BR112017020267B1

BR112017020267B1 - Bomba de voluta

Info

Publication number: BR112017020267B1
Application number: BR112017020267-0A
Authority: BR
Inventors: Masahito Kawai; Hiromi Sakacho; Masashi Obuchi; Hiroshi Uchida; Miho ISONO; Kenta TOKAIRIN
Original assignee: Ebara Corporation
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2023-12-05
Also published as: WO2016158666A1; EP3276177A4; DK3276177T3; EP3276177A1; BR112017020267A2; JP2016188641A; MY188154A; US10837456B2; US20180051708A1; CN107407284B; EP3276177B1; JP6706521B2; CN107407284A

Abstract

A presente invenção se relaciona a uma bomba de voluta para distribuir um líquido que contém substâncias fibrosas. A bomba de voluta inclui um propulsor (1) tendo uma palheta (2), e uma carcaça de propulsor (5) que aloja o propulsor (1) na mesma. A carcaça de propulsor (5) inclui uma câmara de voluta (7), um orifício de sucção (3) e um orifício de descarga (4) os quais se comunicam com a câmara de voluta (7), e uma porção de língua (10) a qual forma uma porção de início da câmara de voluta (7). Uma ranhura (18), que se estende a partir do orifício de sucção (3) para a câmara de voluta (7), é formada em uma superfície interna da carcaça de propulsor (5). Um ponto de interseção (B), onde uma extremidade terminal da palheta (2) passa através da ranhura (18) conforme visto a partir de uma direção axial do propulsor (1), está localizado em um lado oposto da porção de língua (10) com relação a um ponto central do propulsor (1).

Description

Campo da Técnica

[001] A presente invenção se relaciona a uma bomba de voluta e, mais particularmente, a uma bomba de voluta para distribuir um líquido que contém substâncias fibrosas.

Antecedentes da Técnica

[002] De modo convencional, uma bomba de voluta tem sido usada para distribuir um líquido, tal como água de esgoto que está fluindo através de um cano de esgoto. Essa água de esgoto pode conter substâncias fibrosas, tais como corda, ou têxteis. Quando as substâncias fibrosas estão acumuladas sobre uma palheta de um propulsor, a bomba pode ficar obstruída. Portanto, a fim de impedir que as substâncias fibrosas fiquem acumuladas no propulsor, existe uma bomba de voluta a qual inclui um propulsor tendo palheta curvada para trás (ver documento de Patente 1).

[003] A Figura 22 é uma vista em corte transversal mostrando uma bomba de voluta que inclui um propulsor tendo palhetas curvadas para trás. Conforme mostrado na Figura 22, um propulsor 100 inclui uma pluralidade de palhetas curvadas para trás 101. O propulsor 100 é fixado em um eixo rotacional 102, e é alojado dentro de uma carcaça de propulsor 105. O propulsor 100 é girado em uma direção de uma seta em linha cheia, mostrada na Figura 22, junto com o eixo rotacional 102 por um atuador (por exemplo, motor elétrico), que não é ilustrado. Um líquido é descarregado em uma direção circular para o interior de uma câmara de voluta 113, que é formada na carcaça de propulsor 105, pela rotação do propulsor 100. O líquido fluindo na câmara de voluta 113 é descarregado através de um orifício de descarga 107 para um lado de fora.

[004] A palheta curvada para trás 101 tem uma porção de bordo de ataque 101a que se estende de modo helicoidal, e uma porção de bordo de fuga 101b que se estende de modo helicoidal a partir da porção de bordo de ataque 101a. A palheta curvada para trás 101 tem um formato helicoidal no qual a porção de bordo de ataque 101a se estende a partir da extremidade de base em uma direção oposta à direção de giro do propulsor 100. Uma configuração como essa pode impedir que uma substância fibrosa 109 seja pega pela porção de bordo de ataque 101a.

[005] A carcaça de propulsor 105 é dotada de uma porção de língua 110 que forma uma porção de início da câmara de voluta 113. O líquido corrente na câmara de voluta 113 é dividido pela porção de língua 110, de modo que a maior parte do líquido flua na direção do orifício de descarga 107 e uma parte do líquido circule na câmara de voluta 113 (ver uma seta de linha pontilhada mostrada na Figura 22).

[006] A Figura 23 é uma vista mostrando a carcaça de propulsor 105, a qual aloja o propulsor 100 na mesma, conforme visto a partir de um orifício de sucção 106, e a Figura 24 é uma vista mostrando uma superfície interna da carcaça de propulsor 105 conforme visto a partir do atuador. Na Figura 24, a ilustração do propulsor 100 é omitida. Conforme mostrado na Figura 23 e na Figura 24, uma ranhura 108, que se estende de modo helicoidal a partir do orifício de sucção 106 até a câmara de voluta 113, é formada na superfície interna da carcaça de propulsor 105. Essa ranhura 108 é fornecida para transferir a substância fibrosa, a qual está contida no líquido, a partir do orifício de sucção 106 até a câmara de voluta 113 por meio do propulsor giratório 100.

Lista de Citação Literatura de Patente

[007] Documento de patente 1: Publicação da exposição do modelo de utilidade JP 64-11390.

[008] As Figuras 25 a 29 são vistas que mostram, cada uma, um estado no qual a substância fibrosa 109 é transferida para a câmara de voluta 113 através da ranhura 108. Nas Figuras 25 a 29, a ranhura 108 é ilustrada por uma linha contínua em traço e dois pontos. Conforme mostrado na Figura 25, a substância fibrosa 109 contida no líquido é transferida para uma entrada da ranhura 108, e é empurrada para o interior da ranhura 108 pela porção de bordo de ataque 101a do propulsor giratório 100. A substância fibrosa 109 é empurrada pela porção de bordo de fuga 101b do propulsor giratório 100 enquanto está prensada entre a ranhura 108 e a porção de bordo de fuga 101b do propulsor 100, desse modo se movendo ao longo da ranhura 108 (ver Figuras 26 a 28). Então, conforme mostrado na Figura 29, a substância fibrosa 109 é liberada para o interior da câmara de voluta 113.

[009] Entretanto, a substância fibrosa 109 que foi liberada para o interior da câmara de voluta 113 pode estar agarrada sobre a porção de língua 110 tendo um formato saliente. A Figura 30 é uma vista mostrando a substância fibrosa 109 que ficou agarrada sobre a porção de língua 110. Conforme mostrado na Figura 30, se substâncias fibrosas 109 ficam agarradas repetidamente, as substâncias fibrosas 109 acumuladas sobre a porção de língua 110 entram em contato com o propulsor 100, desse modo inibindo a rotação do propulsor 100.

Sumário da Invenção Problema da Técnica

[010] A presente invenção foi feita em vista da circunstância acima. É, portanto, um objetivo da presente invenção fornecer uma bomba de voluta que pode impedir que uma substância fibrosa contida em um líquido fique acumulada sobre uma porção de língua de uma carcaça de propulsor.

Solução para o Problema

[011] A fim de atingir o objetivo, de acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecida uma bomba de voluta que compreende: um propulsor tendo uma palheta; e uma carcaça de propulsor que aloja o propulsor na mesma; em que a carcaça de propulsor inclui uma câmara de voluta, um orifício de sucção e um orifício de descarga que se comunicam com a câmara de voluta, e uma porção de língua que forma uma porção de início da câmara de voluta, em que uma ranhura, que se estende a partir do orifício de sucção até a câmara de voluta, é formada em uma superfície interna da carcaça de propulsor, e em que um ponto de interseção, onde uma extremidade terminal da palheta passa através da ranhura conforme visto a partir de uma direção axial do propulsor, está localizado em um lado oposto da porção de língua com relação a um ponto central do propulsor.

[012] Em um aspecto preferido da presente invenção, um ângulo entre uma linha de referência que conecta o ponto central do propulsor à porção de língua e um segmento de linha que conecta o ponto central do propulsor ao ponto de interseção está em uma faixa de 90 graus a 270 graus.

[013] Em um aspecto preferido da presente invenção, o ângulo entre a linha de referência e a linha de segmento está em uma faixa de 135 graus a 225 graus.

[014] Em um aspecto preferido da presente invenção, o ponto de interseção está localizado sobre uma linha de extensão da linha de referência.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[015] De acordo com a presente invenção, a substância fibrosa é liberada para o interior da câmara de voluta em uma posição oposta à porção de língua. Depois disso, a substância fibrosa é transferida na câmara de voluta pelo líquido corrente o qual está sendo submetido a uma força centrífuga. Em outras palavras, a substância fibrosa é transferida na câmara de voluta enquanto a substância fibrosa é submetida à força centrífuga gerada em uma direção de distanciamento da língua. Portanto, se impede que a substância fibrosa fique agarrada na porção de língua.

Breve Descrição da Invenção

[016] A Figura 1 é uma vista em corte transversal de uma bomba de voluta de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 2 é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha A-A na Figura 1; A Figura 3 é uma vista a partir de uma direção indicada pela seta B mostrada na Figura 1; A Figura 4 é uma vista mostrando uma superfície interna de uma carcaça de propulsor conforme vista a partir de um motor; A Figura 5 é uma vista mostrando a maneira na qual uma substância fibrosa é transferida para uma câmara de voluta através de uma ranhura; A Figura 6 é uma vista mostrando a maneira na qual a substância fibrosa é transferida para a câmara de voluta através da ranhura; A Figura 7 é uma vista mostrando a maneira na qual a substância fibrosa é transferida para a câmara de voluta através da ranhura; A Figura 8 é uma vista mostrando a maneira na qual a substância fibrosa é transferida para a câmara de voluta através da ranhura; A Figura 9 é uma vista mostrando a maneira na qual a substância fibrosa é transferida para a câmara de voluta através da ranhura; A Figura 10 é uma vista mostrando a substância fibrosa transferida pelo líquido corrente na câmara de voluta; A Figura 11 é uma vista mostrando uma relação de posição entre uma porção de língua e a ranhura; A Figura 12 é uma vista mostrando outro exemplo da relação de posição entre a porção de língua e a ranhura; A Figura 13 é uma vista mostrando ainda outro exemplo da relação de posição entre a porção de língua e a ranhura; A Figura 14 é uma vista em perspectiva do propulsor da bomba de voluta mostrada na Figura 1; A Figura 15 é uma vista em corte transversal de um forro de carcaça da bomba de voluta mostrada na Figura 1; A Figura 16 é uma vista em corte transversal de uma porção de bordo de ataque de uma palheta curvada para trás tomada ao longo da linha C-C na Figura 14; A Figura 17 é uma vista em corte transversal da porção de bordo de ataque da palheta curvada para trás tomada ao longo da linha D-D na Figura 14; A Figura 18 é uma vista em corte transversal da porção de bordo de ataque da palheta curvada para trás tomada ao longo da linha E-E na Figura 14; A Figura 19(a) é uma vista esquemática mostrando um estado no qual a substância fibrosa é colocada na porção de bordo de ataque da palheta curvada para trás; A Figura 19(b) é uma vista esquemática mostrando um estado no qual a substância fibrosa é transferida suavemente na direção de uma extremidade exterior da porção de bordo de ataque à medida que a palheta curvada para trás gira; A Figura 19(c) é uma vista esquemática mostrando um estado no qual a substância fibrosa chega na extremidade exterior da porção de bordo de ataque à medida que a palheta curvada para trás gira; A Figura 20 é uma vista esquemática mostrando um estado no qual a substância fibrosa que foi guiada para a extremidade exterior da porção de bordo de ataque é empurrada para o interior de uma ranhura, formada na superfície interna do forro de carcaça, por uma superfície curva de lado da frente da porção de bordo de ataque; A Figura 21 é uma vista em corte transversal da porção de bordo de ataque na qual uma razão de um raio de curvatura da superfície curva do lado da frente para uma espessura da porção de bordo de ataque, e uma razão de um raio de curvatura de uma superfície curva de lado de trás para a espessura da porção de bordo de fuga são respectivamente de 1/2, e a superfície curva do lado da frente está conectada com a superfície curva do lado de trás; A Figura 22 é uma vista em corte transversal mostrando uma bomba de voluta que inclui um propulsor tendo palhetas curvadas para trás; A Figura 23 é uma vista mostrando uma carcaça de propulsor, a qual aloja o propulsor na mesma, conforme visto a partir de um lado de orifício de sucção; A Figura 24 é uma vista mostrando uma superfície interna da carcaça de propulsor conforme visto a partir de um lado de atuador; A Figura 25 é uma vista mostrando um estado no qual a substância fibrosa é transferida para a câmara de voluta através de uma ranhura; A Figura 26 é uma vista mostrando um estado no qual a substância fibrosa é transferida para a câmara de voluta através da ranhura; A Figura 27 é uma vista mostrando um estado no qual a substância fibrosa é transferida para a câmara de voluta através da ranhura; A Figura 28 é uma vista mostrando um estado no qual a substância fibrosa é transferida para a câmara de voluta através da ranhura; A Figura 29 é uma vista mostrando um estado no qual a substância fibrosa é transferida para a câmara de voluta através da ranhura; e A Figura 30 é uma vista mostrando a substância fibrosa agarrada em uma porção de língua.

Descrição de modalidades

[017] Modalidades da presente invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos. As mesmas referências numéricas são usadas nas Figuras de 1 a 21 para se referir aos mesmos elementos ou elementos correspondentes, e descrições duplicadas dos mesmos serão omitidas.

[018] A Figura 1 é uma vista em corte transversal de uma bomba de voluta de acordo com uma modalidade da presente invenção. A bomba de voluta da Figura 1 é, por exemplo, usada para distribuir um líquido, tal como água de esgoto que está fluindo através de um cano de esgoto. Conforme mostrado na Figura 1, a bomba de voluta inclui um propulsor 1 que está fixado a uma extremidade de um eixo rotacional 11, e uma carcaça de propulsor 5 que aloja o propulsor na mesma. O eixo rotacional 11 é girado por um motor 20, e o propulsor 1 é girado na carcaça de propulsor 5 juntamente com o eixo rotacional 11. Uma vedação mecânica 21 está disposta entre o motor 20 e o propulsor 1. Essa vedação mecânica 21 impede que o líquido entre no motor 20.

[019] A carcaça de propulsor 5 inclui um corpo de carcaça 6 disposto em volta do propulsor 1, e um forro de carcaça 8 acoplado ao corpo de carcaça 6. O forro de carcaça 8 tem um orifício de sucção cilíndrico 3 formado no mesmo. Uma câmara de voluta (câmara de vórtice) 7 é formada do lado de dentro corpo de carcaça 6, e a câmara de voluta 7 é conformada de modo a cercar o propulsor 1. O corpo de carcaça 6 tem um orifício de descarga 4 formado no mesmo.

[020] Quando o propulsor 1 é girado, o líquido é sugado a partir do orifício de sucção 3. A rotação do propulsor 1 dá uma energia de velocidade para o líquido, e a energia de velocidade é convertida em uma energia de pressão quando o líquido está fluindo através da câmara de voluta 7, de modo que o líquido seja pressurizado. O líquido pressurizado é descarregado através do orifício de descarga 4. Palhetas (palhetas curvadas para trás) 2 do propulsor 1 estão voltadas para uma superfície interna 8a do forro de carcaça 8 da carcaça de propulsor 5 com um pequeno afastamento.

[021] A Figura 2 é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha A-A na Figura 1. Conforme mostrado na Figura 2, o propulsor 1 inclui uma pluralidade (duas nessa modalidade) de palhetas curvadas para trás 2, e um cubo cilíndrico 13. O propulsor 1 é fixado no eixo rotacional 11, e é girado junto com o eixo rotacional 11 em uma direção indicada por uma seta em linha cheia pelo motor (atuador) 20. Uma extremidade do eixo rotacional 11 é inserida no cubo 13, e o propulsor 1 é fixado na extremidade do eixo rotacional 11 pela ferramenta de aperto (não mostrada).

[022] A palheta curvada para trás 2 tem uma porção de bordo de ataque 2a que se estende de modo helicoidal a partir do cubo 13, e uma porção de bordo de fuga 2b que se estende de modo helicoidal a partir da porção de bordo de ataque 2a. A palheta curvada para trás 2 tem um formato helicoidal que se estende a partir do cubo 13 em uma direção oposta à direção de giro do propulsor 1.

[023] Conforme mostrado na Figura 2, a carcaça de propulsor 5 é dotada de uma porção de língua 10 que forma uma porção de início da câmara de voluta 7. A câmara de voluta 7 tem um formato tal que a câmara de voluta 7 se estende ao longo de uma direção circular do propulsor 1 enquanto uma área em corte transversal da câmara de voluta 7 aumenta gradualmente. O líquido corrente na câmara de voluta 7 é dividido pela porção de língua 10, de modo que a maior parte do líquido flua na direção do orifício de descarga 4 e uma parte do líquido circule através da câmara de voluta 7 (ver uma seta de linha pontilhada mostrada na Figura 2).

[024] A Figura 3 é uma vista a partir de uma direção indicada pela seta B mostrada na Figura 1. Conforme mostrado na Figura 3, a carcaça de propulsor 5 tem o orifício de sucção 3 e o orifício de descarga 4 formados na mesma. O orifício de sucção 3 e o orifício de descarga 4 se comunicam com a câmara de voluta 7. O orifício de sucção 3 é formado no forro de carcaça 8, e o orifício de descarga 4 é formado no corpo de carcaça 6. O líquido que fluiu para dentro a partir do orifício de sucção 3 é descarregado para a câmara de voluta 7 em sua direção circular pela rotação do propulsor 1. O líquido que está fluindo através da câmara de voluta 7 é descarregado através do orifício de descarga 4 para um lado de fora.

[025] A Figura 4 é uma vista mostrando uma superfície interna da carcaça de propulsor 5 conforme vista a partir do motor 20. Na Figura 4, a ilustração do propulsor 1 é omitida. Conforme mostrado na Figura 4, uma ranhura 18, que se estende de modo helicoidal a partir do orifício de sucção 3 para a câmara de voluta 7, é formada na superfície interna da carcaça de propulsor 5, mais especificamente na superfície interna 8a do forro de carcaça 8. Essa ranhura 18 é fornecida para transferir uma substância fibrosa, a qual está contida no líquido, a partir do orifício de sucção 3 para a câmara de voluta 7 por meio do propulsor giratório 1. A ranhura 18 está localizada de modo a estar voltada para a porção de bordo de fuga 2b da palheta curvada para trás 2.

[026] As Figuras 5 a 9 são vistas mostrando a maneira na qual uma substância fibrosa 9 é transferida para a câmara de voluta 7 através da ranhura 18. Nas Figuras 5 a 9, a ranhura 18 é ilustrada por uma linha contínua em traço e dois pontos. Conforme mostrado na Figura 5, a substância fibrosa 9 contida no líquido é transferida para uma entrada da ranhura 18 pela porção de bordo de ataque 2a do propulsor giratório 1, e é empurrada para o interior da ranhura 18 pela porção de bordo de ataque 2a. A substância fibrosa 9 é empurrada pela porção de bordo de fuga 2b do propulsor giratório 1, enquanto está prensada entre a ranhura 18 e a porção de bordo de fuga 2b do propulsor giratório 1, desse modo se movendo ao longo da ranhura 18 (ver Figuras 6 a 8). Então, conforme mostrado na Figura 9, a substância fibrosa 9 é liberada da ranhura 18 para o interior da câmara de voluta 7 em um ponto de interseção B onde uma extremidade terminal da palheta curvada para trás 2 passa através da ranhura 18 conforme visto a partir de uma direção axial do propulsor 1. A extremidade terminal da palheta curvada para trás 2 é uma extremidade exterior da porção de bordo de fuga 2b.

[027] A Figura 10 é uma vista mostrando a substância fibrosa 9 transferida pelo líquido que está fluindo na câmara de voluta 7. Conforme mostrado na Figura 10, o ponto de interseção B está localizado no lado oposto da porção de língua 10 com relação a um ponto central do propulsor 1. A substância fibrosa 9 que foi liberada para o interior da câmara de voluta 7 no ponto de interseção B é transferida na câmara de voluta 7 pelo líquido corrente o qual está sendo submetido a uma força centrífuga que atua radialmente para fora. Em outras palavras, a substância fibrosa 9 é transferida na câmara de voluta 7 ao mesmo tempo em que está sendo submetida à força centrífuga gerada em uma direção de distanciamento em relação à porção de língua 10. Portanto, a substância fibrosa 9 é descarregada através do orifício de descarga 4 para um lado de fora sem ficar agarrada na porção de língua 10.

[028] A Figura 11 é uma vista mostrando uma relação de posição entre a porção de língua 10 e o ponto de interseção B. Na Figura 11, uma linha de referência RL é um segmento de linha que conecta um ponto central P do propulsor 1 com a porção de língua 10 (mais especificamente, uma ponta da porção de língua 10), e uma linha de ângulo AL é um segmento de linha que conecta o ponto central P do propulsor 1 com o ponto de interseção B. Um ângulo ? representa um ângulo entre a linha de referência RL e a linha de ângulo AL. Nessa modalidade, a interseção B está localizada sobre uma linha de extensão da linha de referência RL, e o ângulo ? é de 180 graus. Em outras palavras, o ponto de interseção B nessa modalidade está localizado em uma posição mais afastada da porção de língua 10.

[029] Com essa localização do ponto de interseção B sobre a linha de extensão da linha de referência RL, a substância fibrosa 9 é liberada para o interior da câmara de voluta 7 na posição mais afastada da porção de língua 10. Portanto, mesmo se a substância fibrosa 9 flui para o interior da carcaça de propulsor 5, a substância fibrosa 9 é descarregada através do orifício de descarga 4 para o lado de fora sem ficar agarrada na porção de língua 10. O ângulo ? pode não ser de 180 graus, dependendo de um comprimento da substância fibrosa 9. Por exemplo, em um caso onde uma substância fibrosa relativamente curta flui para o interior da carcaça de propulsor 5, mesmo se a substância fibrosa é liberada para o interior da câmara de voluta 7 em uma posição mais próxima da porção de língua 10 que a posição B mostrada na Figura 11, a substância fibrosa é descarregada através do orifício de descarga 4 para o lado de fora sem ficar agarrada na porção de língua 10.

[030] A Figura 12 e a Figura 13 são vistas, cada uma mostrando outro exemplo de arranjo da ranhura 18. Em um exemplo mostrado na Figura 12, o ângulo ? é menor que 180 graus. Em um exemplo mostrado na Figura 13, o ângulo ? é maior que 180 graus. Também nesses exemplos, cada ponto de interseção B está localizado no lado oposto da porção de língua 10 com relação ao ponto central do propulsor 1.

[031] O ângulo ? entre a linha de ângulo AL e a linha de referência RL está preferencialmente na faixa de 90 graus a 270 graus, e mais preferencialmente faixa de 135 graus a 225 graus. Quando o ângulo ? está nessa faixa, a substância fibrosa é descarregada através do orifício de descarga 4 para o lado de fora sem ficar agarrada na porção de língua 10.

[032] A Figura 14 é uma vista em perspectiva do propulsor 1 da bomba de voluta mostrada na Figura 1. Conforme mostrado na Figura 14, o propulsor 1 inclui uma capa em formato de disco 12 tendo o cubo 13 ao qual o eixo rotacional 11 está fixado, e as palhetas curvadas para trás 2 que se estendem de modo helicoidal a partir do cubo 13. O cubo 13 tem um furo passante 13a formado no mesmo, no interior do qual a extremidade do eixo rotacional 11 é inserida. A totalidade da palheta curvada para trás 2 tem um formato helicoidal que se estende a partir do cubo 13 na direção oposta à direção de rotação do propulsor 1.

[033] A palheta curvada para trás 2 tem a porção de bordo de ataque 2a que se estende de modo helicoidal a partir do cubo 13, e a porção de bordo de fuga 2b que se estende de modo helicoidal a partir da porção de bordo de ataque 2a. A porção de bordo de ataque 2a se estende a partir do cubo 13 na direção oposta à direção de rotação do propulsor 1. Portanto, uma extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a está localizada atrás de uma extremidade interna 2c da porção de bordo de ataque 2a na direção de rotação do eixo rotacional 11. A porção de bordo de fuga 2b está voltada para a superfície interna 8a do forro de carcaça 8 com o pequeno afastamento. Quando o propulsor 1 é girado, a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a se move através de uma entrada 18a (ver Figura 15) da ranhura 18. A Figura 15 é uma vista em corte transversal do forro de carcaça da bomba de voluta mostrada na Figura 1.

[034] A Figura 16 é uma vista em corte transversal da porção de bordo de ataque 2a da palheta curvada para trás 2 tomada ao longo da linha C-C na Figura 14. A Figura 17 é uma vista em corte transversal da porção de bordo de ataque 2a da palheta curvada para trás 2 tomada ao longo da linha D-D na Figura 14. A Figura 18 é uma vista em corte transversal da porção de bordo de ataque da palheta 2a curvada para trás 2 tomada ao longo da linha E-E na Figura 14. Conforme mostrado na Figura 16, Figura 17 e Figura 18, a porção de bordo de ataque da palheta 2a tem uma superfície curva de lado da frente 2e que se estende a partir da extremidade interna 2c para a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a. A superfície curva de lado da frente 2e é uma vanguarda da porção de bordo de ataque 2a. Especificamente, a superfície curva de lado da frente 2e é uma superfície da porção de bordo de ataque 2a que está localizada na posição de vanguarda em uma direção de rotação da porção de bordo de ataque 2a (isto é, a direção de rotação do propulsor 1), e se estende a partir da extremidade interna 2c para a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a.

[035] Um corte transversal da superfície curva de lado da frente 2e tem um formato de arco com um raio de curvatura r1. Nessa modalidade, conforme mostrado nas Figuras 16, Figura 17 e Figura 18, o raio de curvatura r1 é constante a partir da extremidade interna 2c até a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a. O raio de curvatura r1 da superfície curva de lado da frente 2e pode variar a partir da extremidade interna 2c até a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a. Por exemplo, o raio de curvatura r1 da superfície curva de lado da frente 2e pode aumentar ou diminuir gradualmente de acordo com uma distância a partir do cubo 13.

[036] Como a porção de bordo de ataque 2a tem a superfície curva de lado da frente 2e se estendendo a partir da extremidade interna 2c até a extremidade externa 2d da mesma, a substância fibrosa 9 que é colocada sobre a porção de bordo de ataque 2a conforme mostrado na Figura 19(a) é suavemente transferida na direção da extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a sem ficar agarrada na porção de bordo de ataque 2a conforme mostrado na Figura 19(c). Portanto, a porção de bordo de ataque 2a pode guiar suavemente a substância fibrosa 9 para a entrada 18a (ver Figura 15) da ranhura 18.

[037] A Figura 20 é uma vista esquemática mostrando um estado no qual a substância fibrosa 9 guiada para a extremidade exterior 2d da porção de bordo de ataque 2a é empurrada para o interior da ranhura 18 pela superfície curva de lado da frente 2e. Conforme descrito acima, quando o propulsor 1 é girado, a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a da palheta curvada para trás passa sobre a ranhura 18 (ver Figura 15 e Figura 4) formada na superfície interna 8a do forro de carcaça 8. Conforme mostrado na Figura 20, a substância fibrosa 9 guiada para a extremidade exterior 2d é empurrada para o interior da ranhura 18 pela superfície curva de lado da frente 2e, quando a extremidade exterior 2d passa sobre a ranhura 18. Como a superfície curva de lado da frente 2e se estende para a extremidade exterior 2d da porção de bordo de ataque 2a, a substância fibrosa 9 é empurrada para o interior da ranhura 18 pela superfície curva de lado da frente 2e sem ser agarrada pela extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a. Como resultado, a substância fibrosa 9 pode ser confiavelmente transferida para o interior da ranhura 18.

[038] Conforme mostrado na Figura 16, Figura 17 e Figura 18, a porção de bordo de ataque 2a pode ter uma superfície curva de lado de trás 2f se estendendo a partir da extremidade interna 2c até a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a. A superfície curva de lado de trás 2f é uma superfície mais posterior da porção de bordo de ataque 2a. Especificamente, a superfície curva de lado de trás 2f é uma superfície da porção de bordo de ataque 2a que está localizada na última posição na direção de rotação da porção de bordo de ataque 2a (isto é, a direção de rotação do propulsor 1), e está localizada atrás da superfície curva de lado da frente 2e na direção de rotação do propulsor 1. Como acontece com a superfície curva de lado da frente 2e, a superfície curva de lado de trás 2f se estende a partir da extremidade interna 2c para a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a.

[039] Um corte transversal da superfície curva de lado de trás 2f tem um formato de arco com um raio de curvatura r2. Nessa modalidade, conforme mostrado na Figura 16, Figura 17 e Figura 18, o raio de curvatura r2 é constante a partir da extremidade interna 2c até a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a. O raio de curvatura r2 da superfície curva de lado de trás 2f pode ser igual ao ou diferente do raio de curvatura r1 da superfície curva de lado da frente 2e. Além disso, o raio de curvatura r2 da superfície curva de lado de trás 2f pode variar desde a extremidade interna 2c até a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a. Por exemplo, o raio de curvatura r2 da superfície curva de lado de trás 2f pode aumentar ou diminuir gradualmente de acordo com uma distância a partir do cubo 13.

[040] Em um caso em que a porção de bordo de ataque 2a tem não apenas a superfície curva de lado da frente 2e, mas também a superfície curva de lado de trás 2f, a substância fibrosa 9 pode deslizar mais suavemente sobre a porção de bordo de ataque 2a. Como resultado, a porção de bordo de ataque 2a pode guiar suavemente a substância fibrosa 9 para a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a. Além disso, a substância fibrosa 9 quase não fica agarrada na extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a. Como resultado, a superfície curva de lado da frente 2e da porção de bordo de ataque 2a pode empurrar mais confiavelmente a substância fibrosa 9 para o interior da entrada 18a (ver Figura 15) da ranhura 18.

[041] Conforme descrito acima, a substância fibrosa 9 desliza sobre a superfície curva de lado da frente 2e na direção da extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a, à medida que o propulsor 1 gira. À medida que uma razão (isto é, r1/t) do raio de curvatura r1 da superfície curva de lado da frente 2e para uma espessura t (ver Figura 16, Figura 17 e Figura 18) da porção de bordo de ataque 2a se torna menor, a porção de bordo de ataque 2a se torna mais pontiaguda. Confirmou-se que, quando r1/t é igual ou maior que 1/7, a substância fibrosa 9 colocada sobre a porção de bordo de ataque 2a pode ser guiada mais suavemente na direção da extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a, e pode ser empurrada mais confiavelmente para o interior da ranhura 18. Portanto, r1/t é de preferência igual ou maior que 1/7.

[042] À medida que r1/t se torna maior, um desempenho de descarga da bomba de voluta diminui. O valor ideal de r1/t para deslizar suavemente a substância fibrosa 9 na direção da extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a ao mesmo tempo em que elimina a diminuição no desempenho de descarga da bomba de voluta é de 1/4. Portanto, r1/t é mais preferencialmente igual ou maior que 1/4.

[043] A Figura 21 é uma vista em corte transversal da porção de bordo de ataque 2a na qual a razão (isto é, r1/t) do raio de curvatura r1 da superfície curva de lado da frente para a espessura t da porção de bordo de ataque 2a, e a razão (isto é, r2/t) do raio de curvatura r2 da superfície curva de lado de trás 2f para a espessura t da porção de bordo de ataque 2a são 1/2, e a superfície curva de lado da frente 2e está conectada com a superfície curva de lado de trás 2f. Conforme mostrado na Figura 21, em um caso onde r1/t e r2/t são 1/2, e a superfície curva de lado da frente 2e está conectada à superfície curva de lado de trás 2f, o corte transversal da porção de bordo de ataque 2a tem um arco circular completo. Nesse caso, a porção de bordo de ataque 2a tem o formato mais arredondado, de modo que a substância fibrosa 9 possa deslizar mais suavemente sobre a porção de bordo de ataque 2a na direção da extremidade externa 2d. Portanto, r1/t é preferencialmente igual ou menor que 1/2.

[044] Conforme mostrado na Figura 16, Figura 17 e Figura 18, a espessura t da porção de bordo de ataque 2a diminui gradualmente de acordo com a distância a partir do cubo 13. Ao contrário, o raio de curvatura r1 da superfície curva de lado da frente 2e e o raio de curvatura r2 da superfície curva de lado de trás 2f são constantes a partir da extremidade interna 2c para a extremidade externa 2d da porção de bordo de ataque 2a. Portanto, r1/t e r2/t aumentam gradualmente de acordo com a distância a partir do cubo 13. Com essas configurações, a porção de bordo de ataque 2a pode guiar a substância fibrosa 9 na direção da entrada 18a (ver Figura 15) da ranhura 18 ao mesmo tempo em que elimina a diminuição no desempenho de descarga da bomba de voluta.

[045] A descrição anterior de modalidades é fornecida para habilitar uma pessoa versada na técnica a fazer e usar a presente invenção. Além disso, várias modificações nessas modalidades serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica, e os princípios genéricos e exemplos específicos definidos no presente documento podem ser aplicados a outras modalidades. Portanto, a presente invenção não se destina a ser limitada às modalidades descritas no presente documento, mas deve ser conferida à mesma o escopo mais amplo conforme definido por limitação pela limitação das reivindicações.

Aplicabilidade Industrial

[046] A presente invenção é aplicável a uma bomba de voluta para distribuir um líquido que contém substâncias fibrosas. Lista de Referências Numéricas 1, 100 propulsor 2, 101 palheta curvada para trás 2a, 101a porção de bordo de ataque 2b, 101b porção de bordo de fuga 2c extremidade interna 2d extremidade externa 2e superfície curva de lado da frente 2f superfície curva de lado de trás 3, 106 orifício de sucção 4, 107 orifício de descarga 5, 105 carcaça de propulsor 6 corpo de carcaça 7, 113 câmara de voluta 8 forro de carcaça 9, 109 substância fibrosa 10, 110 porção de língua 11, 102 eixo rotacional 12 capa 13 cubo 18, 108 ranhura 20 motor 21 vedação mecânica RL linha de referência AL linha de ângulo P ponto central de propulsor

Claims

1. Bomba de voluta, que compreende: um propulsor (1) tendo uma palheta (2); e uma carcaça de propulsor (5) que aloja o propulsor (1) na mesma; em que a carcaça de propulsor (5) inclui uma câmara de voluta (7), um orifício de sucção (3) e um orifício de descarga (4) que se comunicam com a câmara de voluta (7), e uma porção de língua (10) que forma uma porção de início da câmara de voluta (7), em que a palheta (2) tem uma porção de bordo de ataque (2a) que se estende de forma helicoidal a partir de um cubo (13) e tem uma extremidade externa (2d), e uma porção de bordo de fuga (2b) que se estende de forma helicoidal a partir da porção de bordo de ataque (2a), o formato helicoidal se estendendo a partir de um cubo (13) em uma direção oposta à direção de giro do propulsor (1), em que uma ranhura (18), que se estende a partir do orifício de sucção (3) até a câmara de voluta (7) e localizada de forma a estar voltada para a porção de bordo de fuga (2b), é formada em uma superfície interna da carcaça de propulsor (5), em que a extremidade externa (2d) da porção de bordo de ataque (2a) se move através de uma entrada (18a) da ranhura (18) quando o propulsor (1) é girado, e em que um ponto de interseção (B), onde uma extremidade terminal da palheta (2) passa através da ranhura (18) conforme visto a partir de uma direção axial do propulsor (1), está localizado em um lado oposto da porção de língua (10) com relação a um ponto central (P) do propulsor e caracterizada pelo fato de que a porção de bordo de ataque (2a) tem uma superfície curva de lado da frente (2e) sendo uma parte da frente da porção da porção de bordo de ataque (2a) na direção de giro do propulsor (1), a superfície curva de lado da frente (2e) se estende de uma extremidade interna (2c) para a extremidade externa (2d) da porção de bordo de ataque (2a), e uma seção transversal da superfície curva de lado da frente (2e) em uma direção de espessura da palheta (2) tem um formato de arco com um raio de curvatura (r1).

2. Bomba de voluta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um ângulo entre uma linha de referência (RL) que conecta o ponto central (P) do propulsor (1) à porção de língua (10) e uma linha de ângulo (AL) que conecta o ponto central (P) do propulsor (1) ao ponto de interseção (B) está em uma faixa de 90 graus a 270 graus.

3. Bomba de voluta, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o ângulo entre a linha de referência (RL) e a linha de ângulo (AL) está em uma faixa de 135 graus a 225 graus.

4. Bomba de voluta, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o ponto de interseção (B) está localizado sobre uma linha de extensão da linha de referência (RL).