MEJORAS INTRODUCIDAS EN BOMBAS CENTRÍFUGAS.

Mejoras introducidas en bombas centrífugas.

Estas bombas (1) comprenden en principio una carcasa (2) con una boca de entrada (6) y otra de salida (7) de un fluido,

a la vez que en su interior se aloja una turbina (3) acoplada en un apoyo posterior y otro anterior que separa este último una cámara de aspiración (13) y una cámara de impulsión (8).

Las mejoras se caracterizan porque comprenden un anillo de obturación de estanqueidad axial que proporciona un cierre estanco perimetral entre dichas cámaras (8-13), anillo que se ubica en un hueco angular (16) establecido en correspondencia con el apoyo anterior.

El anillo de obturación se acopla con un cierto apriete en una porción terminal (15) de la turbina (3), cuyo giro arrastra al anillo que realiza el cierre axial al contactar el mismo contra un tramo frontal plano (18) de un rebaje angular (14) de la carcasa (2) de la bomba (1).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201130216.

Solicitante: DESARROLLOS EMPRESARIALES VALAR, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: SOLER ALVAREZ,MARINA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F04D29/00 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). › Partes constitutivas, detalles o accesorios (elementos de máquinas en general F16).

Fragmento de la descripción:

Mejoras introducidas en bombas centrífugas

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a unas mejoras introducidas en bombas centrífugas que se concretan en un característico anillo de obturación que impide que parte del fluido bombeado pase por una zona indebida desde la cámara de impulsión a la cámara de aspiración, consiguiendo con ello un aumento del caudal impulsado del orden del 10%, así como un aumento del rendimiento hidráulico de la bomba en torno al 8%.

Así pues, el característico anillo de obturación fabricado con un material de poliamida, impide escapes de fluido desde la cámara de impulsión con mayor presión hacia la cámara de aspiración con una presión menor, por una zona indebida correspondiente al apoyo de la cara anterior de la turbina acoplada en el interior de una carcasa sujeta por su eje en un apoyo posterior.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las bombas centrífugas comprenden en general una carcasa o cuerpo de bomba (parte estática) y una turbina centrífuga o rodete (parte rotante) , de manera que cuanto mejor es el ajuste entre ambos elementos, mejor es el rendimiento de la bomba.

Partiendo de esta premisa, las bombas centrífugas de flujo mixto tradicionalmente, debido a la dificultad de ajustar mecánicamente la turbina con respecto a la carcasa, se han venido montando estos dos elementos con la utilización de un elemento intermedio, tal como un material de estopa o anillo de desgaste en la zona interior de la boca de aspiración de la carcasa de la bomba.

Este elemento intermedio proporcionaba una estanqueidad entre la cámara de aspiración y la cámara de impulsión a base de mantener un rozamiento radial constante en la boca de aspiración de la turbina.

Este rozamiento, además de necesitar de un mantenimiento más exhaustivo a cambio de una mejor estanqueidad de la cámara de aspiración con la cámara de impulsión, se traducía en una pérdida energética del motor, por lo que se debía sobredimensionar el mismo.

Más recientemente, debido a la incorporación de máquinas herramientas de control numérico y centros de mecanizado, se alcanzó un mejor ajuste entre la turbina y la carcasa de la bomba, por lo que se abandonó la utilización de elementos intermedios tales como un material de estopa o un anillo de desgaste El juego del ajuste citado existente entre el cuello de la turbina y la carcasa de la bomba, en la actualidad suele ser del orden de unos 0, 2 mm.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone unas mejoras introducidas en bombas centrífugas que son del tipo de las que cuentan con una turbina ubicada en el interior de una carcasa que tiene una boca de entrada de un fluido y una boca de salida de ese mismo fluido, en un apoyo anterior que separa una cámara de aspiración correspondiente con la boca de entrada y una cámara de impulsión correspondiente con un hueco interno del cuerpo de bomba donde se encuentra ubicada la turbina, y por un apoyo posterior a través del eje motor.

Las mejoras se caracterizan porque comprenden un anillo de obturación de estanqueidad axial con un perfil angular que proporciona un cierre estanco perimetral entre dichas cámaras, a la vez que se encuentra ubicado tal anillo de obturación en un hueco angular establecido en correspondencia con el apoyo anterior de la turbina.

Ese hueco angular está delimitado entre la boca de aspiración de la turbina y un rebaje angular de la carcasa, estando acoplado el anillo de obturación con un cierto apriete en la la boca de aspiración de la turbina que gira arrastrando al citado anillo de obturación, cuyo tramo frontal contacta axialmente por su cara exterior plana contra un tramo frontal plano del rebaje angular de la carcasa.

Ese contacto axial proporciona el cierre estanco perimetral entre la cámara de aspiración y la cámara de impulsión, ubicándose tal anillo de obturación en el hueco angular del apoyo anterior de la turbina con una holgura axial y también con una holgura radial.

La holgura radial del anillo de obturación está delimitada entre la cara exterior de su tramo radial de trayectoria anular y la superficie curvada, también de trayectoria anular, del rebaje angular de la carcasa correspondiente con el apoyo anterior de la turbina.

La holgura radial del anillo de obturación está comprendida entre 0, 1 mm y 0, 8 mm. En cambio la holgura axial del anillo de obturación siendo mayor, a causa de las diferencias de presión entre las dos cámaras se desplaza axialmente contra el tramo frontal plano del rebaje angular de la carcasa de la bomba consiguiendo ajuste menores a 0, 1 mm.

Otra característica de la invención es que el anillo de obturación, incorpora en una de sus segundas realizaciones, un dispositivo de resorte de accionamiento axial que forma parte integrante del propio anillo de obturación citado, empujando el mismo en todo momento contra el tramo frontal plano del rebaje angular de la carcasa de la bomba.

El dispositivo de resorte referido se caracteriza porque comprende varias alas elásticas en voladizo dispuestas en el mismo plano anular del tramo radial del anillo de obturación, uniéndose tales alas elásticas por sus extremos a unas extensiones angulares que arrancan del tramo radial del anillo de obturación, contactando en todo momento dichas alas elásticas con un asiento frontal que delimita exteriormente la porción terminal de la turbina.

Otra característica de la invención es que las alas elásticas del dispositivo de resorte comprenden pares de tramos que convergen en unas zonas elevadas comunes por uno de sus extremos, zonas éstas deformadas elásticamente en su apoyo sobre el asiento frontal de la turbina.

El anillo de obturación está fabricado en todas sus realizaciones mediante un material de poliamida.

Así pues, con las mejoras de la invención citadas se consigue un aumento del caudal impulsado del orden del 10%, así como un aumento del rendimiento hidráulico de la bomba en torno al 8%, debido a que se impiden escapes de fluido indebidos desde la cámara de impulsión con mayor presión hacia la cámara de aspiración con una presión menor del fluido.

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1. Muestra una vista en perspectiva de una bomba centrífuga que incorpora las mejoras que son objeto de la invención. Consisten básicamente en la incorporación de un característico anillo de obturación que impide que parte del fluido bombeado pase desde la cámara de impulsión de mayor presión hasta la cámara de aspiración con una menor presión del fluido, consiguiendo así un mayor rendimiento de la bomba.

Figura 2. Representa una vista en sección de la bomba centrífuga donde se muestra con detalle la ubicación del anillo de obturación en una primera realización.

Figura 3. Muestra una vista parcial detallada en sección de una segunda realización del anillo de obturación.

Figura 4. Muestra una vista en perspectiva de una primera realización del anillo de obturación.

Figura 5. Muestra una vista en sección del anillo de obturación en una primera realización representado en la figura anterior.

Figura 6. Muestra una vista en perspectiva de una segunda realización del anillo de obturación.

Figura 7. Muestra una vista en sección del anillo de obturación en una segunda realización representado en la figura anterior.

DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA

Considerando la numeración adoptada en la figuras , una bomba centrífuga 1 comprende en principio una carcasa 2 como elemento estático y una turbina 3 como elemento dinámico que gira mediante un elemento motor no representado en las figuras, con interposición de un árbol intermedio 4, de manera que la carcasa 2 se cierra por el lateral posterior correspondiente con el árbol intermedio 4 a través de una tapa posterior 5, mientras que en el lateral anterior de la carcasa 2 se ubica la boca de entrada 6 del fluido. Una boca de salida 7 de fluido se ubica radialmente en la carcasa 2.

Partiendo de esta premisa, la turbina se ubica en un hueco interno de la carcasa 2 constitutivo de la cámara de impulsión 8, asentando la turbina 3 en un apoyo posterior 9 de la tapa posterior 5 y en un apoyo anterior 10 de la carcasa 2 con...

 


Reivindicaciones:

1. MEJORAS INTRODUCIDAS EN BOMBAS CENTRÍFUGAS, siendo estas bombas (1) del tipo de las que cuentan con una turbina (3) ubicada en el interior de una carcasa (2) que tiene una boca de entrada (6) de un fluido y una boca de salida (7) de ese mismo fluido, estando acoplada dicha turbina (3) en un apoyo posterior (9) y en un apoyo anterior (10) que separa una cámara de aspiración (13) correspondiente con la boca de entrada (6) y una cámara de impulsión (8) correspondiente con un hueco interno donde se encuentra ubicada la turbina (3) ; caracterizadas por que comprenden un anillo de obturación de estanqueidad axial con un perfil angular que proporciona un cierre estanco perimetral entre dichas cámaras (8-13) , a la vez que tal anillo se encuentra ubicado en un hueco angular (16) establecido en correspondencia con el apoyo anterior (10) de la turbina (3) , hueco angular (16) delimitado entre una porción terminal (15) de la turbina (3) y un rebaje angular

(14) de la carcasa (2) , estando acoplado el anillo de obturación con un cierto apriete en la porción terminal (15) de la turbina (3) que gira arrastrando al citado anillo de obturación, cuyo tramo frontal contacta axialmente por su cara exterior plana contra un tramo frontal plano (18) del rebaje angular (14) de la carcasa (2) , contacto axial éste que proporciona el cierre estanco perimetral entre la cámara de aspiración (13) y la cámara de impulsión (8) , ubicándose el anillo de obturación en el hueco angular (16) del apoyo anterior (10) con una holgura axial y también con una holgura radial.

2. MEJORAS INTRODUCIDAS EN BOMBAS CENTRÍFUGAS según la reivindicación 1, caracterizadas por que la holgura radial del anillo de obturación está delimitada entre la cara exterior de su tramo radial de trayectoria anular y la superficie curvada, también de trayectoria anular, del rebaje angular (14) de la carcasa (2) .

3. MEJORAS INTRODUCIDAS EN BOMBAS CENTRÍFUGAS según la reivindicación 2, caracterizadas por que la holgura radial del anillo de obturación está comprendida entre 0, 1 mm y 0, 8 mm.

4. MEJORAS INTRODUCIDAS EN BOMBAS CENTRÍFUGAS según la reivindicación 1, caracterizadas por que el anillo de obturación (12) incorpora un dispositivo de resorte (17) de accionamiento axial que forma parte integrante del propio anillo de obturación (12) empujando al mismo en todo momento contra el tramo frontal plano (18) del rebaje angular (14) de la carcasa (2) de la bomba (1) .

5. MEJORAS INTRODUCIDAS EN BOMBAS CENTRÍFUGAS según la reivindicación 4, caracterizadas por que el dispositivo de resorte (17) comprende varias alas elásticas (20) en voladizo dispuestas en el mismo plano anular que el tramo anular del tramo radial del anillo de obturación (12) , uniéndose tales alas elásticas (20) por sus extremos a unas extensiones angulares (21) que arrancan del tramo radial del anillo de obturación (12) , contactando en todo momento dichas alas elásticas (20) contra un asiento frontal (19) que delimita exteriormente la porción terminal (15) de la turbina (3) .

6. MEJORAS INTRODUCIDAS EN BOMBAS CENTRÍFUGAS según la reivindicación 5, caracterizadas por que las alas elásticas (20) del dispositivo de resorte (17) comprenden pares de tramos que convergen en unas zonas elevadas comunes por uno de sus extremos, zonas estas deformadas elásticamente en su apoyo sobre el asiento frontal

(19) de la turbina (3) .

7. MEJORAS INTRODUCIDAS EN BOMBAS CENTRÍFUGAS según la reivindicación 1, caracterizadas por que el anillo de obturación comprende un material de poliamida.


 

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