MEJORAS EN BOMBA DE CAMARA ESTANCA.

1. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos;

y que comprende:

- una cámara de compresión (22) provista de una entrada (18) y una salida (19) unida por una horquilla (17) a la cámara de fuerza (5)

- una cámara de fuerza (5) por donde se desplaza el conjunto constituido por el núcleo ferromagnético (9) y el pistón (10) unida por clipeado o roscado al marco magnético (2, 3, 4)

- un núcleo de material ferromagnético (9) que se prolonga en un pistón macizo (10) de material adaptado a las características del líquido a bombear, y de preferencia de plástico, que se introduce dentro de la cámara de compresión (22)

- un conjunto de sellos (12, 13, 14) que aseguran la estanqueidad de la cámara de compresión (22) durante el movimiento alternativo del pistón (10)

- un sistema magnético compuesto por un marco metálico (2) con forma de "U" completado en su parte posterior por una placa metálica (3) que contiene la bobina (1) y los bujes (7, 7a) al cerrarse el conjunto con la fijación de la cámara de fuerza (5) alrededor del perno trasero (4)

caracterizada porque: el perno trasero (4) de material ferromagnético está protegido superficialmente (8) contra la oxidación, es parte estructural del marco metálico (2, 3) y tiene una serie de agujeros (6) internos que comunican el interior de la cámara de fuerza (5) con el exterior para permitir la circulación del volumen de aire desplazado por el movimiento alternativo del núcleo magnético (9).

2. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos según la reivindicación 1; caracterizada porque: la cámara de fuerza (5) por donde se desplaza el núcleo ferromagnético (9), que se acopla en su parte trasera con el perno (4) tiene una serie de agujeros (11) en su extremo colindante con la cámara de compresión (22) que comunican el interior de la cámara de fuerza (5) con el exterior para permitir la circulación del volumen de aire desplazado por el movimiento alternativo del núcleo ferromagnético (9).

3. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: el desplazamiento del pistón (10) está definido para que el mismo empuje la válvula (20) al llegar al límite superior de su carrera forzando de esta manera la apertura de dicha válvula.

4. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: el núcleo ferromagnético (9) está protegido superficialmente contra la oxidación (24) y tiene una cavidad (25) para reducir la masa en movimiento y permitir la entrada del perno (4) en su final de carrera inferior.

5. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: el pistón (10) es macizo, de preferencia de plástico, y se mantiene flotante con respecto al núcleo ferromagnético (9) por una operación de prensado contra la arandela (23) de goma.

6. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: el sistema de sellado está compuesto por el o-ring (12) con interferencia suficiente para asegurar la estanqueidad contra el pistón (10) durante su movimiento alternativo de bombeo; un aro (14) que separa el segundo o-ring (13), éste con interferencia suficiente para asegurar la permanencia del lubricante en la cámara de lubricación (15) así constituida; la arandela (16) contiene el conjunto.

7. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: la entrada (18) de líquido dentro de la cámara de compresión (22) no tiene ninguna válvula.

8. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: el sistema magnético utiliza solamente el buje metálico superior (7) y el perno (4) para generar el movimiento en el núcleo ferromagnético (9).

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201530653.

Solicitante: TEYLOR INTELLIGENT PROCESSES SL.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: TEYLOR,Adrian Alberto.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F04B17/04 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). › F04B 17/00 Bombas caracterizadas por su combinación o adaptación con motores de accionamiento particular. › utilizando solenoides.

Fragmento de la descripción:

MEMORIA DESCRIPTIVA

MEJORAS EN BOMBA DE CAMARA ESTANCA

Objeto de la invención. La presente invención se refiere a una bomba vibratoria de cámara estanca para líquidos, comprendiendo un pistón como medio de compresión/impulsión, movido alternativamente mediante un sistema magnético constituido por un electroimán y que impulsa el líquido en una cámara de compresión desde una entrada hacia una salida. La bomba vibratoria de esta invención presenta unas características orientadas a incrementar la eficiencia magnética de este tipo de bombas mediante mejoras en la estructura metálica, de un pistón flotante compuesto por dos o más materiales y por el montaje de la cámara de compresión por métodos de clipeado lo que permite obtener los mismos resultados que las bombas actuales con menos cobre y acero, con menores costos de montaje y al mismo tiempo consumir menos energía eléctrica durante su funcionamiento.

Estado de la técnica.

Actualmente son conocidas diferentes bombas de presión utilizadas para desplazar líquidos de un punto a otro pudiendo hacerse mención por ejemplo las bombas de engranajes, centrifugas, de paletas, vibratorias, etc.

Las bombas vibratorias a pistón o membrana, que son del tipo a los que hace referencia la presente invención, presentan un funcionamiento basado en desplazar alternativamente un núcleo magnético con el uso de un electroimán dispuesto alrededor de dicho núcleo. El uso de una energía eléctrica alternativa genera pulsos magnéticos que hacen que el núcleo magnético tienda a centrarse dentro del campo magnético producido por el electroimán y un resorte posterior cumple la función de alejarlo nuevamente de esta posición natural de equilibrio produciendo el movimiento alternativo del mismo y la función de bombeo.

El sistema magnético e hidráulico que utilizan las bombas de vibración de cámara estanca poseen una eficiencia y eficacia mejorable, debido al no aprovechamiento de todas las oportunidades que presenta esta configuración hidráulico-magnética, como por ejemplo resolver el problema de sticking característico de las bombas vibratorias a pistón o reducir las vibraciones generadas por las masas en movimiento alternativo a altas frecuencias.

Otro componente clave de las bombas vibratorias a solenoide es el pistón, el cual también puede optimizarse a nivel de costes de producción y de materia prima.

Por lo tanto, el problema técnico que se plantea es el introducir mejoras sustanciales a las bombas de cámara estanca permitiendo de esta manera resolver algunos de los inconvenientes implícitos de esta tecnología de bombeo al mismo tiempo que reducir costos de material, principalmente cobre y acero, y de fabricación.

Descripción de la invención.

La bomba vibratoria para líquidos, objeto de esta invención, comprendiendo: una cámara de compresión del líquido provista de una entrada y una salida de líquido; unos medios de impulsión del líquido constituidos por unos resortes y un pistón unido a un núcleo magnético; un electroimán provisto de un marco ferromagnético integrando un perno trasero, dos bujes ferromagnéticos y una bobina, adecuado para desplazar en dirección longitudinal y sentido alternativo el núcleo magnético por el interior de una cámara de fuerza alineada con la cámara de compresión; presenta unas características, de acuerdo con las reivindicaciones que permiten resolver la problemática expuesta anteriormente y aportar una serie de ventajas tanto de uso como de fabricación.

De acuerdo con la invención, esta bomba vibratoria presenta una primera característica que consiste en que el electroimán del sistema magnético integra un perno metálico que está dispuesto detrás del núcleo magnético de la bomba y alineado axialmente con el mismo, incrementando la fuerza de atracción y reduciendo la cantidad de material de cobre y de hierro necesaria para la fabricación de la bomba, así como el costo de montaje de la bomba y el tamaño del conjunto. Este perno es componente estructural del circuito magnético, realizado de material ferromagnético con excelente permeabilidad magnética, protegido superficialmente contra la oxidación (electrólisis, inmersión, metalización) y con agujeros para permitir la circulación del aire desde el interior de la cámara de fuerza hacia el exterior.

La incorporación del perno, por detrás del núcleo magnético móvil y alineado axialmente con el mismo incrementa la eficiencia del electroimán por atraer el núcleo magnético móvil hacia el perno, en vez de solamente centrarlo dentro del campo magnético tal y como ocurre en las bombas vibratorias conocidas actualmente. Otra de las variantes de esta inversión para bombas de alto caudal es prescindir del buje trasero y utilizar solamente el perno trasero para generar la fuerza de atracción sobre el núcleo magnético.

Una segunda característica de la bomba vibratoria de esta invención es la utilización de un núcleo magnético que integra un pistón unido pero flotante con respecto a dicho núcleo y con libertad de flexión axial. De acuerdo con la invención, el núcleo magnético es de 5 material ferromagnético con excelente permeabilidad magnética, protegido superficialmente contra la oxidación (electrólisis, inmersión, metalización) y hueco; sencillo de fabricar y con pocas operaciones de mecanizado, reduciéndose los costos de mecanización y desperdicio de materia prima en forma de viruta. El pistón, por su parte, al ser una pieza separada del núcleo magnético, puede hacerse de cualquier material

compatible con las características del líquido a bombear y la durabilidad deseada; la arandela de goma que completa el conjunto aporta flexibilidad, ajuste y durabilidad al conjunto que está expuesto a altas frecuencias de vibración y esfuerzos.

Otra particularidad de este conjunto núcleo / pistón es la libertad industrial que ofrece ya que para obtener diferentes prestaciones en las bombas vibratorias a solenoide se cambia el diámetro del pistón; en el caso de la invención solo el pistón debe ser específico a la versión de la bomba mientras que el núcleo magnético es una pieza estándar para toda la familia de bombas. Adicionalmente como el conjunto núcleo / pistón resulta de una operación simple de montaje, cada uno de los componentes puede ser fabricado donde más convenga y en la línea de montaje de la bomba solo proceder a unir las partes antes de su utilización.

La tercera característica de la bomba vibratoria de esta invención es el sistema de unión por clipeado utilizado para vincular el sistema magnético y la cámara de compresión estanca, lo que permite obtener una bomba vibratoria fácil de ensamblar, compacta y económica en su conjunto. La cámara de fuerza por donde se mueve el núcleo magnético dispone de agujeros para permitir la libre circulación del flujo de aire desde el interior de dicha cámara con el exterior.

Las características de la invención se comprenderán con mayor facilidad a la vista del ejemplo de realización mostrado en las figuras adjuntas.

Descripción de las figuras.

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva unas figuras que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

-La figura 1 muestra una vista esquemática en alzado de un ejemplo de realización de la bomba vibratoria para líquidos, según la invención, seccionada en un plano vertical; y

-La figura 2 muestra una vista esquemática en alzado de un ejemplo de realización del conjunto núcleo / pistón de la bomba vibratoria para líquidos, según la invención, seccionada por un plano vertical; y

-La figura 3 muestra una vista esquemática en alzado de un ejemplo de realización del

sistema de sellado de la bomba vibratoria para líquidos, según la invención, seccionada en un plano vertical; y

-La figura 4 muestra una vista esquemática en alzado de un ejemplo de realización de la bomba vibratoria para líquidos con un solo buje metálico, según la invención, seccionada

en un plano vertical.

Realización preferida de la invención.

En el ejemplo de realización mostrado en la figura 1 la bomba vibratoria para líquidos comprende un sistema electromagnético compuesto por una bobina (1) , un marco metálico compuesto por una pieza en forma de “U” (2) y una placa inferior de cierre (3) que se sitúan alrededor de la bobina (1) y de los bujes (7, 7a) , y de un perno (4) estructural de dicho marco metálico encargado de unir y fijar el conjunto con la cámara...

 


Reivindicaciones:

1. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos; y que comprende:

- una cámara de compresión (22) provista de una entrada (18) y una salida (19) unida por una horquilla (17) a la cámara de fuerza (5)

- una cámara de fuerza (5) por donde se desplaza el conjunto constituido por el núcleo ferromagnético (9) y el pistón (10) unida por clipeado o roscado al marco magnético (2, 3, 4)

- un núcleo de material ferromagnético (9) que se prolonga en un pistón macizo (10) de material adaptado a las características del líquido a bombear, y de preferencia de plástico, que se introduce dentro de la cámara de compresión (22)

- un conjunto de sellos (12, 13, 14) que aseguran la estanqueidad de la cámara de compresión (22) durante el movimiento alternativo del pistón (10)

- un sistema magnético compuesto por un marco metálico (2) con forma de "U" completado en su parte posterior por una placa metálica (3) que contiene la bobina (1) y los bujes (7, 7a) al cerrarse el conjunto con la fijación de la cámara de fuerza (5) alrededor del perno trasero (4)

caracterizada porque: el perno trasero (4) de material ferromagnético está protegido superficialmente (8) contra la oxidación, es parte estructural del marco metálico (2, 3) y tiene una serie de agujeros (6) internos que comunican el interior de la cámara de fuerza (5) con el exterior para permitir la circulación del volumen de aire desplazado por el movimiento alternativo del núcleo magnético (9).

2. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos según la reivindicación 1; caracterizada porque: la cámara de fuerza (5) por donde se desplaza el núcleo ferromagnético (9), que se acopla en su parte trasera con el perno (4) tiene una serie de agujeros (11) en su extremo colindante con la cámara de compresión (22) que comunican el interior de la cámara de fuerza (5) con el exterior para permitir la circulación del volumen de aire desplazado por el movimiento alternativo del núcleo ferromagnético (9).

3. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: el desplazamiento del pistón (10) está definido para que el mismo empuje la válvula (20) al llegar al límite superior de su carrera forzando de esta manera la apertura de dicha válvula.

4. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: el núcleo ferromagnético (9) está protegido superficialmente contra la oxidación (24) y tiene una cavidad (25) para reducir la masa en movimiento y permitir la entrada del perno (4) en su final de carrera inferior.

5. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: el pistón (10) es macizo, de preferencia de plástico, y se mantiene flotante con respecto al núcleo ferromagnético (9) por una operación de prensado contra la arandela (23) de goma.

6. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: el sistema de sellado está compuesto por el o-ring (12) con interferencia suficiente para asegurar la estanqueidad contra el pistón (10) durante su movimiento alternativo de bombeo; un aro (14) que separa el segundo o-ring (13), éste con interferencia suficiente para asegurar la permanencia del lubricante en la cámara de lubricación (15) así constituida; la arandela (16) contiene el conjunto.

7. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: la entrada (18) de líquido dentro de la cámara de compresión (22) no tiene ninguna válvula.

8. Bomba vibratoria; aplicable en el desplazamiento de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; caracterizada porque: el sistema magnético utiliza solamente el buje metálico superior (7) y el perno (4) para generar el movimiento en el núcleo ferromagnético (9).

 

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