BRPI0416662B1 - estator para uma bomba helicoidal excêntrica ou um motor sem-fim excêntrico operando no princípio moineau e método para produzi-lo. - Google Patents

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Abstract

"estator para uma bomba helicoidal excêntrica ou um motor sem-fim excêntrico operando no princípio moineau". a presente invenção refere-se a um estator para uma bomba helicoidal excêntrica ou um motor sem-fim excêntrico, incluindo um tubo externo que é provido com um forro de borracha ou um material semelhante à borracha e tem um espaço oco ou cavidade, na forma de uma espiral dupla ou múltipla, para acomodar um rotor rígido que é também na forma de uma espiral, por meio disso o estator tem uma espiral a mais do que o motor. de modo a que o estator também permaneça funcional sob condições onde a conexão fixa entre o forro e o tubo externo possa ser destruída, por exemplo, devido às influências químicas ou altas temperaturas, a invenção propõe dispor dois tubos internos que têm aberturas no forro.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTA-TOR PARA UMA BOMBA HELICOIDAL EXCÊNTRICA OU UM MOTOR SEM-FIM EXCÊNTRICO OPERANDO NO PRINCÍPIO MOINE-AU E MÉTODO PARA PRODUZI-LO".
[001] A presente invenção refere-se a um estator para uma bomba helicoidal excêntrica ou um motor sem-fim excêntrico, e inclui um tubo externo que é provido com um forro de borracha ou material semelhante à borracha e tem um espaço oco ou cavidade, na forma de uma espiral dupla ou múltipla, para acomodar um rotor rígido que é também na forma de uma espiral, por meio do que o estator respectivamente tem uma espiral a mais do que o rotor.
[002] A maneira de operação das bombas helicoidais excêntricas e motores sem-fim excêntricos é também projetada como o princípio Moineau. De DE 44 03 598 A1, um estator do tipo acima mencionado é conhecido de acordo com o qual o forro é fixamente conectado com o tubo externo, isto é, através da ligação química entre o forro elasto-mérico e um tubo externo metálico. O tubo externo desse estator tem uma forma cilíndrica. Entretanto, estatores são também conhecidos de acordo com os quais a forma do tubo externo é adaptada à forma do espaço oco ou cavidade circundada pelo forro, tal que a espessura do forro, em outras palavras, o espaçamento entre o espaço oco e o tubo externo, é continuamente o mesmo ou quase o mesmo. Com ambas as modalidades dos estatores previamente conhecidos, existe o perigo que a conexão fixa entre o forro e o tubo externo se separe, primariamente se durante a operação o estator é submetido a altas temperaturas e/ou estresse químico. Mesmo se o forro pode suportar esses estresses, uma separação do tubo externo ocorre se um agente de ligação é usado que não pode suportar as condições térmicas e/ou químicas.
[003] Existem tipos de borracha, tal como fluoro borrachas HNBR ou borrachas de silicone, que em temperaturas de 160Ό e maiores permanecem funcionais, porém mesmo com essas borrachas a conexão de borracha/metal pode se tornar problemática e pode ser destruída durante o uso contínuo.
[004] É um objetivo da invenção prover um estator que permaneça funcional mesmo sob essas condições onde a conexão fixa entre o forro e o tubo externo não pode ser destruída, por exemplo, por influências químicas ou altas temperaturas.
[005] Para realizar esse objetivo, conforme a invenção, dois tubos tendo aberturas são dispostos no forro.
[006] Um travamento mecânico, isto é, uma conexão positiva, resulta entre a camada de borracha e os tubos que têm as aberturas. Os tubos que têm as aberturas assim efetuam a conexão entre o tubo externo e o forro. Os tubos tendo as aberturas são preferivelmente feitos de metal.
[007] Conforme a invenção, o estator é provido com dois tubos internos com aberturas que são inseridos um dentro do outro e têm diâmetros de abertura muito diferentes. Isso tem a vantagem de resultar em espaços ocos que produzem cortes inferiores cheios com borracha. O deslocamento radial do forro quando submetido ao estresse é, dessa maneira, efetivamente evitado.
[008] O tubo interno dos dois tubos que têm as aberturas é, durante a introdução do forro, naturalmente, mais circundado por esse forro do que é o tubo interno que está disposto mais próximo do tubo externo. O tubo mencionado por último funciona quase como um es-paçador e tem o objetivo de garantir um espaçamento mínimo entre o tubo interno que tem aberturas e o tubo externo. O forro pode completamente ou quase completamente circundar o tubo interno. O forro adicionalmente tem contato com o tubo externo, a saber por e através das aberturas com as quais o tubo intermediário é provido.
[009] Durante a fabricação do estator inventivo, a impregnação com borracha, isto é, a introdução do forro elastomérico dentro do tubo externo, pode ser efetuada sem um pré-tratamento de melhora de ligação das superfícies de metal, por exemplo, pelo uso de um agente de ligação. A impregnação com borracha pode também ser efetuada, entretanto, com o uso de um sistema de ligação química, por exemplo, um agente adesivo. Caso a ligação química entre a borracha e o metal seja destruída durante o uso devido ao efeito das substâncias químicas, calor e/ou pela ação mecânica, o travamento mecânico, contudo, garante o funcionamento do estator.
[0010] Detalhes adicionais da invenção serão explicados com o auxílio dos desenhos, que ilustram modalidades da invenção.
Os desenhos mostram: Figura 1 - uma ilustração em perspectiva de uma modalidade exemplar da invenção com camadas parcialmente expostas (sem forro);
Figura 2 - uma vista transversal através do estator da Figura 1;
Figura 3 - uma vista transversal longitudinal através da porção de extremidade de uma modalidade adicional do estator inventivo da reivindicação 2; e Figura 4 - uma vista transversal longitudinal através da porção de extremidade de uma modalidade adicional do estator inventivo de acordo com a reivindicação 2.
[0011] O estator ilustrado na Figura 1 é provido com um tubo externo 1 de um material sólido (por exemplo, aço), no interior do qual são dispostos os tubos internos 2 e 3. O tubo interno 2 que é disposto mais próximo do tubo externo 1 é provido com aberturas 4.
[0012] O tubo interno 3 é disposto no tubo interno 2. O forro 6 do tubo externo não é ilustrado na Figura 1.
[0013] Em uma modalidade vantajosa da invenção, as aberturas 4 do tubo interno 2, e as aberturas 5 do tubo interno 3, têm tamanhos diferentes; em particular, as aberturas 4 são mais largas. Dessa maneira, o material elastomérico do forro pode circundar e se estender através do tubo interno 3 através das aberturas 5, de modo que uma adesão particularmente boa resulta entre o forro 6 e o tubo interno 3 e no tubo externo 1. O tubo interno 3 é quase embutido na massa elas-tomérica 6.
[0014] A Figura 2 ilustra uma seção transversal de um estator tal como é formado na Figura 1. Aqui também dispostos no tubo externo 1 estão os tubos internos 2 e 3, que são providos com as aberturas 4 e 5, respectivamente. Além do mais, o forro 6 é ilustrado no tubo externo 1. O forro 6 circunda a passagem ou furo 7, que é aqui ilustrado somente superficialmente.
[0015] O furo 7 forma o espaço para acomodar o material que é para ser transportado (espaço oco ou cavidade da bomba), na eventualidade que o estator seja usado com uma bomba helicoidal excêntrica, ou o espaço para acomodar o meio de acionamento fluente, na eventualidade que o estator seja parte de um dispositivo usado como um motor. O furo 7 se estende sobre todo o comprimento do estator. Ele é enrolado com uma espiral dupla ou múltipla, e serve para receber um rotor aqui não ilustrado. As forças que ocorrem durante o uso da bomba são absorvidas pelo forro 6 e são transportadas sobre o tubo externo 1, por meio do qual a montagem da bomba é efetuada. Uma conexão fixa entre o tubo externo 1 e o forro 2, portanto, deve ser provida. Conforme a invenção, isso ocorre através dos tubos internos 2 e 3.
[0016] O fato importante é que dispostos no tubo externo 1 estão os tubos internos 2 e 3, que são providos com uma perfuração ou uma pluralidade de aberturas 4 e 5, respectivamente. As aberturas 4 e 5 são cheias pelo material do forro 6. Isso resulta em uma conexão positiva entre o tubo externo 1, os tubos internos 2 e 3 e o forro 6, de modo que o forro 2 fica protegido não somente contra o deslocamento na direção longitudinal, mas também contra uma rotação ao redor do seu eixo. A conexão entre o tubo externo e o forro produzida pela vulcani-zação ou adesão pode ser eliminada. Entretanto, para a invenção não é obrigatório que a adesão ou vulcanização seja descartada.
[0017] Como mencionado previamente, o furo 7 é enrolado em uma maneira espiral. O tubo externo 1 tem uma forma tal que ele se estende paralelo ou quase paralelo aos contornos externos do furo 7. Dessa maneira, uma espessura de parede uniforme, pelo menos quase uniforme, do forro 6 é atingida, que com certas aplicações provou ser vantajosa em relação aos estatores tendo tubos externos cilindri-camente formados.
[0018] Os tubos internos 2 e 3 podem ser formados por placas ou chapas com aberturas convencionais que foram cilindricamente curvadas. Para a fabricação de um estator inventivo, os tubos internos 2 e 3 são colocados no tubo externo 1, e todos os tubos 1, 2 e 3 são colocados em uma forma espiral desejada. Entretanto, é também possível inicialmente formar os tubos 1, 2 e 3 separadamente um do outro de modo a, em seguida, uni-los, por exemplo pela torção dos tubos internos 2 e 3 no tubo externo 1. O forro 2 pode ser subseqüentemente introduzido por pulverização ou injeção do material de borracha.
[0019] Conforme uma modalidade vantajosa, o tubo interno 2 pode também compreender uma mangueira de material elastomérico ou semelhante, especialmente borracha. Essa mangueira não ilustrada é inserida sobre o tubo interno 3. O tubo interno 3 e a mangueira são então introduzidos no tubo externo 1. É entendido por si mesmo que as mangueiras como o tubo interno 2 podem também ser providas com aberturas dentro das quais o material elastomérico do forro 6 po- de fluir.
[0020] Na eventualidade em que o estator seja produzido inteiramente sem uma conexão fixa entre o tubo externo 1 e o forro 2, embora lá resulte uma conexão mecânica positiva entre o forro 2 e o tubo interno 4, em contraste com os estatores tendo uma conexão química de borracha/metal, contudo, não pode ser impedido que um vazamento possa resultar através de um vão entre o tubo externo 1 e o forro 2 e portanto leve a uma queda na pressão entre o lado de admissão e o lado de pressão da bomba. Isso pode ser impedido por meio de uma vedação de aperto nas faces de extremidade do forro 2. Duas modalidades para uma tal vedação de aperto serão explicadas no seguinte com a ajuda das Figuras 3 e 4.
[0021] Com a modalidade da Figura 3, é provido na face de extremidade do forro 2 um anel de vedação cônica 10, que tem uma seção cilíndrica 11, uma seção cônica 12 e um rebordo de vedação 13. A seção cônica 12 é espaçada do lado interno do tubo externo 1 e é personificada em uma tal maneira que o seu espaçamento do tubo externo 1 aumenta em uma direção para o interior do estator. O anel de vedação 10 é conectado com o tubo externo 1 através de uma junção de solda-gem 14. Entretanto, o anel de vedação 10 pode também ser conectado com o tubo externo 1 através de um encaixe de pressão ao invés de uma conexão de soldagem.
[0022] Além do mais, é disposto no anel de vedação 10 um anel de aperto 15, que tem uma seção cilíndrica 15, uma seção cônica 17 e um ponto de contato 18.
[0023] Durante a fabricação do estator, o anel de vedação 10 é introduzido no tubo externo 1, é posicionado, e é possivelmente preso lá antes do material (borracha) do forro 2 ser introduzido no tubo externo 1. Depois da introdução da borracha, um vão anular cônico 19 entre a seção cônica 12 do anel de vedação 10 e o tubo externo 1 é cheio com borracha. A experiência mostrou que com o resfriamento, entretanto, a borracha contrai não somente para longe do tubo externo 1, mas também para longe do anel de vedação 10. Para isolar o vão dessa maneira resultante, e para comprimir com vedação a borracha no vão anular 19 entre a seção cônica 14 do anel de vedação 10 e o tubo externo 1, o anel de aperto 15 é pressionado axialmente para dentro. A espessura da seção cônica 17 do anel de aperto 15 é maior do que a espessura da seção cônica 12 do anel de vedação 10. Isso garante que a seção cônica 17 do anel de aperto 15 pressione a seção cônica 12 do anel de vedação 10 para fora. O rebordo de vedação 13 do anel de vedação 10 impede que a borracha saia do vão anular 19 sob condições de uso.
[0024] Com a modalidade da Figura 4, um anel de vedação simples 20 é provido na face de extremidade do forro. Esse anel de vedação 20 é adequado para instalação depois da introdução do forro 2 no tubo externo.
[0025] Durante a fabricação do estator da Figura 4, primeiro o forro 2 de borracha ou um material similar é conectado com os tubos 1 e 4 através do processo de injeção. Em relação a isso, a porção de extremidade 21 do forro 2 é formada como ilustrado, por exemplo, por linhas tracejadas no numeral de referência 22. De modo a atingir uma vedação de pressão firme que seja isenta de vãos entre o tubo externo 1 e o forro 2, depois da vulcanização do forro 2, o anel de vedação 20, que tem uma configuração cônica parcial, é pressionado para dentro do tubo externo 1. Ao fazer isso, a porção de extremidade 21 do forro 2 é comprimida pela região cônica 24 do anel de vedação 20 e é pressionada firmemente contra o tubo externo 1.
[0026] Como ilustrado no numeral de referência 23, o anel de vedação 20 pode ser conectado através de uma junção de soldagem com o tubo externo 1 para dessa maneira ser protegido contra o des- locamento axial. Conforme uma outra modalidade da invenção, o anel de vedação 20 pode também ser protegido contra o deslocamento através de um encaixe de pressão entre o anel de vedação 20 e o tubo externo 20.
[0027] As Figuras 3 e 4 mostram possibilidades para a vedação da invenção. É para ser entendido que essas vedações podem ser utilizadas não somente em tais estatores que, por exemplo, não têm tubo externo espiral mas ao contrário um tubo externo cilíndrico, mas também são adequadas para estatores enrolados no sentido espiral conforme as Figuras 1 e 2.
[0028] Conforme uma modalidade aqui não ilustrada da invenção, o tubo externo 1 pode também ser provido com aberturas. Não é obrigatório que o tubo externo tenha uma superfície fechada.
REIVINDICAÇÕES

Claims (7)

1. Estator para uma bomba helicoidal excêntrica ou um motor sem-fim excêntrico, que inclui um tubo externo (1) que é provido com um forro (6) de borracha ou um material semelhante à borracha e tem um espaço oco (7) ou cavidade, na forma de uma espiral dupla ou múltipla, para acomodar um rotor rígido que é também na forma de uma espiral, por meio do que o estator respectivamente tem uma espiral a mais do que o rotor, e o tubo externo (1) tem uma configuração tal que a espessura do forro (6) é uniforme ou quase uniforme, caracterizado pelo fato de que dois tubos internos (2,3) tendo aberturas (4,5) são dispostos no forro (6).
2. Estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os tubos internos (2,3) são feitos de metal.
3. Estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tamanho e o número das aberturas (4,5) dos dois tubos internos (2,3) diferem.
4. Estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo tubo interno (3), que é disposto no primeiro tubo interno (2), tem aberturas (5) tendo um diâmetro menor do que essas do tubo interno (2), mas estando presentes em um número maior.
5. Estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tubo interno (3), ao invés de ser circundado pelo segundo tubo interno (2), é circundado por uma mangueira de material elastomérico, especialmente de borracha.
6. Estator, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a mangueira é provida com aberturas.
7. Método para a fabricação de um estator conforme definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tubo externo (1) e os tubos internos (2,3) são produzidos de tubos cilíndricos que são primeiro encaixados e interligados, e subseqüentemente têm concedida a eles a forma espiral.
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