ES2243214T3 - Bomba de achicamiento. - Google Patents
Bomba de achicamiento.Info
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Abstract
Bomba de achicamiento para extraer agua de una capa de agua subterránea, incluyendo dicha bomba un tubo que une la superficie al acuífero a bombear, un vástago que lleva los pistones, unido a un mecanismo de arrastre instalado en la superficie para transmitir al vástago un movimiento de vaivén de bombeo, caracterizada porque el mecanismo incluye dos ruedas dentadas idénticas (7, 8, 7A, 8A), montadas en unos ejes simétricos (72, 82, 72A, 82A) con relación a la trayectoria (ZZ) del vástago (3, 3A) que lleva los pistones, que engranan una con otra para girar en sentido opuesto, un órgano motor (9, 10, 11) unido a, por lo menos, una de las ruedas (7, 7A) para arrastrarla en rotación, dos bielas idénticas (12, 13, 12A, 13A) unidas, cada una, a la cabeza (14, 14A) del vástago (3, 3A) y a un punto de articulación llevado por cada rueda dentada (71, 81, 71A, 81A), en posiciones simétricas, para ser arrastradas según unos movimientos simétricos con relación a la trayectoria (ZZ) del vástago (3, 3A)para guiar y arrastre el vástago y sus pistones.
Description
Bomba de achicamiento.
La presente invención se refiere a una bomba de
achicamiento para extraer agua de una capa de agua subterránea,
incluyendo dicha bomba un tubo que une la superficie al acuífero a
bombear, y un vástago que lleva los pistones, unido a un mecanismo
de arrastre instalado en la superficie para transmitir al vástago un
movimiento de vaivén de bombeo. Se conocen dichas bombas mediante,
por ejemplo, el documento US-A-1 604
734.
En general, dichas bombas están destinadas a ser
instaladas en lugares con escasa asistencia técnica, por lo que
deben se tan sencillas y resistentes como sea posible. Sin embargo,
una de las mayores dificultades del arrastre de las bombas de
achicamiento es la guía de la varilla que lleva los pistones. Dicha
guía debe estar tan centrada como sea posible con relación al tubo
de achicamiento, para reducir al mínimo el roce y facilitar el
funcionamiento de la bomba, a la vez que se reduce el desgaste.
En este tipo de bomba, también es preciso reducir
a su más simple expresión los medios de guiado necesarios para la
varilla, ya que dichos medios de guiado, por lo menos aquellos que
se encuentran en el exterior, próximos a la fuente motriz, están
expuestos al polvo, arena, etc., lo que reducen, e incluso
deterioran, las características de guiado. Esto influye, a su vez,
en el funcionamiento de la instalación y su fiabilidad.
La presente invención tiene por objeto remediar
algunos de los inconvenientes de las bombas de achicamiento
conocidas, y pretende realizar un medio de arrastre y guiado tan
sencillo como sea posible, poco sujeto al desgaste, incluso en
condiciones de funcionamiento muy difíciles, como un ambiente
cargado de arena o polvo, y que permita un arrastre muy regular y
sin brusquedad de la varilla de bombeo.
A tal efecto, la invención se refiere a una bomba
de achicamiento del tipo definido anteriormente, caracterizada
porque su mecanismo incluye:
- dos ruedas dentadas idénticas,
- *
- montadas en ejes simétricos con relación a la trayectoria de la varilla que lleva los pistones,
- *
- que engranan una con otra para girar en sentido opuesto,
- un órgano motor unido a, por lo menos, una de
las ruedas para arrastrarla en rotación,
- dos bielas idénticas unidas, cada una, a la
cabeza de la varilla y a un punto de articulación llevado por cada
rueda dentada, en posiciones simétricas, para ser arrastradas según
movimientos simétricos con relación a la trayectoria de la varilla,
para guiar y arrastrar la varilla y sus pistones.
La disposición simétrica de los medios de
arrastre según una simetría con relación al eje de la varilla
permite asegurar el guiado de la varilla de la bomba en el plano de
simetría, y mantener la cabeza de la bomba necesariamente en dicho
plano de simetría.
El dispositivo de arrastre es extremadamente
sencillo y, una vez ajustado, ya no puede desajustarse, por lo menos
en lo que afecta a la geometría de la trayectoria de la varilla.
Además, gracias a la sencillez de los medios
empleados, el rendimiento mecánico es muy elevado, ya que se reducen
al máximo los roces.
El recorrido de la varilla se ajusta en función
del brazo de palanca del punto de articulación de un extremo de cada
biela con relación al centro de rotación de las ruedas dentadas.
Dicha bomba puede ser arrastrada mediante una
manivela manual o un motor, especialmente un motor eléctrico
alimentado mediante una batería solar o un grupo electrógeno en el
caso de un motor eléctrico.
Según otras características ventajosas de la
invención:
- -
- una de las ruedas dentadas incluye o constituye el volante de inercia,
- -
- la pieza de unión entre las dos cabezas de bielas y la cabeza de la varilla recibe las articulaciones de la cabeza de varilla y las dos articulaciones o puntos de fijación de las dos bielas,
- -
- las bielas pueden funcionar en tracción o en empuje.
Finalmente, la unión con el órgano de arrastre es
una correa o una cadena.
\newpage
Según otras características ventajosas de la
invención:
- -
- las bielas están unidas a la varilla por medio de palancas montadas pivotantes en unos pivotes,
- -
- las bielas están unidas a las ruedas dentadas por medio de palancas montadas en unos pivotes que cooperan con las ruedas dentadas mediante una unión de rodillos y guías, habiéndose previsto las guías en las palancas y los rodillos en forma de pivotes llevados por las ruedas dentadas.
Finalmente, dicha máquina, utilizada como bomba
arrastrada por un motor también puede funcionar como motor
alimentado en fluido a presión.
La presente invención se describe a continuación
de forma más detallada, con la ayuda de los dibujos adjuntos, en los
cuales:
- la figura 1 muestra una vista lateral de la
bomba de achicamiento de la invención, con la varilla y sus pistones
y el tubo de achicamiento representados únicamente en parte,
- la figura 2 muestra una vista lateral frontal
de la bomba de la figura 1,
- la figura 3 es una vista esquemática de un modo
de realización de un mecanismo de arrastre de la varilla de una
bomba de achicamiento,
- la figura 4 muestra una vista esquemática de
una segunda variante de la invención,
- la figura 5 muestra una vista esquemática de
una tercera variante de mecanismo de la invención,
- la figura 6 muestra una cuarta variante de
realización de la invención,
- la figura 7 muestra una quinta variante de
realización de la invención.
Según las figuras 1 y 2, la invención se refiere
a una bomba de achicamiento que incluye un tubo 1, dotado de una
boca de salida 2 para entregar el agua bombeada en un acuífero. Este
tubo de achicamiento 1 recibe una varilla 3 que lleva unos pistones
no representados. La varilla 3 efectúa un movimiento de vaivén
(doble flecha A) para descender hasta el acuífero y permitir el
ascenso, por etapas, de cierta cantidad de agua que se verterá por
la boca 2 en un recipiente 4.
Dicha varilla 3 es arrastrada mediante un
mecanismo alojado en un cajetín 5 montado en un pie 6. El cajetín 5
aloja dos ruedas dentadas 7 y 8 idénticas, montadas en rotación en
posiciones simétricas con relación a la dirección ZZ de la
trayectoria de la varilla 3. Las dos ruedas dentadas 7 y 8 engranan
una con otra, para girar en un sentido de rotación opuesto.
La rotación de las dos ruedas dentadas 7 y 8 está
asegurada por un órgano motor formado bien por un volante con
manivela 9 (fig. 1), bien por un motor 10 unido a una de las ruedas
mediante una correa 11 (fig. 2).
Dos bielas idénticas 12 y 13 unen la cabeza de la
varilla 3, mediante unas articulaciones llevadas por una pieza de
unión 14, con puntos de articulación llevados por las ruedas
dentadas 7 y 8. Estos puntos de articulación 71 y 81 ocupan
posiciones simétricas con relación a la dirección ZZ de la
trayectoria de la varilla 3, cuando las ruedas 7 y 8 están
engranadas.
Las bielas 12 y 13 son arrastradas por las ruedas
7 y 8, según un movimiento simétrico con relación a la dirección ZZ.
Este movimiento se traduce en un movimiento de traslación en vaivén
de la varilla 3, es decir, un movimiento de bombeo.
La figura 1 muestra la variante de la bomba con
una rueda de manivela 9, y la figura 2 la variante con motor 10 y
correa 11. En ambos casos, existe un volante de inercia 15 para
estabilizar el movimiento de rotación. Este volante no aparece en la
figura 1.
En el caso de la figura 2, se trata del volante
de inercia 15 llevado por la rueda 7 o por el eje solidario de la
rueda.
En los modos de realización de las figuras 1 y 2,
la cabeza de la varilla 3 está enganchada a las dos bielas 12 y 13
que actúan en tracción, siendo el esfuerzo antagonista el peso de la
varilla 3, de los pistones y del agua bombeada.
La figura 3 muestra una variante de realización
en la que las ruedas dentadas 7A y 7B engranan como anteriormente y
son idénticas, montadas de manera simétrica en dos ejes 72A y 82A
simétricos con relación al plano ZZ que pasa por la varilla 3A de la
bomba de achicamiento, cuyo tubo lleva la referencia 1A.
Esta figura muestra la pieza de unión 14A en la
que se articulan las cabezas 121A, 131A de las bielas 12A y 13A y la
cabeza 31A de la varilla 3A.
En la variante de la figura 3, las bielas 12A y
13A no tiran de la varilla 3A si no que la empujan, colocándose las
ruedas 7A y 8A y las bielas 12A y 13A por debajo de la cabeza 14A
llevada por la biela 3A. Este arrastre se efectúa asimismo mediante
un motor 10A que transmite su movimiento mediante una correa o una
cadena 11A que pasa por una polea 12A simplemente esbozada.
Los puntos de articulación 71A y 81A de las
bielas 12A y 13A son ajustables en la dirección radial de las ruedas
dentadas 7A y 8A, lo que permite modificar la longitud del recorrido
inducido en la cabeza 14A y, en consecuencia, en la varilla 3A.
Según la figura 4, el mecanismo de arrastre de la
varilla 3B del tubo de achicamiento 1B se compone de dos ruedas
dentadas idénticas 7B y 8B montadas en sendos ejes simétricos 72B y
82B con relación a la trayectoria ZZ de la varilla 3B. Estas dos
ruedas dentadas 7B y 8B engranan para girar en sentido opuesto. El
medio de arrastre, como la manivela llevada por un volante asociado
a una de las ruedas dentadas o un motor con transmisión por cadena o
correa, no está representado.
El mecanismo incluye unos medios de transmisión
simétricos hasta la varilla 3B. De este modo, la transmisión del
movimiento se efectúa mediante dos bielas 12B y 13B, articuladas en
71B y 81B en posiciones simétricas a las ruedas dentadas 7B y 8B.
Dichas bielas 12B y 13B están unidas, cada una, mediante una
articulación no referenciada, a una palanca 14B y 15B montado
alrededor de un pivote respectivo 16B y 17B. El otro extremo de las
palancas 14B y 15B está unido de forma articulada por medio de una
bieleta 18B y 19B a la varilla 3B.
Estas bieletas 18B y 19B son necesarias para
compensar el movimiento circular del extremo de las palancas 14B y
15B que llevan la articulación. Asimismo, se podrían sustituir las
bieletas 18B y 19B por una pieza de unión, como las piezas de unión
14 y 14A anteriores, en las que habría unas guías para la
articulación de los extremos de las palancas 14B y 15B.
El movimiento de vaivén de la varilla 3B se
representa mediante una doble flecha.
La tercera variante de la invención, para el
mecanismo de arrastre de la varilla 3C en el tubo de achicamiento
1C, se compone de dos ruedas dentadas 7C y 8C idénticas y montadas
en unos ejes simétricos 72C y 82C con relación al plano ZZ de
desplazamiento de la varilla 3C. Dichas ruedas dentadas idénticas
engranan para girar en sentido opuesto. Estas ruedas dentadas son
arrastradas mediante un medio de arrastre tal como una manivela
llevada por un volante o un motor con una unión mediante correa con
cadena, no representados.
La transmisión del movimiento hacia la varilla 3C
se efectúa mediante unos medios simétricos con relación al plano ZZ.
Dichos medios se componen de una biela 12C y 13C unida a la varilla
3C por medio de las bieletas 18C y 19C, o mediante una pieza de
unión, como las piezas 14 y 14A descritas anteriormente. Las bielas
12C y 13C están unidas a las ruedas dentadas 7C y 8C mediante
palancas 14C y 15C, uno de cuyos extremos está articulado en el
extremo correspondiente de cada biela 12C y 13C, y cuyo otro extremo
está unido, por medio de una guía 141C y 151C, a un pivote 71C y 81C
solidario de cada una de las ruedas dentadas 7C y 8C. Los pivotes
71C y 81C son llevado en posiciones fijas y simétricas por las dos
ruedas dentadas. Dichos pivotes 71C y 81C constituyen unos rodillos
que se deslizan de forma relativa en las guías 141C y 151C cuando
las ruedas dentadas 7C y 8C giran para inducir un movimiento de
pivotante alternativo en las palancas 14C y 15C. Estas palancas
pivotan, a su vez, en unos pivotes 142C y 152C.
El movimiento de ascenso y descenso de la varilla
3C queda esquematizado mediante una doble flecha.
Según la figura 6, se describe a continuación un
cuarto modo de realización de la invención. Las partes comunes con
el modo de realización de las figuras anteriores llevarán las mismas
referencias completadas con la letra D, y no se repetirá su
descripción detallada.
En este modo de realización, la pieza 14D a la
que están unidas las bielas 12D y 13D arrastradas, por ejemplo, por
medio de la correa 11D a partir del motor 10D, está fijada a dos
conjuntos de bielas y palancas simétricas.
Este conjunto de transmisión que une la placa 14D
a la varilla 3D se compone, en la parte izquierda de la figura, de
una biela 30D articulada a la placa 14D y a una palanca acodada de
primer orden con dos brazos 31D y 34D, montadas alrededor de un
pivote fijo 33D.
El brazo 31D que pasa por el pivote 33D está
unido, a ángulo recto, al brazo 31D más allá del pivote 33D.
El brazo 31D está articulado a la biela 30D por
medio de la articulación 32D, y el brazo 34D está unido a una biela
36D mediante una articulación 35D. La biela 36D está unida a la
varilla 3D mediante la articulación 37D.
La parte simétrica de este sistema de bielas y
palancas lleva las mismas referencias que la parte descrita
anteriormente, incrementadas de 10. Así, dicha parte se compone de
una primera biela 40D unida a la placa 14D y, mediante una
articulación 42D, a una palanca del primer tipo de dos brazos 41D y
44D, de los que el primer brazo 41D pasa por el pivote 43D. El
segundo brazo 44D está unido, mediante una articulación 45D, a una
biela 46D articulada, a su vez, mediante la articulación 47D a la
varilla 3D.
Por el efecto del movimiento de vaivén de la
placa 14D, las bielas y la palanca, simétricas, se desplazan como lo
indican los movimientos de las articulaciones 32D y 35D; 42D y 45D
según las dobles flechas.
Este mecanismo desmultiplicador permite ajustar
el recorrido de ascenso y descenso de la varilla 3D en función de la
potencia suministrada por el motor 10D y de los datos de la
instalación, especialmente el caudal.
Según la figura 7, la quinta variante de
realización de la invención incluye asimismo unas partes comunes con
las anteriores realizaciones. Para dichas partes comunes, se
utilizarán las mismas referencias acompañadas por la letra E.
En esta variante, la placa 14E está unida a la
varilla 3E también mediante dos conjuntos de palanca y bielas,
simétricos con relación al eje ZZ. El conjunto de la izquierda se
compone de una biela 50E articulada a la placa 14E y unida (51E) a
una bieleta 52E articulada (53E), a su vez, a una palanca de dos
brazos 54E y 56E, de los que el primer brazo 54E está montado en el
pivote 55E, quedando el segundo brazo 56E perpendicular a la
prolongación del primer brazo 56E más allá del pivote 55E. El
segundo brazo está unido mediante una articulación 57E a una biela
58E unida, a su vez, a la varilla 3E mediante una articulación
59E.
El otro conjunto de bielas y palanca, simétricos,
se compone de una biela 60E unida mediante una articulación 61E a
una bieleta 62E unida, a su vez, mediante una articulación 63E a un
brazo 64E de una palanca de dos brazos 64E y 66E. El primer brazo
está montado pivotante en el pivote 65E y el segundo brazo 66E está
unido, mediante la articulación 67E, a una biela 68E unida, a su
vez, mediante una articulación 69E a la varilla 3E. Este mecanismo
de biela y bieleta permite asimismo una gran flexibilidad de ajuste
de los recorridos y el funcionamiento de la bomba.
Claims (10)
1. Bomba de achicamiento para extraer agua de una
capa de agua subterránea, incluyendo dicha bomba un tubo que une la
superficie al acuífero a bombear, un vástago que lleva los pistones,
unido a un mecanismo de arrastre instalado en la superficie para
transmitir al vástago un movimiento de vaivén de bombeo,
caracterizada porque el mecanismo incluye
- dos ruedas dentadas idénticas (7, 8, 7A,
8A),
- *
- montadas en unos ejes simétricos (72, 82, 72A, 82A) con relación a la trayectoria (ZZ) del vástago (3, 3A) que lleva los pistones,
- *
- que engranan una con otra para girar en sentido opuesto,
- un órgano motor (9, 10, 11) unido a, por lo
menos, una de las ruedas (7, 7A) para arrastrarla en rotación,
- dos bielas idénticas (12, 13, 12A, 13A) unidas,
cada una, a la cabeza (14, 14A) del vástago (3, 3A) y a un punto de
articulación llevado por cada rueda dentada (71, 81, 71A, 81A), en
posiciones simétricas, para ser arrastradas según unos movimientos
simétricos con relación a la trayectoria (ZZ) del vástago (3, 3A)
para guiar y arrastre el vástago y sus pistones.
2. Bomba, según la reivindicación 1,
caracterizada porque las ruedas dentadas (7, 8, 7A, 8A) son
arrastradas mediante una manivela llevada por un volante.
3. Bomba, según la reivindicación 1,
caracterizada por un volante de inercia (15) llevado por una
(7) de las dos ruedas dentadas.
4. Bomba, según la reivindicación 1,
caracterizada por una pieza de unión (14, 14A) entre las
cabezas (121A, 131A) de bielas y la cabeza (31A) del vástago
(3).
5. Bomba, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el órgano de arrastre es una manivela
(9) o un motor (10).
6. Bomba, según la reivindicación 1,
caracterizada porque la unión entre las ruedas engranadas y
el órgano de arrastre se lleva a cabo mediante una correa o una
cadena (11).
7. Bomba, según la reivindicación 1,
caracterizada porque las bielas (12B, 13B) están unidas al
vástago (3B) por medio de palancas (14B, 15B) montadas pivotantes en
unos pivotes (16B, 17B).
8. Bomba, según la reivindicación 1,
caracterizada porque las bielas (12C, 13C) están unidas a las
ruedas dentadas (7C, 8C) por medio de palancas (14C, 15C) montadas
en pivotes (142C, 152C) que cooperan con las ruedas dentadas (7C,
8C) mediante una unión con rodillos (71C, 81C) y guías (141C, 151C),
habiéndose previsto las guías en las palancas (14C, 15C) y los
rodillos en forma de pivotes (71C, 81C) siendo llevados por las
ruedas dentadas (7C, 8C).
9. Bomba, según la reivindicación 1,
caracterizada porque la placa (14D, 14E) está unida al
vástago (3D, 3E) por medio de una palanca de primer orden (31D, 34D;
41D, 44D; 54E, 56E; 64E, 66E) acodada, del que un extremo (32D, 42D;
53E, 63E) está unido por, al menos una biela (30D, 40D; 50E, 60E), a
la placa y cuyo otro extremo (35D, 45D; 57E, 67E) está unido por una
biela (36D, 46D; 58E, 68E) al vástago (3D, 3E), estando dichos
conjuntos de palancas/bielas desdoblados de forma simétrica con
relación al eje ZZ de movimiento del vástago (3E, 3D) de la
bomba.
10. Bomba, según la reivindicación 9,
caracterizada porque la placa (14E) está unida a la palanca
acodada (54E, 56E; 64E, 64D) por medio de una biela (50E, 60E) y una
bieleta (52E, 62E).
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9904019 | 1999-03-31 | ||
| FR9904019A FR2791736A1 (fr) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Pompe d'exhaure |
| FR9915801A FR2791737B1 (fr) | 1999-03-31 | 1999-12-15 | Pompe d'exhaure |
| FR9915801 | 1999-12-15 |
Publications (1)
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