Bomba volumétrica rotatoria de aletas.

Bomba volumétrica rotatoria de aletas con un rotor (3) alojado en una carcasa de la bomba (1),

accionado por un árbol (2), con varias placas de aletas (5) alojadas de forma desplazable radialmente en ranuras de cojinete (4) del rotor (3) con cantos interiores de placas de aletas (6) y cantos exteriores de placas de aletas (7) y con una envolvente exterior (8), que rodea el rotor (3) y los cantos exteriores de las placas de aletas (7) y que está dispuesta directamente en la carcasa de la bomba (1), con cámara(s) de aspiración dispuesta(s) en el / los lados(s) frontal(es) de la carcasa de la bomba (1) y/o dispuesta(s) en la(s) tapa(s) de la carcasa de la bomba (9) dispuestas en el lado frontal en la carcasa de la bomba (1) y con cámara(s) de presión (11) dispuesta(s) desplazada(s) con respecto a ésta(s), caracterizada porque

- los cantos interiores de las placas aletas (6) libremente adyacentes de las placas de aletas (5), desacoplados de la placa de aletas adyacente (5), están dispuestos en las ranuras de cojinetes (4) y porque unas agujas de guía (12) están dispuestas también para proyectarse sobre ambos lados a lo largo de la anchura de las placas de aletas y el rotor (3); y

- porque las ranuras de guía (13) provistas con juego están dispuestas a lo largo de ambos lados del rotor (3) sobre el / los (lado(s) frontal(es) de la carcasa de la bomba (1) y/o en la(s) cubierta(s) de la carcasa de la bomba (9) localizada(s) sobre el / los lado(s) frontal(es) de la carcasa de la bomba (1), de tal manera que

- las agujas de guía (12) introducidas en las ranuras de guía (13) y también al mismo tempo en las ranuras de cojinete (4) para las placas de aletas (5) adyacentes a las agujas de guía (12) con sus cantos interiores de las placas de aletas (6) están adyacentes a la envolvente exterior (8) y

- porque las ranuras de guía (13) están conectadas con el lado de presión de la bomba a través de taladros de inyección de aceite (14) o bien directamente o indirectamente con cámaras de presión.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2011/001766.

Solicitante: NIDEC GPM GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Schwarzbacher Strasse 28 98673 Auengrund /OT Merbelsrod ALEMANIA.

Inventor/es: BLECHSCHMIDT,ANDREAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F01C21/08 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01C MAQUINAS O MOTORES DE PISTON ROTATIVO U OSCILANTE (motores de combustíon F02; aspectos de la combustión interna F02B 53/00, F02B 55/00; máquinas de líquidos F03, F04). › F01C 21/00 Partes constitutivas, detalles, o accesorios no previstos en otro lugar, o cuyas características interesantes no son cubiertas por otros grupos F01C 1/00 - F01C 20/00. › Pistones rotativos (pistones alternativos en general F16J).
  • F04C2/34 F […] › F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04C MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE PISTON ROTATIVO U OSCILANTE (motores movidos por líquidos F03C ); BOMBAS PARA LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE PISTON ROTATIVO U OSCILANTE (bombas de inyección de combustible para motores F02M). › F04C 2/00 Máquinas o bombas de pistón rotativo (con los ejes de los órganos cooperantes no paralelos F04C 3/00; con las paredes de la cámara de trabajo que se deforman al menos parcialmente por resiliencia F04C 5/00; con anillo de fluido o similar F04C 7/00; bombas de pistón rotativo especialmente adaptadas a fluidos compresibles F04C 18/00, F04C 19/00; máquinas o bombas de pistón rotativo en las cuales el fluido energético se desplaza exclusivamente por uno o más pistones alternativos o se desaloja por ellos F04B). › teniendo el movimiento definido en los grupos F04C 2/08 ó F04C 2/22 y movimiento relativo alternativo entre los órganos cooperantes.

PDF original: ES-2543578_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Bomba volumétrica rotatoria de aletas La invención se refiere a una bomba volumétrica rotatoria de aletas con un rotor alojado en una carcasa de bomba, accionado por un árbol, con varias placas de aletas alojadas desplazables radialmente en la periferia exterior de este rotor y con una envolvente exterior que rodea el rotor y las placas de aletas y dispuesta directamente en la carcasa de la bomba.

En el estado de la técnica se conocen las más diferentes formas de realización de bombas volumétricas rotatorias de aletas. En las bombas volumétricas rotatorias de aletas es un inconveniente, en general, que en el número inferior de revoluciones de la bomba, es decir hasta números de revoluciones de aproximadamente 400 rpm, la fuerza centrífuga de las aletas no es suficiente para garantizar un apoyo hermético seguro de las aletas en la envolvente exterior. Por lo tanto, sin medios auxiliares adicionales en bombas volumétricas rotatorias de aletas del tipo de construcción sencillo solamente en la zona más elevada del número de revoluciones tiene lugar una formación definida de la presión.

No obstante, para garantizar ya en la zona inferior del número de revoluciones de las bombas volumétricas rotatorias de aletas un apoyo de las aletas en la envolvente exterior, se han empleado en el estado de la técnica los más diferentes "medios de presión de las aletas".

Así, por ejemplo, se conocen en el estado de la técnica desde hace mucho tiempo, unos muelles dispuestos debajo de cada aleta, como se describen en el documento DE 2 313 480 A1, pero que están unidos entre sí, como se propone en el documento DE 101 42 712 B4, o también pueden estar configurados como un muelle helicoidal en forma de anillo cerrado o bien como junta tórica elástica de goma.

El inconveniente esencial de estas formas de realización es que especialmente en el caso de bombas volumétricas rotatorias pequeñas con placas de aletas de pared fina, tales soluciones requieren un gasto de fabricación y de montaje muy alto para garantizan una función fiable.

Además, se conocen en el estado de la técnica, como se ha descrito anteriormente, entre otros, en el documento US-PS 2832 293 o también en el documento DE 2 313 480 A1 unas formas de construcción, en las que sobre el canto interior de las aletas actúan unos pistones hidráulicos.

Tales soluciones requieren, en general, un gasto de fabricación y de montaje muy alto, que se eleva progresivamente a medida que aumenta la reducción de la altura de construcción de la bomba. En bombas volumétricas rotatorias de aletas pequeñas con placas de aletas de pared fina no se pueden emplear ya entonces tales soluciones, en general.

En otras formas de realización, como se ha descrito anteriormente en el documento DE 29 01 851 A1, se emplean parejas de aletas de bombas que se cruzan con sus lados estrechos, adyacentes en ranuras de guía que se cruzan o, como se propone en el documento DE 10 2006 038 946 A1, se emplean bulones que conectan las aletas opuestas para garantizar, por ejemplo, también en el caso de números de revoluciones pequeños, un apoyo de las aletas en la envolvente exterior.

También a partir del documento EP 0 466 581 B1 se conoce otra solución en la que de la misma manera las aletas opuestas entre sí colaboran por parejas entre sí.

En esta solución de acuerdo con el documento EP 0 466 581 B1 están dispuestos unos empujadores de aletas, que se proyectan a través del árbol de la bomba, que están desacopladas de las aletas, los cuales actúan sobre las aletas opuestas entre sí de tal manera que el movimiento de subida es accionado siempre por la trayectoria de guía de la aleta, y por la aleta, que se encuentra en su movimiento con respecto al punto de giro del eje del la bomba, de manera que también en esta solución las aletas opuestas entre sí, respectivamente, trabajan siempre opuestas entre sí.

En este caso, todas estas soluciones, en las que las aletas opuestas entre sí trabajan siempre opuestas entre sí no se emplean de ninguna manera en conexión con una bomba volumétrica rotatoria de aletas de doble acción, puesto que en las bombas volumétricas rotatorias de aletas de doble acción, dos cámaras de bombas están dispuestas en la periferia de la rueda de aletas desplazadas alrededor de 180º entre sí y, por lo tanto, las aletas dispuestas opuestas entre sí en la rueda de aletas deben estar forzosamente siempre al mismo tiempo o bien totalmente "extendidas" o totalmente "introducidas".

Todas estas soluciones, en las que las aletas opuestas entre sí colaboran por parejas entre sí, y trabajan opuestas entre sí, requieren un gasto de fabricación y de montaje alto y, además, limitan al mismo tiempo en gran medida el número de las placas de aletas que se pueden disponer en el rotor, es decir, que también en la solución de acuerdo con el documento EP 0 466 581 B1, el número de las aletas está limitado, aquí a un múltiplo del número 4.

Se conoce a partir del documento US 3 904 327 A otra solución, en la que para garantizar un juego mínimo del cabezal de aletas por medio de guía forzada mecánica de las aletas, aquí a través del contacto constante de dos rodillos de guía de las aletas dispuestos a ambos lados en cada una de las aletas de forma giratoria sobre pivotes y guiados pretensados por medio de anillos tensores, se garantiza una función de subida tanto "dirigida hacia dentro" como también "dirigida hacia fuera".

Esta solución presentada en el documento US 3 904 327 A tiene una estructura en este caso forzosamente muy grande y requiere, en virtud del alojamiento de los rodillos de guía de aletas, además, un gasto de fabricación alto (que se eleva en una medida sobreproporcional a medida que se reduce la altura de construcción de la bomba) .

Además, esta solución es muy propensa a desgaste, en particular también frente a partículas de material sólido arrasadas en el medio de transporte.

Al mismo tiempo, los rodillos de guía limitan en gran medida, a medida que se reduce el tamaño de construcción de la bomba, el número de las placas de aletas que se pueden disponer en el rotor.

Como consecuencia del "contacto de fricción mecánico" constante sobre los anillos tensores y el alojamiento de los rodillos de guía, se producen en esta solución de acuerdo con el documento US 3 904 327 A, a medida que se incrementa el número de revoluciones, unas pérdidas de fricción que se elevan sobreproporcionalmente, que tienen como consecuencia entonces un grado de actuación general de la bomba volumétrica rotatoria de aletas que se reduce a medida que se eleva el número de revoluciones.

Se conoce a partir del documento DE 102 02 721 A1 otra bomba volumétrica rotatoria de aletas, en la que los cantos interiores de las aletas son guiados de manera forzada por un elemento de guía de forma circular, de tal manera que durante toda la revolución del rotor las aletas se apoyan en la envolvente exterior.

El inconveniente esencial de estas formas de realización consiste especialmente en formas de construcción con placas de aletas de pared fina en la alta propensión al desgaste y a una fiabilidad reducida como resultado de ello.

Además, se conoce a partir del documento DE 10 2005 007 603 A1 una bomba volumétrica rotatoria de aletas, que consigue una formación acelerada de la presión en la fase de arranque porque las aletas y el anillo de subida están configurados al menos parcialmente magnéticos y están dispuestos de tal forma entre sí que se atraen mutuamente y de esta manera garantizan ya con números de revoluciones muy bajos una obturación segura entre el lado frontal de las aletas y la envolvente exterior.

El inconveniente esencial de estas formas de realización consiste en que para las aletas son necesarios materiales especiales y en que el rotor no es magnético de manera más ventajosa.

Además, se conoce a partir del documento DE 10 2004 051 561 A1 una bomba volumétrica rotatoria de aletas, en la que las ranuras están dispuestas de tal forma en el rotor que al menos una parte de la fuerza de inercia de las aletas está dirigida en la dirección de la abertura de la ranura, de manera que ya durante el arranque del rotor a través de esta fuerza de inercia adicional se realiza un arranque más rápido de las aletas.

El inconveniente esencial de estas formas de realización consiste en que especialmente en el caso de bombas volumétricas rotatorias de aletas pequeñas, como por ejemplo en las bombas de doble acción, en virtud de la masa reducida de las placas de aletas, no se puede garantizar una extensión más rápida de las aletas en la zona el número de revoluciones "totalmente" inferior, es decir, en el arranque... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Bomba volumétrica rotatoria de aletas con un rotor (3) alojado en una carcasa de la bomba (1) , accionado por un árbol (2) , con varias placas de aletas (5) alojadas de forma desplazable radialmente en ranuras de cojinete (4) del rotor (3) con cantos interiores de placas de aletas (6) y cantos exteriores de placas de aletas (7) y con una envolvente exterior (8) , que rodea el rotor (3) y los cantos exteriores de las placas de aletas (7) y que está dispuesta directamente en la carcasa de la bomba (1) , con cámara (s) de aspiración dispuesta (s) en el / los lados (s) frontal (es) de la carcasa de la bomba (1) y/o dispuesta (s) en la (s) tapa (s) de la carcasa de la bomba (9) dispuestas en el lado frontal en la carcasa de la bomba (1) y con cámara (s) de presión (11) dispuesta (s) desplazada (s) con respecto a ésta (s) , caracterizada porque -los cantos interiores de las placas aletas (6) libremente adyacentes de las placas de aletas (5) , desacoplados de la placa de aletas adyacente (5) , están dispuestos en las ranuras de cojinetes (4) y porque unas agujas de guía (12) están dispuestas también para proyectarse sobre ambos lados a lo largo de la anchura de las placas de aletas y el rotor (3) ; y -porque las ranuras de guía (13) provistas con juego están dispuestas a lo largo de ambos lados del rotor (3) sobre el / los (lado (s) frontal (es) de la carcasa de la bomba (1) y/o en la (s) cubierta (s) de la carcasa de la bomba (9) localizada (s) sobre el / los lado (s) frontal (es) de la carcasa de la bomba (1) , de tal manera que -las agujas de guía (12) introducidas en las ranuras de guía (13) y también al mismo tempo en las ranuras de cojinete (4) para las placas de aletas (5) adyacentes a las agujas de guía (12) con sus cantos interiores de las placas de aletas (6) están adyacentes a la envolvente exterior (8) y -porque las ranuras de guía (13) están conectadas con el lado de presión de la bomba a través de taladros de inyección de aceite (14) o bien directamente o indirectamente con cámaras de presión.

2. Bomba volumétrica rotatoria de aletas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los taladros de aceite (14) desembocan solamente por secciones en las ranuras de guía (13) .

3. Bomba volumétrica rotatoria de aletas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque las ranuras de guía (13) están conectadas a través de ranuras de guía del aceite (15) con el taladro de paso (16) del árbol (2) en el / los lados (s) frontal (es) de la carcasa de la bomba (1) y en la (s) tapa (s) de la carcasa de la bomba (9) dispuesta (s) en el lado frontal en la carcasa de la bomba (1) .

4. Bomba volumétrica rotatoria de aletas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque a ambos lados del rotor (3) en el / los lado (s) de la carcasa de la bomba (1) y/o en la (s) tapa (s) de la carcasa de la bomba (9) dispuesta (s) en el lado frontal en la carcasa de la bomba (1) entre el taladro de paso (16) del árbol (2) y las ranuras de guía (13) están dispuestas unas bolsas de presión (17) .

5. Bomba volumétrica rotatoria de aletas de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque las bolsas de presión (17) están conectadas a través de taladros de aceite (14) directa o indirectamente con las cámaras de presión (11) .

6. Bomba volumétrica rotatoria de aletas de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque entre las bolsas de presión (17) y el taladro de paso (16) del árbol (2) están dispuestas unas ranuras de guía del aceite (15) .


 

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