BR112014012254B1 - Bomba de vácuo de anel líquido - Google Patents

Abstract

bomba de vácuo de anel líquido. a presente invenção refere-se a uma bomba de vácuo de anel líquido compreendendo um alojamento de bomba (18) e um eixo (19) excentricamente montado no alojamento de bomba (18). um impulsor (21) e um rotor (20) de um motor de acionamento (20, 24) são conectados ao eixo (19). um came de disco (22) está disposto paralelo ao impulsor (21). de acordo com a invenção, um primeiro mancal principal (22) para o eixo (19) está disposto entre o impulsor (21) e o rotor (20) do motor de acionamento, no plano do came de disco (22). o impulsor (21) está disposto entre o primeiro mancal principal (22) e o segundo mancal principal (26). a disposição dos mancais de acordo com a invenção impede o eixo (19) de curvar, permitindo assim que o espaço de vazamento entre o impulsor (21) e o came de disco (22) seja mantido pequeno.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma bomba de vácuo de anel líquido tendo um eixo que é montado excentricamente em um alojamento de bomba. Um impulsor e um rotor de um motor de acionamento são conectados ao eixo. Um disco de controle está disposto paralelo ao impulsor.

[002] Bombas deste tipo podem ser usadas para evacuar recipientes ou outros espaços fechados. Uma abertura de entrada da bomba é conectada ao espaço a ser evacuado, o gás que está contido no espaço é sugado para dentro da abertura de entrada, é comprimido na bomba e é descarregado novamente através da abertura de saída.

[003] Em bombas de vácuo de anel líquido, um anel líquido é mantido em movimento por meio do impulsor, com o resultado que as câmaras entre as palhetas do impulsor são fechadas pelo anel líquido. Desde que o impulsor é montado excentricamente no alojamento de bomba, o anel líquido penetra em extensões diferentes na câmara dependendo da posição angular do impulsor e, como resultado, atua como um pistão que muda o volume da câmara. A força inteira que é exigida para este propósito é transmitida pelo eixo e o impulsor.

[004] As bombas de vácuo de anel líquido de desenho de monobloco consistem classicamente de um motor elétrico padrão e a bomba que é conectada por flange no mesmo fixamente. A bomba e o motor são separados hidraulicamente com a ajuda de um anel de vedação deslizante. A bomba não tem quaisquer mancais dedicados, com o resultado que os mancais do motor elétrico são usados para absorver as forças de processo. Os ditos mancais são normalmente reforçados. As forças de processo atuam na direção radial e na axial no impulsor em cantiléver e submetam o eixo a uma carga compressiva e, acima de tudo, a uma carga de flexão. Esta deflexão foi levada em consideração durante o desenho da bomba por tolerâncias suficientes sendo fornecidas, em particular, uma distância tem que ser mantida entre o impulsor e o disco de controle porque a deflexão do eixo de outro modo leva ao impulsor de outro modo contando o disco de controle. No entanto, tolerâncias entre o impulsor e o disco de controle são associadas com perdas de vazamento que reduzem o grau de eficiência da bomba.

[005] A invenção é baseada no objetivo de propor uma bomba de vácuo de anel líquido, em que as perdas de vazamento são reduzidas. Prosseguindo a partir da técnica anterior citada desde o início, o objetivo é alcançado. De acordo com a invenção, um primeiro e um segundo mancal principal são fornecidos para o eixo. O primeiro mancal principal está disposto entre o impulsor e o rotor no plano do disco de controle. O impulsor está disposto entre o primeiro mancal principal e o segundo mancal principal.

[006] Antes de tudo, alguns termos serão explicados. O impulsor e o rotor do motor de acionamento se encontram em um eixo comum. Esta é uma boba de desenho de monobloco, em que não existe flange de eixo entre o rotor e o impulsor. O termo mancal principal indica um mancal rotativo, em que o eixo é guiado estaticamente. Mesmo se o eixo não está rodando, é mantido em uma posição definida pelos mancais principais, um mancal hidrodinâmico que pode absorver forças de mancal somente quando o eixo está rodando não é um mancal principal neste sentido. Mancais deslizantes e mancais antifricção podem ser adequados como mancais principais, por exemplo. Os mancais principais são de preferência lubrificados pelo líquido de operação da bomba.

[007] O alojamento de bomba indica a parte da bomba em que o impulsor é acomodado. A montagem excêntrica do eixo, portanto se refere ao impulsor no alojamento de bomba. Em outras seções da bomba, o eixo pode ser disposto centralmente. As aberturas, através das quais o gás a ser distribuído entra nas câmaras do impulsor e sai novamente, são formadas no disco de controle que está disposto adjacente ao impulsor. Não é descartado, no entanto, que o disco de controle é um componente separado que é conectado no alojamento.

[008] A invenção reconheceu que é desvantajoso se o eixo é defletido na região central entre o motor de acionamento e o impulsor. Uma tolerância maior que foi mantida entre o impulsor e o disco de controle, que resulta diretamente nas perdas de vazamento crescentes. Portanto é proposto de acordo com a invenção dispor o primeiro mancal principal e o segundo mancal principal de modo adjacente com respeito ao impulsor. O eixo é então montado na região em que uma grande parte das forças que atuam no eixo é produzida, e se torna possível dispor o impulsor em uma pequena distância do disco de controle, com o resultado que as perdas de vazamento são reduzidas.

[009] É apropriado para absorver as forças do processo o mais próximo possível do impulsor. O primeiro mancal principal, portanto está disposto no plano do disco de controle. Em desenhos de mancais clássicos (conforme, por exemplo, GB 1 355 193, DE 1 293 942), no máximo as vedações são fornecidas no plano do disco de controle.

[0010] A extensão do mancal principal na direção axial é como uma regra maior que a espessura do disco de controle, com o resultado que o mancal principal se projeta além do disco de controle em uma ou em ambas as direções. O primeiro mancal principal de preferência é desenhado de tal maneira que, além das forças radiais, pode também absorver as forças axiais a partir do eixo. A absorção das forças axiais pode ocorrer por meio desta face dianteira do primeiro mancal principal que aponta na direção do impulsor. Para este propósito, o mancal principal pode estar disposto de tal maneira que se projeta além do disco de controle na direção axial. O segundo mancal principal pode ser desenhado de tal maneira que absorve somente forças radiais e não forças axiais a partir do eixo.

[0011] O disco de controle propriamente dito é em geral um componente que não é adequado para absorver grandes cargas. A fim de manter o disco de controle livre de cargas por meio do mancal principal, o mancal principal pode ser mantido em uma parte de alojamento que está disposta adjacente com respeito ao disco de controle. O disco de controle é situado entre a dita parte de alojamento e o impulsor. O rotor do motor de acionamento de preferência está disposto no outro lado da parte de alojamento. Portanto, o eixo se estende através do alojamento, com o resultado que o rotor está disposto em um lado e o impulsor está disposto no outro lado da parte de alojamento.

[0012] Não é descartado que a bomba pode ter mais que dois mancais principais, se mancais adicionais são fornecidos, são como uma regra mancais auxiliares que têm dimensões menores que os mancais principais. Neste caso, os mancais principais são os dois mancais maiores do eixo.

[0013] Em uma modalidade vantajosa, precisamente dois mancais principais são fornecidos. Embora o rotor do motor de acionamento então represente uma massa comparativamente grande no eixo, cuja massa não está disposta entre os dois mancais principais, o rotor é normalmente livre de desequilíbrios, com o resultado que nenhuma força grande atua no eixo. Além do mais, o próprio motor pode absorver forças de mancal até certo ponto. Um mancal hidrodinâmico é formado como um resultado do líquido de operação, em que o rotor roda, se o espaço entre o rotor e o estator do motor de acionamento é suficientemente pequeno.

[0014] Se o eixo não é mais montado no outro lado (como visto do impulsor) do rotor, pode ocorrer dano ao rotor e ao estator do motor de acionamento quando os mancais principais se tornam desgastados. A fim de reduzir o risco de dano deste tipo, um anel de batente pode ser fornecido no outro lado do rotor. Nenhuma força de mancal ocorre no anel de batente durante a operação normal. O anel de batente pode ser desenhado de tal modo que o eixo tem folga no anel de batente. A função do anel de batente impede o rotor e o estator do motor de acionamento entrar em contato um com o outro. Além do mais, o anel de batente pode ser usado como um indicador de desgaste, por uma conclusão sendo feito sobre o desgaste de um dos mancais restantes se as forças de mancal no anel de batente excedem um limite predeterminado.

[0015] A fim de manter as perdas de vazamento baixas, a distância entre o impulsor e o disco de controle tem que ser pequena. Para este fim, é necessário determinar a posição axial do eixo precisamente. Em uma modalidade vantajosa, a posição axial do eixo é definida em virtude do fato que o impulsor se apoia em uma face terminal do primeiro mancal principal. Para este propósito, o primeiro mancal principal se projeta ligeiramente além do plano do disco de controle. Embora a posição axial do primeiro mancal principal então tem que ser determinado exatamente durante a montagem da bomba, nenhum trabalho de ajuste é exigido além deste.

[0016] O impulsor é de preferência desenhado de tal maneira que uma força é gerada na direção do primeiro mancal principal como resultado da rotação que ocorre durante a operação da bomba. Se o eixo tem uma ligeira folga na direção axial, o impulsor é pressionado automaticamente pela dita força contra a face terminal do mancal principal.

[0017] Na extremidade que se encontra oposta ao disco de controle, as câmaras do impulsor são de preferência fechadas por meio de um disco com flange que se projeta tão longe quando dentro do anel líquido durante a operação da bomba. O espaço de vazamento entre o impulsor e o disco de controle é então somente o espaço de vazamento da bomba. No outro lado do disco com flange, o espaço de trabalho da bomba pode ser fechado por meio de uma cobertura de alojamento.

[0018] No texto seguinte, a invenção será descrita por meio de exemplo usando uma modalidade vantajosa com referência no desenho anexo, em que:

[0019] a figura 1 mostra uma vista em seção diagramática de uma bomba de acordo com a invenção.

[0020] Uma bomba de vácuo de anel líquido na figura 1 compreende um alojamento 14 com uma base 15. Um eixo 19 é montado no alojamento 14, cujo eixo 19 se estende transversalmente através do alojamento 14 da extremidade do lado esquerdo até a extremidade do lado direito. O eixo 19 suporta um rotor 20 de um motor de acionamento da bomba em um lado e um impulsor 21 no outro lado, por meio de cujo impulsor 21 o gás a ser distribuído é transportado.

[0021] O alojamento 14 é composto na direção axial de três partes de alojamento 16, 17, 18, o impulsor 21 sendo acomodado na parte de alojamento 18 que é mostrado na esquerda da figura 1 e o motor de acionamento sendo acomodado na parte de alojamento 16 que é mostrado na direita. O motor de acionamento compreende o rotor 20 que é conectado ao eixo 19 e um estator 24 que é conectado na parte de alojamento 16. A energia elétrica é alimentada no motor de acionamento por meio de um suprimento de energia 25, com o resultado que o eixo 19 é determinado em rotação junto com o impulsor 21. O meio a ser transportado e distribuído por meio da rotação do impulsor 21, como será explicado em maior detalhe abaixo.

[0022] O eixo 19 é montado por meio de um primeiro mancal principal 23 e um segundo mancal principal 26 que são dispostos em ambos os lados do impulsor 21 em uma distância ligeira do impulsor 21. O primeiro mancal principal 23 é mantido na parte de alojamento central 17 e se estende de lá para além do plano do disco de controle 22. O segundo mancal principal 26 é situado no lado terminal da parte de alojamento 18 e se estende da extremidade do eixo 19 tanto quando o impulsor 21. Os dois mancais principais 23, 26 são dispostos na região em que as forças mais fortes são transmitidas ao eixo 19 pelo impulsor 21.

[0023] Somente forças baixas ainda atuam no eixo 19 entre o primeiro mancal principal 23 e a outra extremidade do eixo 19. O motor de acionamento 9 forma seu próprio mancal hidrodinâmico como um resultado do espaço fino entre o rotor 20 e o estator 24, cujo espaço é enchido com líquido de operação durante a operação da bomba. O eixo 19 tem folga no anel de batente 27 que é fornecida na outra extremidade do eixo. O anel de batente 27, portanto não absorve quaisquer forças de mancal durante a operação normal, mas em vez disto serve para segurança adicional se os mancais principais 23, 26 se tornam desgastados. Pode ser determinado por meio de um sensor adequado no anel de batente 27 se as forças de mancal estão ocorrendo no anel de batente 27. A ocorrência de forças de mancal pode ser entendida como uma indicação do início do desgaste da bomba.

[0024] O impulsor 21 é montado excentricamente na parte de alojamento 18 que forma o alojamento de bomba real. Quando o impulsor roda, um líquido de operação é colocado em movimento, com o resultado que um anel líquido que se move com o impulsor é produzido no alojamento de bomba. Dependendo da posição angular do impulsor, o anel líquido penetra em uma profundidade maior ou menor dentro das câmaras do impulsor. Como um resultado, o anel líquido atua como um pistão que se move para cima e para baixo nas câmaras. O gás a ser distribuído é sugado na região em que o volume da câmara é aumentado, e é descarregado novamente na região em que o volume da câmara é diminuído.

[0025] Condutos que não são mostrados na figura 1 são fornecidos na parte de alojamento central 17 para o suprimento e descarga do gás. Os condutos se abrem em um disco de controle 22 que é fornecido com aberturas que não são visíveis na figura 1. As aberturas são dispostas de tal maneira que o gás pode entrar na câmara e sair da câmara na região correta.

[0026] Tem que ter necessariamente um espaço entre o disco de controle 22 e o impulsor 22, a fim de que o impulsor 21 possa roda livremente. Ao mesmo tempo, o dito espaço forma um espaço de vazamento da bomba, através de cujo espaço de vazamento o gás a ser distribuído pode escapar de uma câmara para a câmara seguinte. No lado oposto do impulsor 21, as câmaras são fechadas por meio de uma parede que se projeta dentro do anel líquido durante a operação da bomba.

[0027] A fim de manter o espaço de vazamento pequeno entre o impulsor 21 e o disco de controle 22, o impulsor 21 tem que ser posicionado exatamente na direção longitudinal. Na bomba de acordo com a invenção, a posição do impulsor 21 é definida em virtude do fato que o impulsor se apoia na face terminal do primeiro mancal principal 23. O primeiro mancal principal 23 é mantido na parte de alojamento central 17, com o resultado que as forças de mancal são transferidas para lá e não para o disco de controle 22. Partindo da parte de alojamento central 17, o primeiro mancal principal 23 se projeta um pouco além do disco de controle 22 na direção do impulsor 21. Se o impulsor 21 contata a face terminal do primeiro mancal principal 23, o impulsor, portanto, mantém uma distância definida do disco de controle 22. O impulsor 21 é desenhado de tal maneira que uma força que atua na direção do disco de controle 22 é produzida durante a operação da bomba. Como resultado, o impulsor 2 assume a posição desejada na bomba automaticamente.

Claims (9)

1. Bomba de vácuo de anel líquido tendo um alojamento de bomba (18), tendo um eixo (19) que é montado excentricamente no alojamento de bomba (18), um impulsor (21) e um rotor (20) de um motor de acionamento (20, 24) sendo conectado ao eixo (19), e tendo um disco de controle (22) que está disposto paralelo ao impulsor (21), um primeiro mancal principal (23) e um segundo mancal principal (26) sendo fornecido para o eixo (19), o primeiro mancal principal (26) sendo disposto entre o impulsor (21) e o rotor (20), e o impulsor (21) sendo disposto entre o primeiro mancal principal (23) e o segundo mancal principal (26), caracterizado pelo fato de que o primeiro mancal principal (23) está disposto no plano do disco de controle (22).

2. Bomba de vácuo de anel líquido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro mancal principal (23) é mantido em uma parte de alojamento (17) que está disposta de modo adjacente com respeito ao disco de controle (21).

3. Bomba de vácuo de anel líquido, de acordo com a reivindicação 1 ou2, caracterizada pelo fato de que o primeiro mancal principal (23) é concebido para absorver forças radiais e forças axiais do eixo (19).

4. Bomba de vácuo de anel líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o segundo mancal principal (26) é concebido para absorver forças radiais do eixo.

5. Bomba de vácuo de anel líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o rotor (20) e o estator (24) do motor de acionamento formam um mancal hidrodinâmico para o eixo (19).

6. Bomba de vácuo de anel líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que um anel de batente (27) é fornecido no outro lado do rotor (20) do motor de acionamento (20, 24).

7. Bomba de vácuo de anel líquido, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o anel de batente (27) serve ao mesmo tempo como um indicador de desgaste.

8. Bomba de vácuo de anel líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a posição axial do eixo (19) é definida em virtude do fato que o impulsor (21) contata uma face terminal do primeiro mancal principal (23).

9. Bomba de vácuo de anel líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o impulsor (21) é concebido de tal maneira que uma força é gerada na direção do primeiro mancal principal (23) como um resultado da rotação durante a operação da bomba.

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