BR112020012312A2

BR112020012312A2 - dispositivo de bomba, em particular um dispositivo de bomba submersível

Info

Publication number: BR112020012312A2
Application number: BR112020012312-9A
Authority: BR
Inventors: Carl Stähle
Original assignee: Frideco Ag
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-11-24
Also published as: CN111512049B; AU2018390875A1; JP2021507165A; US20210071676A1; US11555504B2; CA3090218A1; CN111512049A; WO2019122035A1; JP2023126443A; DE102017131227A1; EP3728854A1

Abstract

A invenção procede a partir de um dispositivo de bomba, em particular a um dispositivo de bomba submersível, com pelo menos um receptáculo de rolamento (12a-f) que é configurado para receber um rolamento de extremidade de haste de acionamento (22a). Sugere-se que o receptáculo de rolamento (12a-f) possua pelo menos um canal de arrefecimento (28a-f) para receber pelo menos um fluido de arrefecimento.

Description

DISPOSITIVO DE BOMBA, EM PARTICULAR UM DISPOSITIVO DE BOMBA

SUBMERSÍVEL Estado da técnica

[001] A invenção se refere a um dispositivo de bomba, em particular a um dispositivo de bomba submersível, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, e a um método para operar um dispositivo de bomba de acordo com o preâmbulo da reivindicação 11.

[002] Já são conhecidos dispositivos de bomba nos quais um motor é arrefecido por meio de canais de arrefecimento providos lateralmente em uma carcaça do dispositivo de bomba. Além disso, são conhecidos dispositivos de bomba que possuem unidades de alojamento para componentes elétricos.

[003] O objetivo da invenção é, em particular, prover um dispositivo do tipo genérico que possua propriedades aprimoradas com relação ao arrefecimento. O objetivo é alcançado de acordo com a invenção por meio dos recursos das reivindicações de patente 1 e 11, enquanto implementações vantajosas e desenvolvimentos adicionais da invenção podem ser obtidos a partir das reivindicações dependentes. Vantagens da invenção

[004] A invenção se baseia em um dispositivo de bomba em particular em um dispositivo de bomba submersível, com pelo menos um receptáculo de rolamento configurado para receber um rolamento de extremidade de haste de acionamento.

[005] Propõe-se que o receptáculo de rolamento possua pelo menos um canal de arrefecimento para receber pelo menos um fluido de arrefecimento. Dessa maneira pode-se prover um arrefecimento aprimorado. Em particular, o rolamento de extremidade de haste de acionamento pode ser arrefecido por meio do receptáculo de rolamento.

[006] Um "dispositivo de bomba" deve ser entendido como significando, em particular, pelo menos uma parte, em particular um subconjunto, de uma bomba. Em particular, o dispositivo de bomba também pode compreender a bomba completa. Uma "bomba", em particular uma bomba submersível, deve ser entendida como significando, em particular, um aparelho que, em pelo menos um estado de operação, provê um movimento de um meio preferencialmente incompressível a ser bombeado. Preferencialmente, o dispositivo de bomba possui uma unidade de carcaça que delimita a bomba para o exterior, uma haste de acionamento que é operado por uma unidade de motor do dispositivo de bomba e/ou uma unidade de parafuso que, em pelo menos um estado de operação, é colocada em rotação pela haste de acionamento, em que a rotação da unidade de parafuso provê o movimento do meio a ser bombeado. Alternativamente, o dispositivo de bomba pode ter uma unidade de pistão que é operada por uma unidade de motor do dispositivo de bomba e que, por meio de um processo de deslocamento, faz com que o meio a ser bombeado seja colocado em movimento. A unidade de motor pode, em particular, ter um motor de combustão. De forma particularmente vantajosa, a unidade de motor possui um motor elétrico. Particularmente, em pelo menos um estado de operação , a bomba pode ser disposta fora e/ou pelo menos parcialmente ou, ainda, completamente dentro do meio a ser bombeado.

[007] Um "fluido de arrefecimento" deve ser entendido, em particular, como significando um líquido que é provido para absorver o calor de pelo menos um elemento e transmitir o referido calor em particular para pelo menos outro elemento. Preferencialmente, o fluido de arrefecimento possui uma alta condutividade térmica e/ou capacidade térmica. De forma particularmente preferencial, o fluido de arrefecimento possui uma viscosidade que permite que o fluido de arrefecimento seja bombeado. É concebível que o fluido de arrefecimento seja idêntico ao meio bombeado, embora preferencialmente o fluido de arrefecimento é diferente do fluido bombeado e é especialmente configurado para arrefecer a bomba. Os fluidos de arrefecimento podem compreender, por exemplo, água e/ou óleos.

[008] "Configurado" deve ser entendido como significando, em particular, especialmente projetado e/ou equipado. A afirmação de que um objeto é configurado para uma função particular significa, em particular, que o objeto cumpre e/ou executa a referida função particular em pelo menos um estado de uso e/ou de operação.

[009] Um "rolamento de extremidade de haste de acionamento" deve ser entendido como significando, em particular, um receptáculo que, em um estado montado, recebe pelo menos uma unidade de rolamento do dispositivo de bomba para mancalização, em particular para mancalização rotativa, de pelo menos uma parte, em particular de uma região de extremidade, de uma haste de acionamento do dispositivo de bomba. Uma "unidade de rolamento" deve ser entendida como significando, em particular, uma unidade que é configurada para acomodar pelo menos substancialmente uma força de peso de pelo menos um objeto. Em particular, a unidade de rolamento pode ter pelo menos um rolamento de corpos rolantes e/ou rolamento deslizante. A haste de acionamento possui preferencialmente um formato alongado e, em particular, ele possui uma extensão longitudinal que é pelo menos 5 vezes, em particular pelo menos 10 vezes, vantajosamente pelo menos 20 vezes, de forma particularmente vantajosa pelo menos 30 vezes e preferencialmente pelo menos 50 vezes maior que as extensões da haste de acionamento que são orientadas perpendicularmente à extensão longitudinal. De forma particularmente preferencial, em uma primeira extremidade da haste de acionamento, a haste de acionamento é conectada, em particular de maneira que forme uma união por encaixe, à unidade de parafuso. Em particular, em uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade da haste de acionamento, a haste de acionamento é conectada à unidade de rolamento de maneira que forme uma união por encaixe. A unidade de motor é vantajosamente disposta em uma sub- região da haste de acionamento entre a primeira e a segunda extremidades. Aqui, uma “direção principal de extensão” de um objeto deve ser entendida como significando, em particular, uma direção que corre paralela à borda mais longa de um pequeno cuboide imaginário que envolve completamente o objeto.

[010] Sugere-se, ainda, que o receptáculo de rolamento possua um formato semelhante a uma placa. "Semelhante a placa" deve ser entendido como significando, em particular, um elemento para o qual um pequeno cuboide imaginário que envolve completamente o elemento possui uma altura correspondente a no máximo 50%, em particular no máximo 20%, vantajosamente no máximo 10%, preferencialmente no máximo 5%, de uma borda mais longa e/ou de uma borda mais curta do cuboide. É concebível que o receptáculo de rolamento possua pelo menos um contorno externo cilíndrico, em particular circular-cilíndrico. Preferencialmente, o contorno externo do receptáculo de rolamento é formado como um cuboide. Por exemplo, o receptáculo de rolamento pode ser formado como uma porção de parede. O receptáculo de rolamento é vantajosamente formado como uma cobertura de rolamento. Uma "cobertura de rolamento" deve ser entendida como significando, em particular, um elemento que, juntamente com uma parede do dispositivo de bomba, forma um fechamento externo de um volume. A cobertura de rolamento pode ser conectada à parede por encaixe à força, por união por encaixe e/ou colada materialmente. Isso permite que se obtenha uma construção simplificada e uma otimização do espaço de instalação. Em particular, o receptáculo de rolamento pode ser facilmente empilhado no caso de transporte e/ou armazenamento. Vantajosamente, é possível que pelo menos uma sub-região do receptáculo de rolamento, em um estado montado, seja formada como uma superfície de apoio e/ou superfície receptora.

[011] Sugere-se, ainda, que o receptáculo de rolamento possua pelo menos uma abertura de passagem formando uma passagem para pelo menos uma unidade de construção. Em particular, a unidade de construção pode ser uma parte integrante do dispositivo de bomba e ter, em particular, pelo menos uma linha, em particular pelo menos um cabo e/ou pelo menos uma linha de fluido formada de forma diferente do canal de arrefecimento, ou ser formada como uma linha, em particular um cabo e/ou uma linha de fluido formada de forma diferente do canal de arrefecimento. A abertura de passagem possui, em particular, um diâmetro de no máximo um quarto, preferencialmente de no máximo um sexto, e de forma particularmente preferencial de no máximo um oitavo do diâmetro do receptáculo de rolamento. Um "diâmetro" de um objeto deve ser entendido como significando, em particular, um diâmetro de um pequeno cilindro imaginário que apenas envolve o objeto. Em particular, o receptáculo de rolamento pode ter múltiplas aberturas de passagem mutuamente diferentes, que podem ser configuradas particularmente para receber diferentes unidades estruturais, em particular diferentes tipos de linhas. As linhas são vantajosamente formadas como linhas elétricas. Isso permite alcançar uma maior flexibilidade. Em particular, um arranjo de componentes do dispositivo de bomba pode ser implementado de uma maneira mais flexível. Por exemplo, pelo menos um primeiro componente pode ser disposto em um lado de topo e/ou em um lado de fundo do receptáculo de rolamento. O primeiro componente pode vantajosamente ter uma unidade de construção que seja passada através da abertura de passagem e que conecte o primeiro componente a pelo menos um componente adicional em um lado oposto do receptáculo de rolamento.

[012] Em uma implementação adicional, sugere-se que o receptáculo de rolamento seja produzido pelo menos parcialmente em um processo de fundição. O receptáculo de rolamento pode, ainda, ser produzido completamente em um processo de fundição. Preferencialmente, as peças do receptáculo de rolamento são produzidas em um processo de fundição e conectadas entre si durante a montagem. Um receptáculo de rolamento produzido por um processo de fundição pode ser particularmente diferenciado de um receptáculo de rolamento para cuja produção foram utilizados outros processos, em particular forjamento e/ou processos de usinagem, por um técnico no assunto utilizando métodos por ele conhecidos. Por exemplo, um produto produzido por um processo de fundição compreende, em particular, pelo menos um metal fundido configurado particularmente para ser usado em um processo de fundição. Dessa maneira, pode-se prover uma produção simples. Em particular, o receptáculo de rolamento pode ser produzido com poucos processos de trabalho. Além disso, um receptáculo de rolamento produzido em um processo de fundição compreende pelo menos um metal fundido. Alternativamente, o receptáculo de rolamento pode ser produzido em um processo de estampagem. Isso permite um aumento da eficiência. Em particular, a produção do receptáculo de rolamento pode ser acelerada.

[013] Sugere-se, ainda, que pelo menos um canal de arrefecimento do receptáculo de rolamento seja formado por um canal de arrefecimento perfurado. Também é particularmente concebível que o canal de arrefecimento seja formado por um canal de arrefecimento fresado. Em particular, o canal de arrefecimento é implementado para ser contínuo através de todo o receptáculo de rolamento. Em uma implementação adicional, é possível que múltiplos canais de arrefecimento desemboquem em uma abertura em comum, que é disposta, por exemplo, em torno de um ponto central do receptáculo de rolamento. Para a produção do canal de arrefecimento perfurado, um furo é feito por usinagem utilizando um aparelho de perfuração, em particular em uma peça de trabalho configurada para ser processada em um processo de fabricação de um receptáculo de rolamento. Aqui o furo forma, em particular, o canal de arrefecimento perfurado. Um canal de arrefecimento formado por um furo pode ser particularmente diferenciado de um canal de arrefecimento para cuja produção foram usados outros processos, em particular forjamento e/ou processos de fundição, por um técnico no assunto utilizando métodos por ele conhecidos. Em particular, o canal de arrefecimento possui um formato pelo menos substancialmente cilíndrico. Além disso, um processo de perfuração pode ser identificado por meio de ranhuras e/ou canais e/ou deformações plásticas na superfície do furo. Isso permite a obtenção de uma construção simples. Em particular, pode-se vantajosamente prover múltiplas saídas e/ou entradas para o fluido de arrefecimento em um circuito de arrefecimento. Em particular, através da seleção de uma cabeça de perfuração, um diâmetro do canal de arrefecimento pode ser precisamente definido. Além disso, a mesma peça de trabalho pode ser usada para diferentes modalidades do receptáculo de rolamento, o que possibilita a obtenção de uma maior flexibilidade.

[014] Em uma implementação adicional da invenção, sugere-se que o receptáculo de rolamento possua pelo menos dois elementos semelhantes a placas que, em um estado montado, formam pelo menos um canal de arrefecimento. Em particular, em um estado montado, os elementos semelhantes a placas podem ser fixados a entre si por meio de soldagem e/ou adesão e/ou pelo menos uma conexão de retenção. Em um estado montado, os elementos semelhantes a placas são, de forma particularmente vantajosa,

fixados entre si por meio de uma conexão de parafuso.

Em particular, os elementos semelhantes a placas podem, cada um, ter pelo menos um recesso que forme pelo menos um canal de arrefecimento em comum.

Preferencialmente, apenas um elemento semelhante a placa possui o recesso.

Isso permite a obtenção de uma produção, montagem e/ou desmontagem simplificadas.

Em particular, durante a montagem e desmontagem, o receptáculo de rolamento pode ser montado e desmontado em partes, por meio do que o peso e o volume dos componentes a serem manuseados durante a montagem e desmontagem são reduzidos.

Os recessos são preferencialmente formados como ranhuras que se abrem em direção ao exterior do receptáculo de rolamento no início e na extremidade.

A expressão de que um recesso, recorte, ranhura, entalhe ou furo de um objeto está "aberta em direção ao exterior do objeto" deve ser vantajosamente entendida como significando que o recesso, recorte, ranhura, entalhe ou furo define um espaço vazio que, em uma extremidade do recesso, recorte, ranhura, entalhe ou furo, forma um contato direto ou indireto em relação ao meio que circunda o objeto.

Um "contato indireto" deve, preferencialmente, ser entendido como significando que o espaço vazio é adjacente a outro espaço vazio, que forma um contato direto em relação ao meio que circunda o objeto.

Preferencialmente, uma primeira abertura serve para a entrada do fluido de arrefecimento e uma segunda abertura serve para a saída do fluido de arrefecimento.

Por exemplo, as ranhuras podem passar através do receptáculo de rolamento em uma linha reta.

Em outra implementação, as ranhuras podem ser curvas.

Em uma implementação adicional, as ranhuras podem desembocar em uma abertura comum.

Isso permite que seja provido um arrefecimento aprimorado.

Em particular, pode ser provido um fluxo aprimorado do fluido de arrefecimento.

Além disso, uma construção simples pode ser alcançada.

Em particular, podem ser providas múltiplas saídas e/ou entradas para o fluido de arrefecimento em um circuito de arrefecimento.

[015] Em uma implementação adicional, sugere-se que o dispositivo de bomba possua pelo menos uma região receptora para pelo menos uma unidade funcional, em que a região receptora é pelo menos parcialmente delimitada pelo receptáculo de rolamento e arrefecida através do receptáculo de rolamento em pelo menos um estado de operação. Uma "região receptora" deve ser entendida como significando, em particular, uma região espacial situada em um lado do receptáculo de rolamento que fica voltado para fora do rolamento de extremidade de haste de acionamento e que é configurada para receber e mancalizar pelo menos uma unidade funcional. Por exemplo, para a mancalização da unidade funcional, a região receptora pode ter uma costura de solda, uma camada adesiva, uma abertura roscada, uma lingueta de retenção ou um conector. A unidade funcional pode, em particular, ser uma parte integrante do dispositivo de bomba. Uma "unidade funcional" deve ser entendida como significando, em particular, uma unidade que é configurada para prover pelo menos uma função em pelo menos um estado de operação. Por exemplo, a unidade funcional pode ter uma unidade de medição e/ou uma unidade de acionamento e/ou uma unidade de transmissão. A unidade funcional possui, de forma particularmente preferencial, componentes elétricos que são arrefecidos através do receptáculo de rolamento. A unidade funcional possui, de forma particularmente preferencial, pelo menos uma unidade de controle eletrônica. Também é concebível que a unidade funcional possua um rolamento de extremidade de haste de acionamento adicional de uma haste de acionamento adicional. Isso permite um arrefecimento aprimorado e uma otimização do espaço de instalação. Em particular, o receptáculo de rolamento pode prover,

além do arrefecimento do rolamento de extremidade de haste de acionamento, o arrefecimento da unidade funcional.

[016] Sugere-se, ainda, que o dispositivo de bomba possua uma unidade de carcaça, que pode, em particular, ser formada como uma unidade de arrefecimento compreendendo pelo menos um canal de arrefecimento. O canal de arrefecimento pode, em particular, ser formado como uma ranhura. Em um estado montado, as aberturas formam vantajosamente uma conexão comum com o canal de arrefecimento do receptáculo de rolamento. Além disso, as aberturas podem possibilitar a entrada ou a saída do fluido de arrefecimento. Preferencialmente, uma ranhura do receptáculo de rolamento forma um circuito de arrefecimento com uma ranhura correspondente da unidade de carcaça. Alternativamente, um circuito de arrefecimento pode consistir em múltiplos pares de ranhuras correspondentes. Isso permite a obtenção de um arrefecimento aprimorado e de uma construção simplificada. Em particular, toda a haste de acionamento pode ser arrefecida por meio de um circuito de arrefecimento.

[017] Sugere-se, ainda, que o dispositivo de bomba possua uma unidade de proteção contra explosão que proveja pelo menos um recurso de proteção contra explosão. Em particular, a unidade de proteção contra explosão pode ser formada de forma pelo menos parcialmente integrada ao receptáculo de rolamento e/ou ao rolamento de extremidade de haste de acionamento e/ou à região receptora e/ou à unidade de carcaça. "De forma pelo menos parcialmente integrada" deve ser entendido, nesse contexto, como significando, em particular, que pelo menos um elemento de uma primeira unidade é, também, parte integrante de uma segunda unidade. Um "recurso de proteção contra explosão" deve ser entendida como significando, em particular, um recurso de conformidade, em particular no que diz respeito a uma construção que esteja em conformidade com as diretrizes de proteção contra explosão para um dispositivo do tipo genérico e que evite danos às imediações de um dispositivo de bomba no caso de uma explosão dentro do dispositivo de bomba. Isso pode ser provido, por exemplo, por uma unidade de carcaça reforçada e/ou por uma unidade de compensação de pressão do dispositivo de bomba. Uma "unidade de compensação de pressão" deve ser entendida como significando, em particular, uma unidade que é disposta em um limite entre duas regiões e que, no caso de um aumento de pressão dentro da primeira região, provê compensação de pressão em relação à segunda região. Uma unidade de compensação de pressão pode, em particular, ser incorporada como uma válvula. Isso permite que se obtenha um nível elevado de segurança do dispositivo de bomba. Desenhos

[018] Vantagens adicionais se tornarão evidentes a partir da descrição a seguir dos desenhos. Modalidades exemplares da invenção são ilustradas nos desenhos. Os desenhos, o relatório descritivo e as reivindicações contêm inúmeros recursos em combinação. Convenientemente, um técnico no assunto também considerará os recursos de maneira individual, e as combinará em combinações adicionais apropriadas.

[019] Nos desenhos:

[020] A Figura 1 mostra uma bomba com um dispositivo de bomba em uma representação esquemática em corte parcial altamente simplificada,

[021] A Figura 2 mostra uma parte do dispositivo de bomba com um receptáculo de rolamento em uma representação esquemática em corte parcial,

[022] A Figura 3 mostra uma parte de um receptáculo de rolamento em uma representação esquemática,

[023] A Figura 4 mostra uma parte de um receptáculo de rolamento adicional em uma representação esquemática,

[024] A Figura 5 mostra uma parte de um receptáculo de rolamento adicional em uma representação esquemática,

[025] A Figura 6 mostra uma parte de um receptáculo de rolamento adicional em uma representação esquemática,

[026] A Figura 7 mostra um receptáculo de rolamento adicional em uma representação esquemática,

[027] A Figura 8 mostra um receptáculo de rolamento adicional em uma representação esquemática,

[028] A Figura 9 mostra uma parte de um receptáculo de rolamento adicional em uma representação esquemática, e

[029] A Figura 10 mostra uma parte do receptáculo de rolamento adicional da Figura 9 em uma representação esquemática. Descrição das modalidades exemplares

[030] A Figura 1 mostra uma bomba 10a em uma representação esquemática em corte parcial altamente simplificada. A bomba 10a é formada como uma bomba submersa 10a, que é operável tanto em um estado parcialmente submerso em um meio a ser bombeado quanto em um estado sobre o meio a ser bombeado. A bomba 10a possui, para este fim, um sistema de arrefecimento especial, que assegura um arrefecimento suficiente dos componentes da referida bomba, mesmo no estado não submerso. A bomba 10a é formada, por exemplo, como uma bomba centrífuga.

[031] A bomba 10a possui um dispositivo de bomba. O dispositivo de bomba possui uma unidade de carcaça 30a. A unidade de carcaça 30a delimita a bomba 10ª para o exterior. A unidade de carcaça 30a pode ser fabricada pelo menos parcialmente a partir de aço de alta qualidade. A unidade de carcaça 30a possui uma parede externa de bomba 10a. A unidade de carcaça 30a possui uma carcaça externa 52a. A unidade de carcaça 30a possui canais de arrefecimento de carcaça 42a que são configurados para receber e/ou conduzir um fluido de arrefecimento. Os canais de arrefecimento de carcaça 42a de uma unidade de carcaça 30a proveem o arrefecimento de um espaço interior da bomba 10a. Os canais de arrefecimento de carcaça 42a são formados por meio de um arranjo da carcaça externa 52a sobre a parede externa. Por exemplo, a carcaça externa 52a pode ser fixada à parede externa por meio de um encaixe por pressão.

[032] O dispositivo de bomba possui uma unidade de motor 32a. A unidade de motor 32a possui um motor elétrico. Alternativamente, no entanto, a unidade de motor 32a também pode ter um motor de combustão. A unidade de motor 32a provê um movimento rotacional de uma haste de acionamento 34a do dispositivo de bomba. A haste de acionamento 34a é conectado operacionalmente à unidade de motor 32a. A haste de acionamento 34a é configurado para transmitir o movimento de rotação para uma unidade de trabalho 44a (ilustrada meramente de maneira esquematicamente simplificada) do dispositivo de bomba.

[033] A unidade de trabalho 44a é conectada operacionalmente à haste de acionamento 34a. A unidade de trabalho 44a possui uma unidade de parafuso. A unidade de parafuso é configurada para mover, por meio do movimento rotacional, o meio a ser bombeado em uma direção. A direção é definida pelo formato da unidade de parafuso. Por exemplo, a unidade de parafuso pode ter um formato espiralado. O meio a ser bombeado é, em pelo menos um estado de operação, conduzido para a unidade de parafuso através de uma entrada 38a. A entrada 38a pode, por exemplo, ser formada como uma abertura de tubo. A unidade de parafuso move o meio a ser bombeado na direção de uma saída 40a. A saída 40a é configurada para conduzir o meio a ser bombeado para fora da bomba 10a. A saída 40a pode ser formada, por exemplo, como uma abertura de tubo adicional.

[034] A unidade de trabalho 44a possui uma unidade de arrefecimento. A unidade de arrefecimento possui uma unidade de parafuso de arrefecimento. A unidade de parafuso de arrefecimento é configurada para mover pelo menos um fluido de arrefecimento a ser bombeado em uma direção. A unidade de parafuso de arrefecimento move o fluido de arrefecimento na direção dos canais de arrefecimento de carcaça 42a. O fluido de arrefecimento compreende, por exemplo, um óleo e, em outras modalidades, o fluido de arrefecimento pode compreender água e/ou álcool.

[035] O dispositivo de bomba possui um receptáculo de rolamento 12a. O receptáculo de rolamento 12a possui canais de arrefecimento 28a para receber o fluido de arrefecimento. O receptáculo de rolamento 12a é configurado para receber um rolamento de extremidade de haste de acionamento 22a do dispositivo de bomba. O rolamento de extremidade de haste de acionamento 22a é configurado para mancalização rotativa da haste de acionamento 34a em uma extremidade de haste de acionamento 34a voltada para fora a partir da unidade de trabalho 44a. Em particular, os canais de arrefecimento 28a do receptáculo de rolamento 12a proveem arrefecimento do rolamento de extremidade de haste de acionamento 22a e/ou da unidade de motor 32a. Os canais de arrefecimento de carcaça 42a da unidade de carcaça 30a estão, em um estado montado, conectados de maneira fluida aos canais de arrefecimento 28a do receptáculo de rolamento 12a. Em particular, os canais de arrefecimento de carcaça 42a da unidade de carcaça 30a podem, juntamente com os canais de arrefecimento 28a do receptáculo de rolamento 12a, ser pelo menos parte de um circuito de arrefecimento comum. O receptáculo de rolamento 12a é formado de forma semelhante a uma placa, em particular na forma de uma cobertura de rolamento.

[036] Uma ilustração ampliada dos canais de arrefecimento de carcaça 42a e dos canais de arrefecimento 28a é ilustrada na Figura 2. A Figura 2 mostra uma parte do dispositivo de bomba em uma representação em corte ao longo de uma linha II-II na Figura 3. A Figura 3 mostra uma parte do receptáculo de rolamento 12a em uma ilustração isométrica. Os canais de arrefecimento de carcaça 42a são, cada um, abertos em direção ao exterior da unidade de carcaça 30a no início e na extremidade. Os canais de arrefecimento 28a do receptáculo de rolamento 12a são formados como ranhuras. Os canais de arrefecimento 28a são, cada um, abertos em direção ao exterior do receptáculo de rolamento 12a no início e na extremidade.

[037] Em um estado montado, as aberturas dos canais de arrefecimento 28a e dos canais de arrefecimento de carcaça 42a formam conexões comuns. As referidas conexões comuns podem, em particular, formar pelo menos parcialmente um circuito de arrefecimento comum. Por exemplo, é possível que uma abertura comum alimente o fluido de arrefecimento a partir da unidade de carcaça 30a para o receptáculo de rolamento 12a, enquanto outra abertura comum descarrega o fluido de arrefecimento a partir do receptáculo de rolamento 12a para a unidade de carcaça 30a. Em implementações alternativas, um número arbitrário dos canais de arrefecimento correspondentes 28a e dos canais de arrefecimento de carcaça 42a pode, em particular, pelo menos parcialmente, formar um circuito de arrefecimento ramificado, sendo possível, em particular, que o dispositivo de bomba tenha um número arbitrário de entradas e/ou saídas para o fluido de arrefecimento. O receptáculo de rolamento 12a possui receptáculos de parafuso 36a. Os receptáculos de parafuso 36a são configurados para receber parafusos. Os parafusos servem para fixar o receptáculo de rolamento 12a. Os receptáculos de parafuso 36a podem, cada um, ser providos com uma rosca.

[038] A Figura 3 mostra um elemento semelhante a placa 26a do receptáculo de rolamento 12a. O receptáculo de rolamento 12a possui dois elementos semelhantes a placas 26a, 27a. Os elementos semelhantes a placas 26a, 27a são parafusados entre si, em particular usando os receptáculos de parafuso 36a. Alternativamente, é possível que os elementos semelhantes a placas 26a, 27a sejam fixados entre si por meio de um fecho de retenção ou por meio de um fecho rotativo.

[039] Os elementos semelhantes a placas 26a, 27a são formados de forma mutuamente idêntica e, por esse motivo, apenas o elemento semelhante a placa 26a é descrito abaixo. Os elementos semelhantes a placas 26a têm, cada um, sulcos 48a que são configurados para receber um anel de vedação. Os elementos semelhantes a placas 26a têm, cada um, recessos 14a. Os recessos 14a são formados como quatro ranhuras em formato de meio anel. As ranhuras são dispostas em um ângulo de 90° entre si. Em implementações alternativas, um número arbitrário de ranhuras, que correspondem a uma porção arbitrária de um anel, pode ser disposto em um arranjo arbitrário. Os recessos 14a, em um estado montado dos dois elementos semelhantes a placas 26a, formam canais de arrefecimento comuns 28a. Os canais de arrefecimento 28a são configurados para receber o fluido de arrefecimento. Uma direção de fluxo do fluido de arrefecimento dentro dos canais de arrefecimento 28a é representada por setas. Alternativamente, uma reversão da direção de fluxo do fluido de arrefecimento em um ou vários canais de arrefecimento, também é possível. A alimentação e descarga do fluido de arrefecimento são realizadas em uma direção radial em relação a um eixo de rotação de haste de acionamento 34a. Em uma implementação alternativa, também seria possível que apenas um primeiro elemento semelhante a placa 26a tenha os recessos 14a. O segundo elemento semelhante a placa 26a poderia ter, por exemplo, uma superfície lisa. O receptáculo de rolamento 12a, em particular os elementos semelhantes a placas 26a, 27a, são produzidos em um processo de fundição.

[040] O dispositivo de bomba possui uma região receptora 18a. A região receptora 18a é provida para receber uma unidade funcional 20a do dispositivo de bomba. Os canais de arrefecimento 28a do receptáculo de rolamento 12a proveem arrefecimento da região receptora 18a e/ou da unidade funcional 20a. A unidade funcional 20a é formada, por exemplo, como uma unidade de controle eletrônico do dispositivo de bomba.

[041] Além disso, o dispositivo de bomba possui uma unidade de proteção contra explosão 24a. A unidade de proteção contra explosão 24a é disposta no receptáculo de rolamento 12a. A unidade de proteção contra explosão 24a é configurada para prover, na região do receptáculo de rolamento 12a, um recurso de proteção contra explosão que esteja em conformidade com as diretrizes de proteção contra explosão para um dispositivo do tipo genérico. Por exemplo, a unidade de proteção contra explosão 24a pode ter unidades de vedação que aumentem a resistência à compressão do receptáculo de rolamento 12a. Na presente invenção, as unidades de vedação podem ser dispostas nos sulcos 48a.

[042] As Figuras 4 a 10 mostram seis modalidades exemplares adicionais da invenção. As descrições a seguir e os desenhos são substancialmente restritos às diferenças entre as modalidades exemplares, em que, no que diz respeito aos componentes designados de forma idêntica, em particular no que diz respeito aos componentes com sinais de referência idênticos, em princípio também pode ser feita referência aos desenhos e/ou à descrição das outras modalidades exemplares, em particular nas Figuras 1 a 3. Com o objetivo de distinguir entre as modalidades exemplares, a letra “a” foi adicionada como sufixo aos sinais de referência da modalidade exemplar nas Figuras 1 a 3. Em modalidades exemplares nas Figuras 4 a 10, a letra “a” foi substituída pelas letras “b” a “g”.

As setas individuais ou todas as setas mostradas nas figuras 4 a 10 para representar uma direção de fluxo também podem ser invertidas em implementações alternativas.

[043] As Figuras 4 a 6 mostram elementos semelhantes a placas 26b-d de, respectivamente, um receptáculo de rolamento 12b-d, cujos elementos semelhantes a placas têm diferentes implementações de recessos 14b-d.

[044] A Figura 4 mostra o elemento semelhante a placa 26b do receptáculo de rolamento 12b com os recessos 14b, que são formados, respectivamente, como quatro ranhuras. Cada uma das ranhuras tem duas porções retas e uma porção curva conectando as duas porções retas. As ranhuras são dispostas em um ângulo de 90° entre si. Em uma implementação alternativa, um número arbitrário de ranhuras pode ser provido com uma curvatura arbitrária da porção curva e/ou com um comprimento arbitrário das porções retas em um arranjo conforme arbitrário. Isso permite alcançar um melhor arrefecimento de uma sub-região do receptáculo de rolamento 12b. A sub-região é implementada como uma região próxima ao centro do receptáculo de rolamento 12b.

[045] A Figura 5 mostra o elemento semelhante a placa 26c do receptáculo de rolamento 12c com os recessos 14c, que são formados como quatro ranhuras curvadas diferentes. Os recessos 14c passam através de todo o receptáculo de rolamento 12c afastados entre si. Implementações alternativas podem ter um número arbitrário de ranhuras que sejam espaçadas conforme arbitrário entre si e que possuam uma curvatura conforme arbitrário.

[046] A Figura 6 mostra o elemento semelhante a placa 26d do receptáculo de rolamento 12d, que possui recessos 14d na forma de quatro ranhuras trapezoidais. As ranhuras terminam em uma ranhura circular central. Uma ranhura reta adicional se afasta a partir da ranhura circular. Nessa modalidade, a ranhura reta serve para a alimentação do fluido de arrefecimento. As ranhuras trapezoidais servem para a descarga do fluido de arrefecimento. Em uma implementação alternativa, a ranhura reta pode servir para a descarga do fluido de arrefecimento e as ranhuras trapezoidais podem servir para a alimentação do fluido de arrefecimento. Em implementações alternativas, é possível prover um número arbitrário de ranhuras trapezoidais e/ou retas em um arranjo conforme arbitrário.

[047] A Figura 7 mostra um receptáculo de rolamento 12e que consiste em um único elemento semelhante a placa 26e e possui canais de arrefecimento perfurados 28e. Primeiramente, o elemento semelhante a placa 26e foi produzido em um processo de fundição. Posteriormente, os canais de arrefecimento 28e foram produzidos por perfurações no elemento semelhante a placa 26e. Os canais de arrefecimento perfurados 28e são providos nesta modalidade como cinco orifícios que se encontram em um ponto central do receptáculo de rolamento 12e, em que, analogamente à Figura 4, um dos orifícios serve para a alimentação do fluido de arrefecimento, enquanto os orifícios remanescentes servem para a descarga do fluido de arrefecimento. Alternativamente, o receptáculo de rolamento 12e pode ter uma série de orifícios contínuos. Em implementações adicionais, o número e o arranjo dos orifícios podem ser alterados arbitrariamente. A Figura 8 mostra um receptáculo de rolamento 12f que possui recessos 14f formados de maneira análoga aos recessos 14b na Figura 4. O receptáculo de rolamento 12f possui duas aberturas de passagem 16f. As aberturas de passagem 16f têm tamanhos de abertura diferentes umas das outras. Em um estado montado, as aberturas de passagem 16f podem receber objetos. Uma das aberturas de passagem 16f recebe uma unidade de construção 46f. A unidade de construção 46f é formada como uma linha elétrica. As aberturas de passagem 16f são abertas em um lado voltado para o rolamento de extremidade de haste de acionamento 22a e em um lado oposto a este lado. Em implementações alternativas, as aberturas de passagem 16f podem ter tamanhos idênticos e/ou pode haver um número opcional destas. A unidade de proteção contra explosão (não ilustrada) do dispositivo de bomba possui outras unidades de vedação adicionais. As unidades de vedação adicionais são dispostas dentro das aberturas de passagem 16f. Os objetos recebidos pelas aberturas de passagem 16f são fixados pelas unidades de vedação dentro das aberturas de passagem 16f.

[048] A Figura 9 e a Figura 10 mostram um receptáculo de rolamento 12g. O receptáculo de rolamento 12g possui um elemento semelhante a placa 26g. O elemento semelhante a placa 26g possui recessos 14g formados de maneira análoga aos recessos 14c na Figura 5. O elemento semelhante a placa 26g possui aberturas de passagem 16g. O elemento semelhante a placa 26g possui alimentações axiais 54g. As alimentações axiais 54g proveem uma alimentação do fluido de arrefecimento em uma direção axial em relação a um eixo de rotação de uma haste de acionamento (não ilustrado). O elemento semelhante a placa 26g possui saídas 56g. As alimentações axiais 54g proveem uma alimentação do fluido de arrefecimento em uma direção axial em relação ao eixo de rotação de haste de acionamento. O receptáculo de rolamento 12g possui um elemento semelhante a placa 27g que é formado de maneira diferente do elemento semelhante a placa 26g. O elemento semelhante a placa 27g possui uma superfície lisa. O elemento semelhante a placa 27g é formado como uma cobertura de rolamento. O elemento semelhante a placa também possui aberturas de passagem 16g. Os elementos semelhantes a placas 26g, 27g formam canais de arrefecimento em comum (não ilustrados), que possuem formato de U.

Sinais de referência 10 Bomba 12 Receptáculo de rolamento 14 Recesso 16 Abertura de passagem 18 Região receptora 20 Unidade funcional 22 Rolamento de extremidade de haste de acionamento 24 Unidade de proteção contra explosão 26 Elemento semelhante a placa 27 Elemento semelhante a placa 28 Canal de arrefecimento 30 Unidade de carcaça 32 Unidade de motor 34 Haste de acionamento 36 Receptáculo de parafuso 38 Entrada 40 Saída 42 Canal de arrefecimento de carcaça 44 Unidade de trabalho 46 Unidade de construção 48 Sulcos 52 Carcaça externa 54 Entrada axial 56 Saída axial

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de bomba, em particular um dispositivo de bomba submersível, com pelo menos um receptáculo de rolamento (12a-f) que é configurado para receber um rolamento de extremidade de haste de acionamento (22a), caracterizado pelo fato de que o receptáculo de rolamento (12a-f) possui pelo menos um canal de arrefecimento (28a-f) para receber pelo menos um fluido de arrefecimento.

2. Dispositivo de bomba, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o receptáculo de rolamento (12a-f) é formado como uma placa.

3. Dispositivo de bomba, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o receptáculo de rolamento (12f) possui pelo menos uma abertura de passagem (16f) que é implementada como passagem para pelo menos uma unidade de construção (46f).

4. Dispositivo de bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o receptáculo de rolamento (12a-f) é produzido pelo menos parcialmente em um processo de fundição.

5. Dispositivo de bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um canal de arrefecimento (28e) do receptáculo de rolamento (12e) é implementado por um canal de arrefecimento perfurado (28e).

6. Dispositivo de bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o receptáculo de rolamento (12a-d; 12f) possui pelo menos dois elementos semelhantes a placas (26a-d, 27a- d; 26f, 27f) que, em um estado montado, formam pelo menos um canal de arrefecimento (28a-d; 28f).

7. Dispositivo de bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma região receptora (18a) para pelo menos uma unidade funcional (20a), a qual a região receptora é delimitada pelo menos parcialmente pelo receptáculo de rolamento (12a-f) e é arrefecida por meio do receptáculo de rolamento (12a-f) em pelo menos um estado de operação.

8. Dispositivo de bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de ter uma unidade de carcaça (30a) que compreende canais de arrefecimento (28a) que, no estado montado, são conectados ao canal de arrefecimento (28a-f) do receptáculo de rolamento (12a- f).

9. Dispositivo de bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de ter uma unidade de proteção contra explosão (24a-f) que provê pelo menos um recurso de proteção contra explosão.

10. Bomba (10a), caracterizada pelo fato de ser em particular uma bomba submersível (10a), com pelo menos um dispositivo de bomba, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.

11. Método para operar um dispositivo de bomba, em particular um dispositivo de bomba submersível, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, com pelo menos um receptáculo de rolamento (12a-f) que recebe um rolamento de extremidade de haste de acionamento (22a) em pelo menos um estado de operação, caracterizado pelo fato de que, no estado de operação, pelo menos um fluido de arrefecimento é escoado através do receptáculo de rolamento (12a-f).

12. Invenção de produto, processo, sistema, kit, ou uso, caracterizada pelo fato de que compreende um ou mais elementos descritos no presente pedido de patente.