BR112014008365B1

BR112014008365B1 - Bombas

Info

Publication number: BR112014008365B1
Application number: BR112014008365-7A
Authority: BR
Inventors: Richard Paul Hayes-Pankhurst; Jonathan Edward Ford
Original assignee: Quantex Patents Limited
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2022-01-25
Also published as: EP2764211A1; GB201117300D0; CA2851305A1; MX2014004199A; CN103958832B; WO2013050491A1; AU2012320540A1; MX350786B; US20140348684A1; US9581157B2; JP6134322B2; CA2851305C; BR112014008365A2; IL231966A; IN2014CN03448A; EP2764211B1; CN103958832A; IL231966A0; JP2014528542A

Abstract

BOMBAS. Uma bomba compreende uma carcaça (10) e um rotor (11) que gira na carcaça (10). A carcaça (10) tem uma entrada de fluido (14) e uma saída de fluido (15). O rotor (11) inclui duas superfícies moldadas (21, 22; 50a, 50b, 50c) radialmente para dentro da carcaça (10) e que formam com a superfície interior da carcaça câmaras respectivas (23, 24; 51a, 51b, 51c) para transportar fluido da entrada (14) para a saída (15) quando da rotação do rotor (11). Uma vedação (12, 56) é propiciada entre a saída (15) e a entrada para engatar nas superfícies moldadas (23, 24; 50a, 50b, 50c) para impedir a passagem de fluido da saída (15) para a entrada (14) à medida que cada superfície moldada (23, 24; 50a, 50b, 50c) se desloca da saída (15) para a entrada (14). O formato das superfícies (21, 22; 50a, 50b, 50c) propicia um volume otimizado para as câmaras (23, 24; 51a, 51b, 51c) e a vedação (12; 56) é impelida para contato com o rotor (11) por arranjos de mola (13, 39, 41, 59) que propiciam uma força uniforme ao longo da extensão axial das superfícies (21, 22).

Description

[001] A invenção refere-se a bombas.

[002] É sabido a partir de PCT/GB 2005/003300 e PCT/GB2010/000798 como formar uma bomba com uma carcaça e um rotor recebido de modo rotativo em uma superfície interior da carcaça. A carcaça tem uma entrada e uma saída e o rotor tem uma superfície que engata na carcaça que coopera e veda com a superfície interior da carcaça. O rotor tem ao menos uma superfície moldada radialmente para dentro da superfície que engata na carcaça e que forma com a superfície interior da carcaça uma câmara para transportar fluido da entrada para a saída quando da rotação do rotor. Uma vedação é propiciada entre a saída e a entrada para engatar na superfície moldada para impedir a passagem de fluido da saída para a entrada.

[003] Na bomba de PCT/GB2005/003300 e PCT/GB2010/000798 as superfícies têm um formato formado pela interseção com o rotor de um cilindro imaginário que tem um eixo geométrico normal ao eixo geométrico do rotor. Isto produz uma superfície que é curva de forma côncava em planos que incluem o eixo geométrico do rotor. Isto define a dimensão da câmara formada pela superfície com a carcaça.

[004] No estado da técnica, tal formato de superfície tem uma mudança abrupta em perfil onde a borda da superfície encontra a superfície interior da carcaça. Isto limita a velocidade máxima de rotação porque, devido à sua inerente flexibilidade, a vedação não pode seguir a mudança abrupta de um perfil, como é necessário para propiciar uma vedação contínua em altas rotações, e a vedação é submetida a maior desgaste por abrasão provocado pela borda viva que é inerente em uma mudança abrupta em perfil.

[005] De acordo com a invenção, é propiciada uma bomba que compreende uma carcaça e um rotor recebido de modo rotativo na carcaça, a carcaça incluindo uma entrada de fluido e uma saída de fluido, o rotor incluindo uma superfície que engata na carcaça que coopera com uma superfície interior da carcaça para formar uma vedação entre aquelas e também incluindo ao menos primeira e segunda superfícies moldadas radialmente para dentro da superfície que engata na carcaça e cada uma formando com a superfície interior da carcaça câmaras respectivas para transportar fluido da entrada para a saída quando da rotação do rotor, uma vedação sendo propiciada entre a saída e a entrada para engatar nas primeira e segunda superfícies moldadas para impedir a passagem de fluido da saída para a entrada quando cada superfície moldada se desloca da saída para a entrada, a superfície do rotor que engata na carcaça incluindo uma porção que se estende axial e circunferencialmente entre uma borda da primeira superfície moldada e uma borda da segunda superfície moldada e tendo em planos normais ao eixo geométrico do rotor uma maior curvatura que a curvatura da superfície interior da carcaça em planos correspondentes.

[006] Deste modo, o volume de cada câmara formada entre a superfície e a carcaça pode ser aumentado para permitir maior vazão em cada revolução do rotor.

[007] O que segue é uma descrição mais detalhada de algumas modalidades da invenção, como exemplo, sendo feita referência aos desenhos anexos, nos quais:

[008] a Figura 1 é uma seção transversal esquemática através de uma primeira forma de bomba mostrando um rotor montado em uma carcaça e incluindo duas superfícies moldadas, uma vedação e um tubo,

[009] a Figura 2 é uma seção transversal esquemática da bomba da Figura 1 mostrando diversas seções transversais ao longo do rotor,

[010] a Figura 3 é uma vista similar à Figura 1, mas mostrando o rotor girado a partir da sua posição na Figura 1,

[011] a Figura 4 é uma vista similar à Figura 1, mas mostrando o rotor girado a partir da sua posição na Figura 3,

[012] a Figura 5 é uma vista similar à Figura 1, mas mostrando o rotor girado a partir da sua posição na Figura 4,

[013] a Figura 6 é um perfil esquemático em uma direção circunferencial de uma segunda forma de uma superfície moldada da Figura 1 com o perfil mostrado transformado de uma curva em uma linha reta,

[014] as Figuras 7a e 7b são uma vista em perspectiva e uma elevação terminal, respectivamente, de uma forma alternativa do tubo da Figura 1,

[015] a Figura 8 é uma vista similar à Figura 1, mas mostrando uma forma adicional do tubo com uma projeção,

[016] a Figura 9 é uma vista em perspectiva de um conjunto de limpadores de polímero para substituição do tubo da Figura 1,

[017] a Figura 10 é uma vista esquemática da ação do limpador da Figura 9 sobre uma vedação de diafragma em uma primeira posição do rotor, sendo omitidas as outras partes para clareza,

[018] a Figura 11 é uma vista esquemática da ação do limpador da Figura 9 sobre uma vedação de diafragma em uma segunda posição do rotor, sendo omitidas as outras partes para clareza,

[019] a Figura 12 é uma vista esquemática de uma bomba do tipo mostrado na Figura 1 com o tubo substituído por um gel e mostrando o gel em uma primeira disposição,

[020] a Figura 13 é uma vista similar à Figura 12 e mostrando o gel em uma segunda disposição,

[021] a Figura 14 é uma seção axial esquemática de uma bomba do tipo mostrado na Figura 1 com uma mola substituindo o tubo em uma primeira posição do rotor, sendo omitidas as outras partes para clareza,

[022] a Figura 15 é uma vista esquemática da ação da mola da Figura 14 em uma segunda posição do rotor, sendo omitidas as outras partes para clareza,

[023] a Figura 16 é uma vista similar à Figura 1, mas mostrando uma bomba com uma carcaça tendo um forro resiliente,

[024] a Figura 17 é uma seção transversal esquemática de uma outra forma de bomba com uma carcaça com uma entrada e uma saída e um rotor que tem diferentes primeira e segunda porções de superfície de rotor que engata na carcaça, e

[025] a Figura 18 é uma seção transversal esquemática de outra forma de bomba com um rotor que tem três superfícies que engatam na carcaça.

[026] Com referência primeiro à Figura 1, a bomba é formada por uma carcaça 10 que contém um rotor 11 que engata em uma vedação 12 suportada por um elemento alongado oco resiliente na forma de um tubo 13.

[027] A carcaça 10 pode ser moldada a partir de um material plástico e é munida de uma entrada de fluido 14 e uma saída de fluido 15. Como visto na Figura 1, a entrada 14 e a saída 15 estão alinhadas axialmente (embora isto não seja essencial). O interior da carcaça 10 tem uma superfície interior 16 que define uma superfície de apoio que se estende longitudinalmente para o rotor 11. A superfície interior 16 é circular em seção transversal e pode jazer sobre uma superfície cilíndrica imaginária ou superfície frustocônica em uma direção longitudinal.

[028] A superfície interior 16 da carcaça 10 é munida de uma abertura que se estende axial e circunferencialmente entre a saída 15 e a entrada 14 que é preenchida pela vedação 12, a qual será descrita em maior detalhe abaixo. A carcaça 10 inclui uma câmara 17 que se estende para além da vedação 12 e é formada por uma parede circundante 18 que se estende em uma direção normal ao eixo geométrico da carcaça 10. Uma extremidade da parede 18 é fechada pela vedação 12 e a outra extremidade é fechada por uma tampa 19. A tampa 19 coopera com o tubo 13 em um modo descrito abaixo.

[029] A carcaça 10 é feita a partir de um material plástico adequado, de preferência por um processo de moldagem de um só tiro. A vedação 12 pode ser formada separadamente da carcaça 10 e em seguida fixada à carcaça 10 ou pode ser formada integralmente em uma peça com a carcaça 10 a partir do mesmo material que a carcaça 10 ou a partir de um material mais resiliente que a carcaça 10, por exemplo, sendo comoldado com a carcaça 10. A carcaça 10 pode ser formada de um material resiliente que coopere com o rotor 11 em um modo a ser descrito abaixo para formar uma vedação entre as partes.

[030] O rotor 11 tem uma superfície exterior 20 que engata na carcaça que é complementar à superfície interior 16 da carcaça 10. Nas primeira e segunda extremidades axialmente espaçadas do rotor 11, esta superfície 20 tem seção transversal circular e engata na superfície interior 16 da carcaça 10 ao redor de toda a circunferência 10 para formar uma vedação entre estas partes. Esta vedação pode ser melhorada se, como mencionado acima, a carcaça 10 for resiliente e for ligeiramente distendida pela superfície que engata na carcaça do rotor 11.

[031] Intermediário às extremidades do rotor 11, o rotor 11 é formado com primeira e segunda superfícies moldadas 21, 22 que são radialmente interiores à superfície que engata na carcaça 20 do rotor 11. Portanto, como visto na Figura 1, cada superfície 21, 22 forma, com a carcaça 10, câmaras 23, 24 para uso em uma operação de bombeamento a ser descrita abaixo.

[032] As primeira e segunda superfícies 21, 22 podem ter diversos formatos. Com referência em seguida à Figura 2, será observado que a primeira extremidade radial 25 do rotor 11 tem seção transversal circular em planos normais ao eixo geométrico do rotor como descrito acima (e a segunda extremidade (não mostrada na Figura 2) tem também seção transversal circular). No centro do rotor 11, em uma direção axial, a seção transversal do rotor 11 em planos normais ao eixo geométrico do rotor pode ser uma elipse 27. Neste caso, a seção transversal do rotor 11 em planos normais ao eixo geométrico do rotor mudará gradualmente desde a seção transversal circular nas primeira e segunda extremidades 25, 26 até a seção transversal elíptica 27 no centro. Portanto, a curvatura convexa de cada superfície 21, 22 em planos normais ao eixo geométrico do rotor é máxima nas primeira e segunda extremidades 25, 26 diminuindo até o seu mínimo no ponto intermediário às extremidades. Cada superfície 21, 22 é, portanto, continuamente curva em todas as direções sem bordas vivas e onde, em qualquer ponto sobre cada superfície moldada 21, 22 o ângulo entre uma linha imaginária normal às superfícies 21, 22 naquele ponto e uma linha imaginária ao longo de um raio do rotor 11 naquele ponto é, de preferência, não maior que 55o.

[033] Em qualquer ponto sobre cada superfície 21, 22, o raio de curvatura é preferivelmente não menor que 10% do raio do rotor 11. Isto é preferido em bombas de maiores velocidades.

[034] A seção transversal central do rotor 11 não necessita ser uma elipse como descrito acima. Cada superfície 21, 22 pode ter o formato de um arco de um circulo.

[035] Alternativamente, cada superfície 21, 22 pode ter porções planas que se estendem axial e circunferencialmente no ou ao redor do centro.

[036] Cada superfície 21, 22 é descrita por uma primeira e segunda bordas laterais 28, 29 que tangenciam as primeira e segunda extremidades axiais 25, 26 do rotor. A superfície que engata na carcaça 20 do rotor 11 estende-se entre estas bordas 28, 29 com primeira e segunda porções de superfície que engata na carcaça 20a, 20b e estas porções 20a, 20b contatarão e vedarão a superfície interior 16 da carcaça 10 nesta área para impedir vazamento entre as câmaras 23, 24. Estas porções 20a, 20b da superfície que engata na carcaça 20 do rotor 11 podem, em qualquer ponto, ter a mesma curvatura que a superfície interior 16 da carcaça 10 naquele ponto. Podem, contudo, ter uma curvatura que seja menor que a curvatura associada da superfície interior 16 da carcaça naquele ponto, tangenciando a superfície do círculo imaginário 49 mostrado em linha tracejada na Figura 2, com a finalidade de reduzir a área de contato e deste modo a fricção. A curvatura da superfície que engata na carcaça 20 do rotor 11 pode ser 10% da curvatura da carcaça. Intermediário às extremidades do rotor 11, a extensão circunferencial do contato entre a superfície que engata na carcaça 20 e a carcaça 10 pode ser tão pequena como 1 mm ou mesmo um fio de navalha em cada lado do rotor 11.

[037] O rotor 11 está conectado (ou é conectável) a um acionamento para girar o rotor 11 na carcaça 10 em um sentido horário em torno do eixo geométrico do rotor como visto na Figura 1. Uma vez que o rotor 11 descrito acima com referência aos desenhos é simétrico em relação a um plano que inclui o eixo geométrico do rotor, este bombeará com igual eficiência em qualquer sentido de rotação.

[038] A vedação 12 tem a forma de um diafragma formado por uma folha fina de um material flexível e a sua finalidade é vedar contra o rotor 11 quando o rotor 11 gira na carcaça 10. Como resultado do formato do rotor 11, é necessário que o diafragma seja forçado para contato com o rotor 11 e o tubo 13 satisfaz esta finalidade. O tubo 13 pode ser formado a partir de, por exemplo, silicone 60 Shore A e está localizado na câmara da carcaça 17 entre a tampa 19 e o diafragma 12. O tubo 13 tem o seu eixo geométrico paralelo ao eixo geométrico do rotor 11. O tubo 13 pode ser comprimido em todas as posições do rotor 11 de modo que aplique uma força ao diafragma 12 a todo o instante.

[039] Com referência adicionalmente às Figuras 3, 4 e 5, a bomba opera como segue.

[040] A entrada 14 está conectada a uma alimentação de fluido. A bomba é capaz de bombear uma ampla faixa de líquidos e gases incluindo líquidos viscosos e suspensões tais como tinta (incluída na definição de "fluidos"). A saída 15 está conectada a um destino para o fluido. O rotor 11 está conectado a um acionamento (não mostrado) que é preferivelmente um acionamento controlado tal como um acionamento controlado por computador que permita ajuste controlado da velocidade angular e posição do rotor.

[041] Começando pela posição central morta superior mostrada na Figura 1, o fluido entra em uma câmara 23 na entrada formada pela primeira superfície moldada 21 junto com a carcaça 10 e sai por uma câmara 24 na saída 15 formada pela segunda superfície moldada 22 e a carcaça 10. A vedação de diafragma 12 engata na superfície que engata na carcaça 20 do rotor 11 para impedir que fluido passe da saída 15 para a entrada 14 com a vedação de diafragma 12 sendo impelida contra o rotor 11 pelo tubo 13.

[042] Quando da rotação continuada do rotor 11 (vide Figura 3) a segunda câmara moldada 24 diminui em volume pela rotação da segunda superfície moldada 22 para forçar fluido da segunda câmara 24 através da saída 15 enquanto a rotação da primeira superfície moldada 21 aumenta o volume da primeira câmara 23 para aspirar fluido da entrada 14. A vedação de diafragma 12 permanece em contato com o rotor 11 sob a ação do tubo 13, com a vedação 12 fazendo contato não apenas com a superfície de engate na carcaça 20 do rotor mas também com a segunda superfície moldada 22.

[043] Rotação adicional do rotor 11 em direção à posição central morta inferior (vide Figura 4) resulta na primeira superfície moldada formando uma primeira câmara fechada 23 com a carcaça 10 e contendo um volume predeterminado de fluido. A segunda câmara 24 forma uma segunda câmara parcial 24 na saída 14 que continua a ejetar fluido através da saída 14 e uma segunda câmara parcial 25 na entrada para recepção de fluido. A vedação de diafragma 12 engata na segunda superfície moldada 22 para impedir a passagem de fluido entre as câmaras parciais.

[044] A rotação continuada do rotor 11 (vide Figura 5) resulta na primeira câmara 23 abrindo-se sobre a saída 15 de modo que substancialmente todo o líquido da primeira câmara 23 sai pela saída 15. A segunda superfície moldada 22 forma uma segunda câmara 24 de maior volume na entrada 14 deste modo arrastando fluido adicional para dentro da câmara 24. A vedação de diafragma 12 permanece em contato com o rotor 11 sob a ação do tubo 13.

[045] A rotação continuada do rotor 11 continua esta ação para bombear fluido da entrada 14 para a saída 15.

[046] Os formatos das primeira e segunda superfícies moldadas 21, 22 com ao menos uma porção que, em planos normais ao eixo geométrico do rotor, tem uma curvatura convexa, garante que, quando comparado a propostas prévias, o volume das câmaras 23, 24 e, portanto, o volume de fluido bombeado em cada revolução seja aumentado. Ao mesmo tempo, a vedação entre o rotor 11 e a carcaça permanece suficiente para impedir a passagem de fluido entre eles. Além disso, os formatos destas superfícies 21, 22 reduzem a área de engate entre a superfície de contato com a carcaça 20 e a carcaça 10 deste modo diminuindo a resistência de fricção para rotação do rotor 11 e deste modo diminuindo a potência necessária e/ou permitindo maiores velocidades de rotação. Isto pode permitir o uso de motores mais baratos e menores. O maior volume bombeado permite que a bomba seja menor que as propostas prévias para a mesma taxa máxima de bombeamento. O uso de uma vedação de diafragma 12 e tubo 13 propicia uma melhor ação de limpeza entre a vedação 12 e o rotor 11 que pode ser importante se os fluidos contiverem particulados.

[047] Além disso, a curvatura das porções de superfície que engata na carcaça 20a, 20b garante que não existem mudanças abruptas no perfil. Isto reduz o desgaste da vedação 12 e permite maiores velocidades de rotação.

[048] Com referência em seguida à Figura 6, as primeira e segunda superfícies moldadas 21, 22 podem ser assimétricas em uma direção circunferencial em planos normais ao eixo geométrico do rotor. A partir da borda lateral dianteira 28 da superfície 21/22, a profundidade radial da superfície 21/22 abaixo de um círculo imaginário centrado sobre o eixo geométrico do rotor 11 e tocando a porção mais externa radialmente da superfície que engata na carcaça 20 pode aumentar abruptamente em uma primeira seção 30, ter um valor constante em uma seção central 31 e em seguida, em uma segunda seção 32 que leva à borda lateral posterior 29, diminuir menos abruptamente que na primeira seção 30. Além disso, a primeira seção 30 pode ser dividida em primeira, segunda e terceira subseções 33a, 33b e 33c nas quais a primeira subseção 33a é curvada convexamente com o raio de curvatura mínimo das subseções, a segunda subseção 33b tem inclinação máxima e a terceira subseção 33c é côncava com o raio de curvatura mínimo. A segunda seção 32 é dividida em primeira, segunda e terceira subseções 34a, 34b e 34c que têm formatos similares às primeiras subseções 33a, 33b e 33c, mas de maior extensão circunferencial que as respectivas primeiras subseções 33a, 33b e 33c. As subseções de cada seção unem-se em tangentes comuns de modo a garantir que não existam bordas vivas de perfil.

[049] O efeito disto é que, à medida que uma superfície moldada 21/22 começa a passar pela vedação de diafragma 12 a partir da borda dianteira 28, a taxa de mudança da profundidade da superfície moldada 21/22 é maior que a taxa de mudança à medida que a borda posterior 29 passa pela vedação de diafragma 12. Isto é necessário porque a vedação de diafragma 12 pode, sob a ação do tubo 13, seguir o perfil da superfície 21/22 mais rapidamente quando está sendo pressionada para baixo sobre a superfície 21/22 do que quando está sendo empurrado de volta para fora.

[050] Será entendido que a vedação de diafragma 12 veda contra as superfícies moldadas 21, 22 ao longo de toda a extensão axial destas superfícies 21, 22. Portanto, a vedação 12 necessitará de propiciar diferentes conformidades ao longo da sua extensão axial que mudarão com o ângulo de rotação do rotor 11. Como mostrado nas Figuras 1, 3, 4 e 5, o tubo 13 tem seções transversais interior e exterior concêntricas circulares constantes ao longo da sua extensão e a tampa 19 tem espessura constante. Para que a vedação se adapte ainda melhor a estas mudanças de conformidades, isto não é necessário.

[051] Por exemplo, a tampa 19 pode ser flexível para contribuir para a força aplicada através do tubo 13 à vedação de diafragma 12. Esta flexibilidade pode ser alterada ao longo da extensão axial da tampa 19, por exemplo, pela variação da espessura da tampa 19.

[052] Com a finalidade de obter uma conformação necessária da vedação 12 ao rotor 11, o tubo 13 pode ser na forma de um elemento alongado oco com seções transversais interior e exterior circulares que não são concêntricas. Uma ou ambas destas seções pode ser não-circular - por exemplo, elíptica ou figura de oito ou poligonal tal como triangular ou em forma de losango. Pode ser propiciado mais que um tubo 13 - por exemplo, podem ser propiciados dois tubos empilhados.

[053] Com referência em seguida às Figuras 7a e 7b, uma forma adicional do tubo 35 tem geralmente seções transversais interior e exterior elípticas e, como observado, tem uma extensão do eixo geométrico principal maior no centro do tubo 35 que nas extremidades. A finalidade disto é garantir tanto quanto possível que as diferenças na pressão de contato ao longo da extensão axial 11 sejam minimizadas durante rotação do rotor 11. No centro morto inferior ("BDC") quando a vedação 12 tiver que fazer contato com a profundidade máxima de uma superfície moldada 21, 22, o tubo 35 é projetado para aplicar uma pressão substancialmente constante em uma direção axial. No centro morto superior ("TDC") quando a vedação tiver que fazer contato com uma porção da superfície que engata na carcaça 20a, 20b do rotor 11, a força será inevitavelmente maior porque o tubo 35 é mais comprimido, mas, para uma elipse, a força necessária para comprimir uma elipse por unidade de distância não é linear, mas segue um formato de "S" de modo a minimizar a diferença entre as pressões BDC e TDC. Além disso, o tubo 35 é munido de duas nervuras paralelas espaçadas 36 que se estendem ao longo da superfície exterior do tubo 35. Estas nervuras 36 engatam na tampa 19 quando o tubo 35 está na câmara de carcaça 17 para localizar o tubo 35 na câmara 17.

[054] A área de engate entre a vedação 12 e o rotor 11 pode ser reduzida pela formação do tubo 13 com uma projeção que se estende axialmente. Isto é mostrado na Figura 8 onde partes comuns à Figura 8 e às Figuras 1, 3, 4 e 5 têm os mesmos numerais de referência e não serão descritas em detalhe. O tubo tem uma projeção com seção em V 37 que se estende axialmente ao longo do tubo 13 e engata a vedação de diafragma 12 de modo que apenas a área da vedação 12 engatada pela projeção 37 é forçada contra o rotor 11. Isto reduz as forças de fricção que surgem de tal engate enquanto ainda propiciando uma vedação eficaz. A superfície inferior da vedação de diafragma pode ser munida de uma formação para localizar esta projeção com seção em V 37. Por exemplo, esta formação pode compreender duas fileiras espaçadas de projeções sobre a superfície inferior.

[055] Como descrito acima, a vedação de diafragma 12 é uma folha fina de material de espessura uniforme ao longo da sua área. Isto não é necessário. A vedação de diafragma 12 pode ser moldada para propiciar características de flexibilidade por toda a sua área, em particular para permitir que se conforme ao rotor 11 na profundidade máxima do rotor 11. Com esta finalidade, pode, por exemplo, ser munida de nervuras circulares ou ondulações sobre a superfície da vedação de diafragma 12 que não faz contato com o rotor 11.

[056] Com referência em seguida às Figuras 9, 10 e 11, o tubo 13 das modalidades descritas acima com referência aos desenhos pode ser substituído por outros meios para aplicação de uma força à vedação de diafragma 12. Com referência à Figura 9, uma possibilidade é um conjunto de limpadores 39. Cada limpador 39 tem formato de U e os limpadores 39 são mantidos em uma relação lado a lado por uma tira 40 que está conectada a um conjunto de extremidades livres dos limpadores 39. Os limpadores 39 são preferivelmente feitos a partir de um polímero sem borracha tal como um acetal, o qual tem uma menor tendência a deformar-se que materiais tais como polipropileno.

[057] O conjunto de limpadores 39 é montado na câmara de carcaça 17 com os ápices dos limpadores 39 em contato com a vedação de diafragma 12 como visto esquematicamente nas Figuras 10 e 11. Uma vez que cada limpador 39 tem uma extremidade livre, cada limpador pode flexionar-se de um montante diferente dos outros limpadores, deste modo permitindo que o conjunto conforme a vedação 12 à superfície do rotor 11. Como visto nas Figuras 10 e 11, os limpadores 39 podem ter diferentes extensões axialmente ao longo da vedação 12 para propiciar uma força uniforme na vedação 12.

[058] Os limpadores 39 têm apenas que se dobrar e, portanto, são submetidos a baixa tensão. Podem, consequentemente, ser feitos de materiais recicláveis de baixo custo de modo a permitir que a bomba seja reciclada.

[059] Outra possibilidade é substituir o tubo 13 por um fluido. Com referência em seguida às Figuras 12 e 13, partes comuns a estas Figuras e à Figura 1 têm os mesmos numerais de referência e não serão descritas em detalhe. Nesta modalidade, o tubo 13 é substituído por um fluido 41 que preenche a câmara de carcaça 17. O fluido 41 pode ser um líquido ou um gel que é mantido sob pressão na câmara 17. Quando é usado um gel, este pode ser à base de água usando polímeros absorventes superiores tais como poliacrilato de sódio ou silicone de baixa densidade ou outro material com propriedades similares. Nesta modalidade, a tampa 19 é flexível e pode ser feita de um elastômero.

[060] Em operação, o fluido 41 aplica pressão à vedação de diafragma 12 para forçá-lo contra o rotor 11 quando o rotor gira. Variações na posição da vedação 12 provocadas pelo perfil variável do rotor são acomodadas por variações na flexão da tampa 19 de modo que, como visto na Figura 13, seja alcançada flexão máxima da tampa 19 quando a parte mais externa radialmente do rotor 11 passa pela vedação 12.

[061] Ao invés de ser mantido sob pressão, o fluido pode ser pressurizado por uma mola que age sobre a tampa flexível 19.

[062] Uma outra possibilidade é substituir o tubo 13 por uma mola. Esta modalidade é mostrada nas Figuras 14 e 15, nas quais partes comuns e estas Figuras e à Figura 1 têm os mesmos numerais de referência e não serão descritas em detalhe. Nesta modalidade, o perfil axial de cada superfície moldada 21, 22 é, em planos normais que incluem o eixo geométrico do rotor, feito de uma curva suave tal como um arco de um círculo ou uma catenária. Deste modo, por exemplo, quando o formato é um arco de um círculo, perfis axiais sucessivos das superfícies 21, 22 serão arcos de círculos cujos raios aumentam ou diminuem progressivamente.

[063] Uma mola 42 é propiciada na câmara de carcaça 17. A mola 42 tem a forma de uma folha ou fio e é feita de metal ou polímero. A mola pode ser revestida com um material que é mais macio que o material da mola. A mola 42 pode ser formada em um perfil tal que propicie uma pressão necessária sobre a vedação 12 com a curvatura máxima pré- curvada sendo maior que a curvatura máxima axial das superfícies moldadas 21, 22. A mola 42 é constrangida para dobrar ao redor de um único eixo geométrico normal ao eixo geométrico do rotor 11 por um par de roletes ou pivôs 43 que agem na direção das respectivas extremidades opostas da mola 42 e por duas nervuras 44 moldadas sobre a vedação 12 e que engatam respectivos lados opostos da mola 42. Quando o rotor 11 gira, a mola 42 conforma o seu formato ao perfil axial da porção do rotor 11 que faz contato com a vedação de diafragma 12. A flexão máxima é mostrada na Figura 14 e a flexão mínima na Figura 15 quando a mola 42 pode estar reta.

[064] A vedação que é formada entre o rotor 11 e a carcaça 10 é suficiente para impedir a passagem de muitos fluidos entre estas partes. Como é sabido, a carcaça 10 pode ser formada de um material resiliente que é distendido pelo rotor 11 para melhorar a vedação. É também sabido como fazer a superfície interior 16 da carcaça 10 e a superfície que engata na carcaça do rotor 11 frustocônicas para permitir ajustamento axial relativo entre estas partes para ajustar a vedação.

[065] Com referência em seguida à Figura 16, a bomba mostrada nesta Figura tem partes em comum com a bomba da Figura 1. Estas partes têm os mesmos numerais de referência e não serão descritas em detalhe. Na modalidade da Figura 16, a superfície interior 16 da carcaça 10 é munida de um forro resiliente 45 que se estende sobre toda a área de contato entre o rotor 11 e a carcaça 10. O forro 45 pode ser de polímero emborrachado ou borracha de silicone. Isto permite uma maior tolerância entre a carcaça 10 e o rotor 11 do que poderia ser acomodada por uma carcaça 10 de material resiliente. É particularmente útil quando a carcaça 10 e rotor 11 são cilíndricos de modo que diferenças não possam ser acomodadas pelo movimento axial relativo das partes, como aconteceria no caso de serem frustocônicas. É também benéfico quando o fluido sendo bombeado contém particulados abrasivos, uma vez que o desgaste entre as superfícies emborrachadas é reduzido.

[066] Neste caso, o diafragma 12 é preferivelmente feito do mesmo material que o forro 45. Isto permite maior deflexão do diafragma 12 do que aconteceria no caso do diafragma 12 ser feito do material menos elástico da carcaça 10 e, portanto, permite que as superfícies moldadas 21, 22 tenham um espaçamento máximo maior da carcaça 10 do que aconteceria no caso do diafragma 12 ser feito do material menos elástico da carcaça 10.

[067] Nas modalidades descritas acima com referência às Figuras 1 a 16, a entrada 14 e a saída 15 são formadas por tubos de seção transversal circular. Isto pode afetar a taxa máxima de fluxo da bomba associada, mais particularmente quando o fluido sendo bombeado é um líquido de alta viscosidade (>100 cP).

[068] A queda de pressão de um líquido Newtoniano que flui através de um tubo a uma determinada velocidade em fluxo laminar é diretamente proporcional ao comprimento do tubo e à 4a. potência do diâmetro. Portanto, para líquidos viscosos, a entrada e a saída da bomba necessitam ser tão largas quanto possível. Contudo, existe um limite para o diâmetro que pode ser usado. Na Figura 16 a parte superior do diâmetro de entrada/saída não pode estar acima da vedação de diafragma 12 e a parte inferior do diâmetro de entrada/saída não pode estar abaixo da linha central do eixo geométrico da carcaça (caso contrário a entrada 14 e a saída 15 podem comunicar-se quando o rotor 11 está na posição horizontal). Portanto, a solução é criar a maior abertura na carcaça 10 que satisfaça as restrições acima e em seguida alargar para um tubo de entrada/saída adequadamente dimensionado com o menor comprimento de abertura limitada quanto possível (na Figura 16 isto é a espessura da parede da carcaça).

[069] Além disso, as portas de entrada e saída 14, 15 podem ser alongadas axialmente de modo que possam abarcar toda a extensão axial das superfície moldadas 21, 22.

[070] Será entendido que existem muitas modificações que podem ser feitas nas disposições descritas acima com referência aos desenhos. Em particular, podem existir mais que duas superfícies moldadas 21, 22. Podem existir três ou mais de tais superfícies igualmente espaçadas angularmente ao redor do rotor 11. Embora o uso de três ou mais superfícies moldadas possa (vide abaixo) diminuir o volume de fluido transportado por cada rotação do rotor 11, esta disposição aumentará a precisão com a qual um volume necessário de fluido pode ser medido e é especialmente desejável para doses discretas onde o volume da câmara é um denominador comum da dose total necessária.

[071] Nas modalidades descritas acima com referência aos desenhos, as duas porções da superfície que engata na carcaça 20 têm o mesmo formato. Isto não é necessário. Com referência à Figura 17, partes comuns a esta Figura e às Figuras prévias têm os mesmos numerais de referência e não serão descritas em detalhe. Nesta modalidade, a segunda porção que engata na carcaça 20a tem menor curvatura e maior extensão angular que a primeira porção que engata na carcaça 20b. A segunda porção que engata na carcaça 20a pode incluir uma seção com a mesma curvatura que a superfície interior da carcaça 10 e a mesma ou maior extensão angular que a entrada 14 de modo que, quando a segunda porção que engata na carcaça 20a estiver coincidente com a entrada 14, bloqueia a entrada 14. Isto é útil quando a bomba é incorporada na saída de um recipiente (não mostrado na Figura 17) de fluido, uma vez que permite que o rotor 11 bloqueie a entrada e deste modo impeça o escape de fluido do recipiente associado.

[072] Com referência em seguida à Figura 18, nesta modalidade, partes comuns a esta Figura e às Figuras prévias têm os mesmos numerais de referência e não serão descritas em detalhe. Nesta modalidade, a carcaça 10 contém um rotor 11 que pode ser formado de metal de terra de precisão ou como uma parte de plástico moldado por injeção de precisão formada a partir de uma resina tal como acetila. O rotor 11 é formatado como descrito em PCT/GB05/003300 ou PCT/GB10/000798, mas com três superfícies rebaixadas 50a, 50b e 50c, formatadas como descrito acima com referência às Figuras prévias, que formam câmaras 51a, 51b e 51c com a carcaça 10. O rotor 11 tem três superfícies que engatam na carcaça 52a, 52b e 52c.

[073] A carcaça 10 é formada entre a entrada 14 e a saída 15 com um retentor de vedação 53. O retentor de vedação 53 tem paredes laterais paralelas espaçadas 54a, 54b que conduzem a uma abertura 55 na carcaça 10. Cada parede lateral 54a, 54b estende-se paralela ao eixo geométrico do rotor 11 e tem uma extensão axial que é ao menos tão longa quanto a extensão das superfícies 50a, 50b e 50c. Paredes terminais (não mostradas) interceptam as extremidades axiais das paredes laterais 54a, 54b. Um diafragma flexível 56 que forma a vedação 12 fecha a abertura como descrito acima e em PCT/GB05/003300 ou PCT/GB10/000798.

[074] O diafragma 56 é suportado por um elemento alongado 57 de seção transversal em forma de U invertido formado a partir de um material elastomérico que é flexível complacente e resiliente tal como borracha de silicone. O elemento 57 tem braços espaçados 58a, 58b interligados por uma porção de base 59 que transporta uma nervura 60 sobre a sua superfície exterior. A nervura 60 estende-se paralela ao eixo geométrico longitudinal do elemento. As extremidades livres dos braços espaçados 58a, 58b são engrossadas. O elemento 57 é invertido no retentor 53 com as faces laterais externas dos braços 58a, 58b pressionando contra as paredes laterais 54a, 54b de modo que as extremidades 61a, 61b da porção de base 59 são fixas em relação às paredes laterais 54a, 54b. A nervura 60 apoia-se contra a superfície inferior do diafragma 56. O retentor 53 é fechado por uma tampa 62 que inclui canais paralelos espaçados 63a, 63b que recebem respectivas extremidades livres dos braços 58a, 58b para localizar o elemento 57 em relação à carcaça 10. A tampa 62 compreende o elemento 57 de modo que a nervura 60 é forçada contra o diafragma 56.

[075] As superfícies rebaixadas 50a, 50b e 50c são formatadas em uma direção axial como descrito acima com referência aos desenhos.

[076] Em todas as modalidades descritas acima com referência aos desenhos, o espaçamento máximo entre cada superfície 21, 22 e 50a, 50b e 50c e a superfície interior 16 do rotor 11, é determinado pela flexibilidade do diafragma 12, 56. Se o diafragma 12, 56 exceder o seu limite elástico, será permanentemente deformado e sua capacidade para vedar o rotor 11 pode ser comprometida. Consequentemente, este espaçamento ("d" na Figura 18) deve ser escolhido em relação às propriedades do material do diafragma 12, 56 de modo que todo o alongamento do diafragma 12, 56 se realiza na faixa elástica do material do diafragma 12, 56.

[077] Esta limitação sobre o espaçamento máximo "d" entre cada superfície 21, 22; 50a, 50b e 50c e a superfície interior 16 da carcaça 10 limita os volumes das câmaras 23, 24; 51a, 51b e 51c. Quando o espaçamento máximo é reduzido abaixo de um mínimo determinável, o uso de um rotor de três lóbulos 11, como mostrado na Figura 18, fornece um maior volume de fluido transportado por rotação que um rotor de dois lóbulos 11 como mostrado nas Figuras 1 a 17. No caso em que o espaçamento máximo "d" necessita ser reduzido ainda mais como resultado das propriedades do diafragma 12, 56, um rotor de quatro lóbulos 10 fornecerá um maior volume de fluido transportado por rotação que um rotor de três lóbulos.

[078] Tal rotor de três lóbulos 11 tem outras vantagens. Pode trabalhar a maiores pressões de fluido que um rotor de dois lóbulos 11, uma vez que existem duas vedações entre o rotor 11 e a carcaça 10 quando o rotor 11 gira. Além disso, embora o volume total das câmaras 52a, 52b e 52c seja maior nestas circunstâncias que um motor de dois lóbulos 11, o volume de cada câmara 52a, 52b e 52c é menor que o volume das câmaras 23, 24 das modalidades das Figuras 1 a 17, outras dimensões sendo iguais, e isto propicia maior resolução do fluido bombeado.

[079] A bomba descrita acima com referência à Figura 18 opera amplamente como descrito acima com referência às Figuras 1 a 17 quando da rotação do rotor 11. No centro morto inferior, quando a flexão do diafragma para dentro da carcaça 10 está no máximo, a porção de base 59 é ligeiramente flexionada de modo que aplica ao rotor 11 por meio do diafragma 56 força apenas suficiente para formar uma vedação entre o diafragma 56 e o rotor 11 para impedir a passagem de fluido da saída 15 para a entrada 14 com o limite elástico do diafragma não sendo excedido, como descrito acima. Na rotação continuada do rotor 11 por aproximadamente 45o, o rotor 11 força a porção de base 59 para dentro. Isto é acomodado pela porção de base 59 reduzindo a sua curvatura, quando comparada à posição TDC, a qual, por sua vez, força os braços 58a, 58b contra as paredes laterais 54a, 54b sem compressão dos braços 58a, 58b. Rotação adicional do rotor 11, por 90o a partir do TDC para a posição mostrada na Figura 18 faz com que o rotor 15 force a porção de base 59 para fora da carcaça 10 até a sua extensão máxima e isto é acomodado pela porção de base 59 do elemento 57 invertendo-se. Isto novamente não resulta em qualquer compressão dos braços 58a, 58b. Na verdade, no ato de inversão, a força aplicada pelo elemento 57 ao rotor 11 pode reduzir-se. Esta flexão não muda, portanto, ou não muda substancialmente, a força aplicada à nervura 60 do diafragma 12 e, portanto, a força aplicada pelo diafragma 12 ao rotor 11, uma vez que a mudança em perfil da forma circular pré-carregada para uma forma invertida exige muito pouca força adicional

[080] A operação do elemento 57 e elementos similares é descrita em maior detalhe no pedido de patente UK No. 1202245.4.

Claims

1. Bomba, compreendendo uma carcaça (10) e um rotor (11) recebido de modo rotativo na carcaça (10), a carcaça (10) incluindo uma entrada de fluido (14) e uma saída de fluido (15), o rotor (11) incluindo uma superfície que engata na carcaça (20a, 20b; 52a, 52b, 52c) que coopera com uma superfície interior (16) da carcaça (10) para formar uma vedação entre aquelas e também incluindo ao menos primeira e segunda superfícies moldadas (21, 22; 50a, 50b, 50c) radialmente para dentro da superfície que engata na carcaça (20a, 20b; 52a, 52b, 52c) e cada uma formando com a superfície interior da carcaça, câmaras respectivas (23, 24; 51a, 51b, 51c) para transportar fluido da entrada (14) para a saída (15) quando da rotação do rotor (11), uma vedação (12, 56) sendo propiciada entre a saída (15) e a entrada (14) para engatar nas primeira e segunda superfícies moldadas (21, 22; 50a, 50b, 50c) para impedir a passagem de fluido da saída (15) para a entrada (14) à medida que cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c) se desloca da saída (15) para a entrada (14), a bomba caracterizada pelo fato de que a superfície que engata na carcaça (20a, 20b; 52a, 52b, 52c) do rotor (11) inclui uma porção que se estende axial e circunferencialmente entre uma borda da primeira superfície moldada (21; 50a) e uma borda da segunda superfície moldada (22; 50b) e tem, em planos normais ao eixo geométrico do rotor, uma curvatura maior que a curvatura da superfície interior (16) da carcaça (10) em planos correspondentes.

2. Bomba, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do rotor (11) ter primeira e segunda superfícies moldadas (21, 22), as primeira e segunda superfícies moldadas (21, 22) estando posicionadas simetricamente em relação a um plano que inclui o eixo geométrico do rotor (11).

3. Bomba, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de cada superfície moldada (21, 22) ter primeira e segunda bordas espaçadas circunferencialmente (28, 29), uma primeira porção de superfície que engata na carcaça (20a) que se estende entre a primeira borda (28) da primeira superfície moldada (21) e a segunda borda (29) da segunda superfície moldada (22) e uma segunda porção de superfície que engata na carcaça (20b) que se estende entre a segunda borda (29) da segunda superfície moldada (22) e a primeira borda (28) da primeira superfície moldada (21).

4. Bomba, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato da primeira porção de superfície de rotor que engata na carcaça (20a) ter o mesmo formato que a segunda porção de superfície de rotor que engata na carcaça (20b).

5. Bomba, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato da segunda porção de superfície que engata na carcaça (20b) incluir uma porção que, quando a segunda porção de superfície que engata na carcaça (20b) coincidir com a entrada (14), bloqueia a entrada (14) para impedir a passagem de fluido através desta.

6. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato do raio de curvatura da superfície que engata na carcaça (20a, 20b) ou ao menos uma das porções de superfície que engata na carcaça (20a) ser menor que 10% do raio da carcaça (10) no mesmo ponto.

7. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c) ser curvada convexamente em ao menos alguns planos normais ao eixo geométrico do rotor (11) e curvada concavamente em planos que incluem o eixo geométrico do rotor.

8. Bomba, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato da ou cada uma das superfícies moldadas (21, 22; 50a, 50b, 50c) ter primeira e segunda extremidades axialmente espaçadas, a curvatura convexa da superfície moldada em planos normais ao eixo geométrico do rotor (11) tendo um máximo nas primeira e segunda extremidades e diminuindo até um mínimo intermediário às primeira e segunda extremidades.

9. Bomba, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de nas e adjacentes às referidas primeira e segunda extremidades, a curvatura convexa de cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c) ser um arco de um círculo e intermediário às primeira e segunda extremidades, a curvatura convexa de cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c) ser um arco de uma elipse.

10. Bomba, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de nas e adjacentes às referidas primeira e segunda extremidades, a curvatura convexa de cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c) ser um arco de um círculo e intermediário às primeira e segunda extremidades, cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c) ter uma seção transversal em um plano normal ao eixo geométrico do rotor que é uma linha reta.

11. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada pelo fato de, em cada ponto de cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c), o ângulo entre uma linha imaginária normal à superfície (21, 22; 50a, 50b, 50c) no referido ponto e uma linha imaginária ao longo de um raio do rotor (11) no referido ponto ser maior que 55o.

12. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizada pelo fato de, em cada ponto de cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c), a curvatura da superfície (21, 22; 50a, 50b, 50c) ter um raio que não é maior que 10 vezes o raio da superfície interior em um plano normal ao eixo geométrico do rotor (11) através do referido ponto.

13. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c) ter primeira e segunda bordas laterais circunferencialmente espaçadas, a profundidade de cada superfície (21, 22; 50a, 50b, 50c) radialmente para dentro do raio da superfície que faz contato com a carcaça (20a, 20b; 52a, 52b, 52c) variar não- uniformemente em uma direção circunferencial desde a primeira borda até a segunda borda.

14. Bomba, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato da taxa de aumento da profundidade ser maior em uma primeira seção circunferencial (30) de cada superfície (21, 22; 50a, 50b, 50c) que conduz à primeira borda do que em uma correspondente segunda seção circunferencial (32) que conduz à segunda borda.

15. Bomba, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato da primeira seção circunferencial (30) ter uma menor extensão circunferencial que a segunda seção circunferencial (32).

16. Bomba, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato das primeira e segunda seções circunferenciais (30, 32) serem cada uma compostas de respectivas primeira, segunda e terceira subseções (33a, 33b, 33c; 34a, 34b, 34c), cada subseção (33a, 33b, 33c; 34a, 34b, 34c) de cada seção circunferencial (30, 32) tendo uma diferente taxa de aumento de profundidade em relação às outras subseções daquela seção circunferencial.

17. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizada pelo fato do rotor (11) estar posicionado de modo que a primeira borda de cada superfície moldada (21, 22, 50a, 50b, 50c) é a borda dianteira na direção de rotação do rotor de modo que a primeira borda faça contato com a vedação (12; 56) antes da segunda borda.

18. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizada pelo fato de pelo menos parte da superfície interior da carcaça contatada pelo rotor ser formada por um forro (45) de um material mais macio que o material do restante da carcaça, o forro (45) sendo formado de modo resiliente pelas superfícies que fazem contato com a carcaça (20a, 20b; 52a, 52b, 52c) do rotor quando o rotor gira dentro da carcaça para formar uma vedação entre o forro (45) e a superfície que faz contato com a carcaça (20a, 20b; 52a, 52b, 52c) do rotor (11).

19. Bomba, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato do forro (45) ser um polímero emborrachado ou uma borracha de silicone.

20. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizada pelo fato da vedação ser formada por um diafragma (12; 56).

21. Bomba, de acordo com a reivindicação 20 quando dependente da reivindicação 19, caracterizada pelo fato do diafragma (12; 56) ser formado a partir de uma porção do forro (45).

22. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizada pelo fato da vedação (12; 56) ser formada a partir de um material elástico flexível e o espaçamento máximo de cada superfície moldada (21, 22, 50a, 50b, 50c) a partir da superfície interior (16) da carcaça (10) ser tal que, quando da rotação do rotor (11), o limite elástico da vedação (12; 56) não é excedido.

23. Bomba, de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato da vedação (12; 56) ser formada integralmente com a carcaça (10), a partir do material da carcaça (10).

24. Bomba, caracterizada por compreender uma carcaça (10) e um rotor (11) recebido de modo rotativo na carcaça (10), a carcaça (10) incluindo uma entrada de fluido (14) e uma saída de fluido (15), o rotor (11) incluindo uma superfície que engata na carcaça (20a, 20b; 52a, 52b, 52c) que coopera com uma superfície interior (16) da carcaça (10) para formar uma vedação entre aquelas e também incluindo ao menos primeira e segunda superfícies moldadas (21, 22; 50a, 50b, 50c) radialmente para dentro da superfície que engata na carcaça (20a, 20b; 52a, 52b, 52c) e cada uma formando com a superfície interior da carcaça câmaras respectivas (23, 24; 51a, 51b, 51c) para transportar fluido da entrada (14) para a saída (15) quando da rotação do rotor (11), uma vedação (12, 56) sendo propiciada entre a saída (15) e a entrada (14) para engatar nas primeira e segunda superfícies moldadas (21, 22; 50a, 50b, 50c) para impedir a passagem de fluido da saída (15) para a entrada (14) à medida que cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c) se desloca da saída (15) para a entrada (14), cada superfície moldada (21, 22; 50a, 50b, 50c) tendo primeira e segunda bordas laterais espaçadas circunferencialmente, a profundidade de cada superfície (21, 22; 50a, 50b, 50c) radialmente para dentro do raio da superfície que faz contato com a carcaça (20a, 20b; 52a, 52b, 52c) variando não-uniformemente em uma direção circunferencial desde a primeira borda até a segunda borda.