BRPI0906780B1 - IMPELLER FOR A PUMP - Google Patents
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Abstract
impulsor para uma bomba a invenção se refere a um impulsor (5) para uma bomba, em particular para uma bomba de água de resfriamento de um motor de combustão interna, tendo um corpo de impulsor (5a) tendo um cubo (11), um disco de cobertura do lado de sucção (14) tendo uma abertura central (15) para succionar um meio de distribuição e tendo no mínimo uma lâmina (13), que é conectada em uma peça ao disco de cobertura do lado de sucção (14) e que tem uma seção interior (13a) na área da abertura central (15) e uma seção exterior (13b) na área do disco de cobertura do lado de sucção (14), a lâmina (13) sendo implementada conforme encurvada tridimensionalmente na seção interior (13a) e essencialmente bidimensionalmente na seção exterior (13b). o impulsor (5) tendo um disco de cobertura do lado de pressão (24), que é implementado como uma parte separada e é conectado de maneira fixa em rotação ao corpo de impulsor (5a). para alcançar ambas, facilidade de fabricação e também alto rendimento, é provido que o disco de cobertura do lado de pressão (24) tem no mínimo um recesso como entalhe (26), conformado de acordo com a superfície traseira (22) e o perfil da lâmina (13), para a lâmina (13) para uma conexão ajustada em forma com ela, no lado (24a) voltado para a lâmina (13), o impulsor (5) sendo produzido em um método de moldagem e cada lâmina (13) sendo livre de superposições e recortes.impeller for a pump the invention relates to an impeller (5) for a pump, in particular for an internal combustion engine cooling water pump, having an impeller body (5a) having a hub (11), a suction side cover disc (14) having a central opening (15) for suctioning a distribution means and having at least one blade (13), which is connected in one piece to the suction side cover disc (14) and which has an inner section (13a) in the area of the central opening (15) and an outer section (13b) in the area of the cover disk on the suction side (14), the blade (13) being implemented as curved three-dimensionally in the section interior (13a) and essentially two-dimensionally in the outer section (13b). the impeller (5) having a pressure side cover disk (24), which is implemented as a separate part and is fixedly connected in rotation to the impeller body (5a). to achieve both ease of manufacture and also high performance, it is provided that the pressure disc cover plate (24) has at least one recess as a notch (26), shaped according to the rear surface (22) and the profile from the blade (13), to the blade (13) for a fitting fit in shape with it, on the side (24a) facing the blade (13), the impeller (5) being produced in a molding method and each blade ( 13) being free of overlaps and cuts.
Description
“IMPULSOR PARA UMA BOMBA” [0001] A invenção é relativa a um impulsor para uma bomba, em particular para uma bomba de água de resfriamento de um motor de combustão interna, que tem um corpo de impulsor que tem um cubo, um disco de cobertura do lado de sucção que tem uma abertura central para succionar um meio de distribuição e que tem, no mínimo, uma lâmina que é conectada de maneira integrada ao disco de cobertura do lado de sucção e que tem uma seção interior na área da abertura central e uma seção exterior na área do disco de cobertura do lado de sucção, a lâmina sendo encurvada de maneira tridimensional na seção interior e sendo implementada essencialmente em duas dimensões na seção exterior, o impulsor tendo um disco de cobertura do lado de pressão que é implementado como uma parte separada, e é conectado de maneira fixa em rotação ao corpo do impulsor.“PUMP FOR A PUMP” [0001] The invention relates to an impeller for a pump, in particular for an internal combustion engine cooling water pump, which has an impeller body that has a hub, a suction side cover that has a central opening for suctioning a distribution medium and that has at least one blade that is connected in an integrated manner to the suction side cover disc and that has an inner section in the area of the central opening and an outer section in the area of the suction side cover disk, the blade being curved in a three-dimensional manner in the inner section and being implemented essentially in two dimensions in the outer section, the impeller having a pressure side cover disk that is implemented as a separate part, and is fixedly connected in rotation to the impeller body.
[0002] Os impulsores de bombas radiais, quando são utilizados, por exemplo, como bombas de água de resfriamento de veículos motorizados, são predominantemente implementados como os assim chamados impulsores bidimensionais fechados. Isto significa que lâminas são encerradas entre dois discos de cobertura, pelo que, canais de escoamento fechados são formados dentro do impulsor. Tais impulsores fechados permitem alcançar bons rendimentos de bomba. Contudo, é desvantajoso que a produção de tais impulsores seja complexa. Tal produção pode ser realizada em duas partes, por exemplo, em que um disco de cobertura que tem lâminas moldadas sobre ele, em um lado e o outro disco de cobertura do outro lado, são produzidos separadamente um do outro e conectados para formar o impulsor final. Tal solução está divulgada, por exemplo, na US 2.710.580 A. Contudo, também é possível produzir tal impulsor integralmente em um método de moldagem, um molde de fundição complexo, de diversas partes, sendo requerido neste caso, contudo, o qual é equipado com uma pluralidade de deslizadores, que formam os canais de escoamento. Contudo, as lâminas, que são apenas[0002] Radial pump impellers, when used, for example, as motor vehicle cooling water pumps, are predominantly implemented as so-called closed two-dimensional impellers. This means that blades are enclosed between two cover discs, so that closed flow channels are formed inside the impeller. Such closed impellers allow good pump performance to be achieved. However, it is disadvantageous that the production of such impellers is complex. Such production can be carried out in two parts, for example, in which a cover disk that has blades molded on it, on one side and the other cover disk on the other side, are produced separately from each other and connected to form the impeller Final. Such a solution is disclosed, for example, in US 2,710,580 A. However, it is also possible to produce such an impeller integrally in a molding method, a complex, multi-part casting mold, being required in this case, however, which is equipped with a plurality of sliders, which form the flow channels. However, blades, which are only
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 10/51 / 12 encurvadas bidimensionalmente, somente permitem um rendimento limitado. [0003] Para ser capaz de implementar a produção de tal impulsor de maneira simples e efetiva em custo, é desejável projetar um impulsor que possa ser produzido utilizando um molde de fundição simples de duas partes. A DE 40 40 200 A divulga tal solução, na qual o impulsor tem um disco de cobertura do lado de pressão e um disco de cobertura do lado de sucção, entre os quais as lâminas são situadas, o disco de cobertura do lado de sucção tendo uma abertura central. As lâminas são situadas entre os discos de cobertura, o disco de cobertura do lado de sucção tendo uma abertura central cujo diâmetro interno é maior do que o diâmetro externo do disco de cobertura do lado de pressão. Se as lâminas são implementadas sem recortes, tal impulsor pode ser produzido em um molde de duas partes, uma vez que a desmontagem é facilmente possível. Contudo, tal impulsor tem a desvantagem que o rendimento é relativamente modesto, devido às condições geométricas requeridas e é substancialmente menor do que no caso de impulsores bidimensionais fechados.Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 10/51 / 12 bidimensionally curved, only allow a limited performance. [0003] To be able to implement the production of such an impeller in a simple and cost-effective manner, it is desirable to design an impeller that can be produced using a simple two-part casting mold. DE 40 40 200 A discloses such a solution, in which the impeller has a cover disc on the pressure side and a cover disc on the suction side, between which the blades are located, the cover disc on the suction side having a central opening. The blades are located between the cover discs, the cover disc on the suction side having a central opening whose internal diameter is larger than the outside diameter of the cover disc on the pressure side. If the blades are implemented without cutouts, such an impeller can be produced in a two-part mold, since disassembly is easily possible. However, such an impeller has the disadvantage that the performance is relatively modest, due to the required geometric conditions and is substantially less than in the case of closed two-dimensional impellers.
[0004] Além disto, ser capaz de melhorar o rendimento da bomba de bombas radiais ou bombas axiais através da utilização de lâminas encurvadas tridimensionalmente, é conhecido. Tal solução está descrita, por exemplo, na DE 100 50 108 A. Contudo, a produção de tais impulsores é extraordinariamente difícil e é inadequada para utilização em produção em massa por razões de custo e tecnologia de processamento. A DE 1097 42 023 A divulga um impulsor montado a partir de diversos segmentos caso em que as partes individuais são facilmente produzíveis, porém é globalmente complexo e que é correspondentemente caro. Outro impulsor que tem lâminas encurvadas tridimensionalmente como um todo, está descrito na JP 59165895 A. Aqui a produção é também correspondentemente cara.[0004] Furthermore, being able to improve the pump performance of radial pumps or axial pumps through the use of three-dimensionally curved blades is known. Such a solution is described, for example, in DE 100 50 108 A. However, the production of such impellers is extraordinarily difficult and is unsuitable for use in mass production for reasons of cost and processing technology. DE 1097 42 023 A discloses an impeller assembled from several segments in which case the individual parts are easily produced, but are globally complex and correspondingly expensive. Another impeller that has three-dimensionally curved blades as a whole is described in JP 59165895 A. Production is also correspondingly expensive here.
[0005] A DE 197 42 023 A divulga um impulsor para uma bomba que tem lâminas encurvadas de maneira espacial, que é montada a partir de[0005] DE 197 42 023 A discloses an impeller for a pump that has spatially curved blades, which is assembled from
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 11/51 / 12 diversos segmentos radiais para produção simplificada. Em adição a isto, um disco de cobertura é colocado em cima, de modo que resulta um impulsor fechado. As descrições acima consequentemente se aplicam.Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 11/51 / 12 several radial segments for simplified production. In addition to this, a cover disk is placed on top, so that a closed impeller results. The above descriptions consequently apply.
[0006] Um impulsor para uma bomba está descrito na EP 1 552 161 B1, que tem um disco de cobertura do lado de sucção que tem uma abertura central para succionar um meio de distribuição e, no mínimo, uma lâmina que é conectada de maneira integrada ao disco de cobertura do lado de sucção. As lâminas são encurvadas tridimensionalmente na seção interior na área de uma abertura central do disco de cobertura do lado de sucção, e são encurvadas bidimensionalmente na seção exterior na área do disco de cobertura do lado de sucção. O impulsor pode assim ser produzido facilmente, e um rendimento mais elevado pode ser alcançado para um impulsor aberto. Uma vez que o impulsor é implementado como aberto do lado de pressão, perdas decisivas podem ocorrer devido a redemoinhos, em particular se um espaço morto anelar é formado na carcaça da bomba entre o eixo do impulsor e a carcaça do lado de pressão.[0006] An impeller for a pump is described in EP 1 552 161 B1, which has a cover disc on the suction side which has a central opening for suctioning a distribution medium and at least one blade that is connected in a manner integrated with the cover disc on the suction side. The blades are curved three-dimensionally in the inner section in the area of a central opening of the cover disk on the suction side, and are bidimensionally curved in the outer section in the area of the cover disk on the suction side. The impeller can thus be produced easily, and a higher yield can be achieved for an open impeller. Since the impeller is implemented as open on the pressure side, decisive losses can occur due to eddies, in particular if an annular dead space is formed in the pump housing between the impeller shaft and the pressure side housing.
[0007] Um impulsor para máquinas de fluxo que é montado a partir de diversas partes individuais é conhecido da DE 38 39 190 C1, cujas lâminas são fixadas diretamente na área frontal de um cubo do impulsor com a ajuda de um elemento anel, ou partes elementos anel, ligadas às lâminas individuais. O impulsor tem um disco de cobertura do lado de sucção e um disco de cobertura do lado de pressão.[0007] An impeller for flow machines that is assembled from several individual parts is known from DE 38 39 190 C1, whose blades are fixed directly to the front area of an impeller hub with the help of a ring element, or parts ring elements, connected to the individual blades. The impeller has a cover disc on the suction side and a cover disc on the pressure side.
[0008] A WO 89/02538 A1 descreve um impulsor de bomba de circulação que é montado a partir de diversas partes de placa metálica. Para conseguir uma construção rígida, as lâminas que transmitem energia são exclusivamente fixadas ao disco de cobertura de transmissão de força. A área de entrada do impulsor forma uma abertura de sucção que é implementada como uma parte individual, se superpõe ao início das lâminas e é fixada sobre ela. Um disco de cobertura sem lâmina que cobre os canais de lâmina é fixado[0008] WO 89/02538 A1 describes a circulation pump impeller that is assembled from several parts of metal plate. To achieve a rigid construction, the blades that transmit energy are exclusively attached to the force transmission cover disk. The impeller inlet area forms a suction opening that is implemented as an individual part, overlaps with the beginning of the blades and is fixed on it. A blade-less cover disk covering the blade channels is attached
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 12/51 / 12 entre a saída do impulsor e o diâmetro máximo da abertura de sucção nas lâminas.Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 12/51 / 12 between the impeller outlet and the maximum diameter of the suction opening in the blades.
[0009] Um impulsor de bomba de circulação de diversas partes é conhecido da EP 0 284 246 A1, o qual tem lâminas de impulsor que tem um disco de cobertura do lado de pressão e um disco de cobertura do lado de sucção, o disco de cobertura do lado de sucção sendo implementado como uma parte individual e sendo conectado ao impulsor.[0009] A multi-part circulation pump impeller is known from EP 0 284 246 A1, which has impeller blades that have a pressure disc cover disc and a suction disc cover disc, the suction side cover being implemented as an individual part and being connected to the impeller.
[00010] A US 2007/0147999 A descreve um impulsor para uma bomba que tem um corpo principal de impulsor que é fresado a partir de metal sólido, que tem lâminas de impulsor que tem uma cobertura de lado de pressão de duas partes que compreendem uma cobertura de cubo anelar e uma parte cubo. A cobertura é conectada de maneira fixa ao corpo principal do impulsor. Liberdade de superposições e de recortes não é requerida devido ao método de produção de usinagem, e não é fornecida. Uma vez que as lâminas do impulsor se superpõem à área de abertura de sucção, uma fresadora de 5 eixos é requerida para a produção, pelo que, resultam custos de produção relativamente elevados para o impulsor. Assim, produção em massa efetiva em custo não é possível.[00010] US 2007/0147999 A describes an impeller for a pump that has an impeller main body that is milled from solid metal, that has impeller blades that have a two-part pressure side cover that comprises a annular cube cover and a cube part. The cover is fixedly connected to the main impeller body. Freedom from overlapping and clipping is not required due to the machining production method, and is not provided. Since the impeller blades overlap the suction opening area, a 5-axis milling machine is required for production, which results in relatively high production costs for the impeller. Thus, cost-effective mass production is not possible.
[00011] A EP 1 533 104 A divulga um método para a produção de um impulsor para uma bomba de circulação, uma primeira parte, que compreende um disco de cobertura do lado de pressão que tem parte de conexão do acionador, sobre o qual lâminas estão situadas em seu lado voltado para longe da parte de conexão, é produzida como uma parte individual a partir de plástico, em um método de moldagem por injeção. Em seguida, uma segunda parte feita de plástico, que representa um disco de cobertura do lado de sucção e é dotado de ranhuras em seu lado interior, que são implementadas como complementares às arestas das lâminas voltadas para longe do disco de cobertura do lado de pressão, é colocada sobre a primeira parte. Cada uma das arestas das lâminas voltadas para longe do disco de cobertura do lado de[00011] EP 1 533 104 A discloses a method for the production of an impeller for a circulation pump, a first part, which comprises a cover disk on the pressure side which has the connection part of the actuator, on which blades are located on its side facing away from the connection part, it is produced as an individual part from plastic, in an injection molding method. Then, a second part made of plastic, which represents a cover disk on the suction side and is provided with grooves on its inner side, which are implemented as complementary to the edges of the blades facing away from the cover disk on the pressure side. , is placed over the first part. Each edge of the blades facing away from the cover disk on the side of
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 13/51 / 12 pressão engata em uma ranhura implementada complementar do disco de cobertura do lado de sucção, pelo que, a primeira parte é conectada à segunda parte. As duas partes são conectadas uma à outra por colagem e/ou soldagem ultrassônica ou a laser. É desvantajoso que devido à superposição das lâminas do impulsor um molde complexo que tem dobramento e deslizadores rosqueados seja requerido, o número das cavidades sendo restringido a dois. Isto provoca um preço de parte relativamente elevado. Devido ao requisito que as lâminas engatem nas ranhuras do disco de cobertura do lado de sucção, elas devem ser implementadas como complementares às lâminas, porém devem ser capazes de serem desmoldadas simultaneamente. Ajustes de componentes e chanfros de desmontagem devem ser mantidos, pelo que, espaços e arestas surgem no canal de entrada, o que é particularmente sensível em tecnologia de fluxo. Isto provoca rendimento relativamente baixo e também piora o comportamento de captação devido a redemoinhos na área crítica de escoamento de entrada do impulsor. Devido à abertura de sucção aberta, a área de conexão positiva entre ranhuras e lâminas é muito pequena em comparação com a extensão radial das lâminas, a espessura de parede e assim a profundidade de ranhura também sendo limitada por razões de tecnologia de fundição. Isto também provoca restrições significativas no projeto do disco de cobertura do lado de sucção e na manutenção do ângulo de entrada do impulsor calculado para o escoamento específico da distribuição projetada.Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 13/51 / 12 pressure engages in an implemented complementary groove of the cover disc on the suction side, so the first part is connected to the second part. The two parts are connected to each other by gluing and / or ultrasonic or laser welding. It is disadvantageous that due to the superposition of the impeller blades a complex mold that has folding and threaded slides is required, the number of cavities being restricted to two. This causes a relatively high share price. Due to the requirement that the blades engage in the grooves of the cover disk on the suction side, they must be implemented as complementary to the blades, however they must be able to be demolded simultaneously. Adjustments of components and disassembly chamfers must be maintained, so that spaces and edges appear in the inlet channel, which is particularly sensitive in flow technology. This causes relatively low throughput and also worsens the pickup behavior due to eddies in the critical impeller inlet area. Due to the open suction opening, the positive connection area between grooves and blades is very small in comparison to the radial length of the blades, the wall thickness and thus the groove depth is also limited for reasons of casting technology. This also causes significant restrictions in the design of the suction side cover disk and in the maintenance of the impeller entry angle calculated for the specific flow of the projected distribution.
[00012] A publicação US 4.720.242 A divulga um impulsor para uma bomba de circulação que é produzida em um processo de trabalho de placa metálica. O corpo principal do impulsor é formado por um disco de cobertura do lado de pressão e lâminas de impulsor, o disco de cobertura do lado de pressão e as lâminas do impulsor não sendo integradas. Uma área parcial das lâminas do impulsor encurvadas de maneira bidimensional é feita móvel.[00012] US publication 4,720,242 A discloses an impeller for a circulation pump that is produced in a metal plate working process. The main impeller body is formed by a pressure disc cover plate and impeller blades, the pressure side cover disc and the impeller blades are not integrated. A partial area of the two-dimensional curved impeller blades is made mobile.
[00013] Um impulsor para uma bomba radial é conhecido da EP 0 241[00013] An impeller for a radial pump is known from EP 0 241
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 14/51 / 12Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 14/51 / 12
659 A, o qual é formado de um material polimérico, que pode ser fundido ou injetado, e dois discos que são situados espaçados separados um do outro e são orientados essencialmente de maneira radial, e que são conectados um ao outro por meio de lâminas encurvadas bidimensionalmente. O disco de cobertura do lado de pressão é implementado em duas partes, uma parte sendo formada por um corpo principal de impulsor, que forma uma parte cubo, e a segunda parte sendo formada por um anel de fechamento. A conexão das duas partes é realizada por meio de ligação de material ou uma conexão positiva. [00014] Além disto, um impulsor de bomba é divulgado pela US 3.107.627 A, o qual é fabricado por um processo de produção de trabalho de placa metálica. As lâminas do impulsor, que são implementadas como partes individuais, são conectadas a uma placa de lado de pressão e uma placa de lado de sucção, por meio de soldagem.659 A, which is formed of a polymeric material, which can be fused or injected, and two discs that are spaced apart from one another and are essentially radially oriented, and that are connected to each other by means of curved blades bidimensionally. The cover disk on the pressure side is implemented in two parts, one part being formed by a main impeller body, which forms a hub part, and the second part being formed by a closing ring. The connection of the two parts is carried out by means of a material connection or a positive connection. [00014] In addition, a pump impeller is disclosed by US 3,107,627 A, which is manufactured by a metal plate work production process. The impeller blades, which are implemented as individual parts, are connected to a pressure side plate and a suction side plate, by means of welding.
[00015] O objetivo da invenção é evitar estas desvantagens e, com capacidade de produção simples do impulsor alcançar um melhoramento do rendimento em comparação a modalidades de impulsor conhecidas.[00015] The objective of the invention is to avoid these disadvantages and, with simple impeller production capacity, to achieve an improvement in efficiency compared to known impeller modalities.
[00016] Isto é alcançado de acordo com a invenção em que o impulsor tem o disco de cobertura do lado de pressão que tem, no mínimo, uma depressão ranhurada que é conformada de maneira correspondente à face frontal e ao perfil da lâmina para a lâmina para conexão positiva a ela do lado voltado no sentido da lâmina, o impulsor sendo produzido em um método de moldagem, e cada lâmina sendo livre de superposições e recortes. O impulsor pode assim ser produzido tendo lâminas de impulsor conformadas bidimensionais e tridimensionais para rendimento ótimo em uma maneira simples, perdas de escoamento como resultado de redemoinhos sendo impedidos pela cobertura do lado de pressão do impulsor. O impulsor de acordo com a invenção unifica assim as vantagens de impulsores semiabertos que têm lâminas encurvadas tridimensionalmente com impulsores fechados. Através da construção semiaberta do impulsor, estruturas de lâmina de[00016] This is achieved according to the invention in which the impeller has the cover disc on the pressure side which has at least one grooved depression which is shaped correspondingly to the front face and the blade profile for the blade for positive connection to it on the side facing the blade, the impeller being produced in a molding method, and each blade being free of overlaps and cutouts. The impeller can thus be produced by having two-dimensional and three-dimensional shaped impeller blades for optimum yield in a simple manner, flow losses as a result of swirls being prevented by covering the pressure side of the impeller. The impeller according to the invention thus unifies the advantages of semi-open impellers that have three-dimensionally curved blades with closed impellers. Through the semi-open construction of the impeller, blade structures of
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 15/51 / 12 impulsor encurvadas tridimensionalmente podem também ser facilmente produzidas em produção em massa. O impulsor é então conectado fixado em rotação ao disco de cobertura do lado de pressão, de modo que canais de escoamento fechados, encurvados espacialmente, surgem no impulsor.Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 15/51 / 12 three-dimensionally curved impeller can also be easily produced in mass production. The impeller is then connected in rotation to the cover disc on the pressure side, so that closed, spatially curved flow channels appear in the impeller.
[00017] Uma conexão presa em rotação entre as duas partes do impulsor é tornada possível utilizando dispositivo simples por meio das depressões.[00017] A connection fixed in rotation between the two parts of the impeller is made possible using simple device through the depressions.
[00018] Se as lâminas são livres de superposições e recortes na seção interior, isto é, se a aresta traseira de uma lâmina está na frente da aresta frontal da lâmina mais próxima em vista axial, o impulsor pode ser produzido em um molde de duas partes, e pode ser desmontado por simples movimento de translação das duas metades de molde.[00018] If the blades are free of overlaps and cutouts in the inner section, that is, if the rear edge of a blade is in front of the front edge of the closest blade in axial view, the impeller can be produced in a mold of two parts, and can be dismantled by simply translating the two mold halves.
[00019] Desta maneira, o impulsor pode ser produzido em uma maneira simples, por exemplo, em um método de moldagem em matriz, ou também em um método de moldagem por injeção de plástico. Contudo, também é possível utilizar métodos de fundição de aço ou fundição de ferro.[00019] In this way, the impeller can be produced in a simple way, for example, in a matrix molding method, or also in a plastic injection molding method. However, it is also possible to use steel casting or iron casting methods.
[00020] No caso de bombas nas quais um espaço morto anelar é formado entre eixo do impulsor e a carcaça de bomba do lado de pressão do impulsor, é vantajoso que o diâmetro do disco de cobertura do lado de pressão no mínimo corresponda ao diâmetro de um espaço anelar adjacente que é formado entre o eixo do impulsor e a carcaça. Se o espaço anelar é delimitado lateralmente por uma vedação de eixo, pode ser proporcionado que o diâmetro do disco de cobertura do lado de pressão essencialmente corresponda ao diâmetro de uma vedação de eixo que delimita o espaço anelar.[00020] In the case of pumps in which an annular dead space is formed between the impeller shaft and the pump housing on the pressure side of the impeller, it is advantageous that the diameter of the cover disk on the pressure side corresponds at least to the diameter of an adjacent annular space that is formed between the shaft of the impeller and the housing. If the annular space is delimited laterally by an axis seal, it can be provided that the diameter of the cover disc on the pressure side essentially corresponds to the diameter of an axis seal that delimits the annular space.
[00021] Uma modalidade da invenção que tem produção particularmente simples, proporciona que o disco de cobertura do lado de pressão é implementado como plano.[00021] A modality of the invention that has a particularly simple production, provides that the cover disk on the pressure side is implemented as flat.
[00022] Em contraste, um rendimento particularmente elevado pode ser alcançado se o disco de cobertura do lado de pressão é implementado[00022] In contrast, a particularly high performance can be achieved if the pressure disc cover disc is implemented
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 16/51 / 12 como encurvado de maneira côncava sobre o lado voltado no sentido das lâminas. Para manter o peso e custos de produção do impulsor tão baixo quanto possível, espessura de parede do disco de cobertura do lado de pressão corresponde aproximadamente à espessura de parede do disco de cobertura do lado de sucção.Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 16/51 / 12 as curved in a concave manner on the side facing the blades. To keep the weight and production costs of the impeller as low as possible, the wall thickness of the cover disc on the pressure side corresponds approximately to the wall thickness of the cover disc on the suction side.
[00023] Perdas de pressão do lado de saída podem ser mantidas tão pequenas quanto possível se o diâmetro do disco de cobertura do lado de pressão corresponde essencialmente ao diâmetro do disco de cobertura do lado de sucção. É particularmente vantajoso que a superfície de escoamento do disco de cobertura do lado de pressão seja implementada operando com a superfície lateral da espiral de pressão do lado de saída.[00023] Pressure losses on the outlet side can be kept as small as possible if the diameter of the cover disc on the pressure side essentially corresponds to the diameter of the cover disc on the suction side. It is particularly advantageous that the flow surface of the cover disk on the pressure side is implemented by operating with the side surface of the pressure spiral on the outlet side.
[00024] É particularmente favorável para aumentar o rendimento que uma projeção axial seja fornecida no disco de cobertura na área da abertura que se salienta na direção do lado de sucção. Desta maneira é possível implementar a área de admissão que é particularmente crítica para tecnologia de fluxo de maneira otimizada.[00024] It is particularly favorable to increase the performance that an axial projection is provided on the cover disk in the area of the opening that protrudes towards the suction side. In this way it is possible to implement the intake area which is particularly critical for flow technology in an optimized way.
[00025] A invenção é explicada em maior detalhe daqui em diante com base nas figuras. Nas figuras:[00025] The invention is explained in greater detail hereinafter based on the figures. In the figures:
A figura 1 mostra uma bomba que tem um impulsor de acordo com a invenção em uma seção longitudinal, em uma primeira variante de modalidade;Figure 1 shows a pump that has an impeller according to the invention in a longitudinal section, in a first modality variant;
A figura 2 mostra uma bomba que tem um impulsor de acordo com a invenção em uma seção longitudinal, em uma segunda variante de modalidade;Figure 2 shows a pump that has an impeller according to the invention in a longitudinal section, in a second variant of modality;
A figura 3 mostra o impulsor da figura 2 em uma vista diagonal do lado de sucção;Figure 3 shows the impeller of figure 2 in a diagonal view of the suction side;
A figura 4 mostra o impulsor em uma vista diagonal do lado de pressão;Figure 4 shows the impeller in a diagonal view of the pressure side;
A figura 5 mostra uma bomba que tem um impulsor de acordoFigure 5 shows a pump that has an impeller according to
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 17/51 / 12 com a invenção em uma seção longitudinal, em uma terceira variante de modalidade;Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 17/51 / 12 with the invention in a longitudinal section, in a third modality variant;
A figura 6 mostra o impulsor em uma vista diagonal do lado de sucção;Figure 6 shows the impeller in a diagonal view of the suction side;
A figura 7 mostra o impulsor em uma vista diagonal do lado de pressão;Figure 7 shows the impeller in a diagonal view of the pressure side;
A figura 8 mostra uma bomba que tem um impulsor de acordo com a invenção em uma seção longitudinal, em uma quarta variante de modalidade;Figure 8 shows a pump that has an impeller according to the invention in a longitudinal section, in a fourth variant of modality;
A figura 9 mostra o impulsor da figura 8 em uma vista diagonal do lado de sucção;Figure 9 shows the impeller of figure 8 in a diagonal view of the suction side;
A figura 10 mostra uma bomba que tem um impulsor de acordo com a invenção em uma seção longitudinal, em uma quinta variante de modalidade;Figure 10 shows a pump that has an impeller according to the invention in a longitudinal section, in a fifth variant of modality;
A figura 11 mostra o impulsor da figura 10 em uma vista diagonal do lado de pressão; eFigure 11 shows the impeller of figure 10 in a diagonal view of the pressure side; and
A figura 12 mostra o impulsor em uma vista explodida.Figure 12 shows the impeller in an exploded view.
[00026] As bombas radiais mostradas nas figuras compreendem, cada uma, uma carcaça 1 (somente mostrada parcialmente) que tem uma parte mancal 2 e uma parede exterior de carcaça 23. Um eixo de bomba 4 sobre uma extremidade do qual o impulsor 5 é fixado, é montado utilizando um mancal 3 (somente mostrado de maneira esquemática). Uma cobertura de bomba 7 que encerra a câmara de sucção 8 da bomba é fixada na carcaça 23. A câmara de pressão 9 da bomba é situada na direção radial fora do impulsor[00026] The radial pumps shown in the figures each comprise a housing 1 (only partially shown) which has a bearing part 2 and an outer housing wall 23. A pump shaft 4 on one end of which impeller 5 is fixed, it is assembled using a bearing 3 (only shown schematically). A pump cover 7 enclosing the suction chamber 8 of the pump is attached to the housing 23. The pressure chamber 9 of the pump is located in the radial direction outside the impeller
5. Uma vedação de eixo 10, que é implementada como uma vedação de face axial, por exemplo, veda a câmara de sucção 8 e a câmara de pressão 9 em relação à parte mancal 2.5. A shaft seal 10, which is implemented as an axial face seal, for example, seals the suction chamber 8 and the pressure chamber 9 with respect to the bearing part 2.
[00027] O impulsor 5 tem um corpo de impulsor 5a que tem um cubo 11 que é conectado fixado em rotação ao eixo do impulsor 4. Lâminas 13, que[00027] The impeller 5 has an impeller body 5a that has a hub 11 that is connected in rotation to the impeller shaft 4. Blades 13, which
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 18/51 / 12 são implementadas para distribuir o meio de distribuição, se originam da circunferência exterior do cubo 11. As lâminas 13 são conectadas em uma peça a um disco de cobertura do lado de sucção 14 que tem uma abertura central 15, através da qual o meio de distribuição é succionado. O corpo de impulsor 5a que é implementado como semiaberto por si mesmo, é conectado fixado em rotação a um disco de cobertura do lado de pressão 24 sobre o lado diametralmente oposto. O disco de cobertura do lado de pressão 24 pode ser conectado ao corpo de impulsor 5a utilizando um ajuste prensado. A espessura de parede s1 do disco de cobertura do lado de pressão 24 corresponde aproximadamente à espessura de parede s2 do disco de cobertura do lado de sucção 14. A dimensão e a forma do disco de cobertura do lado de pressão 24 variam nas variantes de modalidade mostradas na figura 1 até a figura 11.Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 18/51 / 12 are implemented to distribute the distribution medium, originate from the outer circumference of the cube 11. The blades 13 are connected in one piece to a cover disc on the suction side 14 that has a central opening 15, through the which the distribution medium is suctioned. The impeller body 5a, which is implemented as semi-open in itself, is connected in rotation to a cover disk on the pressure side 24 on the diametrically opposite side. The cover disc on the pressure side 24 can be connected to the impeller body 5a using a pressed fit. The wall thickness s1 of the pressure plate on the pressure side 24 corresponds approximately to the wall thickness s2 of the pressure plate on the suction side 14. The size and shape of the pressure plate on the pressure side 24 varies in the different variants. shown in figure 1 through figure 11.
[00028] As lâminas 13 têm uma seção interior 13a na área da abertura 15 e uma seção exterior 13b na área do disco de cobertura do lado de sucção[00028] Blades 13 have an inner section 13a in the area of the opening 15 and an outer section 13b in the area of the cover disk on the suction side
14. O diâmetro d da abertura 15 corresponde aproximadamente à metade do diâmetro D do impulsor 5 na modalidade tomada como exemplo.14. The diameter d of the opening 15 corresponds approximately to half the diameter D of the impeller 5 in the example taken.
[00029] A seção interior 13a das lâminas 13 é encurvada em uma espiral, porém é livre de superposições ou recortes na direção axial, para assegurar uma capacidade de desmontagem simples. Na seção exterior 13b as lâminas 13, exceto por possíveis chanframentos de fundição, têm uma seção transversal retangular que é perpendicular ao disco de cobertura do lado de sucção 14, para também assegurar aqui uma capacidade de desmoldagem simples.[00029] The inner section 13a of the blades 13 is curved in a spiral, but is free of overlapping or cutouts in the axial direction, to ensure a simple disassembly capability. In the outer section 13b, the blades 13, except for possible casting chamfers, have a rectangular cross section that is perpendicular to the cover disk on the suction side 14, to also ensure a simple release capability here.
[00030] Uma superfície convexa 16 das lâminas 13 se estende suavemente a partir da seção interior 13a até a seção exterior 13b. Uma superfície côncava 17 é implementada diametralmente oposta à superfície convexa 16. Uma aresta 18, que é requerida por tecnologia de fundição, é implementada na superfície côncava 17 a partir da seção interior 13a até a[00030] A convex surface 16 of the blades 13 extends smoothly from the inner section 13a to the outer section 13b. A concave surface 17 is implemented diametrically opposite the convex surface 16. An edge 18, which is required by casting technology, is implemented on the concave surface 17 from the inner section 13a to the
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 19/51 / 12 seção exterior 13b. O disco de cobertura do lado de sucção 14 é arredondado na transição para a abertura 15 em 20, para alcançar deflexão ótima de fluxo. Uma projeção axial 21 na área da abertura 15 permite uma possível otimização de fluxo. Na seção exterior 13b as lâminas 13 têm uma face frontal 22 sobre o lado de pressão que, no mínimo parcialmente, formam o suporte para o disco de cobertura do lado de pressão 24. A face frontal 22 pode estar em um plano perpendicular ao eixo 5' do impulsor 5 (figura 1, e figura 5 até a figura 7) ou pode ser encurvado de maneira convexa no sentido do disco de cobertura do lado de pressão 24.Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 19/51 / 12 outer section 13b. The cover disk on the suction side 14 is rounded in the transition to the opening 15 in 20, to achieve optimum flow deflection. An axial projection 21 in the area of the opening 15 allows for possible flow optimization. In the outer section 13b the blades 13 have a front face 22 on the pressure side which, at least partially, form the support for the cover disc on the pressure side 24. The front face 22 can be in a plane perpendicular to the axis 5 'of the impeller 5 (figure 1, and figure 5 to figure 7) or can be curved convexly in the direction of the cover disk on the pressure side 24.
[00031] A figura 1 mostra uma modalidade na qual o diâmetro d1 do disco de cobertura do lado de pressão 24 corresponde essencialmente ao diâmetro da vedação de eixo 10, que está situada em um espaço anelar 25 coberto pelo eixo do impulsor 4 e carcaça 2. Redemoinhos espaço anelar 25 devido ao impulsor 5 são impedidos pelo disco de cobertura do lado de pressão 24.[00031] Figure 1 shows an embodiment in which the diameter d1 of the cover disk on the pressure side 24 corresponds essentially to the diameter of the shaft seal 10, which is located in an annular space 25 covered by the shaft of the impeller 4 and housing 2 Swirls annular space 25 due to impeller 5 are prevented by the cover disc on the pressure side 24.
[00032] A figura 2 mostra uma modalidade na qual o disco de cobertura do lado de pressão 24 é implementado como ligeiramente levantado e ligeiramente côncavo do lado 24a voltado no sentido das lâminas 13 para formar canais de fluxo. Isto permite que as perdas de fluxo sejam reduzidas.[00032] Figure 2 shows a modality in which the cover disc on the pressure side 24 is implemented as slightly raised and slightly concave on the side 24a facing towards the blades 13 to form flow channels. This allows flow losses to be reduced.
[00033] A figura 5 até a figura 11 mostram modalidades nas quais o diâmetro d1 do disco de cobertura do lado de pressão 24 é aproximadamente igual ao diâmetro d2 do disco de cobertura do lado de sucção 14. O disco de cobertura do lado de pressão 24 tem um diâmetro significativamente maior do que o espaço anelar 25. Perdas de fluxo como resultado de redemoinhos e separação do lado de pressão do impulsor 5 podem assim ser ainda mais reduzidas.[00033] Figures 5 to Figure 11 show modalities in which the diameter d1 of the pressure disc on the pressure side 24 is approximately equal to the diameter d2 of the pressure disc on the suction side 14. The pressure disc on the pressure side 24 has a significantly larger diameter than the annular space 25. Losses of flow as a result of eddies and separation of the pressure side of the impeller 5 can thus be further reduced.
[00034] Embora o disco de cobertura do lado de pressão 24 seja implementado como plano na figura 5, na figura 8 e figura 10, o disco de cobertura do lado de pressão 24 é também conformado de maneira côncava[00034] Although the pressure side cover disk 24 is implemented as a plane in figure 5, figure 8 and figure 10, the pressure side cover disk 24 is also concave shaped
Petição 870190074981, de 05/08/2019, pág. 20/51 / 12 que corresponde aos canais de fluxo do impulsor 5 no lado voltado no sentido do impulsor, para evitar separação de fluxo dentro do impulsor 5.Petition 870190074981, of 05/08/2019, p. 20/51 / 12 that corresponds to the flow channels of the impeller 5 on the side facing the impeller direction, to avoid flow separation within the impeller 5.
[00035] Como está óbvio da figura 10 e figura 12, o disco de cobertura do lado de pressão 24 tem depressões 26 conformadas correspondentes às faces frontais 22 das lâminas 13 sobre o lado 24a voltado no sentido das lâminas 13. Quando o impulsor 5 e o disco de cobertura do lado de pressão 24 estão montados, os lados frontais 22 das lâminas 13 vêm repousar nas depressões 26 do disco de cobertura do lado de pressão 24, pelo que, uma conexão positiva em rotação do impulsor 5 e do disco de cobertura do lado de pressão 24 é produzida, o impulsor 5 e o disco de cobertura do lado de pressão 24 sendo capazes de serem conectados um ao outro por uma conexão de ajuste prensado. Também é possível fixar o corpo de impulsor 5a e o disco de cobertura do lado de pressão 24 por meio de uma conexão travada em atrito e positiva, e fixar ambas as partes por meio de uma conexão de parafuso (não mostrado em maior detalhe) sobre o eixo de impulsor 4.[00035] As is obvious from figure 10 and figure 12, the pressure disc cover plate 24 has shaped depressions 26 corresponding to the front faces 22 of the blades 13 on the side 24a facing towards the blades 13. When the impeller 5 and the cover plate on the pressure side 24 is mounted, the front sides 22 of the blades 13 come to rest on the depressions 26 of the cover plate on the pressure side 24, so a positive rotating connection of the impeller 5 and the cover plate on the pressure side 24 is produced, the impeller 5 and the cover disk on the pressure side 24 being able to be connected to each other by a press fit connection. It is also possible to fix the impeller body 5a and the pressure plate on the pressure side 24 by means of a frictionally positive connection, and to fix both parts by means of a screw connection (not shown in more detail) on the impeller shaft 4.
[00036] Utilizando o impulsor 5 descrito de acordo com a invenção, bombas que têm rendimento extremamente elevado podem ser produzidas de maneira efetiva em custo, as quais excedem o rendimento de bombas que têm impulsores fechados e têm lâminas bidimensionais. O impulsor 5 é muito fácil de produzir em tecnologia de fundição, devido à sua capacidade de desmontagem simples. Em adição, tal impulsor 5 tem propriedades de captação notáveis.[00036] Using the impeller 5 described according to the invention, pumps that have extremely high efficiency can be produced in a cost-effective manner, which exceed the efficiency of pumps that have closed impellers and have two-dimensional blades. Impeller 5 is very easy to produce in casting technology, due to its simple disassembly capability. In addition, such impeller 5 has remarkable pickup properties.
[00037] Devido ao disco de cobertura do lado de pressão, o impulsor 5 de acordo com a invenção é preferivelmente adequado para reequipamento e equipamento de bombas que têm um espaço anelar relativamente grande 25, sem que a carcaça de bomba 2 tenha que ser substituída ou alterada.[00037] Due to the pressure side cover disk, the impeller 5 according to the invention is preferably suitable for retrofitting and equipment for pumps that have a relatively large annular space 25, without the pump housing 2 having to be replaced or changed.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06T | Formal requirements before examination [chapter 6.20 patent gazette] | ||
| B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 31/03/2020, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |
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| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: REFERENTE A 15A ANUIDADE. |
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| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |
Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2758 DE 14-11-2023 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |