ES2240043T3 - Bomba de inmersion con interruptor de flotador integrado. - Google Patents

Abstract

Una bomba de inmersión que comprende: - una carcasa (2) para estar al menos parcialmente sumergida en un líquido que se va a bombear, comprendiendo dicha carcasa (2) una cámara (4) sumergida, teniendo dicha cámara (4) sumergida un orificio de succión (8) y un orificio (9) de descarga; - un motor (5) unido a dicha carcasa (2); - un impulsor (6) accionado por dicho motor (5) y montado en el interior de la cámara (4) sumergida, estando adaptado dicho impulsor (6) para sacar por el orificio (9) de descarga el líquido que se va a bombear que entra en la cámara (4) sumergida desde el orificio de succión (8); y - medio (10) para accionar el motor (5) en función del nivel del líquido que se va a bombear, estando alojado dicho medio (10) para accionar el motor (5) dentro de la carcasa (2) y comprendiendo un interruptor de flotador integrado que tiene: - un interruptor (11) operativamente activo sobre el motor (5); - una cámara (12) de nivel formada dentro de dicha carcasa (2), estando dicha cámara en comunicación de fluido con el líquido que se va a bombear, teniendo dicha cámara una región inferior (12c), una parte central (12b) y una parte superior (12a); - un flotador (13) puesto dentro de la cámara (12) de nivel, siendo amovible dicho flotador (13) dentro de dicha cámara (12) de nivel; y - medio de accionamiento del interruptor (14) para causar el accionamiento del interruptor (11) por el flotador (13), montado dentro de dicha carcasa (2); caracterizada porque comprende un elemento de oposición (22) operativamente activo entre el flotador (13) y dicha cámara (12) de nivel, ejerciendo dicho elemento de oposición (22) una fuerza de retorno sobre el flotador (13) que es sustancialmente opuesta al empuje que dicho flotador recibe del fluido.

Description

Bomba de inmersión con interruptor de flotador integrado.

La presente invención se refiere a una bomba de inmersión del tipo que comprende las características expuestas en el preámbulo de la reivindicación 1.

Se sabe que estos dispositivos, usados particularmente en el ámbito doméstico, están montados generalmente en el interior de pozos cuyo nivel de agua se desea que sea comprobado. Normalmente, estas bombas se emplean para eliminar parte del líquido cuando el pozo está demasiado lleno, debido, por ejemplo, a precipitaciones abundantes.

Las bombas usadas de este modo constan de una carcasa que tiene una primera cámara cerrada herméticamente que encierra un motor generalmente eléctrico. Este motor acciona un impulsor montado dentro de una segunda cámara formada en la parte inferior de la carcasa, cámara que, en contraposición a la precedente, está en conexión con el líquido que ha de ser aspirado en el que la bomba está sumergida al menos parcialmente. Cuando el motor está activo, el impulsor conduce este fluido a un conducto de escape apropiado.

El encendido y apagado del motor tiene lugar en función del nivel de tal líquido. Cuando este nivel supera un umbral máximo la bomba debe empezar a trabajar para eliminar el exceso de líquido y posteriormente deja de trabajar cuando el fluido baja de un segundo nivel predeterminado. Normalmente, se selecciona el segundo nivel para que esté a una distancia apropiada de dicho umbral máximo, para evitar el encendido y apagado continuo de la bomba causado por pequeñas oscilaciones del nivel de fluido.

Lo anterior se logra normalmente mediante dispositivos que, aunque tienen las configuraciones más variadas, todas suponen el uso de un flotador externo al cuerpo de la bomba.

El flotador, situado en el pozo, está unido a un punto de la carcasa de la bomba por un cable o una palanca. Por lo tanto, la distancia máxima entre dicho punto de la carcasa y el flotador está establecida por la longitud del cable o palanca utilizado. Por consiguiente, al aumentar el nivel de agua el flotador se eleva con el líquido y cubre un arco de una circunferencia de un radio que corresponde a dicha longitud. De este modo, será posible establecer una conexión entre el líquido fluido y el ángulo de inclinación de dicho cable o palanca. Los dispositivos conocidos usan interruptores conectados al motor de la bomba que se abren y se cierran en función de este ángulo de inclinación.

A veces estas soluciones suponen la posibilidad de ajustar los valores de la altura de líquido a la que la bomba debe empezar y parar de trabajar actuando sobre la longitud del cable o palanca utilizado o variando los ángulos de inclinación máxima y mínima de dicho cable o palanca.

Estos dispositivos que usan un flotador externo al cuerpo de la bomba tienen sin embargo algunos inconvenientes.

En primer lugar, no son totalmente fiables ya que el flotador puede bloquearse accidentalmente, por cuerpos extraños o las propias paredes del pozo, por ejemplo, a un nivel que no corresponde a la altura de líquido.

Además, el uso de un flotador externo supone un importante volumen y dificultades de instalación. En realidad, cuando la bomba está situada en un pozo, una cosa que debe tenerse en cuenta es el espacio dentro del pozo que es necesario para el funcionamiento correcto de todo el dispositivo del que es parte el flotador, a los diferentes niveles del líquido que ha de ser aspirado. También debe observarse el hecho de que el ajuste de los valores de la altura de líquido a los que la bomba debe empezar o parar de trabajar sólo puede obtenerse por procedimientos complicados o procedimientos que ofrecen resultados inexactos o de cualquier modo no muy prácticos para un usuario.

También se conoce, a partir del documento DE19802227, una bomba que incluye una sección inferior de un alojamiento de la bomba que contiene la zona de presión de la bomba y el motor de accionamiento, junto con las conexiones y unidades de control. La sección superior del alojamiento es sólo un revestimiento de alojamiento. Las secciones superior e inferior tienen formas diferentes. Las secciones del alojamiento son de plástico, y especialmente polipropileno con refuerzo de fibra de vidrio para la sección superior. Un flotador y una palanca del flotador son de plástico.

Por último, el documento DE3607466 describe una unidad de bombeo provista de un regulador de nivel del flotador que comprende al menos un imán conectado al flotador que es guiado en sus desplazamientos. Dicho imán actúa al menos sobre un generador Hall que controla el disparo del regulador a través de una pared de la carcasa formada al menos parcialmente de un material paramagnético o diamagnético. Un dispositivo de control comprende primeras entradas que conectan los generadores Hall e interruptores controlados como función de voltajes de entrada y otras entradas para los generadores Hall provistas para funciones de protección y monitorización.

A la luz de lo anterior, un objeto de la presente invención es proveer una bomba compacta de inmersión que tiene un volumen de funcionamiento limitado.

Otro objeto principal de la presente invención es hacer disponible una bomba de inmersión en la que el encendido y apagado de la misma que depende del nivel del fluido que ha de ser aspirado son absolutamente fiables.

Un objeto adicional de la invención es concebir una bomba de inmersión que permite un ajuste fácil y exacto de los niveles de fluido a los que el motor debe arrancarse y detenerse.

La tarea técnica mencionada y los objetos especificados se logran sustancialmente mediante una bomba de inmersión según las características expuestas en las reivindicaciones adjuntas.

La descripción de una realización preferida pero no exclusiva se da ahora en lo sucesivo a modo de ejemplo no restrictivo y se ilustra en los dibujos adjuntos, en los que:

La Fig. 1 es una sección longitudinal de una bomba según la invención;

La Fig. 2 es una sección longitudinal de un detalle a una escala ampliada de la bomba de la Fig. 1, en una primera condición de funcionamiento; y

La Fig. 3 muestra una sección longitudinal de un detalle a una escala ampliada de la bomba de la Fig. 1, en una segunda condición de funcionamiento.

En relación con los dibujos, la bomba de inmersión según la invención ha sido identificada en general por el número de referencia 1.

La bomba comprende una carcasa 2 dispuesta para estar al menos parcialmente sumergida en el líquido que se va a bombear. La carcasa 2 tiene una cámara 4 sumergida y una cámara cerrada herméticamente 3.

Conectado con dicha carcasa 2 está un motor 5, un motor eléctrico, por ejemplo, pensado para accionar la bomba. El motor 5 está situado ventajosamente dentro de la cámara cerrada herméticamente 3, para estar aislado adecuadamente del líquido que se va a bombear.

La cámara 4 sumergida sostiene un impulsor 6 montado en un eje 7 que sale del motor 5. Cuando dicho motor está en funcionamiento, mueve el impulsor 6 impulsando el líquido que se va a bombear, que ha entrado en la cámara 4 sumergida a través de un orificio de succión 8, hacia un orificio 9 de descarga. El orificio 9 de descarga estará conectado con un conducto de escape apropiado, no mostrado en los dibujos.

La bomba 1 comprende además medios para accionar el motor en función del nivel del líquido que se va a bombear, identificado en general por 10 y definido esencialmente por un interruptor de flotador integrado de líquido. Este medio en la bomba de la invención está alojado dentro de la carcasa 2. Comprende un interruptor 11 operativamente activo sobre el motor, una cámara 12 de nivel y un flotador 13.

La cámara 12 de nivel se extiende en una dirección sustancialmente vertical dentro de la carcasa 2. Está alojada preferentemente en la cámara cerrada herméticamente 3 de la que está aislada convenientemente, y puede estar conectada con una pequeña cámara impelente (no mostrada) alojada en la carcasa 2 o directamente conectada con la atmósfera que rodea la bomba a través, por ejemplo, de un conducto apropiado, tampoco mostrado.

La cámara 12 de nivel tiene una parte superior 12a, una parte central 12b que tiene secciones transversales constantes y preferentemente circulares, y una región inferior 12c. Además, la cámara 12 está en conexión fluida con el líquido que se va a bombear a través de un conducto 15 que pone la región inferior en comunicación con el exterior de la carcasa 2. En la entrada del conducto 15 está montado un filtro 16 para impedir que entren cuerpos extraños en la cámara junto con el fluido.

El flotador 13 también tiene una conformación alargada en una dirección de extensión sustancialmente vertical. En particular, el coeficiente, llamado "coeficiente de esbeltez", entre los tamaños típicos de la extensión vertical del flotador y los de su extensión transversal es preferentemente superior a dos. El flotador 13 tiene secciones transversales constantes, correspondiendo su forma preferentemente a la forma de la parte central 12b de la cámara 12 de nivel.

Dicho flotador 13, sostenido en la cámara 12 de nivel, es amovible dentro de ésta en una dirección sustancialmente vertical. Al variar el nivel del fluido que se va a bombear, puede adoptar una serie de posiciones que comprenden una primera posición límite, mostrada en la Fig. 2, y una segunda posición límite, mostrada en la Fig. 3, preferentemente en una ubicación inferior a la primera.

El medio que permite el accionamiento del interruptor por el flotador, indicado en general por 14, permite que se encienda y se apague el motor 5 al variar el nivel del líquido que se va a bombear. Dicho medio 14 está montado dentro de la carcasa 2 y comprende un dispositivo de control del interruptor, indicado por 17 en las Figs. 2 y 3, y el medio 18 para ajustar la distancia entre las dos posiciones límite del flotador 13.

El dispositivo de control del interruptor 17 tiene la función de cerrar dicho interruptor cuando el flotador 13 está en la primera posición límite y de abrirlo cuando el flotador está en su segunda posición límite. Este dispositivo de control 17 comprende una tecla operativamente activa en dicho interruptor 11 y amovible en una dirección vertical entre una posición de encendido, mostrada en la Fig. 2, que cierra el interruptor, y una posición de apagado, mostrada en la Fig. 3, que abre el interruptor. Una palanca 20 conectada en un primer punto 20b con el flotador 13 y en un segundo punto 20c con el interruptor 11 o cualquier otro elemento dentro de la carcasa 2, está dispuesta de tal manera que se apoya, en su parte central 20a, contra dicha tecla 19. Además, la palanca 20 y la tecla 19 están montadas de tal manera que la primera empuja a la segunda a su posición de encendido cuando el flotador 13 está en dicha primera posición límite, mientras que devuelve a dicha tecla a la posición de apagado cuando el flotador 13 está en dicha segunda posición límite.

El medio 18 para ajustar la distancia entre las dos posiciones límite del flotador 13 comprende a su vez un tornillo de ajuste 21 para dicha distancia. De hecho, utilizando soluciones que pertenecen a la técnica conocida y por tanto no descritas nuevamente, es posible, por ejemplo, mediante este tornillo 21, ajustar la longitud de la carrera de la tecla y por consiguiente la distancia entre las posiciones de encendido y apagado de dicha tecla 19.

El tornillo de ajuste 21 está dispuesto de manera que puede ser fácilmente accesible desde el exterior. Esta accesibilidad puede lograrse, por ejemplo, proveyendo a la parte de la carcasa 2 que está cerca de dicho tornillo 21 de una abertura equipada con un elemento de cierre 30 que permite estanqueidad

La bomba de inmersión según la presente invención no sólo ofrece la posibilidad de ajustar la distancia relativa entre las dos posiciones límite del flotador 13, sino que también permite al nivel del líquido que se va a bombear al que corresponden tales posiciones ser definido a voluntad.

Esto se permite por el uso de un elemento de oposición 22 que ejerce una fuerza de retorno sobre el flotador 13 que es sustancialmente opuesta al empuje que dicho flotador recibe del fluido. Puede adoptarse ventajosamente como elemento de oposición 22 un muelle 23 encajado entre el flotador 13 y dicha cámara 12 de nivel.

También está provisto el medio 24 para ajustar la cantidad de dicha fuerza de retorno, medio que comprende un tornillo de fijación 25 operativamente activo sobre el muelle 23 para modificar la carga previa del mismo en función del grado de atornillado. De la misma manera que la descrita previamente en relación con el tornillo de ajuste 21, el tornillo de fijación 25 está dispuesto ventajosamente de tal manera que es fácilmente accesible desde el exterior. En particular, este tornillo 25 da a la parte 2a de la pared de la carcasa 2 en la que está formada dicha abertura.

El funcionamiento de la bomba de inmersión según la invención, descrita previamente sobre todo en lo que se refiere a la estructura es como se explica a continuación.

Como se dijo anteriormente, la bomba se presta a ser situada dentro de un pozo cuyo nivel de agua se desea que sea comprobado. Cuando dicho nivel es particularmente bajo el líquido no entra en la cámara 12 de nivel y, como resultado, el flotador está en su segunda posición límite, como se muestra en las Figs. 1 y 3. Bajo esta condición, la palanca 10 no encaja con la tecla 19 del interruptor 20 que, por lo tanto, mantiene su posición de apagado. De este modo, el motor no está funcionando.

A medida que su nivel aumenta, el líquido comienza a entrar en la cámara 12 de nivel a través del conducto 15, rodea la parte inferior del flotador 13 y lo empuja hacia arriba. Sin embargo, este empuje es contrarrestado por la fuerza ejercida en la dirección opuesta por el muelle 23. A raíz de esto, el flotador 13 no se mueve hasta que el empuje del líquido iguala a la carga previa del propio muelle 23. Un valor dado del nivel de líquido, definido en este documento como "valor de equilibrio" por conveniencia, corresponderá a esta igualdad.

Cuando se supera este valor, el flotador 13 comienza a ser elevado por el líquido, apretando sobre la tecla 19 a través de la palanca 20. Al final de una corta carrera, el flotador 13 va a su primera posición límite a la que corresponde la posición de encendido de la tecla de conmutación 19.

De este modo se pone en funcionamiento el motor de la bomba 5 y el impulsor 6 comienza a empujar el fluido hacia el conducto de escape. Debido a la acción de la bomba, el nivel de líquido y con él el flotador baja hasta que se hace que la tecla 19 vuelva a la posición de apagado. Bajo esta condición, la bomba se detendrá estando activa.

La bomba según la invención ofrece la posibilidad de ajustar dicho valor de equilibrio a voluntad, modificando la carga previa del muelle 23 a través del tornillo de fijación 25 respectivo, fácilmente accesible desde el exterior. Debe observarse que el uso de un flotador 13 de extensión vertical y gran coeficiente de esbeltez permite que se seleccione este valor dentro de un intervalo muy amplio. Además, el uso de un flotador 13 que tiene una sección constante y el uso de un muelle 23 de respuesta lineal asegura una proporcionalidad directa entre los ángulos de giro del tornillo de fijación 25 y dicho valor de equilibrio.

Actuando sobre el tornillo de ajuste 21 que determina la amplitud de la carrera del flotador entre las dos posiciones límite del flotador, es posible establecer previamente la distancia relativa entre el nivel de líquido que causa el encendido de la bomba y el nivel de líquido que causa el apagado de ésta.

La invención logra importantes ventajas.

En primer lugar, situar el medio 10 para accionar el motor 5 dentro del cuerpo de la bomba permite la fabricación de un dispositivo compacto que está caracterizado por un volumen de funcionamiento seguramente menor que en soluciones conocidas.

Además, la bomba según la invención asegura una conexión completamente fiable entre el encendido/apagado de la misma y el nivel de fluido. De hecho, en virtud de esta colocación, el flotador 13 no puede estar sometido a interferencias causadas por cuerpos extraños.

El hecho de que el flotador 13 no interactúe con el fluido presente en el pozo sino que interactúa con el fluido dentro de la cámara 12 de nivel ofrece otra ventaja importante. De hecho, el comportamiento del flotador de esta manera no está afectado por la rotación o los movimientos ondulatorios del fluido dentro del pozo.

La bomba de inmersión según la invención tiene una ventaja más, es decir, permite la selección de los valores del nivel de líquido a los que el motor debe empezar o parar de trabajar dentro de un intervalo muy amplio.

Además, estos valores pueden ajustarse de una manera precisa y sencilla. Debe entenderse que también resultan más ventajas de la proporcionalidad directa entre los ángulos de giro del tornillo de fijación 25 y el nivel del líquido que corresponde al valor de equilibrio.

Claims (14)

1. Una bomba de inmersión que comprende:

- una carcasa (2) para estar al menos parcialmente sumergida en un líquido que se va a bombear, comprendiendo dicha carcasa (2) una cámara (4) sumergida, teniendo dicha cámara (4) sumergida un orificio de succión (8) y un orificio (9) de descarga;

- un motor (5) unido a dicha carcasa (2);

- un impulsor (6) accionado por dicho motor (5) y montado en el interior de la cámara (4) sumergida, estando adaptado dicho impulsor (6) para sacar por el orificio (9) de descarga el líquido que se va a bombear que entra en la cámara (4) sumergida desde el orificio de succión (8); y

- medio (10) para accionar el motor (5) en función del nivel del líquido que se va a bombear,

estando alojado dicho medio (10) para accionar el motor (5) dentro de la carcasa (2) y comprendiendo un interruptor de flotador integrado que tiene:

- un interruptor (11) operativamente activo sobre el motor (5);

- una cámara (12) de nivel formada dentro de dicha carcasa (2), estando dicha cámara en comunicación de fluido con el líquido que se va a bombear, teniendo dicha cámara una región inferior (12c), una parte central (12b) y una parte superior (12a);

- un flotador (13) puesto dentro de la cámara (12) de nivel, siendo amovible dicho flotador (13) dentro de dicha cámara (12) de nivel; y

- medio de accionamiento del interruptor (14) para causar el accionamiento del interruptor (11) por el flotador (13), montado dentro de dicha carcasa (2);

caracterizada porque comprende un elemento de oposición (22) operativamente activo entre el flotador (13) y dicha cámara (12) de nivel, ejerciendo dicho elemento de oposición (22) una fuerza de retorno sobre el flotador (13) que es sustancialmente opuesta al empuje que dicho flotador recibe del fluido.

2. Una bomba de inmersión según la reivindicación 1, caracterizada porque:

- dicha cámara (12) de nivel tiene una dirección de extensión sustancialmente vertical;

- dicho flotador (13) es amovible dentro de dicha cámara (12) de nivel en una dirección sustancialmente vertical, siendo dicho flotador (13) amovible al variar el nivel del fluido que se va a bombear entre una primera y una segunda posiciones límite; y

- dicha cámara (12) de nivel está en comunicación de fluido con el líquido que se va a bombear en su región inferior (12c).

3. Una bomba de inmersión según la reivindicación 2, caracterizada porque la parte central (12b) de dicha cámara de nivel tiene secciones transversales a dicha dirección de extensión que son sustancialmente constantes.

4. Una bomba de inmersión según la reivindicación 3, caracterizada porque dichas secciones transversales tienen una conformación sustancialmente circular.

5. Una bomba de inmersión según la reivindicación 2, caracterizada porque dicho flotador (13) tiene una conformación alargada en una dirección de extensión sustancialmente vertical, teniendo dicho flotador (13) preferentemente un coeficiente de esbeltez superior a dos.

6. Una bomba de inmersión según la reivindicación 5, caracterizada porque dicho flotador (13) tiene secciones transversales a su dirección de extensión que son sustancialmente constantes.

7. Una bomba de inmersión según la reivindicación 3, caracterizada porque la forma de dicho flotador (13) corresponde sustancialmente a la forma de dicha parte central (12b) de la cámara de nivel.

8. Una bomba de inmersión según la reivindicación 2, caracterizada porque dicho medio (11) para causar el accionamiento del interruptor (11) por el flotador (13) comprende:

- un dispositivo de control del interruptor (17) para cerrar el interruptor (11) cuando el flotador (13) está en dicha primera posición límite y abrir el interruptor (11) cuando el flotador (13) está en dicha segunda posición límite;

- un medio (18) para ajustar la distancia entre las dos posiciones límite del flotador (13).

9. Una bomba de inmersión según la reivindicación 8, caracterizada porque dicho dispositivo de control del interruptor (17) comprende:

- una tecla (19) operativamente activa sobre dicho interruptor (11) y amovible en una dirección vertical entre una posición de encendido que cierra el interruptor (11) y una posición de apagado que abre el interruptor (11);

- una palanca (20) unida en un primer punto al flotador (13) y en un segundo punto al interior de dicha carcasa (2), estando colocada dicha palanca (20) de tal manera que se apoya contra dicha tecla (19) empujándola a su posición de encendido cuando el flotador (13) está en dicha primera posición límite y devolviéndola a la posición de apagado cuando el flotador (13) está en dicha segunda posición límite.

10. Una bomba de inmersión según la reivindicación 8, caracterizada porque dicho medio (18) para ajustar la distancia entre las dos posiciones límite del flotador (13) comprende un tornillo de ajuste (21) para dicha distancia, siendo accesible dicho tornillo (21) desde el exterior de dicha carcasa (2).

11. Una bomba de inmersión según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende un medio (24) para ajustar la cantidad de dicha fuerza de retorno.

12. Una bomba de inmersión según la reivindicación 11, caracterizada porque dicho elemento de oposición (22) comprende un muelle (23) encajado entre el flotador (13) y dicha cámara (12) de nivel.

13. Una bomba de inmersión según la reivindicación 12, caracterizada porque dicho medio (24) para ajustar la cantidad de la fuerza de retorno comprende un tornillo de fijación (25) operativamente activo sobre dicho muelle (23) para determinar la carga previa del mismo, siendo accesible dicho muelle de fijación (25) desde el exterior de dicha carcasa (2).

14. Un dispositivo para comprobar el nivel de un líquido, para ser combinado con una bomba de inmersión según una o más de las reivindicaciones 1 a 13.