convirtiendo una presión de aire constante en una distribución alternativa de aire a presión a cada una de las cámaras de aire opuestas de manera alternativa.

Se utilizan dispositivos de accionamiento que definen sistemas de distribución de aire alternativos de manera especialmente ventajosa cuando se dispone de aire en el taller o de otras fuentes convenientes de aire a presión. Otros gases a presión son también utilizados para la impulsión de estos productos. El término “aire” es utilizado de manera genérica para hacer referencia a cualquiera y todos los mencionados gases. La impulsión de artículos con aire a presión es deseable frecuentemente porque estos sistemas evitan componentes que pueden producir chispas. Los accionadores pueden proporcionar también una fuente continua de presión de bomba al permitir simplemente que lleguen a un punto de paro con la presión igualada por la resistencia con respecto a la bomba. Al reducirse la resistencia con respecto a la bomba, el sistema empezará a funcionar nuevamente creando un sistema de funcionamiento bajo demanda.

En la utilización de estos accionadores para la impulsión de las bombas mencionadas, se pueden experimentar demandas ampliamente variables. La viscosidad de los materiales que se bombean, la presión estática de succión o presión de descarga, y el caudal deseado influyen sobre el funcionamiento. De manera típica, la fuente de aire a presión es relativamente constante. Como consecuencia, el funcionamiento de la bomba tiene el caudal máximo limitado por aspectos tales como presión de succión y presión estática, así como resistencia al flujo de fluido. Por debajo de la capacidad máxima de la bomba, el caudal, incluyendo caudal cero con la bomba todavía a presión, ha sido controlado por restricciones en la salida de la bomba. El ajuste del escape del accionador con respecto a la entrada también ha sido utilizado para el ajuste permanente de la eficiencia de la bomba.

Resulta que el control de la salida de la bomba o la salida del accionador pueden alterar el rendimiento de la bomba para conseguir los caudales deseados por debajo del máximo, pero este control no está dirigido simultáneamente al funcionamiento eficiente y a variaciones de la demanda con respecto a la bomba.

Una bomba de diafragma accionada por aire, que tiene las características técnicas del preámbulo de la reivindicación independiente 1, es conocida por la patente US No. 3.741.689.

La patente US No. 4.995.421 da a conocer una válvula de cierre con nueva puesta en marcha controlada que está diseñada para dirigir fluido a presión a un puerto y sistema operativos y para eliminar dicha presión, con los objetivos de reparación o reconstrucción de un sistema controlado por una válvula.

La patente US No. 5.950.623 da a conocer una válvula limitadora de ajuste de presión para un circuito de respiración de anestesia que tiene medios antagonistas no lineales.

Resumen de la invención La presente invención da a conocer una bomba accionada neumáticamente, tal como se caracteriza en la reivindicación independiente. Se describen realizaciones preferentes de la invención en las reivindicaciones dependientes.

La presente invención está dirigida a bombas accionadas neumáticamente que utilizan un accionador que tiene una válvula de aire alternativa con cámaras de aire opuestas. El accionador incluye una entrada a la válvula de aire que tiene un paso de entrada y un dispositivo de ajuste que controla el flujo por el paso de entrada. El dispositivo de ajuste incluye un elemento de cierre que se extiende de manera ajustable hacia dentro del paso de entrada a la válvula de aire. La utilización del dispositivo de ajuste de entrada permite el equilibrado del flujo de la bomba con una eficiencia variable de la misma.

Mediante restricción, la carga de aire en la carrera de bombeo se puede reducir bajo cargas de bombeo ligeras y moderadas. Esto reduce la demanda en el lado de la salida, puesto que se debe liberar menos presión acumulada. Además, el bombeo puede ser conseguido con menos acumulación de presión cuando la presión plena no puede suministrar un flujo proporcionalmente más grande, debido de manera típica a limitaciones en el flujo del material bombeado, o cuando no es necesario el flujo completo. Una reducción eficiente en las exigencias de potencia se consigue al reducir la presión del aire de impulsión dentro de las cámaras de aire en vez de hacerlo por contrapresión impuesta en el material bombeado o del aire de impulsión.

El dispositivo de ajuste está situado en el cuerpo del accionador para proporcionar ajustes de rendimiento predecibles en la válvula de aire y bomba asociada.

Se dispone un control no lineal en el accionador. Para caudales bajos de aire, el dispositivo de ajuste de la entrada resulta proporcionalmente más sensible. El control no lineal puede estar configurado también para realizar cambios en el consumo de aire al ser el accionador, sustancialmente, directamente proporcional a los ajustes del mismo.

El dispositivo de ajuste de entrada tiene un escalón helicoidal y un elemento de cierre que se extiende de manera ajustable dentro del paso de entrada. Se fija un acoplamiento relativo al paso de entrada y se extiende para acoplamiento de forma operativa con el escalón helicoidal. Una configuración comprende el escalón helicoidal asociado con un elemento de ajuste rotativo que tiene paso variable a lo largo del mismo. El escalón puede estar retenido por un canal en el dispositivo de ajuste.

En otro aspecto de la presente invención, el dispositivo de ajuste de entrada comprende un canal helicoidal y un elemento de cierre que se extiende de forma ajustable hacia dentro del paso de entrada. Un acoplamiento está fijado con respecto al paso de entrada y se extiende para acoplarse operativamente con el canal helicoidal. En una configuración, el dispositivo de ajuste de entrada puede estar montado con capacidad... [Seguir leyendo]

1. Bomba accionada neumáticamente, que comprende un accionador (36) que comprende un cuerpo (42) del accionador, cámaras de aire opuestas operativamente (38, 40) , pasos de la cámara de aire (64, 66) , una válvula de aire (68) en el cuerpo del accionador (42) y una entrada, teniendo la válvula de aire (68) un cilindro (70) en comunicación con las cámaras de aire (38, 40) , respectivamente, a través de cada uno de los pasos de cámara de aire (64, 66) y un elemento de válvula (72) en el cilindro (70) , teniendo la entrada un paso de entrada (74) en el cuerpo (42) del accionador que se extiende al cilindro (70) y un dispositivo de ajuste (80) de la entrada, montado operativamente en el cuerpo (42) del accionador que restringe selectivamente el paso de entrada (74) ; y un cuerpo de bomba que comprende, como mínimo, una cámara de bomba de volumen variable (20, 22) y un elemento de bombeo (44, 46) impulsado por las cámaras de aire opuestas operativamente (38, 40) ; de manera que el dispositivo de ajuste de entrada (80) está montado para su avance dentro del paso de entrada (74) con la rotación del dispositivo de ajuste de entrada (80) , caracterizada porque el dispositivo de ajuste de entrada (80) tiene un elemento de cierre (88) que se extiende de manera ajustable dentro del paso de entrada (74) con un escalón helicoidal y un acoplamiento (92) fijado con respecto al paso de entrada (74) y que se extiende para su acoplamiento operativo con el escalón helicoidal, teniendo el escalón helicoidal un paso variable a lo largo de su longitud, con una relación de avance a rotación en el dispositivo de ajuste de entrada (80) que disminuye con el paso de entrada (74) restringido progresivamente por un dispositivo de ajuste de entrada (80) , siendo proporcional el cambio de caudal de aire a través de la entrada a la rotación angular del dispositivo de ajuste de la entrada (80) .

2. Bomba accionada neumáticamente, según la reivindicación 1, en la que disminuye la relación de avance a rotación del dispositivo de ajuste (80) de la entrada con el paso de la entrada (74) restringido progresivamente por el dispositivo de ajuste de la entrada (80) .

3. Bomba accionada neumáticamente, según la reivindicación 1 ó 2, en la que el dispositivo de ajuste (80) de la entrada tiene además un canal (86) que se extiende no más allá de 300º alrededor del dispositivo de ajuste de la entrada (80) , estando definido el escalón helicoidal por un lado del canal (86) .

4. Bomba accionada neumáticamente, según la reivindicación 1 ó 2, en la que el dispositivo de ajuste de entrada

(80) tiene una primera posición angular con el paso de entrada (74) en la restricción máxima seleccionada y una segunda posición angular con el paso de entrada (74) en una restricción seleccionada mínima.

5. Bomba accionada neumáticamente, según la reivindicación 4, en la que la segunda posición angular se encuentra en el 97% de la capacidad de bombeo máxima.

6. Bomba accionada neumáticamente, según la reivindicación 4, en el que el dispositivo de ajuste de entrada (80) tiene además una serie de posiciones angulares intermedias definidas por indicadores entre la primera y segunda posiciones angulares, encontrándose la primera, segunda y otras múltiples posiciones angulares intermedias separadas equiangularmente, poseyendo cada posición angular una posición axial correspondiente que produce un caudal de aire, siendo sustancialmente iguales los cambios en los caudales de aire producidos entre posiciones axiales separadas de forma equiangular adyacentes.

7. Bomba accionada neumáticamente, según la reivindicación 6, en la que la segunda posición angular se encuentra al 97% de la capacidad de bombeo máxima.