ES1246054U - HYDRAULIC SLIDING PALLET PUMP WITH INTERNAL ECCENTRIC CAM (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

HYDRAULIC SLIDING PALLET PUMP WITH INTERNAL ECCENTRIC CAM (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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Abstract

Hydraulic vane pump with internal eccentric cam, comprising a hollow cylinder or rotor (2) with a plurality of radial grooves (20) in which vanes (3) are inserted so that the assembly can rotate inside the body of a stator (1); and characterized in that it also comprises an axis (5) protruding from a cover (4) of the stator, where the axis (5) has an eccentric cam profile that is housed inside the rotor (2) and in contact continuous with the bottom of the blades (3); and where the cover (4) is fixed to the body of the stator (1), closing the pump assembly. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

BOMBA HIDRÁULICA DE PALETAS DESLIZANTES CON LEVA EXCÉNTRICA INTERIORHYDRAULIC SLIDING PALLET PUMP WITH INTERNAL ECCENTRIC CAM

Campo de la invenciónField of the Invention

La presente invención consiste en una nueva tipología de bomba de paletas deslizantes que, a diferencia de otros modelos existentes, no utiliza la acción de la fuerza centrífuga ni tampoco elementos tales como resortes para empujar a las paletas del rotor y provocar así la separación estanca de los distintos volúmenes dentro del cuerpo de la bomba. Para ello, la bomba objeto de la presente invención comprende un eje con perfil de leve excéntrica que se encuentra alojado en el interior del rotor y en contacto continuo con la parte inferior de las paletas, lo que propicia que estas se vean obligadas a salir o entrar del mismo en función de la posición angular en la que se encuentren.The present invention consists of a new typology of sliding vane pump that, unlike other existing models, does not use the action of centrifugal force nor elements such as springs to push the rotor vanes and thus cause the watertight separation of the different volumes within the body of the pump. For this, the pump object of the present invention comprises a shaft with a slightly eccentric profile that is housed inside the rotor and in continuous contact with the lower part of the blades, which causes them to be forced to come out or enter it depending on the angular position in which they are.

La invención se encuentra dentro del ámbito industrial relacionado con las bombas hidráulicas destinadas a la impulsión de fluidos, y más concretamente, se encuentra dentro del grupo de las denominadas bombas de desplazamiento positivo o bombas volumétricas.The invention is within the industrial field related to hydraulic pumps intended for fluid delivery, and more specifically, it is within the group of so-called positive displacement pumps or volumetric pumps.

Estado de la técnicaState of the art

Se conoce dentro del campo de las máquinas hidráulicas diseñadas para la impulsión de fluidos la existencia de un grupo concreto de bombas que son denominadas como bombas de desplazamiento positivo o bombas volumétricas. Esta tipología de bombas realiza su función variando el volumen de impulsión que ocupa el fluido en su interior y este diseño las hace muy efectivas para la impulsión de fluidos espesos o viscosos.Within the field of hydraulic machines designed for the impulsion of fluids, the existence of a specific group of pumps known as positive displacement pumps or volumetric pumps is known. This type of pump performs its function by varying the volume of delivery that the fluid occupies inside and this design makes them very effective for the delivery of thick or viscous fluids.

Este conjunto de máquinas es bastante amplio en cuanto a funcionamientos y operaciones, y concretamente esta invención se puede encuadrar dentro del subgrupo de las denominadas bombas de paletas deslizantes. A su vez, dentro de este subgrupo, se conocen numerosos diseños que, aunque tienen en común la forma en la que se impulsa el fluido, se diferencian sustancialmente en cómo es su funcionamiento y su configuración interna. This set of machines is quite wide in terms of operations and operations, and specifically this invention can be classified within the subgroup of the so-called sliding vane pumps. In turn, within this subgroup, numerous designs are known that, although they have in common the way in which the fluid is driven, they differ substantially in how it works and its internal configuration.

En este sentido, lo habitual en este tipo de máquinas es que su diseño se fundamente en el uso de la fuerza centrífuga que se origina en el rotor de estas para accionar algunas de sus partes móviles internas, que son por norma general unas paletas. Esto tiene el inconveniente técnico de que solo puedan funcionar a un elevado número de revoluciones por minuto para que se pueda garantizar que la fuerza centrífuga generada es suficiente para vencer los esfuerzos, desplazar las paletas, y proporcionar una cierta estanqueidad entre sus distintos volúmenes internos.In this sense, the usual thing in this type of machine is that its design is based on the use of the centrifugal force that originates from the rotor of these to drive some of its internal moving parts, which are generally pallets. This has the technical drawback that they can only operate at a high number of revolutions per minute so that it can be guaranteed that the centrifugal force generated is sufficient to overcome the efforts, move the blades, and provide a certain tightness between their different internal volumes.

En otros diseños de esta misma tipología de familia de máquinas, se utilizan muelles o resortes incrustados en el interior de los huecos del rotor para las paletas, los cuales cumplen las funciones mencionadas.In other designs of this same type of machine family, springs or springs embedded in the interior of the rotor recesses are used for the blades, which fulfill the aforementioned functions.

En todo caso, al igual que la mayoría de este tipo de máquinas, como por ejemplo las divulgadas en los documentos ES2284342, US2353965 o US1196977, la presente invención consiste en un cilindro hueco con al menos una ranura radial, y en dichas ranuras se introducen unas paletas de modo que el conjunto puede girar dentro de un estátor. Sin embargo, frente a todas las bombas conocidas, la presente invención prescinde del uso de la fuerza centrífuga para su funcionamiento interno, y las funciones que esta realizaba son efectuadas por un eje con perfil de leva que forma parte de la tapa del estator, y esto a su vez permite resolver el problema de poder operar a cualquier velocidad de giro.In any case, like most of this type of machine, such as those disclosed in documents ES2284342, US2353965 or US1196977, the present invention consists of a hollow cylinder with at least one radial groove, and these grooves are inserted paddles so that the assembly can rotate within a stator. However, compared to all known pumps, the present invention dispenses with the use of centrifugal force for its internal function, and the functions it performed are performed by a shaft with a cam profile that is part of the stator cover, and this in turn allows solving the problem of being able to operate at any turning speed.

Habida cuenta de las bombas conocidas, esta invención sustituye el diseño basado en la acción de la fuerza centrífuga o los resortes, por uno alternativo en el que se utiliza un eje interior con perfil de leva. La ubicación del mismo propicia que se realicen las funciones anteriormente nombradas, consiguiéndose de este modo resolver el problema técnico de que la máquina pueda operar a cualquier velocidad de giro.Taking into account the known pumps, this invention replaces the design based on the action of centrifugal force or springs, with an alternative one in which an internal shaft with a cam profile is used. Its location favors the aforementioned functions to be carried out, thus achieving the technical problem that the machine can operate at any speed of rotation.

Descripción de la invenciónDescription of the Invention

La presente invención consiste en una nueva tipología de bomba de paletas deslizantes que comparte con la mayoría de este tipo de máquinas en que la estructura se basa en un cilindro hueco o rodete con varias ranuras radiales en las que se introducen unas paletas de modo que el conjunto puede girar dentro de un estátor, pero que frente a las soluciones conocidas, la bomba objeto de la presente invención prescinde del uso de la fuerza centrífuga para su funcionamiento interno, y eso permite poder operar a cualquier velocidad de giro.The present invention consists of a new typology of sliding vane pump that shares with most of this type of machines in that the structure is based on a hollow cylinder or impeller with several radial grooves in which vanes are inserted so that the assembly can rotate within a stator, but that compared to known solutions, the pump object of the present invention dispenses with the use of force centrifuge for its internal operation, and that allows it to be able to operate at any speed of rotation.

Para ello, la presente invención comprende un eje con perfil de leva que forma parte de la tapa del estator. Este eje, queda insertado dentro del rotor de la máquina, de manera que, las paletas que lo atraviesan mantienen un contacto superficial con el mismo a través de sus caras cilíndricas inferiores. Esto propicia que las paletas se vean obligadas a salir o entrar del rotor en función de la posición angular en la que se encuentren y, por tanto, que la bomba pueda realizar su función a cualquier velocidad de giro.For this, the present invention comprises a shaft with a cam profile that forms part of the stator cover. This shaft is inserted into the rotor of the machine, so that the blades that cross it maintain a superficial contact with it through its lower cylindrical faces. This favors that the blades are forced to leave or enter the rotor depending on the angular position in which they are and, therefore, that the pump can perform its function at any speed of rotation.

Al girar el rotor, las paletas realizan movimientos alternativos o de vaivén debido a que, por una parte, se encuentran en contacto por sus zonas inferiores con el perfil irregular (leva) del eje interno anteriormente nombrado, el cual las empuja hacia la periferia en las zonas en las que la excentricidad de la leva es mayor; y por otra parte, a que se encuentran en contacto por sus partes superiores con las paredes de la hendidura del cuerpo de la máquina en la que se insertan, las cuales fuerzan a las paletas a retroceder hacia el interior del rotor a medida que estas avanzan hacia la zona en la que ambas hendiduras (la del rotor y la de las paletas) se hacen tangentes.When rotating the rotor, the blades perform reciprocating or reciprocating movements because, on the one hand, they are in contact through their lower areas with the irregular profile (cam) of the previously mentioned internal axis, which pushes them towards the periphery in the areas in which the eccentricity of the cam is greater; and on the other hand, that they are in contact through their upper parts with the walls of the slit of the body of the machine in which they are inserted, which force the blades to retract into the rotor as they advance towards the area where both grooves (that of the rotor and that of the blades) become tangent.

Es decir, las paletas se aprietan con sus extremos superiores contra la superficie interior del estátor y se deslizan a través de la misma de modo que el líquido llena el espacio comprendido entre dos paletas consecutivas y las superficies correspondientes del rotor y del estator. Este espacio es la cámara de trabajo, y su volumen crece durante el giro del rotor hasta alcanzar un máximo y, después, se cierra y se traslada a la cavidad de impulsión de la bomba comenzando al mismo tiempo el desalojo del líquido de la cámara de trabajo.That is, the blades are pressed with their upper ends against the inner surface of the stator and slide through it so that the liquid fills the space between two consecutive blades and the corresponding surfaces of the rotor and stator. This space is the working chamber, and its volume increases during the rotation of the rotor until it reaches a maximum, and then it closes and moves to the pump's delivery cavity, at the same time beginning to dislodge the liquid from the job.

Se puede decir por tanto que las paletas, en su desplazamiento a través del cuerpo de la máquina, aprisionan parte del fluido que se encuentra en la zona de aspiración, creándose una cámara de trabajo entre dos paletas consecutivas, y lo desplazan hasta la zona de impulsión.Therefore, it can be said that the pallets, when moving through the body of the machine, trap part of the fluid that is in the suction zone, creating a working chamber between two consecutive pallets, and they move it to the area of impulsion.

Así mismo, debido a la presencia de las paletas, se evita que pueda existir una comunicación directa entre las cámaras de impulsión y aspiración que provocaría el retorno del fluido desde la cámara de impulsión hacia la de aspiración. Likewise, due to the presence of the vanes, it is avoided that there may be a direct communication between the impulsion and aspiration chambers that would cause the return of the fluid from the impulsion chamber to the aspiration chamber.

Con el objeto de completar la descripción y de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se presenta un juego de figuras y dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se representa lo siguiente:In order to complete the description and to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of figures and drawings is presented, where the following is illustrated and not limiting:

La Figura 1 es una vista frontal abierta y parcialmente seccionada en la que se puede diferenciar las diferentes piezas comprendidas en la bomba objeto de la presente invención.Figure 1 is an open and partially sectioned front view in which the different parts comprised in the pump object of the present invention can be distinguished.

La Figura 2 es una sección transversal según eje X-X' de la figura anterior.Figure 2 is a cross section along the X-X 'axis of the previous figure.

La Figura 3 representa un esquema de funcionamiento de la bomba.Figure 3 represents an operating diagram of the pump.

La Figura 4 es una vista en perspectiva isométrica donde la bomba es seccionada con un corte al cuarto para poder observar las diferentes piezas internas.Figure 4 is an isometric perspective view where the pump is sectioned with a quarter cut in order to observe the different internal parts.

La Figura 5 es una representación explosionada de las diferentes piezas del conjunto de la bomba, estando representado desde un punto de vista frontal.Figure 5 is an exploded representation of the different parts of the pump assembly, being represented from a frontal point of view.

La Figura 6 es una representación explosionada de las diferentes piezas del conjunto de la bomba, estando representado desde un punto de vista trasero.Figure 6 is an exploded representation of the different parts of the pump assembly, being represented from a rear point of view.

Descripción detallada de las figuras de la invenciónDetailed description of the figures of the invention

En las Figuras 1 a 6 se observa una realización de la invención donde se puede ver que la bomba hidráulica de paletas deslizantes que, a diferencia de otros modelos conocidos dentro del estado de la técnica, no utiliza la acción de la fuerza centrífuga ni tampoco elementos tales como resortes para empujar a las paletas (3) a través del rotor (2) y provocar así la separación estanca de los distintos volúmenes dentro del cuerpo del estator (1) de la bomba.In Figures 1 to 6 an embodiment of the invention is observed where it can be seen that the hydraulic sliding vane pump that, unlike other models known within the state of the art, does not use the action of centrifugal force nor elements such as springs to push the vanes (3) through the rotor (2) and thus cause the watertight separation of the different volumes within the body of the stator (1) of the pump.

Para ello, tal como se observa en dichas figuras, esta función se realiza mediante un eje (5) con perfil de leva excéntrica que se encuentra alojado en el interior del rotor (2) y en contacto continuo con la parte inferior de las paletas (3), lo que propicia que estas se vean obligadas a salir o entrar del mismo en función de la posición angular en la que se encuentren dentro del estator (1).For this, as seen in said figures, this function is performed by means of an axis (5) with an eccentric cam profile that is housed inside the rotor (2) and in continuous contact with the lower part of the blades ( 3), which favors that they are forced to leave or enter it depending on the angular position in which they find inside the stator (1).

Por tanto, se puede ver que al igual que muchas de estas máquinas la presente invención, comprende un cilindro hueco o rotor (2) con una pluralidad de ranuras radiales (20) en las que se introducen unas paletas (3) de modo que el conjunto puede girar dentro de un estátor (1). Sin embargo, se puede ver que la función de desplazamiento de las paletas ahora se efectúa por medio de un eje (5) que sobresale de la tapa (4) del estator, donde este eje (5) queda insertado dentro del rotor (2) de la bomba, de manera que, las paletas (3) que lo atraviesan mantienen un contacto superficial con el mismo a través de sus caras cilíndricas inferiores. Esto hace que las paletas (3) se vean obligadas a salir o entrar del rotor (2) y contactar con la cámara interna del cuerpo del estator (1) en función de la posición angular en la que se encuentren. Al girar el rotor (2), las paletas (3) realizan movimientos alternativos o de vaivén debido a que por una parte, se encuentran en contacto por sus zonas inferiores con el perfil irregular con forma de leva del eje (5) interno anteriormente nombrado, el cual las empuja hacia la periferia en las zonas en las que la excentricidad de la leva es mayor; y por otra, a que se encuentran en contacto por sus partes superiores con las paredes de la hendidura del cuerpo o estator (1) en la que se insertan, las cuales fuerzan a las paletas (3) a retroceder hacia el interior del rotor (2) a medida que estas avanzan hacia la zona en la que ambas se hacen tangentes.Therefore, it can be seen that, like many of these machines, the present invention comprises a hollow cylinder or rotor (2) with a plurality of radial grooves (20) in which vanes (3) are inserted so that the assembly can rotate inside a stator (1). However, it can be seen that the displacement function of the vanes is now carried out by means of an axis (5) protruding from the cover (4) of the stator, where this axis (5) is inserted inside the rotor (2) of the pump, so that the blades (3) that cross it maintain a superficial contact with it through their lower cylindrical faces. This causes the blades (3) to be forced to leave or enter the rotor (2) and contact the internal chamber of the stator body (1) depending on the angular position in which they are. When rotating the rotor (2), the blades (3) perform reciprocating or reciprocating movements because on the one hand, they are in contact in their lower areas with the irregular cam-shaped profile of the internal shaft (5) previously named , which pushes them towards the periphery in the areas where the eccentricity of the cam is greater; and on the other, that they are in contact through their upper parts with the walls of the slit of the body or stator (1) in which they are inserted, which force the blades (3) to back into the rotor ( 2) as they move towards the area where both become tangents.

Siguiendo el hilo de la explicación, y tal como se puede observar en el esquema de la Fig. 3, las paletas (3) se aprietan con sus extremos superiores contra la superficie interior del estátor (1) y se deslizan a través de la misma, de modo que el líquido llena el espacio comprendido entre dos paletas consecutivas y las superficies correspondientes del rotor (2) y del estator (1). Este espacio es la cámara de trabajo, y su volumen crece durante el giro del rotor (2) hasta alcanzar un máximo, y después se cierra y se traslada a la cavidad o zona de impulsión de la bomba, comenzando al mismo tiempo, el desalojo del líquido de la cámara de trabajo. Debido a esta configuración, la bomba puede girar a cualquier velocidad de giro, que es algo que no es posible conseguir con las bombas conocidas, el funcionamiento de la bomba prosigue de nuevo con la inclusión de liquido en la zona de aspiración de la cámara de trabajo, cuyo volumen crece durante el giro del rotor (2) hasta alcanzar un máximo, y después se cierra y vuelve a trasladar el líquido a la cavidad o zona de impulsión de la bomba, y así sucesivamente. Dicho de otro modo, las paletas (3) en su desplazamiento a través del cuerpo del estator (1) de la máquina, aprisionan parte del fluido que se encuentra en la zona de aspiración creándose una cámara de trabajo entre dos paletas consecutivas y lo desplazan hasta la zona de impulsión. Así mismo, debido a la presencia de las paletas (3), se evita que pueda existir una comunicación directa entre las zonas de impulsión y aspiración, lo que provocaría el retorno del fluido o líquido desde la cámara de impulsión hacia la de aspiración, y por tanto que la bomba no funcionase de forma correcta.Following the thread of the explanation, and as can be seen in the diagram in Fig. 3, the blades (3) are pressed with their upper ends against the inner surface of the stator (1) and slide through it , so that the liquid fills the space between two consecutive vanes and the corresponding surfaces of the rotor (2) and the stator (1). This space is the working chamber, and its volume increases during the rotation of the rotor (2) until it reaches a maximum, and then it is closed and transferred to the cavity or delivery area of the pump, beginning at the same time, the evacuation of the liquid in the working chamber. Due to this configuration, the pump can rotate at any rotational speed, which is something that is not possible with known pumps, the operation of the pump continues again with the inclusion of liquid in the suction area of the work, whose volume increases during the rotation of the rotor (2) until it reaches a maximum, and then the liquid is closed and transferred to the cavity or delivery area of the pump, and so on. In other words, the blades (3) in their displacement through the body of the stator (1) of the machine, trap part of the fluid that is in the suction area creating a working chamber between two consecutive blades and moving it to the delivery area. Likewise, due to the presence of the blades (3), it is avoided that there may be a direct communication between the delivery and aspiration zones, which would cause the return of fluid or liquid from the impulsion chamber to the aspiration chamber, and therefore, the pump did not work correctly.

En las figuras se puede observar, que las aberturas (8) para la entrada de líquido e impulsión de líquido se encuentran en las zonas laterales o costados laterales del cuerpo del estator (1) de la bomba, coincidiendo con la zona de aspiración y de impulsión, y estando cerrada tanto en la zona tangencial como en la de máxima capacidad de la cámara de trabajo.In the figures it can be seen that the openings (8) for the liquid inlet and liquid delivery are located in the lateral zones or lateral sides of the body of the stator (1) of the pump, coinciding with the suction and drive, and being closed both in the tangential area and in the maximum capacity of the working chamber.

Finalmente se indica que la bomba se puede desmontar para facilitar las acciones de mantenimiento y/o reparación. Para ello se puede observar en todas las figuras, que en una realización, a modo de ejemplo y no limitativa, la invención comprende una pluralidad de elementos de fijación tipo tornillos, y en concreto, en una realización preferente de la invención la tapa (4) del estator, la cual comprende el eje (5), queda fijada al cuerpo o estator (1) por medio de una pluralidad de elementos pasantes (6) de tornillería que se fija en la cara exterior de la tapa (4) mediante unos elementos de apriete (7) tipo tuerca o similar. Esto permite que de una forma sencilla se pueda desmontar el conjunto de la bomba y pueda acceder al interior del rotor (2) o las palas (3) en caso de que así sea preciso. Finally, it is indicated that the pump can be disassembled to facilitate maintenance and / or repair actions. To this end, it can be seen in all the figures that in an exemplary and non-limiting embodiment, the invention comprises a plurality of screw-type fixing elements, and in particular, in a preferred embodiment of the invention, the cover (4 ) of the stator, which comprises the shaft (5), is fixed to the body or stator (1) by means of a plurality of through elements (6) of screws that are fixed to the outer face of the cover (4) by means of clamping elements (7) nut type or similar. This allows the pump assembly to be removed in a simple way and to access the inside of the rotor (2) or the blades (3) if necessary.

Claims (4)

REIVINDICACIONES 1. - Bomba hidráulica de paletas deslizantes con leva excéntrica interior, que comprende un cilindro hueco o rotor (2) con una pluralidad de ranuras radiales (20) en las que se introducen unas paletas (3) de modo que el conjunto puede girar dentro del cuerpo de un estátor (1); y que se caracteriza por que además comprende un eje (5) que sobresale de una tapa (4) del estator, donde el eje (5) tiene un perfil de leva excéntrica que se encuentra alojado en el interior del rotor (2) y en contacto continuo con la parte inferior de las paletas (3); y donde la tapa (4) queda fijada al cuerpo del estator (1) cerrando el conjunto de la bomba.1. - Hydraulic vane pump with internal eccentric cam, comprising a hollow cylinder or rotor (2) with a plurality of radial grooves (20) in which vanes (3) are inserted so that the assembly can rotate inside of the body of a stator (1); and characterized in that it also comprises an axis (5) protruding from a cover (4) of the stator, where the axis (5) has an eccentric cam profile that is housed inside the rotor (2) and in continuous contact with the bottom of the blades (3); and where the cover (4) is fixed to the body of the stator (1), closing the pump assembly. 2. - Bomba hidráulica de paletas deslizantes con leva excéntrica interior, según la reivindicación 1, que se caracteriza por que la tapa (4) y el cuerpo del estator (1) quedan fijados por medio una pluralidad de elementos pasantes (6) que se fijan en la cara exterior de la tapa (4) mediante unos elementos de apriete (7).2. - Hydraulic vane pump with internal eccentric cam, according to claim 1, characterized in that the cover (4) and the body of the stator (1) are fixed by means of a plurality of through elements (6) which are fixed on the outer face of the cover (4) by means of clamping elements (7). 3. - Bomba hidráulica de paletas deslizantes con leva excéntrica interior, según la reivindicación 1, que se caracteriza por que los elementos pasantes (6) son tornillos y los elementos de apriete (7) son tuercas.3. - Hydraulic vane pump with internal eccentric cam, according to claim 1, characterized in that the through elements (6) are screws and the clamping elements (7) are nuts. 4. - Bomba hidráulica de paletas deslizantes con leva excéntrica interior, según la reivindicación 1, que se caracteriza por que las aberturas (8) de entrada de líquido y de impulsión de líquido se encuentra en ambos costados laterales del cuerpo del estator (1). 4. - Hydraulic vane pump with internal eccentric cam, according to claim 1, characterized in that the liquid inlet and liquid supply openings (8) are located on both side sides of the stator body (1) .
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