Bomba de refrigeración accionada neumáticamente.

Una bomba de refrigeración (10) operada neumaticamente, especialmente adecuada para el transporte y la circulación de refrigerantes en motores de combustion intema,

que comprende un cuerpo de contención (12) situado por encima de una voluta subyacente dentro de la cual se coloca un obturador que rodea un impulsor endavado en un arbol de rotación, sumergido en un fluido de agua y glicol y adecuado para poner en movimiento dicho fluido, comprendiendo la bomba operada neumaticamente medios mecanicos con el movimiento axial para operar el obturador definido por una unidad de accionamiento que comprende un anillo (42) y al menos tres varillas (44) que se deslizan axialmente respecto al cuerpo de contención (12), caracterizada porque tambien comprende medios de sellado estaticos definidos por diafragmas conformados (52), estabilizados a las varillas (44) y al cuerpo de contención (12), colocados para separar entre el cuerpo de contención (12) y el refrigerante subyacente y que cooperan con la unidad de accionamiento para el movimiento del obturador.

Bomba de refrigeración accionada neumáticamente La presente invención se refiere a una bomba de refrigeración accionada neumáticamente.

Más en particular, la presente invención se refiere a una bomba de refrigeración utilizada preferentemente para el transporte y la circulación de refrigerantes, incluyendo, pero no limitado a, en el interior de motores de combustión interna.

Se sabe que, en general, pero no sólo en el sector de los motores de combustión interna, durante el transcurso del proceso operativo, algunos componentes y circuitos de los mismos motores tienden a alcanzar temperaturas muy altas, que son peligrosos y potencialmente perjudiciales, tanto para la operación de tales componentes, circuitos y el motor en su conjunto y para su vida útil o vida de trabajo.

Para evitar la aparición de tales efectos graves y peligrosos y proporcionar refrigeración, el motor tiene un sistema adecuado para garantizar la circulación de refrigerantes, tal como para mantener una temperatura adecuada para una operación correcta y duradera del motor.

Los tipos de bombas utilizadas para el propósito son numerosas y diferentes en términos de caracteristicas de construcción y en cuanto a la forma en que operan (bombas mecánicas, bombas electromecánicas, bombas de accionamiento magnético) .

Estos tipos de bombas conocidos se caracterizan por la presencia de un impulsor enclavado en un árbol colocado en rotación mediante una transmisión por correa, transmisión por engranajes o similares (bombas mecánicas) o el impulsor se coloca en rotación mediante un campo magnético inducido mediante el uso de imanes permanentes coaxiales con el árbol de rotación del propio impulsor (bombas de accionamiento magnético) .

Tales tipos de bombas conocidos, sin embargo, tienen un inconveniente importante correlacionado con el hecho de que en los mismos el refrigerante circula continuamente con una capacidad de flujo de acuerdo con el número de revoluciones por minuto del motor y, debido a esto, la bomba continúa operando incluso cuando no es estrictamente necesario, por ejemplo, cuando la temperatura exterior es baja o muy baja, con el resultado de que la refrigeración del motor es excesiva y, por lo tanto, incorrecta para su mejor operación a velocidad térmica para el control del consumo y/o la limitación de los contaminantes emitidos.

Para obviar este grave inconveniente, se han realizado bombas de refrigeración equipadas con un dispositivo para regular la velocidad de flujo para permitir la circulación del refrigerante' sólo cuando realmente se requiera mediante el motor. Una de estas soluciones se describe en el documento DE102005062200, que hace referencia a una bomba de refrigeración para motores de combustión intema adecuada para garantizar una operación continua (a prueba de fallos) , incluso en el caso de inconvenientes desafortunados y que comprende un cuerpo de bomba, un árbol de rotación al que está conectado un impulsor, un obturador anular colocado en el cuerpo de la bomba y que tiene una serie de pasadores o pistones acoplados con juntas coaxiales adecuadas para mover el obturador anular en la dirección del impulsor para comprobar la cantidad de refrigerante.

Esta soluciOn hace uso de juntas asociadas con árboles para asegurar su deslizamiento axial y permitir la apertura y el cierre de un obturador que abre/cierra los canales para permitir el flujo del fluido y, más especificamente, la voluta (es decir, la cavidad de geometría especifica que rodea el impulsor de la bomba) de la propia bomba. No obstante, dichas juntas, que están asociadas con elementos deslizantes, tienden a desgastarse fácilmente con el consiguiente inconveniente de causar fugas de refrigerante.

El objeto de la presente invención es superar los inconvenientes anteriores.

Más en particular, el objeto de la presente invención es proporcionar una bomba equipada con un dispositivo para regular el caudal operadO neumáticamente y exento del uso de juntas con partes deslizantes típicamente sujetas a desgaste y que se caracteriza por potenciales y desafortunadas fugas de refrigerante.

Un objetivo adicional de la presente invención es poner a disposición de los usuarios una bomba de refrigeración operada neumáticamente adecuada para proporcionar un alto nivel de resistencia y fiabilidad a lo largo del tiempo y, además, que se haga de manera fácil y económica.

Estos y otros objetos se consiguen mediante la bomba de refrigeración accionada neumáticamente de la presente invención, que comprende un cuerpo de contención colocado por encima de una voluta subyacente dentro de la cual está colocado un obturador que rodea un impulsor enclavado en un árbol de rotación, sumergido en un fluido de agua y glicol y adecuado para poner dicho fluido en movimiento, comprendiendo también la bomba medios mecánicos accionados neumáticamente con el movimiento axial para operar el obturador y medios de sellado estáticos colocados para separar entre el cuerpo de contención y el refrigerante subyacente y que cooperan con dichos medios mecánicos para el movimiento del obturador, estando alojados los medios mecánicos y las juntas estáticas en el cuerpo de contención.

Las característícas de construcción y funcionales de la bomba accionada neumáticamente de la presente invención pueden entenderse mejor a partir de la descripción detallada que sigue, en la que se hace referencia a los dibujos adjuntos, que representan una realización preferida de una porción de la propia bomba, proporcionada a modo de ejemplo solamente y sin ser limitativa, en los que:

La figura 1 representa esquemáticamente una vista en sección longitudinal parcial de una porción de la bomba de la invención según una primera configuración operativa;

La figura 2 representa, a nivel esquemático, una vista en sección longitudinal parcial de una porción de la bomba de la invención según una segunda configuración operativa;

La figura 3 representa esquemáticamente una vista en sección axonométrica de un componente de la bomba de la invención;

La figura 4 representa una vista en sección axonométrica de una porción de la bomba de refrigeración de la invención;

La figura 5 representa una sección de detalle esquemática ampliada de una porción de la bomba de la invención de acuerdo con la vista de la figura 4.

Con referencia a las ilustraciones mencionadas, la bomba de refrigeración accionada neumáticamente de la presente invención, indicada por 10 en las ilustraciones en conjunto, comprende un cuerpo de contención 12 cerrado en la parte superior, preferiblemente pero no solamente, mediante una tapa 14 estabilizada en la parte frontal superior del cuerpo de contención 12 mediante unos tomillos colocados en unos orificios 13 o por calafateo, encolado o medios de retención equivalentes conocidos.

Dicho cuerpo de contención 12 se estabiliza con su parte frontal inferior, opuesta a la parte frontal superior, cerrado por la tapa 14, a una voluta subyacente (que no se muestra en la ilustración) en cuyo interior se coloca un obturador que rodea un impulsor endavado en un árbol de rotación (el obturador y el impulsor tampoco se muestran en la ilustración) ; con dicho obturador que abre/cierra el canal para el flujo de fluido de refrigeración (agua y glicol) en el que está inmerso el impulsor.

El cuerpo de contención 12 está definido, preferiblemente, pero no solamente, mediante una base 16 en forma de disco que se desarrolla en el centro, en una dirección vertical y sustancialmente a partir de su parte frontal superior, una porción 18 proporcionada de manera centrada con una cavidad anular ciega 20 formada a partir de la parte frontal superior de la propia porción 18. En el interior de dicha cavidad anular 20 están formados, a partir de la parte inferior de la cavidad y parcialmente desarrollados en la misma en la dirección de la parte frontal superior del cuerpo de contención 12, por lo menos tres cuerpos 22, dispuestos angularmente a 120º , previstos en el interior con una cámara axial 24 con diámetros diferenciados, cuya función se explicará a continuación; dicha cámara axial 24 se comunica en la parte superior con la cavidad anular 20 y en la parte inferior con la parte inferior del cuerpo de contención 12.

La cavidad anular 20 circunscribe una porción central 26 de la porción 18 del cuerpo de contención 12 que se extiende verticalmente en la dirección de la parte frontal superior 12' de la porción 18 del cuerpo de contención 12 mencionado y para una altura correspondiente a la de la misma porción 18.

La porción central 26 tiene un orificio axial 27 adecuado para definir el asiento de alojamiento del árbol para... [Seguir leyendo]

1. Una bomba de refrigeración (10) operada neumáticamente, especialmente adecuada para el transporte y la circulación de refrigerantes en motores de combustión intema, que comprende un cuerpo de contención (12) situado por encima de una voluta subyacente dentro de la cual se coloca un obturador que rodea un impulsor enclavado en un árbol $le rotación, sumergido en un fluido de agua y glicol y adecuado para poner en movimiento dicho fluido, comprendiendo la bomba operada neumáticamente medios mecánicos con el movimiento axial para operar el obturador definido por una unidad de accionamiento que comprende un anillo (42) y al menos tres varillas (44) que se deslizan axialmente respecto al cuerpo de contención (12) , caracterizada porque también comprende medios de sellado estáticos definidos por diafragmas conformados (52) , estabilizados a las varillas (44) y al cuerpo de contención (12) , colocados para separar entre el cuerpo de contención (12) y el refrigerante subyacente y que cooperan con la unidad de accionamiento para el movimiento del obturador.

2. La bomba de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el cuerpo de contención (12) comprende una base discoidal (16) que se desarrolla de manera centrada, en una dirección vertical y comenzando con su parte frontal superior, una porción (18) proporcionada de manera centrada con una cavidad anular ciega (20) formada desde la parte frontal superior (12') de la propia porción (18) , dentro de cuyas cavidades anulares (20) están formados, a partir de la parte inferior de la cavidad y parcialmente extendidos en esta en la dirección de la parte frontal superior del cuerpo de contención (12) , al menos tres cuerpos (22) dispuestos angularmente a 1200 y provistos en el interior de una cámara axial (24) con diámetros diferenciados y que se comunican en la parte superior con la cavidad anular (20) y en la parte inferior con la parte inferior del cuerpo de contención (12) , siendo dichos cuerpos (22) y cámaras axiales (24) adecuados para la definición del alojamiento para los medios mecánicos operativos y para las juntas estáticas, estando la porción (18) del cuerpo de contención

(12) provista de un conducto (29) que se comunica con la cavidad anular (20) y con conductos adicionales (31) que se comunican con las cámaras axiales (24) , con dicho conducto (29) y los conductos adicionales (31) hechos en dirección radial y adecuados para conectar la cavidad anular al sistema de suministro de aire y cada cámara axial al entorno exterior en condiciones de presión atmosférica, respectivamente.

3. La bomba de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la cavidad anular (20) del cuerpo de contención (12) está cerrada en la parte superior mediante una junta anular (28) , cuyas aletas perimetrales están en contacto con los bordes de dicha cavidad anular, estando la junta anular (28) parcialmente colocada en la cavidad anular (20) con sus superficies periféricas verticales opuestas en contacto con las superficies perimetrales de la propia cavidad anular, estando colocada dicha junta angular, que en condiciones de reposo tiene una forma ondulada o una forma de W' con una cresta o cúpula (30) , entre dos ranuras paralelas y opuestas (32) y que en las condiciones operativas tiene una forma de "U" con una ranura (34) .

4. La bomba de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el anillo (42) es coaxial con la cavidad anular (20) y acoplada en la parte superior con la junta (28) , estando los al menos tres vástagos (44) dispuestos a 1200, que se deslizan axialmente respecto a los cuerpos (22) y estabilizados por debajo del anillo (42) en correspondencia con cavidades o asientos circulares (43) del mismo, comprendiendo cada vástago (44) una primera varilla (46) que sobresale de la cámara axial (24) en la cavidad anular (20) y el extremo superior del cual se sujeta respecto a la cavidad o asiento circular (43) del anillo (42) mediante un anillo de retención elástico (45) , una expansión de cono truncado (50) que tiene una porción inferior o base de menor diámetro girada en la dirección de la parte inferior de la cámara axial (24) y una segunda varilla (54) que se extiende desde la porción o base de menor diámetro de la expansión de cono truncado (50) que cruza la cámara axial (24) y conectada con el elemento móvil u obturador para activar/desactivar la circulación del refrigerante.

5. La bomba de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el diafragma (52) es en forma de copa, con la superficie lateral exterior del borde en correspondencia con el extremo inferior abierto en contacto con la superficie lateral de la cámara axial (24) y fijada a esta mediante al menos un anillo conformado (53) colocado en contacto con la superficie lateral interior de la junta (52) en correspondencia con el extremo abierto del mismo, con dicho al menos un anillo conformado (53) fijado a la parte inferior de la cavidad axial (24) mediante el anillo de retención (61) , estando la superficie inferior exterior del diafragma (52) en contacto con la parte inferior o base de menor diámetro de la expansión (50) del pistón (44) , con dicho diafragma teniendo al menos otro anillo de retención (56) colocado en la parte inferior interior del diafragma (52) en el lado opuesto respecto a la expansión (50) , coaxial con el segundo vástago (54) del pistón (44) y adecuado para la estabilización de dicho diafragma respecto a dicha segunda varilla (54) del vástago (44) de la unidad de accionamiento.

6. La bomba de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la primera varilla (46) del vástago (44) se desliza respecto a una junta adicional (58) dspuesta dentro de la cámara axial (24) en correspondencia con la porción superior o base con mayor diámetro de la expansión de cono truncado (50) del propio vástago y respecto a un casquillo rebordeado (60) dispuesto por encima del diafragma (58) y fuera de la cámara axial (24) en la parte frontal superior o base del cuerpo (22) .

7. La bomba de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los medios mecánicos accionados neumáticamente comprenden al menos tres posibles elementos elásticos o muelles helicoidales (40) , cada uno montado coaxial mente sobre un pasador de guia (36) dispuesto dentro de la cavidad anular (20) en

posición intermedia respecto a los cuerpos (22) y con el extremo inferior estabilizado respecto a un asiento (38) formado en la parte inferior del extremo superior del elemento elástico o muelle helicoidal (40) que se apoya en la parte frontal inferior del anillo (42) de la unidad de accionamiento.