BR112014019046B1

BR112014019046B1 - disposição de vedação e bomba com uma disposição de vedação

Info

Publication number: BR112014019046B1
Application number: BR112014019046-1A
Authority: BR
Inventors: Paul Meuter; Thomas Welschinger
Original assignee: Sulzer Management Ag
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2021-03-16
Also published as: CN104081060A; US9702371B2; EP2815129B1; BR112014019046A2; EP2815129A1; CN104081060B; WO2013120549A1; BR112014019046A8; US20150159669A1

Abstract

DISPOSIÇÃO DE VEDAÇÃO E BOMBA COM UMA DISPOSIÇÃO DE VEDAÇÃO. A invenção refere-se a uma disposição de vedação para uma câmara de alta pressão (11), com um elemento de limitação (12) e um elemento terminal (13). O elemento de limitação (12) apresenta uma superfície de vedação externa (14) e o elemento terminal (13), uma superfície de vedação interna (15). A superfície de vedação externa (15) e a superfície de vedação interna (14) estão dispostas de tal modo que através de um contato das duas superfícies de vedação (14, 15) é obtida uma vedação da câmara de alta pressão (11). De acordo com a invenção, o elemento de limitação (12) está realizado de tal modo que devido a uma pressão na câmara de alta pressão (11), uma força na direção da superfície de vedação (interna (15) pode atuar sobre a superfície de vedação externa (14). Desse modo, também é obtida uma função de vedação quando o elemento terminal (13) se deforma, devido à pressão na câmara de alta pressão (11). A disposição de vedação de acordo com a invenção pode ser usada de modo particularmente vantajoso em bombas.

Description

[001] A invenção refere-se a uma disposição e vedação daí o preâmbulo da reivindicação 1 e a uma bomba com uma disposição e vedação.

[002] Câmaras de pressão, por exemplo, de bombas, precisam ser vedadas em relação ao seu entorno. Isso é necessário, particularmente, nos pontos nos quais dois componentes, tais como, por exemplo, uma carcaça e uma tampa de uma câmara de pressão, são unidas uma à outra. Nesse caso, podem ocorrer fendas, pelas quais, no caso de uma câmara de alta pressão, pode sair fluido contido na câmara de pressão. As fendas formam-se, por exemplo, devido a tolerâncias do componente ou desempenhos de dilatação térmica diferentes dos diversos componentes. Uma outra razão importante para a ocorrência de fendas são deformações dos componentes, devido a altas pressões na câmara de pressão. Para vedação dessas fendas são conhecidas diversas disposições de vedação, por exemplo, sob uso de um chamado anel de vedação, que, na maioria das vezes, está produzido de um material elastomérico. As exigências a esse tipo de disposição de vedação dependem de parâmetros diferentes, tais como, por exemplo, as pressões presentes, temperaturas dominantes ou da medida da fenda. Por exemplo, no uso de anéis em O elastoméricos, pode ocorrer, a altas pressões e medida de fenda grande, pode-se dar uma chamada extrusão de material do anel de vedação na fenda, na direção da pressão mais baixa. Nesse caso, o anel de vedação é comprimido na fenda, o que leva a uma danificação do anel de vedação e, com isso, na falha da disposição de vedação, a uma fuga indesejável na disposição de vedação.

[003] Para impedir uma extrusão de um anel de vedação são conhecidos os chamados anéis de apoio, que apresentam, por exemplo, uma secção transversal retangular. Esses anéis de apoio estão dispostos como componente adicional sobre o lado afastado da pressão do anel de vedação e impedem a extrusão do anel de vedação na fenda. Mas, nesse caso, eles não assumem nenhuma função de vedação. Por exemplo, o documento DE 100 00 084 A1 descreve um anel de apoio para impedir a extrusão de um anel de vedação elastomérico.

[004] Uma outra possibilidade para manter a capacidade de funcionamento da disposição de vedação, consiste no fato de limitar a formação de fendas durante a operação, por exemplo, da bomba. Para esse fim, os componentes entre os quais surge a fenda, podem ser realizados de tal modo rígido que mesmo a pressões altas, só se apresentam medidas de fenda pequenas, que a capacidade de funcionamento da disposição de vedação não está em risco. Para obter isso, podem estar previstas, por exemplo, espessuras de parede grandes e/ou inserção complexa de nervuras.

[005] Em outras disposições de vedação, que utilizam, por exemplo, anéis de vedação de metal ou vedações planas, uma extrusão do elemento de vedação não representa um problema. No entanto, essas disposições de vedação só funcionam confiavelmente em medidas de fenda comparativamente pequenas. Portanto, também nessas disposições de vedação, as medidas de fenda não podem ficar grandes demais.

[006] Em vista disso, é tarefa da invenção propor uma disposição de vedação de preço favorável e funcionamento seguro para uma câmara de alta pressão. Essa tarefa é solucionada com uma disposição de vedação com as características da reivindicação 1.

[007] A disposição de vedação para uma câmara de alta pressão apresenta um elemento de limitação com uma superfície de vedação externa e um elemento terminal com uma superfície de vedação interna. A superfície de vedação externa e a superfície de vedação interna estão dispostas de tal modo, nesse caso, que através de um contato das duas superfícies de vedação é obtida uma vedação da câmara de alta pressão. O elemento de limitação está realizado como uma parte de uma carcaça da câmara de alta pressão ou um elemento de separação entre diversas câmaras de pressão, por exemplo de uma bomba. O elemento terminal pode estar realizado, por exemplo, como parte de uma carcaça da câmara de alta pressão ou um elemento de separação entre diversas câmaras de pressão, por exemplo, de uma bomba. O elemento de limitação e o elemento terminal podem, por exemplo, ser aparafusados um no outro Mas, também é possível, por exemplo, que o elemento de limitação seja inserido no elemento terminal, sem outros elementos de fixação.

[008] O elemento terminal ou o elemento de limitação podem estar realizados, por exemplo, como uma tampa ou uma carcaça de uma bomba. O elemento de limitação e o elemento terminal formam, portanto, pelo menos uma parte da limitação da câmara de alta pressão. Por uma câmara de alta pressão deve ser entendida nesse contexto uma câmara de pressão, na qual na operação da disposição, que contém a câmara de pressão, por exemplo, uma bomba, predomina uma pressão mais alta do que no lado oposto à disposição de vedação.

[009] De acordo com a invenção, o elemento de limitação está realizado de tal modo que devido à pressão na câmara de pressão alta uma força na direção da superfície de vedação interna do elemento terminal pode atuar sobre a superfície de vedação externa. Tal como descrito, a pressão na câmara de alta pressão, na operação da disposição, que contém a câmara de alta pressão, é mais alta do que a pressão no lado afastado da disposição de vedação. Pela configuração de acordo com a invenção da disposição de vedação, pela pressão na câmara de alta pressão, uma força atua sobe a superfície de vedação externa e, portanto, sobre uma parte do elemento de limitação, que comprime a superfície de vedação externa sobre a superfície de vedação interna do elemento terminal.

[0010] O elemento de limitação , para esse fim, está realizado, pelo menos na região da superfície de vedação externa, de tal modo flexível, que ele pode compensar um movimento da superfície de vedação do elemento terminal. O elemento de limitação e o elemento terminal são produzidos, por exemplo, de aço, sendo que as espessuras de parede estão selecionadas de tal modo que a flexibilidade necessária está garantida.

[0011] Com isso, a formação de uma fenda entre as duas superfícies de vedação é eficientemente combatida e, portanto, a capacidade de funcionamento da disposição de vedação está garantida. Para obter isso, não é necessário nenhum componente adicional. Pelo contrário, é suficiente realizar o elemento de limitação de acordo com a invenção.

[0012] O elemento de limitação apresenta na região da superfície de vedação externa, particularmente, uma forma básica cilíndrica. A superfície de vedação externa pode, nesse caso, estar orientada radialmente ou axialmente.

[0013] Em uma configuração a invenção, o elemento de limitação apresenta um colar saliente que forma pelo menos uma parte da superfície de vedação externa. O colar está realizado de tal modo que a pressão na câmara de alta pressão atua sobre uma superfície interna do colar oposta à superfície de vedação externa. Pela pressão existente na superfície interna do colar, uma força atua na direção do elemento terminal sobre o colar saliente. Com isso, uma força atua na direção da superfície de vedação interna sobre a superfície de vedação externa. Nessa configuração, o elemento de limitação pode estar realizado de modo particularmente simples e, com isso, econômico.

[0014] Em uma configuração da invenção o elemento de limitação apresenta uma cavidade aberta na direção da câmara de alta pressão. Pela abertura em direção à câmara de alta pressão, na cavidade predomina a mesma pressão como na câmara de alta pressão. A cavidade está disposta de tal modo que pelo menos uma parte da superfície de vedação externa está disposta entre a cavidade e a superfície de vedação interna do elemento terminal. Também a superfície de vedação total pode estar disposta entre a cavidade e a superfície de vedação interna. Com isso, a parte do elemento de limitação também apresenta com a superfície de vedação externa uma determinada flexibilidade e pela pressão que atua na cavidade, é comprimida na direção da superfície de contato interna. Nessa configuração, o elemento de limitação necessita de muito pouco espaço construtivo. Em uma modalidade principalmente cilíndrica da superfície de vedação externa, o elemento de limitação pode estar realizado de modo particularmente curto em direção axial.

[0015] Em uma configuração da invenção, o elemento terminal está realizado de tal modo que, devido à pressão na câmara de alta pressão, uma força pode atuar na direção da superfície de vedação externa sobre a superfície de vedação interna. Particularmente, o elemento terminal apresenta uma segunda cavidade, aberta na direção da câmara de alta pressão, que está disposta de tal modo que pelo menos uma parte da superfície de vedação interna está disposta entre a segunda cavidade e a superfície de vedação externa do elemento de limitação.

[0016] Desse modo, a superfície de vedação interna e externa são comprimidas uma na outra pelos dois lados, de modo que é obtida uma ação de vedação particularmente boa.

[0017] Em uma configuração da invenção, o elemento de limitação ou o elemento terminal apresenta um elemento de vedação, sendo que o elemento de vedação está realizado, particularmente como um anel de vedação de um material elastomérico ou de metal. Também é possível que dois ou mais elementos de vedação, particularmente, anéis em O, estejam dispostos um ao lado do outro. Também é possível que tanto o elemento de limitação como também o elemento terminal apresentem um elemento de vedação. O elemento de vedação também pode estar realizado como uma vedação de outro tipo, por exemplo, na forma de uma vedação metálica, vedação plana ou um revestimento, por exemplo, com um material elástico. Nessa configuração da disposição de vedação, o elemento de vedação é visto como pertencente ao elemento de limitação ou ao elemento terminal. No uso de um elemento de vedação, pode ser obtida uma vedação particularmente boa da câmara de alta pressão. Além disso, no uso de um elemento de vedação podem ser admitidas medidas de fenda maiores.

[0018] O anel de vedação pode estar disposto em uma ranhura do elemento de limitação ou do elemento terminal. Mas também é possível que o elemento de limitação e o elemento terminal estejam realizados e dispostos de tal modo que eles formam um espaço de recepção, no qual está disposto um anel de vedação. O elemento de limitação e o elemento terminal apresentam bordas ou reentrâncias correspondentes, que formam, particularmente um espaço de recepção retangular em secção transversal para o anel de vedação. Desse modo, não é necessário prever uma ranhura no elemento de limitação ou elemento terminal, o que torna a produção do elemento de limitação ou do elemento terminal particularmente simples.

[0019] As vantagens da disposição de vedação de acordo com a invenção evidenciam-se, particularmente, no uso de uma bomba. A bomba está prevista para transporte de um fluido gasoso ou líquido, tal como, por exemplo, água, petróleo ou similar. Em bombas podem predominar pressões muito altas, de até 800 bar, motivo pelo qual são especialmente importantes disposições de vedação de funcionamento seguro, mesmo na ocorrência de deformações de diversos componentes da bomba. A disposição de vedação pode ser usada para vedação de uma câmara de alta pressão para fora, em relação ao entorno da bomba. Mas, também é possível usar a disposição de vedação de acordo com a invenção para vedação de diversas câmaras de pressão no interior da bomba Cada fuga entre as câmaras de pressão da bomba, em si separadas, leva a perdas e associados às mesmas, a custos de serviço mais altos na operação da bomba.

[0020] A bomba está realizada, particularmente, como bomba centrífuga radial de escalões múltiplos. Em uma bomba desse tipo, pelo menos dois escalões de bomba estão dispostos, em cada caso, com um impulsor um atrás do outro.

[0021] Em uma configuração da invenção, a bomba apresenta pelo menos uma primeira e uma segunda bomba parcial, disposta a jusante, sendo que a câmara de alta pressão está realizada, particularmente, como uma câmara dessas da segunda bomba parcial. Por “disposta a jusante”, deve ser entendido, nesse caso, que uma saída da primeira bomba parcial está conectada com uma entrada da segunda bomba parcial. As duas bombas parciais podem apresentar, em cada caso, um ou também mais escalões de bomba. O elemento de limitação apresenta nesse caso, particularmente, um contorno externo cilíndrico, no qual está formada a superfície de vedação externa. O elemento terminal é formado, nesse caso, particularmente, por uma carcaça externa da bomba. Desse modo, são impedidas eficientemente fugas entre as câmaras de pressão, de modo que é possibilitada uma alta eficiência e, desse modo, baixos custos de serviço da bomba.

[0022] Em uma configuração da invenção, a bomba apresenta uma primeira saída da bomba e uma segunda saída de bomba, sendo que a primeira saída de bomba está conectada com uma saída da primeira bomba parcial e a segunda saída de bomba, com a saída da segunda bomba parcial. Desse modo, a pressão é menor da primeira saída de bomba do que na segunda saída de bomba. Uma bomba desse tipo apresenta, portanto, duas pressões iniciais diferentes. O elemento de limitação está disposto, nesse caso, entre a primeira e a segunda saída de bomba. Entre as duas saídas de bomba, existe uma diferença de pressão particularmente grande, motivo pelo qual uma vedação eficiente das câmaras de pressão é particularmente importante

[0023] Em uma configuração da invenção, a primeira e a segunda bomba parcial estão dispostas na bomba, de tal modo que uma primeira direção de corrente na primeira bomba parcial e uma segunda direção de corrente na segunda bomba parcial estão orientadas em sentido oposto. A direção de corrente citada refere-se, nesse caso, à direção de corrente em uma entrada de um impelidor de uma bomba parcial. A bomba apresenta, depois, uma chamada disposição de back-to-back. Essa disposição tem a vantagem de que forças axiais formadas nos impelidores são suprimidas, pelo menos parcialmente, e desse modo, um apoio da bomba fica mais simples e requer menos espaço construtivo. O elemento de limitação está disposto, nesse caso, entre a saída da primeira bomba parcial e uma entrada da segunda bomba parcial.

[0024] Em uma configuração da invenção, o elemento de limitação apresenta pelo menos um canal de transição. Por um canal de transição, que também pode ser designado como canal de “cross-over”, deve ser entendido um canal, que guia de modo seletivo fluido de um lado do elemento de limitação para o outro lado. Por exemplo, em uma bomba com duas saídas de boba, o elemento de limitação pode apresentar um canal de transição. Em uma bomba na disposição back- to-back descrita acima, o elemento de limitação pode apresentar um primeiro canal de transição da saída da primeira bomba parcial para a entrada segunda bomba parcial e um segundo canal de transição, da saída da segunda bomba parcial para a saída de bomba. Desse modo, o elemento de limitação pode apresentar, além da unção de vedação, ainda uma função de condução para o fluido, com o que é possibilitada uma bomba com poucos componentes.

[0025] Outras vantagens, características e detalhes da invenção evidenciam-se por meio da descrição abaixo de exemplos de modalidade, bem como por meio dos desenhos, nos quais elementos com a mesma função estão dotados de sinais de referência idênticos.

[0026] Nesse caso, mostram:

[0027] Fig. 1 uma câmara de alta pressão, com uma disposição de vedação alinhada axialmente,

[0028] Fig. 2 uma câmara de alta pressão com uma disposição de vedação alinhada axialmente, em uma segunda modalidade,

[0029] Fig.3 uma câmara de alta pressão, com uma disposição de vedação alinhada radialmente,

[0030] Fig.4 uma câmara de alta pressão, com uma disposição de vedação alinhada radialmente, em uma segunda modalidade,

[0031] Fig.5 uma câmara de alta pressão, com uma disposição de vedação alinhada radialmente, em uma terceira modalidade,

[0032] Fig.6 uma câmara de alta pressão, com uma disposição de vedação alinhada radialmente, em uma quarta modalidade,

[0033] Fig.7 uma câmara de alta pressão, com uma disposição de vedação alinhada radialmente, em, uma quinta modalidade,

[0034] Fig. 8 uma bomba, com duas bombas parciais em disposição de back-to-back, e

[0035] Fig. 9 uma bomba com duas bombas parciais e duas saídas de bomba.

[0036] De acordo com a Fig. 1, uma câmara de alta pressão 11 simétrica em rotação, representada apenas esquematicamente, é limitada por um elemento de limitação 12 e um elemento terminal, que são parte de uma disposição de vedação para a câmara de alta pressão 11. O elemento de limitação 12 apresenta uma forma básica em forma de copo e é fechado pelo elemento terminal 13 em forma de disco. O elemento terminal 13 é conectado por um aparafusamento não representado na Figl.1 com o elemento de limitação 12. Desse modo, existe um contato entre uma superfície de vedação externa 14 do elemento de limitação 12 e uma superfície de vedação interna 15 do elemento terminal 13. A superfície de vedação externa 14 do elemento de limitação 12 apresenta uma ranhura circundante 16 na qual está disposto um anel de vedação 17 de um material elastomérico. A ranhura e o anel de vedação também podem estar dispostos no elemento terminal. Paralelemente a esse anel de vedação, também pode estar disposto um segundo anel de vedação.

[0037] O elemento de limitação 12 apresenta uma cavidade 18 aberta para a câmara de pressão 11, que está disposta de tal modo que a ranhura 16 e o anel de vedação 17 e, com isso, uma parte da superfície de contato externa 14, estão dispostas entre a cavidade 18 e a superfície de contato interna 15 do elemento terminal. Desse modo, resulta no elemento de limitação 12 uma região de borda 19 circundante, na qual estão dispostos a ranhura 16 e o anel de vedação 17. Essa região de borda 19 é elástica em medida limitada, pelo menos em direção axial.

[0038] Quando a pressão na câmara de alta pressão 11 é mais alta do que fora da câmara de alta pressão 11 ,então uma força atua para fora em direção axial sobre o elemento terminal 13. Essa força pode ser de tal modo grande que o elemento terminal 13 se abaula para fora. Se a região de borda 18 do elemento de limitação 12 mantivesse inalterada sua posição, então resultaria uma fenda entre o elemento de limitação 12 e o elemento terminal 13 Essa fenda poderia ficar de tal modo grande que o anel de vedação 17 seria comprimido para fora, dentro da fenda, e, com isso, ser danificado. A compressão de um anel de fenda em uma fenda também é designada como extrusão.

[0039] Pela abertura da cavidade 18 na direção da câmara de alta pressão 11, predomina na cavidade 18 a mesma pressão como na câmara de alta pressão 11, Desse modo, também sobre a região de borda 18 e, com isso, também sobre a superfície de contato externa 14 do elemento de limitação 12, atua uma força dirigida para fora, portanto, na direção da superfície de contato interna 15 do elemento terminal 13. Pela elasticidade citada da região de borda 19, em um abaulamento descrito do elemento terminal 13, a mesma também se move para fora de acordo com o abaulamento do elemento terminal 13. Desse modo, é impedida a formação de uma fenda entre o elemento de limitação 12 e o elemento terminal 13, de modo que a função de vedação do anel de vedação 17 é mantida, mesmo no caso de um eventual abaulamento do elemento terminal 13.

[0040] Na Fig.2 está representada uma segunda modalidade de uma disposição de vedação. A estrutura da disposição de vedação apresenta, nesse caso, muitos aspectos em comum com a disposição de vedação da Fig. 1, motivo pelo qual só serão descritas as diferenças.

[0041] Um elemento de limitação 112 apresenta um colar 119 saliente orientado para dentro, que apresenta pelo menos em direção axial uma determinada flexibilidade. No colar 119 está disposta uma parte de uma superfície de contato externa 114 do elemento de limitação 112, bem como um uma ranhura 116 circundante e um anel de vedação 117 disposto na mesma. A superfície de contato externa 114 do elemento de limitação 112 e o anel de vedação 117 estão em contato com uma superfície de contato interna 115 de um elemento terminal 113.

[0042] O colar 119 apresenta uma superfície interna 120 paralela à superfície de contato externa 114 do elemento de limitação 112, sobre a qual atua uma pressão prevalecente na câmara de alta pressão 111. No caso de um eventual abaulamento do elemento terminal 113 para fora, o colar 119do elemento de limitação 112 também se move para fora, analogamente à região de borda 16 da Fig. 1.

[0043] De acordo com a Fig. 3, uma câmara de alta pressão 211 simétrica em rotação, representada apenas esquematicamente, é limitada por um elemento de limitação 212 e um elemento terminal 213, que são parte de uma disposição de vedação para a câmara de alta pressão 211, alinhada radialmente. O elemento terminal 213 está realizado como uma carcaça principalmente cilíndrica, que é dividida pelo elemento de limitação 212 na câmara de alta pressão 211 e uma câmara de baixa pressão 221. O elemento de limitação 212 está formado em uma peça e consiste em um elemento básico 222 principalmente em forma de disco e um elemento de apoio 223 principalmente cilíndrico. O elemento básico 222 separa a câmara de alta pressão 211 da câmara de baixa pressão 221 e apoia-se, para esse fim, através do elemento de apoio 223, em uma superfície de fundo 224 do elemento terminal 213, oposta à câmara de alta pressão 211. O elemento de apoio 223 apresenta passagens não representadas, alinhadas em direção radial, pelas quais uma região externa 225 é conectada com uma região interna 226 da câmara de baixa pressão 221.

[0044] O elemento básico 222 do elemento de limitação 212 apresenta radialmente por fora uma superfície de vedação externa 213 circundante, que está em contato com uma superfície de vedação interna 215 do elemento terminal 213 e, desse modo, veda a câmara de alta pressão 211 em relação à câmara de baixa pressão 221 A superfície de vedação interna 215 do elemento terminal 23 está formada, nesse caso, em uma saliência 227 circundante, que se salienta para dentro.

[0045] A superfície de vedação externa 214 do elemento de limitação 212 apresenta duas ranhuras 216a, 216b circundantes, nas quais está disposto, em cada caso, um anel de vedação 217a, 217b, para a vedação hermética para pressão. As ranhuras e o anel de vedação também podem estar previstos no elemento terminal. Também é possível que esteja previsto apenas um anel de vedação.

[0046] O elemento básico 222 do elemento de limitação 212 apresenta uma cavidade 218 aberta para a câmara de pressão 211, que está disposta de tal modo que as ranhuras 216a, 216b e os anéis de vedação 217a, 217b e, nesse caso, toda a superfície de contato externa 214, estão dispostos entre a cavidade 218 e a superfície de contato interna 215 do elemento terminal 213. Desse modo, resulta no elemento de limitação 212 uma região de borda 219 circundante, na qual os anéis de vedação 217a, 217b estão dispostos. Essa região de borda 219 é elástica em medida limitada, pelo menos em direção axial.

[0047] Quando a pressão na câmara de alta pressão 211 está mas alta do que fora do elemento terminal 213, então uma força atua sobre o elemento terminal 213 em direção radial para fora. Essa força pode ser de tal modo grande que o elemento terminal 213 se abaula para fora. Se a região de borda 219 do elemento de limitação 212 mantivesse inalterada sua posição, então resultaria uma fenda entre o elemento de limitação 212 e o elemento terminal 213.

[0048] Pela abertura da cavidade 218 na direção da câmara de alta pressão 211, predomina na cavidade 218 a mesma pressão como na câmara de alta pressão 211, Desse modo, também sobre a região de borda 219 e, com isso, também sobre a superfície de contato externa 214 do elemento de limitação 212, atua uma força dirigida para fora, portanto, na direção da superfície de contato interna 215 do elemento terminal 213. Pela elasticidade citada da região de borda 219, em um abaulamento descrito do elemento terminal 213, a mesma também se move para fora de acordo com o abaulamento do elemento terminal 213. Desse modo, é impedida a formação de uma fenda entre o elemento de limitação 212 e o elemento terminal 213, de modo que a função de vedação dos anéis de vedação 217a, 217b é mantida, mesmo no caso de um eventual abaulamento do elemento terminal 213.

[0049] Na Fig. 4 está representada uma segunda modalidade de uma disposição de vedação4 alinhada radialmente. A estrutura da disposição de vedação apresenta, nesse caso, muitos aspectos em comum com a disposição de vedação da Fig. 3, motivo pelo qual são descritas apenas as diferenças.

[0050] Um elemento básico 322 de um elemento de limitação 312 apresenta um colar 319 salienta, orientado axialmente, que apresenta uma determinada flexibilidade, pelo menos em direção radial. No colar estão dispostos uma superfície de contato externa 314 total do elemento de limitação 312, bem como duas ranhuras 316a, 316b circundante e em cada caso, um anel de vedação 317a, 317b disposto nas mesmas. A superfície de contato externa 314 do elemento de limitação 312 e os anéis de vedação 317a, 327b estão em contato com uma superfície de contato interna 315 de um elemento terminal 313.

[0051] O colar 319 apresenta uma superfície interna 320 paralela à superfície de contato 314 externa do elemento de limitação 312 sobre a qual atua uma pressão prevalecente em uma câmara de alta pressão 311. No caso de um eventual abaulamento do elemento terminal 313 pra fora o colar 319 do elemento de limitação 312 também se move para fora, analogamente à região de borda 216 da Fig. 3.

[0052] Na Fig. 5 está representada uma terceira modalidade de uma disposição de vedação orientada radialmente. A estrutura da disposição de vedação apresenta, nesse caso, muitos aspectos em comum com a disposição de vedação da Fig. 3, motivo pelo qual só são descritas as diferenças.

[0053] De acordo com a Fig. 5, uma câmara de alta pressão 711 é limitada pro um elemento de limitação 712 e um elemento terminal 713, que são parte de uma disposição de vedação para a câmara de alta pressão 711 orientada radialmente. Contrariamente à Fig. 3, aqui o elemento de limitação 711 está realizado como uma carcaça principalmente cilíndrica, que está dividida pelo elemento terminal 713 na câmara de alta pressão 71e em uma câmara de baixa pressão 721.

[0054] O elemento de limitação 712, realizado como carcaça, apresenta uma cavidade 718 aberta para a câmara de pressão 711, que está disposta de tal modo que uma superfície de contato externa 714 total do elemento de limitação 713 está disposta entre a cavidade 718 e a superfície de contato interna 715 do elemento terminal 713. Desse modo, resulta no elemento de limitação 712 uma região de borda 719 circundante, que é elástica em medida limitada, pelo menos em direção axial.

[0055] Na Fig. 6 está representada uma disposição de vedação orientada radialmente. A estrutura da disposição de vedação é uma combinação das disposições de vedação da Fig. 3 e Fig. 5.

[0056] De acordo com a Fig.6, uma câmara de alta pressão 811 está limitada por um elemento de limitação 812 e um elemento terminal 813, que são parte de uma disposição de vedação alinhada radialmente para a câmara de alta pressão 811.Tal como na Fig. 3, o elemento terminal 813 está realizada como uma carcaça principalmente cilíndrica, que está dividida pelo elemento de limitação 812 na câmara de alta pressão 811 e uma câmara de baixa pressão 821.

[0057] O elemento de limitação 812 apresentga uma cavidade 818a aberta para a câmara de pressão 811, que está disposta de tal modo que uma superfície de contato 814 externa do elemento de limitação 812 está disposta entre a cavidade 818a e uma superfície de contato interna 815 do elemento terminal 813.

[0058] Além disso, o elemento terminal 813 apresenta uma cavidade 818b adicional, aberta para a câmara de pressão 811. A mesma está disposta de tal modo que a superfície de contato externa 814 do elemento de limitação 812 e a superfície de contato interna 815 do elemento terminal 813 estão dispostas entre as duas cavidades 818a, 818b.

[0059] Na Fig. 7 está representada uma região de vedação de uma outra modalidade de uma disposição de vedação orientada radialmente. A estrutura básica da disposição de vedação é comparável com as da Fig. 3. A diferença, além do fato de que é usado apenas um anel de vedação 417, consiste no fato de que uma superfície de contato externa 414 de um elemento de limitação 412 não está realizada de modo plano e não apresenta uma ranhura para um anel de vedação, mas apresenta uma reentrância 428 radialmente para dentro. Uma superfície de contato interna 415 de um elemento terminal 413 também não está realizada de modo plano e também apresenta uma reentrância 429 axialmente deslocada. As reentrâncias 428e 429 estão realizadas e dispostas de tal modo que elas formam um espaço de recepção 416 retangular em secção transversal, na qual o anel de vedação 417 está disposto. Radialmente dentro das reentrâncias 428, 429 e, desse modo, também do espaço de recepção 416, o elemento de limitação 412 apresenta uma cavidade 418 aberta na direção e uma câmara de alta pressão não representada. Desse modo, o elemento de limitação 413 também dispõe de uma região de borda flexível 419, na qual estão dispostos o espaço de recepção 416 e o anel de vedação 417.

[0060] De acordo com a Fig. 8, uma bomba 530 apresenta um elemento terminal 513 realizado como uma carcaça, com uma entrada de bomba 531 e uma saída de bomba 532. Através da entrada de bomba 531, a bomba 530 aspira fluido, por exemplo, na forma de água e descarrega o fluido novamente através da saída de bomba 532, sob pressão elevada. O fluxo do fluido na boba 530 é representado através das setas 533, sendo que um sinal de referência não está associado a cada uma das setas. A bomba 530 está realizada como uma bomba com uma primeira bomba parcial 534 e uma segunda bomba parcial 535, disposta a jusante da mesma. A primeira bomba parcial 534 consiste em dois escalões de bomba 536a e 536b ligados um atrás do outro, e a segunda bomba parcial 535, em dois escalões de bomba 537a e 537b ligados um atrás do outro. Os escalões de bomba 536a, 536b, 537a, 537b, em princípio, estão todos formados de modo idêntico. Todos contêm um impelidor 538, que está conectado de modo rígido à torção com um eixo de acionamento 539. O eixo de acionamento 5390 é acionado por uma máquina de acionamento não representada, de medo que o impelidor 538 gira em conjunto com o eixo de acionamento. Ao impelidor 538 é alimentado um fluido radialmente por dentro, que de maneira conhecida, deixa novamente o impelidor 538, radialmente por fora, sob pressão mais alta. A bomba 530 está, portanto, realizada como uma boba centrífuga radial de escalões múltiplos. Após deixar o primeiro escalão de bomba 536a da primeira bomba parcial 534, o fluido é alimentado ao segundo escalão de bomba 536 axialmente adjacente, da primeira bomba parcial 534. Uma direção de corrente do fluido estende-se, portanto, na primeira bomba parcial 534, na Fig. 8, da direita para a esquerda.

[0061] A primeira bomba parcial 534 é separada da segunda bomba parcial 535 por um elemento de limitação 512 que está disposto axialmente ao lado do segundo escalão de bomba 536b da primeira bomba parcial 534. Ao elemento de limitação 512 segue-se em direção axial o segundo escalão de bomba 537b e, depois, o primeiro escalão de bomba 537a da segunda bomba parcial 535, sendo que os escalões de bomba 537a, 537b da segunda bomba parcial 535 estão dispostos simetricamente em comparação com os escalões de bomba 536a, 536b da primeira bomba parcial 534. Por essa razão, essa disposição das duas bombas parciais 534 e 535 é designada como uma disposição back-to-back.

[0062] Ao primeiro escalão de bomba 537a da segunda parte de bomba 535 é alimentado o fluido através do canal de alimentação 540, que, primeiramente passa axialmente por fora pelo segundo escalão 537b da segunda bomba parcial 535 e, depois, radialmente para dentro, para a entrada do primeiro escalão de bomba 537a da segunda bomba parcial 535. Da saída do primeiro escalão de bomba 537a, o fluido é guiado depois para a entrada do segundo escalão de bomba 537a da segunda bomba parcial 535, disposto entre o primeiro escalão de bomba 537a e o elemento de limitação 512. A direção de corrente do fluido na segunda bomba parcial 535 corre, desse modo, na Fig. 8 da esquerda para a direita, portanto, em sentido oposto à direção de corrente na primeira bomba parcial.

[0063] Para guiar o fluido da primeira bomba parcial 534 para a segunda bomba parcial 535, o elemento de limitação 512 apresenta um primeiro canal de transição 541, que leva de uma câmara de saída 542 do segundo escalão de bomba 536b da primeira bomba parcial 534 ao canal de alimentação 540 para o primeiro escalão de bomba 537a da segunda bomba parcial 535.Além disso, o elemento de limitação 512 apresenta um segundo canal de transição 543, que leva de uma câmara de saída 544 do segundo escalão de bomba 537b da segunda bomba parcial a uma câmara de alta pressão 511 conectada com a saída de bomba 532, na forma de uma câmara de saída de bomba. Desse modo, a câmara de alta pressão 511 confina com o canal de alimentação 540 ao primeiro escalão de bomba 537a da segunda bomba parcial 535, sendo que a separação e a vedação em relação ao elemento terminal 513 realizado como carcaça dá-se pelo elemento de limitação 512. No canal de alimentação 540 predomina uma pressão menor em comparação com a câmara de alta pressão 511, de modo que o canal de alimentação 540 também pode ser designado como uma câmara de baixa pressão. O elemento terminal 513 realizado como carcaça apresenta na região do elemento de limitação 512 um contorno interno cilíndrico. A vedação entre a câmara de alta pressão 511 e o canal de alimentação 540 dá-se de acordo com a vedação representada na Fig.3, sendo que na Fig.6 foi dispensada uma representação de detalhes, tais como, por exemplo, o anel de vedação e a ranhura correspondente. Pela funcionalidade da vedação, descrita na descrição da Fig. 3, uma vedação de funcionamento seguro está garantida, mesmo quando o elemento terminal 513 na forma da carcaça, alarga-se, devido à pressão na câmara de alta pressão 511.

[0064] Na Fig. 9 está representada uma bomba 630, com uma entrada de bomba 631 e uma primeira saída de bomba 632a e uma segunda saída de bomba 632b, sendo que o fluxo do fluido também foi indicado por setas 633. A bomba 630 está igualmente realizada como uma bomba com uma primeira bomba parcial 634 e uma segunda bomba parcial 635 disposta a jusante, sendo que a primeira bomba parcial 634 e a segunda bomba parcial 635 dispõem de três escalões de bomba 636a, 636b, 636c e dispostos um atrás do outro, e a segunda bomba parcial 635, de um escalão de bomba 637. A primeira bomba parcial 634 também é separada da segunda bomba parcial 635 por um elemento de limitação 612.

[0065] Através da primeira saída de bomba 632a, fluido é descarregado da saída da primeira bomba parcial 634. Para esse fim, a primeira saída de bomba 632a está conectada através de uma primeira câmara de saída de bomba 625 e um canal de transição 643 do elemento de limitação 612 com uma câmara de saída 642 do terceiro escalão 636c da primeira bomba parcial 634.

[0066] A câmara de saída 642 do terceiro escalão de bomba 636c, além disso, também está conectada com a entrada do escalão de bomba 637 da segunda bomba parcial 635, de modo que a corrente de fluido se divide e, em uma parte core na direção da primeira saída de bomba 632a e, em outra parte, corre para a segunda bomba parcial 635.

[0067] A segunda bomba parcial 635 transporta para uma câmara de alta pressão 611 conectada com a segunda saída de bomba 632b, na forma de uma segunda câmara de saída de bomba. Devido ao aumento de pressão, pela segunda bomba parcial 635, a pressão na câmara de alta pressão 611 é mais alta do que na primeira câmara de saída de bomba 625, que, desse modo, pode ser designada como câmara de baixa pressão.

[0068] O elemento terminal 613 realizado como carcaça apresenta na região do elemento de limitação 612 um contorno interno cilíndrico. A vedação entre a câmara de alta pressão 611 e a primeira câmara dessa de bomba 625 dá-se de acordo com a vedação representada na Fig.3, sendo que na Fig. 9 foi dispensada uma representação de detalhes, tais como, por exemplo, o anel de vedação e a ranhura correspondente. A diferença só consiste no fato de que a câmara de alta pressão 611 está disposta no outro lado, com relação ao elemento de limitação 612. Pela funcionalidade da vedação descrita na descrição da Fig. 3, uma vedação de funcionamento seguro também está garantida, mesmo quando o elemento terminal 613 na forma da carcaça alarga-se, devido à pressão na câmara de alta pressão 611.

Claims

1. Bomba com uma disposição de vedação para uma câmara de alta pressão (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711, 811) com - um elemento de limitação (12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812), que apresenta uma superfície de vedação externa (14, 114, 214, 314, 414, 714, 814), e - um elemento terminal (13, 113, 213, 313, 413, 513, 613, 713, 813), que apresenta uma superfície de vedação interna (15, 115, 215, 315, 415, 715, 815), sendo que a superfície de vedação externa (14, 114, 214, 314, 414, 714, 814), e a superfície de verificação interna (15, 115, 215, 315, 415, 715, 815) estão dispostas de tal modo que através de um contato das duas superfícies de vedação (14, 114, 214, 314, 414, 714, 814;15, 115, 215, 315, 415, 715, 815) é obtida uma vedação da câmara de alta pressão (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711, 811), sendo que o elemento de limitação (12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812) está realizado de tal modo que, devido a uma pressão na câmara de alta pressão (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711, 811), uma força em direção à superfície de vedação interna (15, 115, 215, 315, 415, 715, 815) pode atuar sobre a superfície de vedação externa (14, 114, 214, 314, 414, 714, 814), e sendo que o elemento de limitação (12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812) está formado como uma parte de uma carcaça da câmara de alta pressão (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711, 811) ou como um elemento de separação para uma outra câmara de pressão, e em que o elemento de limitação (12, 112, 212, 312, 412, 712, 812) ou o elemento terminal (13, 113, 213, 313, 413, 713, 813) apresentam um elemento de vedação (17, 117, 217a, 217b, 317a, 317b, 417), caracterizada pelo fato de que o elemento de limitação (12, 112, 212, 312, 412, 712, 812), pelo menos na região da superfície de vedação externa (14, 114, 214, 314, 414, 714, 814), é projetado para ser flexível, de tal modo que, permite compensar um movimento da superfície de vedação interna (15, 115, 215, 315, 415, 715, 815) do elemento terminal (13, 113, 213, 313, 413, 713, 813).

2. Bomba de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento de limitação (112, 312, apresenta um colar (119, 319) saliente, que forma pelo menos uma parte da superfície de vedação externa (114, 314) e está realizado de tal modo que a pressão na câmara de alta pressão (111, 311) atua sobe uma superfície interna (12) do colar (119, 319) oposta à superfície de vedação externa (14, 314).

3. Bomba de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o elemento de limitação (12, 212, 412, 712, 812) apresenta uma cavidade (18, 218, 718, 818a) aberta na direção da câmara de alta pressão (11, 211, 712, 812), que está disposta de tal modo que pelo menos uma parte da superfície de vedação externa (14, 214, 714, 814) está disposta entre a cavidade (18, 218, 718, 818a) e a superfície de vedação interna (15, 215, 715, 815) do elemento terminal (13, 213, 713, 813).

4. Bomba de acordo com qualquer uma das reivindicações a reivindicação 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o elemento terminal (813) está realizado de tal modo que devido à pressão na câmara de alta pressão (811) uma força na direção da superfície de vedação externa (814) pode atuar sobre a superfície de vedação interna (815).

5. Bomba de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o elemento terminal (813) apresenta uma segunda cavidade (818b), aberta na direção da câmara de alta pressão (811), que está disposta de tal modo que pelo menos uma parte da superfície de vedação interna (815) está disposta entre a segunda cavidade (818b) e a superfície de vedação externa (814) do elemento de limitação (813).

6. Bomba de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o elemento de vedação (17, 117, 217a, 217b, 317a, 317b) está realizado como um anel de vedação, que está disposto em uma ranhura (16, 116, 216a, 216b, 316a, 316b, 417) do elemento de limitação (12, 112, 212, 312) ou do elemento terminal (13, 113, 213, 313).

7. Bomba de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o elemento de limitação (412) e o elemento terminal (413) estão realizados e dispostos de tal modo que eles formam um espaço de recepção (416), no qual está disposto um anel de vedação (417).

8. Bomba de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por pelo menos uma primeira bomba parcial (534, 634) e uma segunda bomba parcial (535, 635) disposta a jusante, sendo que o elemento de limitação (512, 612) está realizado como um elemento de separação entre a primeira e segunda bomba parcial (534, 634; 535, 635).

9. Bomba de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a câmara de alta pressão (511, 611) está realizada como uma câmara de saída da segunda bomba parcial (535, 635).

10. Bomba de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por uma primeira saída de bomba (632a) e uma segunda saída de bomba (632a) e uma segunda saída de bomba (632b), sendo que a primeira saída de bomba (632a) está conectada com uma saída da primeira bomba parcial (634) e a segunda saída de bomba (632b), com uma saída da segunda bomba parcial (63) e o elemento de limitação (612) está disposto entre a primeira e a segunda saída de bomba (632a, 632b).

11. Bomba de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a primeira e a segunda bomba parcial (534, 535) estão dispostos de tal modo que uma primeira direção de corrente na primeira bomba parcial (534) e uma segunda direção de corrente na segunda bomba parcial (535) estão orientadas em sentidos contrários e o elemento de limitação (512) está disposto entre a saída da primeira bomba parcial (534) e uma entrada da segunda bomba parcial (535).

12. Bomba de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o elemento de limitação (512, 612) apresenta pelo menos um canal de transição (541, 543, 643).