BR112015020536B1 - Bomba hidráulica e zona de atividade aquática - Google Patents

Abstract

BOMBA HIDRÁULICA E ZONA DE ATIVIDADE AQUÁTICA. A presente invenção tem por objeto uma bomba hidráulica (10) que compreende uma árvore de bomba (52) e um cárter (46) que delimita um canal de circulação de líquido (44) que apresenta um orifício de saída (12) de seção achatada e está orientado de forma que o líquido escape dele ao longo de um eixo de saída de líquido (14) inclinado em relação a um eixo longitudinal (22) da árvore de bomba que atravessa o cárter, o qual compreende um primeiro segmento (100a) cuja superfície interna (102a) é de seção circular centrada no eixo longitudinal (22) e que circunda um propulsor de bomba (60) portado pela árvore de bomba (52). De acordo com a presente invenção, o primeiro segmento (100a) apresenta uma extremidade a jusante a partir da qual a seção da superfície interna do cárter se achata.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se ao campo bombas hidráulicas e, em particular ao das bombas de água.

[002] A presente invenção aplica-se preferencialmente, mas não exclusivamente à prática de atividades aquáticas que requerem a criação de uma corrente. A título de exemplo, a presente invenção pode ser aplicada a uma zona de atividade aquática em que a água é projetada por uma ou mais bombas sobre uma superfície de deslizamento, para que uma pessoa que esteja situada sobre essa superfície possa deslizar sobre a água projetada nela, por exemplo por meio de uma prancha, de uma boia ou similar. Nesse tipo de situação, são criadas condições artificiais particulares que permitem a prática de atividades esportivas / de lazeres do tipo “surf”, “bodyboard”, “wakeboard”, etc., ou ainda do tipo “bodysurf” em que a pessoa não dispõe de prancha, mas desliza em contato direto com a água projetada. Nesse caso, a superfície de deslizamento pode ter qualquer forma, de preferência definindo uma inclinação, eventualmente progressiva. De modo alternativo, a superfície de deslizamento pode ser horizontal, e nesse caso é instalada de preferência uma barra transversal na qual a pessoa que desliza sobre a superfície pode se segurar.

[003] Outras aplicações análogas são igualmente possíveis, como o nado contracorrente, a canoagem, ou ainda a criação de uma corrente destinada a empurrar os banhistas ao longo de um curso de água, como um rio. Nesse caso, os banhistas podem ou não estar equipados de meios de flutuação ou de auxílio à flutuação tais como pranchas, boias, etc.

[004] A presente invenção se destina a recriar condições aquáticas inteiramente artificiais, ou semiartificiais em um ambiente de água natural, como um lago, uma represa, um rio, um braço de mar, etc. Outro exemplo de aplicação para a bomba de acordo com a presente invenção é o da formação de um jato ao ar livre, por exemplo para uma fonte.

[005] A presente invenção é também aplicável a qualquer bomba hidráulica destinada ao levantamento ou ao transporte de água.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[006] Existem numerosas concepções de bombas hidráulicas, ditadas em função das necessidades encontradas. Algumas delas apresentam um canal de circulação de líquido que compreende um orifício de saída orientado de forma que o líquido escape ao longo de um eixo de saída de líquido, inclinado em relação a um eixo longitudinal da árvore de(da) bomba. Além disso, em certos casos, é preciso prever que o orifício de saída apresente uma seção transversal achatada, a fim de obter um jato “esticado”(alongado) na saída da bomba. Para realizar isso, o canal de circulação deve dispor de uma forma variável, porque sua seção precisa ser circular no propulsor da bomba.

[007] Habitualmente, a passagem da seção transversal circular para a seção transversal achatada é efetuada em um segmento de saída do cárter, centrado no eixo de saída do líquido. Especificamente, um adaptador de seção variável é habitualmente adicionado a um orifício de saída circular da bomba.

[008] Essa transição de forma deve ser progressiva para que um jato laminar de alto desempenho seja obtido na saída da bomba. Ademais, depois que a forma da seção transversal de saída foi obtida no interior do canal de circulação, essa seção transversal precisa ser mantida sobre um comprimento de cárter bastante longo antes do orifício de saída. Isso ocupa muito espaço ao longo da direção do eixo de saída do líquido, de forma que a concepção de tais bombas precisa ser otimizada.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[009] A presente invenção tem, portanto, por finalidade corrigir pelo menos parcialmente os inconvenientes mencionados acima, relativos às realizações da arte anterior.

[010] Para isso, a presente invenção tem por objeto uma bomba hidráulica que compreende uma árvore de bomba e um cárter que delimita um canal de circulação de líquido que apresenta um orifício de saída de seção transversal achatada e está orientado de forma que o líquido escape dele ao longo de um eixo de saída de líquido inclinado em relação a um eixo longitudinal da árvore de bomba que atravessa o referido cárter, o qual compreende um primeiro segmento cuja superfície interna é de seção transversal circular centrada no referido eixo longitudinal e que circunda um propulsor de bomba portado pela árvore de bomba.

[011] De acordo com a presente invenção, o referido primeiro segmento apresenta uma extremidade a jusante a partir da qual a seção transversal da superfície interna do cárter se achata.

[012] A presente invenção apresenta, consequentemente, a particularidade de iniciar o achatamento da seção transversal muito a montante no canal de circulação, na parte do cárter que circunda a árvore da bomba. O resultado é vantajosamente uma redução sensível da dimensão da bomba ao longo da direção do eixo de saída de líquido, permitindo ao mesmo tempo a formação de um jato laminar de alto desempenho na saída da bomba.

[013] Deve-se notar que a seção transversal achatada do orifício de saída pode ter qualquer forma que apresente uma grande dimensão e uma pequena dimensão, sendo que a relação entre as duas pode, por exemplo, ser da ordem de 2 a 15. Trata-se preferencialmente, mas não exclusivamente de uma forma geral retangular ou elíptica. Para a forma geral retangular, ela pode apresentar ângulos arredondados e/ou um ou mais lados de forma abaulada, para dentro ou para fora. A finalidade dessa seção transversal achatada é fornecer na saída de bomba um jato laminar “esticado”, que é, por exemplo, perfeitamente apropriado para ser distribuído sobre uma superfície de deslizamento de uma zona de atividade aquática.

[014] De preferência, o cárter comporte um segundo segmento formado em continuidade com o primeiro segmento, e o segundo segmento que possui uma superfície interna de seção transversal variável que se achata e está inteiramente disposto em torno da árvore de bomba, e está, de preferência, centrado em todo seu comprimento sobre o eixo longitudinal. Em outras palavras, esse segundo segmento não atravessa a árvore de bomba.

[015] De preferência, a seção transversal da superfície interna da extremidade a jusante do segundo segmento é idêntica à do orifício de saída da bomba. De preferência, entre essa extremidade a jusante do segundo segmento e o orifício de saída, a seção transversal do cárter apresenta preferencialmente uma forma idêntica, isto é, invariável. De modo alternativo, a seção transversal da superfície interna da extremidade a jusante do segundo segmento poderia ser de forma homotética em relação à do orifício de saída da bomba, sendo de dimensão maior ou de menor.

[016] De acordo com outro modo de realização considerado, a seção transversal da superfície interna da extremidade a jusante do segundo segmento poderia ser diferente da seção transversal do orifício de saída da bomba, e nesse caso, a seção transversal do cárter continuaria a mudar a jusante a partir do segundo segmento, para atingir a seção transversal achatada desejada. Essa mudança de forma poderia então continuar nos elementos a jusante do cárter, tais como um cotovelo e/ou um segmento de saída.

[017] A esse respeito, deve-se observar que o cárter compreende preferencialmente um cotovelo formado em continuidade do segundo segmento, bem como um segmento de saída formado em continuidade do cotovelo. Nessa configuração, o referido cotovelo e o segmento de saída apresentam, de preferência, uma superfície interna de mesma seção transversal, que corresponde à da superfície interna da extremidade a jusante do segundo segmento. Além disso, em toda essa parte a jusante do canal de circulação, a seção transversal deste último não muda absolutamente, o que confere a vantagem de um canal de grande comprimento que faz com que o líquido esteja em condições muito boas para fornecer um jato laminar esticado, sem que isso tenha qualquer impacto real sobre a dimensão global da bomba ao longo da direção do eixo de saída do líquido.

[018] De preferência, a árvore de bomba atravessa o referido cárter no cotovelo.

[019] De preferência, como mencionado acima, a referida seção transversal achatada do orifício de saída tem uma forma geral retangular ou elíptica.

[020] De preferência, a bomba compreende um sistema de suporte da árvore de bomba instalado no interior referido canal de circulação, o qual sistema comporta uma estrutura de suporte fixada no cárter bem como um mancal de guia em rotação da árvore de bomba portado pela estrutura de suporte. Além disso, ela comporta uma abertura de cárter a partir da qual um conduto de passagem de árvore de bomba se estende no referido canal de circulação até o sistema de suporte da árvore, e a árvore de bomba se estende livremente através do referido conduto.

[021] Nessa configuração, o conduto de passagem tem a forma de um poço através do qual a árvore de bomba passa com uma folga, guiada apenas em rotação em sua porção situada na continuidade do fundo desse poço, pelo mancal do sistema de suporte. Assim, estando livre em relação ao conduto que ela atravessa e, portanto, em relação ao cárter, a árvore de bomba apresenta em relação à arte anterior uma capacidade melhorada de flexão / movimentação angular para compensar um eventual desalinhamento com o eixo do motor, sem introduzir uma tensão mecânica excessiva na bomba. Isso permite realizar um acoplamento fácil com a parte giratório do motor, que se traduz vantajosamente por um ganho de tempo. Além disso, em virtude da ausência de tensão mecânica significativa criada na bomba, não há necessidade de superdimensionar as peças da bomba, o que resulta em um ganho de tempo não desprezível.

[022] Além disso, como a presente invenção é tolerante a eventuais defeitos de alinhamento de amplitude limitada entre a árvore de bomba e o motor, as tolerâncias de fabricação podem ser mais elevadas, o que resulta em custos de fabricação reduzidos.

[023] Graças ao guia da árvore em fundo de poço, a capacidade de movimentação / flexão descrita acima é obtida mesmo quando o motor está acoplado à árvore de bomba muito perto do cárter. As dimensões globais da bomba, ao longo da direção do eixo longitudinal da árvore de bomba, podem assim ser particularmente diminuídas.

[024] Finalmente, uma vez que as tensões mecânicas na bomba são menores, as operações de manutenção necessárias para substituir as peças mais solicitadas são amplamente reduzidas em relação às bombas de acordo com a arte anterior. Em particular, o segundo mancal situado anteriormente no cárter não precisa ser substituído regularmente uma vez que foi eliminado, bem como as perturbações sonoras que resultam de seu desgaste prematuro não deixam de existir.

[025] Essa configuração confere assim um compromisso extremamente satisfatório entre facilidade e rapidez de montagem, robustez e resistência ao desgaste, baixos custos de fabricação e de manutenção, e dimensão axial limitada.

[026] Como se pode ver acima, devido ao fato de que a árvore atravessa livremente o conduto de passagem, a bomba de acordo com a presente invenção é desprovida de meios de guia da árvore entre essa mesma árvore e o conduto de passagem, ao longo desse conduto. Consequentemente, nenhum meio do tipo mancal ou similar é inserido entre os dois, para facilitar a movimentação/a flexão da árvore permitida pela presença da folga radial. Além disso, é preferível que nenhum outro elemento seja inserido entre a árvore e o conduto, deixando assim inteiramente livre o espaço anular entre o conduto de passagem e a árvore de bomba. Essa característica não é, porém, limitativa, uma vez que poderiam ser previstos, por exemplo, meios de estanqueidade tais como juntas ou similares, mesmo que essa característica não seja preferida porque, pelo contrário, é preferível fazer com que um fluxo de líquido de arrefecimento e/ou de lubrificação caminhe entre a árvore e seu conduto de passagem.

[027] Além disso, como o conduto de passagem circunda a árvore a partir da abertura do cárter, isso permite impedir ou limitar a quantidade de líquido que escapa do canal de circulação onde a árvore atravessa o cárter. Preferencialmente, uma estanqueidade está prevista entre a abertura do cárter e o conduto de passagem, e/ou entre esse mesmo conduto e o sistema de suporte. De modo alternativo, um fluxo de vazão poderia ocorrer em uma e/ou outra dessas duas junções, mesmo que tal fluxo não seja preferencialmente desejado.

[028] De preferência, a partir de uma extremidade de conexão com uma parte giratória de um motor de bomba, até sua extremidade oposta, a árvore de bomba é guiada em rotação apenas pelo referido mancal de guia situado no canal de circulação. A esse respeito, a extremidade de conexão pode ser inserida diretamente no rotor do motor, ou pode estar acoplada em rotação a uma árvore do motor.

[029] De preferência, o mancal de guia apresenta uma permeabilidade ao líquido que permite a introdução de um fluxo de líquido no interior de um espaço anular entre o conduto de passagem e a árvore de bomba. Um mancal hidrolubrificado é escolhido preferencialmente para esse fim. Consequentemente, ao atravessar o mancal, o líquido desempenha a função de arrefecimento e/ou de lubrificação, e depois eventualmente de arrefecimento da árvore ao longo do espaço anular.

[030] De preferência, o referido mancal de guia está localizado perto de um propulsor de bomba portado pela árvore, o qual propulsor tem uma forma convencional de hélice ou de roda de paletas, também denominada roda de pás, ou ainda a forma de qualquer elemento similar.

[031] De preferência, a árvore de bomba apresenta uma extremidade de conexão acoplada em rotação a uma parte giratória de um motor de bomba preferencialmente concebido para ficar acima da superfície da água, e a parte giratória do motor de bomba é de preferência coaxial à árvore de bomba.

[032] De preferência, o referido cárter é realizado em duas meias partes, de preferência retendo (comprimindo) entre elas um tubo que forma o referido conduto de passagem de árvore. Se a estanqueidade proporcionada pela retenção (compressão) do tubo não for suficiente, meios de estanqueidade do tipo junta ou similar podem ser inseridos entre a abertura do cárter e o tubo. De modo alternativo, em vez de ser adicionado sobre o cárter, o conduto pode ser realizado de uma única peça com uma e/ou outra das meias partes de cárter.

[033] A presente invenção tem igualmente por objeto uma zona de atividade aquática concebida para gerar uma corrente de água por meio de pelo menos uma tal bomba.

[034] De preferência, a zona de atividade aquática compreende uma superfície de deslizamento que define de preferência uma inclinação, um reservatório de água, bem como pelo menos tal bomba de acordo com a presente invenção, e de preferência várias dessas bombas dispostas lado a lado, e cada bomba é alimentada pelo referido reservatório de água e está orientada de forma a poder projetar água sobre a referida superfície. Essa zona permite assim a prática de uma atividade de “deslizamento” sobre a água projetada sobre a superfície de deslizamento.

[035] Evidentemente, outras aplicações são também consideradas, como as citadas acima.

[036] Qualquer que seja a aplicação considerada, o fato de prever várias bombas dispostas lado a lado permite dispor de uma potência de jato elevada permitindo ao mesmo tempo uma instalação fácil da zona. De fato, as bombas individuais previstas em maior número são mais fáceis de transportar e de manipular que uma bomba única de fluxo elevado. Além disso, sua implantação no reservatório de água é mais fácil, em particular no sentido que essas bombas podem apresentar dimensões globais limitadas ao longo da direção vertical, quando suas árvores de bomba estão orientadas ao longo dessa mesma direção.

[037] Deve-se ainda observar que as bombas podem estar separadas uma das outras em função da largura de deslizamento desejada e da potência de jato requerida.

[038] Outras vantagens e características da presente invenção aparecerão na descrição detalhada não limitativa a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[039] Essa descrição será feita em relação aos desenhos anexos entre os quais;- a figura 1 representa uma vista esquemática de lado de uma zona de atividade aquática, de acordo com um modo de realização preferido da presente invenção;- a figura 2 representa uma vista de cima da zona de atividade aquática da figura 1; - a figura 3 representa uma vista em perspectiva de uma das bombas instaladas na zona de atividade aquática representada nas figuras anteriores;- a figura 4 representa igualmente uma vista em perspectiva de uma das bombas, com certas coberturas retiradas para melhor visibilidade dos elementos constitutivos da bomba;- a figura 5 é uma vista que esquematiza a operação de imersão de uma das bombas da zona de atividade aquática;- a figura 6 é uma vista em corte tomada ao longo da linha VI-VI da figura 5;- a figura 7 representa uma vista em perspectiva da bomba mostrada nas figuras 3 a 6, parcialmente cortadas em um plano de simetria do canal de circulação de líquido;- a figura 8 representa uma vista em corte de uma parte da bomba mostrada na figura 7, e essa vista é tomada na linha VIII-VIII da figura 9;- a figura 9 é uma vista em corte tomada ao longo da linha IX-IX da figura 8;- a figura 10 é uma vista similar à da figura 7, na qual os diferentes segmentos do canal de circulação de líquido foram identificados;- a figura 11 é uma vista de face da bomba mostrada na figura 10;- a figura 12a é uma vista em corte tomada ao longo de uma das linhas A-A e A'-A' da figura 10;- a figura 12b é uma vista em corte tomada ao longo da linha B-B da figura 10; e- a figura 12c é uma vista em corte tomada ao longo de qualquer uma das linhas C-C, C'-C e C"-C" da figura 10.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODOS PARTICULARES DE REALIZAÇÃO

[040] Primeiramente, em relação às figuras 1 e 2, está representada uma zona de atividade aquática 1 de acordo com um modo de realização preferido da presente invenção. Nesse caso, a zona 1 se destina a recriar condições artificiais de prática de atividade esportiva ou de lazeres como o “surf”, o “bodyboard” ou o “wakeboard”, ou qualquer outra atividade análoga no campo do deslizamento.

[041] Primeiramente, a zona de atividade compreende uma reservatório de água 2, que é aqui retida em um tanque artificial 4. No modo de realização representado, trata-se de uma zona 1 inteiramente artificial, que pode ser desmontada e montada novamente no local, inclusive o tanque 4. Deve-se notar que o tanque artificial 4 poderia de modo alternativo ser um tanque artificial fixo, não transportável, sem sair do âmbito da presente invenção.

[042] A zona 1 comporta, ainda, uma superfície de deslizamento 6, posicionada acima do tanque 4. De modo alternativo, essa superfície de deslizamento 6 pode estar disposta pelo menos em parte no interior do tanque 4, de preferência em parte superior desse tanque.

[043] A superfície 6 define uma inclinação, eventualmente progressiva. Essa inclinação é, de preferência, realizada a partir de uma estrutura inflável aplicando a inclinação desejada, e sobre a qual é estendido um tecido que permite dispor de uma superfície lisa sobre a qual a água pode facilmente escoar. De preferência, o tecido é fixado na estrutura inflável, e concebido de forma a se esticar à medida que essa estrutura é inflada.

[044] Além disso, a zona 1 compreende uma pluralidade de bombas particulares à presente invenção, e essas bombas 10 estão dispostas lado a lado no sentido da largura da inclinação 6. Cada bomba apresenta uma parte imersa no reservatório de água 2 e está disposta diante de um ponto baixo da superfície de deslizamento 6. Além disso, como se pode ver na figura 1, a bomba apresente um orifício de saída 12 orientado de forma que o líquido escape dele ao longo de um eixo 14 de saída de líquido paralelo à extremidade baixa da superfície de deslizamento 6.

[045] Em funcionamento, cada bomba hidráulica 10 envia, portanto, um jato laminar sobre a superfície de deslizamento 6, e a água flui de baixo para cima da inclinação até uma extremidade a jusante da inclinação na qual se encontra um poço 16 de recepção da água, que permite reencaminhar a água até o tanque 4. Consequentemente, o circuito de água da zona de atividade 1 é um circuito fechado.

[046] Além disso, a zona de atividade 1 compreende uma multiplicidade de elementos de segurança 20 que circundam a superfície de deslizamento 6 de modo que a evitar que uma pessoa que desliza sobre ela caia acidentalmente. Tais elementos de segurança 20 são de preferência elementos de amortecimento infláveis, ou então elementos análogos do tipo feito de espuma. Elementos similares podem estar previstos diante da parte de cada bomba 10 acima da superfície da água, de forma a evitar que a pessoa desliza sobre a superfície 6 venha impactar acidentalmente essa mesma parte de bomba.

[047] A disposição das diferentes bombas pode ser adaptada às necessidades encontradas, em particular no que diz respeito a seu afastamento, sua inclinação, sua profundidade no tanque, ou ainda sua orientação de jato a fim de criar jatos paralelos e/ou divergentes e ou convergentes. Esses parâmetros podem ser fixados no momento da montagem, ou podem ser mudados durante a operação.

[048] O orifício de saída 14 apresenta uma seção transversal achatada, que permite fornecer um jato de água esticado. Por seção achatada, entende-se aqui, de preferência, uma seção de forma geral retangular ou elíptica, com o eixo maior paralelo à geratriz da superfície de deslizamento 6. Esse orifício de saída está, portanto, orientado ao longo do eixo 14, que é inclinado em relação ao eixo longitudinal 22 de uma árvore de bomba (não indicada na figura 1), e essa árvore de bomba é preferencialmente vertical. De preferência, a inclinação entre os eixos 14 e 22 é da ordem de 90°, mas mais geralmente compreendida entre 60 e 120°, embora outros valores possam ser adotados em função das necessidades encontradas, sem sair do âmbito da presente invenção.

[049] Em relação às figuras 3 a 6, são mostrados meios específicos pelos quais cada bomba 10 pode ser colocada no tanque 4, na posição da figura 1. Primeiramente, deve-se notar que a bomba apresenta meios de preensão 26 na forma de uma alça que pode ser recolhida no interior da bomba quando a bomba não é movida. Além disso, a bomba é dotada de rodas 28 dispostas na frente e atrás dessa bomba ao longo da direção do eixo 22, no fundo da bomba. Consequentemente, a bomba pode ser movida sobre uma superfície horizontal 30 que conduz ao tanque 4, rolando sobre essa mesma superfície 30 por movimento de empurrar ou puxar a partir da alça de preensão 26. A bomba pode assim ser deslocada rolando com o eixo 22 paralelo à superfície de suporte 30, até uma extremidade do tanque 4 em que estão previstos meios de suporte de bomba 32 fixados na superfície 30. Esses meios compreendem duas manilhas 34 que portam, cada uma, um rolete de guia 36 que vem se alojar em trilhos complementares 38 previstos sobre o fundo da bomba. Consequentemente, quando uma das rodas dianteiras penetra entre as duas manilhas como mostra a representação da esquerda da figura 5, isso permite centrar a bomba de forma a colocar os roletes 36 em correspondência com os trilhos 38. Esses elementos 36, 38 podem, portanto, iniciar sua cooperação antes que a bomba seja pivotada para ser inclinada a 90°, a fim de obter a posição final na qual o eixo longitudinal da árvore de bomba 22 é paralelo à direção vertical. Essa operação de rotação(giro) é realizada ao mesmo tempo em que a bomba é baixada no tanque 4, por deslocamento dos roletes 36 ao longo dos trilhos 38. Essa operação é realizada facilmente por um operador situado em pé sobre a zona 30, e que manipula o conjunto por meio da alça de preensão 26. A descida da bomba 10 é interrompida quando cada rolete 36 chega ao fundo de seu trilho correspondente 38, na posição mostrada dans a figura 1. Nessa mesma posição, as rodas dianteiras estão apoiadas contra a parede vertical do tanque 4, enquanto o peso da bomba é essencialmente suportado por cooperação entre os roletes e os trilhos.

[050] Em referência mais especificamente às figuras 7 a 9, as figuras mostram uma parte de qualquer uma das bombas 10, cada uma das quais possui, de preferência, a mesma concepção. A esse respeito, deve-se notar que cada bomba se destina a apresentar um fluxo elevado, por exemplo da ordem de 100 a 600 m3/h.

[051] A bomba 10 apresenta uma plataforma 40 que suporta um motor 42 e abaixo do qual se encontra um canal de circulação 44 delimitado por um cárter 46. A parte destinada a ficar acima da água é a parte que integra o motor 42 localizado acima da plataforma 40, enquanto a parte destinada a ficar imersa que compreende o canal de circulação de líquido 44 está situada sob essa mesma plataforma 40. Embora isso não tenha sido inteiramente representado, deve-se notar que a bomba se destina a ser recoberta de coberturas de proteção, tanto na parte imersa e quanto na parte acima da água. Trata-se, por exemplo, da cobertura 48 mostrada na figura 7, que circunda o canal de circulação 44 e seu cárter 46 que o delimita.

[052] O orifício de saída 12, de seção transversal achatada, está situado na extremidade a jusante do canal de circulação 44 que tem uma forma geral de “L” invertido. A extremidade a montante desse canal se comunica com uma entrada de admissão de água 50, de forma alargada em direção ao exterior. Essa entrada de admissão 50 apresenta, portanto, uma forma que se alarga em direção à parte externa, até uma cobertura inferior 48 que permite a penetração da água nessa entrada de admissão.

[053] A bomba 10 comporta uma árvore de bomba 52 que está, portanto, orientada ao longo do eixo longitudinal 22, sobre o qual está centrada. Essa árvore compreende uma extremidade alta, denominada extremidade de conexão que está acoplada em rotação a uma parte giratória 54 do motor 42, e mais precisamente acoplada a uma árvore de saída 56 dessa parte giratória 54, igualmente denominada árvore do motor. O acoplamento é feito por meio de meios mecânicos apropriados 58 que têm, por exemplo, a forma de uma junta de Oldham ou de uma junta universal. Esses meios de acoplamento mecânico 58 estão, de preferência, situados sob a plataforma 40. Além disso, a árvore de bomba 52 e a árvore motor 56 são coaxiais, mesmo que um ligeiro desalinhamento entre essas duas árvores possa ser tolerado graças à natureza dos meios mecânicos de acoplamento 58, e também em virtude da concepção adotada para a passagem da árvore através do cárter 46, como será descrito a seguir.

[054] Além disso, a árvore de bomba 52 apresenta uma extremidade baixa que porta um propulsor de bomba 60 que tem a forma de uma simples hélice. Essa hélice está disposta na parte a montante do canal de circulação de líquido, perto da admissão 50.

[055] A árvore 52 é guiada em rotação por um sistema de suporte 64 que compreende uma estrutura de suporte 66 fixada sobre o cárter 46. Essa estrutura de suporte 66 compreende uma virola 68 destinada a ser posta em contato com ou perto da superfície interna do cárter 46, virola a partir da qual braços radiais 70 se estendem para dentro até um furo 72 com seu centro no eixo 22. Além disso, o sistema de suporte 66 comporta um mancal de guia em rotação 74 alojado no furo 72 que o porta. Esse mancal 74 dispõe de uma superfície externa que apresenta ranhuras circunferenciais nas quais estão de preferência dispostas juntas de fricção e de estanqueidade 76, em contato com o furo 72. O mancal 74 está situado perto da extremidade baixa da árvore 52 que porta a hélice 60. Ele guia em rotação essa árvore de bomba 52, graças a uma superfície interna contatada por essa mesma árvore. De preferência, trata-se de um mancal que permite a passagem de um fluxo de água de arrefecimento e/ou de lubrificação, na forma de um mancal hidrolubrificado, igualmente denominado coxim hidrolubrificado, ou ainda anel “hydrolube”. Como se pode ver na figura 9, o coxim 74 apresenta uma superfície interna com ranhuras axiais 80 muito pequenas, através das quais a água pode circular ao longo da árvore 52. A extremidade alta do coxim 74 é contatada de modo estanque, de preferência através de uma junta tórica 82, por um conduto de passagem de árvore 84 em forma de tubo de seção transversal circular centrado no eixo 22.

[056] Esse tubo 84 se estende como um poço no canal de circulação 44, a partir de uma abertura de cárter 87 perto dos meios mecânicos de conexão 58. O tubo 84 se estende, portanto, verticalmente ao longo do eixo 22 a partir da abertura 87 à qual ele está conectado de modo estanque, até o coxim “hydrolube” 74 com o qual está igualmente prevista uma ligação estanque. Uma das particularidades reside no fato de que a árvore 52 atravessa livremente o tubo 84, e uma folga radial está prevista de modo a permitir no interior desse tubo, a movimentação e/ou a flexão da árvore de bomba 52 de modo a poder superar um eventual defeito de alinhamento entre essa árvore de bomba 52 e a árvore do motor 56. A folga radial adotada e o comprimento da árvore livre dans o tubo 84 a partir do sistema de suporte 64 são tais que permitem absorver defeitos de alinhamento significativos, por exemplo da ordem de um ou mais milímetros.

[057] Além disso, a árvore 52, a partir de sua extremidade de conexão até sua extremidade oposta que porta a hélice 60, é guiada em rotação unicamente pelo coxim “hydrolube” 74. O espaço anular 86 entre a árvore 52 e o tubo 84 é, de preferência, deixado inteiramente livre, permitindo a evacuação de um fluxo de água de arrefecimento e/ou de lubrificação muito pequeno introduzido a partir das ranhuras 80 no coxim “hydrolube” 74. Esse fluxo é evidentemente muito negligenciável em relação ao fluxo da bomba que sai pelo orifício de saída 12. Esse fluxo é evacuado de preferência por gravidade pela extremidade alta do tubo circundado de modo estanque pela abertura de cárter 87.

[058] Uma vez que a conexão entre a extremidade baixa do tubo e o coxim 74 é estanque, o fluxo que circula no espaço anular 86 resulta unicamente da passagem do líquido através das ranhuras calibradas 80 no coxim “hydrolube”.

[059] Nessa configuração, deve-se notar que a árvore de bomba 52 não é mantida ao longo da direção axial pelo sistema 64, de forma que a árvore da bomba pode ser facilmente introduzida/extraída durante a fabricação e operações de manutenção. Da mesma maneira, quando o motor é separado da plataforma 40, e a hélice 60 é retirada da extremidade baixa da árvore de bomba 52, o conjunto constituído pelo motor 42 e pela árvore 52 pode ser facilmente extraído/introduzido axialmente, sem outras operações de montagem/desmontagem, e deslizando simplesmente a árvore 52 através da superfície interna do coxim “hydrolube” 74.

[060] O coxim 74 é preferencialmente a única peça de desgaste da bomba, que pode ser substituída com muita facilidade a partir da entrada de admissão 50, retirando simplesmente a hélice 60 para ter acesso a ela.

[061] Como se pode ver melhor na figura, o cárter 46 é feito de preferência de duas partes, cada uma das quais é realizada de preferência de uma única peça. Essas duas partes são de preferência simétricas ao longo de um plano vertical mediano do canal de circulação 44. Propondo duas meias- partes comparáveis a duas meias-conchas, que apresentam, cada uma, uma meia cavidade para a formação da abertura de cárter 87, é assim possível inserir a extremidade alta do tubo 84 entre essas duas meias-conchas. Se necessário, para assegurar a estanqueidade, é possível prever um ou mais juntas de estanqueidade entre a abertura 87 e a extremidade alta do tubo 84.

[062] Além disso, está indicado que a abertura 87 apresenta um ressalto 89 que permite um apoio axial sobre o tubo 84, que visa a pressionar esse tubo contra o coxim 74. De preferência, cada meia-concha, que define uma parte do canal 44 sobre todo o comprimento deste último, é realizada em um material não metálico, por exemplo, de matéria plástica ou de material compósito. O mesmo se aplica para o tubo de passagem da árvore 84, que poderia, de modo alternativo, ser integrado a essas meias-conchas.

[063] Além disso, deve-se observar que para a fixação da estrutura 66 sobre o cárter 46, a virola 68 apresenta projeções radiais 89 que se encaixam em recessos 91 previstos na superfície interna do cárter. Essa cooperação entre as projeções 89 que se assemelham a placas, e os recessos 91, permite um bloqueio em rotação e em translação ao longo do eixo 22, entre o cárter 46 e a estrutura 66. Além disso, isso permite uma indexação angular precisa da estrutura de suporte 66 em relação a esse mesmo cárter 46.

[064] É também mostrado que o anel 74 é preferencialmente de latão, bronze ou aço inoxidável.

[065] Como pode se ver melhor nas figuras 4 e 7, o cárter a suas meias-conchas 46a, 46b que estão unidas entre si por parafusos 93 que ligam flanges de cárter 95 previstos nessas duas meias-conchas.

[066] As figuras 10 a 12c mostram detalhes da concepção do canal de circulação de líquido 44. Primeiramente, na parte baixa, o canal de circulação 44 é definido por um primeiro segmento de cárter 100a, de seção transversal constante circular, centrado sobre o eixo 22. É esse segmento que circunda a hélice 60 portada pela árvore de bomba 52. A partir de uma extremidade a jusante desse primeiro segmento 100a, está previsto um segundo segmento 100b que está também centrado no eixo 22. Esse segundo segmento 100b, situado na continuidade a jusante do primeiro segmento 100a, apresenta a particularidade de ter uma superfície interna de seção transversal variável, a seção transversal que se achata na direção a jusante. A esse respeito, deve-notar que a figura 12a mostra a forma da seção transversal da superfície interna 102a do primeiro segmento, essa forma circular é, portanto, invariável entre o centre do segmento 100a e sua extremidade a jusante. A figura 12b mostra a superfície interna 102b no centre do segundo segmento 100b, a qual seção transversal apresenta uma forma achatada cuja grande dimensão é superior ao diâmetro da seção mostrada na figura 12a, e cuja primeira dimensão ao longo da direção da altura é inferior a esse mesmo diâmetro. Assim, ao longo desse segundo segmento 100b, a seção transversal da superfície interna 102b dessa porção de cárter muda progressivamente de uma forma circular para uma forma achatada retangular tal como mostrada na figura 12c, correspondendo à extremidade a jusante desse segundo segmento.

[067] Um cotovelo a 90° 100c está situado na continuidade a jusante do segundo segmento 100b, e apresenta uma seção transversal que permanece inalterada, e que toma a forma mostrada na figura 12c. Da mesma forma, um segmento de saída 100d se situa na continuidade a jusante do cotovelo 100c, e apresenta igualmente uma superfície interna de seção transversal idêntica à do cotovelo e da extremidade a jusante do segundo segmento. Essa seção transversal é então idêntica à do orifício de saída 12 situado a jusante de seu segmento de saída 100d. Deve, portanto, ficar claro que as superfícies internas 102c e 102d do cotovelo 100c e de segmento de saída 100d apresentam uma seção transversal constante de mesma forma que a representada na figura 12c. Obviamente, a única exceção a essa seção transversal de forma constante reside na parte do cotovelo que integra a abertura 87, mesmo que a forma geral retangular permaneça conservada nas seções do cotovelo que passa por essa mesma abertura 87.

[068] Consequentemente, iniciando e terminando o achatamento da seção transversal do canal de circulação antes do cotovelo atravessado pela árvore da bomba 52, a bomba 10 é capaz de apresentar dimensões reduzidas ao longo da direção do eixo 14, produzindo ao mesmo tempo um jato laminar de alto desempenho que escapa pelo orifício de saída 12.

[069] Deve-se ainda observar que a título de exemplo indicativo, a superfície da seção transversal circular da figura 12a é sensivelmente análoga à superfície da seção transversal retangular de saída da figura 12c, e a relação entre essas superfícies pode estar compreendida entre 0,9 e 1,1. A relação entre as superfícies das seções varia, além disso, preferencialmente nesse intervalo de valores ao longo do canal de circulação.

[070] Evidentemente, diversas modificações podem ser introduzidas pelo técnico no assunto na presente invenção que acaba de ser descrita, unicamente a título de exemplos não limitativos.

Claims (8)

1. BOMBA HIDRÁULICA (10) que compreende uma árvore debomba (52) e um cárter (46) que delimita um canal de circulação de líquido (44) que apresenta um orifício de saída (12) de seção transversal achatada e está orientado de modo que o líquido escapa dele ao longo de um eixo de saída de líquido (14) inclinado em relação a um eixo longitudinal (22) da árvore de bomba que atravessa o cárter, o qual compreende um primeiro segmento (100a) cuja superfície interna (102a) é de seção transversal circular centrada no eixo longitudinal (22) e que circunda um propulsor de bomba (60) portado pela árvore de bomba (52),caracterizada pelo primeiro segmento (100a) apresentar uma extremidade a jusante a partir da qual a seção transversal da superfície interna do cárter se achata, e em que a seção transversal achatada do orifício de saída (12) possui uma forma geral retangular,em que o cárter (46) comporta um segundo segmento (100b) formado em continuidade com o primeiro segmento (100a), em que o segundo segmento possui uma superfície interna (102b) de seção transversal variável e está inteiramente disposto em torno da árvore de bomba (52), e estando centrado em todo seu comprimento sobre o eixo longitudinal (22),em que o cárter compreende um cotovelo (100c) formado em continuidade com o segundo segmento (100b) e um segmento de saída (100d) formado em continuidade com o cotovelo (100c), a árvore de bomba (52) atravessando o cárter (46) no cotovelo (100c),em que o cotovelo (100c) e o segmento de saída (100d) apresentam uma superfície interna (102c, 102d) de mesma seção transversal, essa seção transversal sendo idêntica à seção transversal do orifício de saída (12) localizado na extremidade a jusante do segmento de saída (100d).

2. BOMBA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela seção transversal da superfície interna (102b) da extremidade a jusante do segundo segmento ser idêntica à seção transversal da superfície interna do orifício de saída (12) da bomba.

3. BOMBA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapor compreender adicionalmente um sistema (64) de suporte da árvore de bomba instalado no canal de circulação (44), o sistema (64) comportando uma estrutura de suporte (66) fixada no cárter (46) e um mancal (74) de guia em rotação da árvore de bomba (52) portado pela estrutura de suporte, em que a bomba comporta em ainda uma abertura de cárter (87) a partir da qual um conduto (84) de passagem de árvore de bomba (52) se estende no referido canal de circulação (44) até o sistema de suporte da árvore (64), e em que a árvore de bomba (52) se estende livremente através do referido conduto (84).

4. BOMBA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapela seção transversal circular se situar sobre um plano imaginário que é perpendicular ao eixo longitudinal (22).

5. BOMBA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo cotovelo (100c) ser formado a jusante a partir do primeiro segmento (100a).

6. BOMBA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadapela seção transversal da superfície interna a montante do cotovelo (100c) ser idêntica à seção transversal da superfície interna do orifício de saída (12) da bomba.

7. ZONA DE ATIVIDADE AQUÁTICA (1), caracterizada porser concebida para gerar uma corrente de água por meio de pelo menos uma bomba (10) conforme definida na reivindicação 1.

8. ZONA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada porcompreender adicionalmente:a superfície de deslizamento (6) que define uma inclinação; e um reservatório de água (2), em que a pelo menos uma bomba é alimentada pelo reservatório de água (2) e está orientada de modo a projetar água sobre a superfície (6).

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