ES2254375T3 - Bomba centrifuga. - Google Patents
Bomba centrifuga.Info
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- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
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Abstract
Una bomba centrífuga, comprendiendo un cuerpo cilíndrico (10) que contiene una pluralidad de etapas con difusores (15) que están rígidamente acoplados a dicho cuerpo cilíndrico y rodetes (16) que están rígidamente acoplados a un eje motorizado (17), y una cabeza de entrada (11) que está dispuesta opuesta a una cabeza de entrega (12), caracterizada por el hecho de que dicho cuerpo cilíndrico (10) está formado por un segmento de tubo metálico, dichos difusores (15) y rodetes (16) se obtienen mediante el troquelado, estampado y soldado de una plancha metálica, y dichas cabezas (11, 12) se obtienen mediante moldeo de precisión, el acoplamiento ocurriendo mediante inserciones (27) que actúan entre dicho cuerpo cilíndrico (10) y al menos una de las cabezas (11, 12) y están dispuestas en orificios ciegos (28) en las cabezas (11, 12) y en orificios de paso (29) en el cuerpo cilíndrico (10), dichas inserciones (27) estando retenidas en asientos por tornillos (31) que pasan a través de las inserciones (27) y enganchan las cabezas (12).
Description
Bomba centrífuga.
La presente invención hace referencia a una bomba
centrífuga, particularmente del tipo multietapas (por ejemplo
US-A-2 753 807).
Las bombas centrífugas, particularmente las de
multietapas, están constituidas por un cuerpo cilíndrico con dos
cabezas, es decir, una cabeza de entrada y una de entrega.
El cuerpo cilíndrico contiene una pluralidad de
etapas constituidas por un rodete y un difusor que contiene el
rodete; el difusor está acoplado rígidamente al cuerpo cilíndrico y
el rodete está acoplado rígidamente a un eje central
motorizado.
Para estas bombas, particularmente aquellas con
varias etapas, el difusor y el rodete se obtienen mediante el
troquelado y estirado o estampado de una plancha de acero
inoxidable, y las partes individuales están unidas mediante
soldadura.
Esta tecnología de fabricación permite contener
los costes, pero provoca varios problemas relacionados, en
particular, con el poco espesor de la plancha metálica que se
utiliza, que no permite el roscado u otro mecanizado para el
acoplamiento de una pluralidad de etapas.
Por estas razones, las etapas, después de
insertarse en el cuerpo cilíndrico, se apilan mediante elementos
de tensión que conectan las dos cabezas y la carga es ajustada
mediante cabrestantes de par durante la fijación.
La carga de almacenamiento está diseñada para
posicionar correctamente los difusores de modo que puedan asumir
una posición exacta respecto de los correspondientes rodetes y
también está diseñada para impedir que los difusores se giren por
el flujo de agua generado por los rodetes o, más simplemente, que
se muevan y provoquen ruido en la bomba.
En la práctica, la fijación de los elementos de
tracción determina la geometría de la bomba, y esto es un problema
grave para obtener un producto estandarizado y uniforme.
Para una carga igual, es decir, para una carga de
tensionado de elementos de tracción igual, de hecho no existe la
seguridad de que la posición geométrica asumida por los difusores
sea siempre la misma, ya que las tolerancias del proceso
relacionadas con el troquelado y el dibujado de la plancha metálica
pueden ser un factor decisivo.
Una solución a este problema podría ser proveer a
los difusores de las varias etapas mediante moldeo de precisión
complementado por mecanizado, por esto conllevaría, particularmente
para bombas producidas en masa, unos costes excesivamente elevados
que harían que el producto no fuera comerciable.
El objetivo de la presente invención es proveer
una bomba en la que los componentes utilizados para el cuerpo
cilíndrico, los difusores y las cabezas, así como los rodetes,
tengan un coste bajo sin penalizar la calidad de la bomba.
Un objeto principal consiguiente de la invención
es reducir al mínimo los componentes fabricados con tecnologías
caras tales como moldeo de precisión.
Otro objeto es proveer una bomba en la que la
geometría de la disposición de los elementos internos, y
particularmente de los difusores, no esté relacionada con la
tensión de los elementos de tracción o prisioneros con roscas.
Otro objeto es proveer una bomba en la que sea
posible desmontar y volver a montar el pack interno de etapas sin
perder la correcta geometría de montaje.
Otro objeto es proveer una bomba que tenga un
coste bajo tanto para producciones pequeñas como para grandes.
Este objetivo y estos y otros objetos que
resultarán aparentes de mejor modo a continuación se consiguen
mediante una bomba centrífuga, comprendiendo un cuerpo cilíndrico
que contiene una pluralidad de etapas con difusores que están
rígidamente acoplados a dicho cuerpo cilíndrico y rodetes que están
rígidamente acoplados a un eje motorizado, y una cabeza de entrada
que está dispuesta opuesta a una cabeza de entrega, caracterizada
por el hecho de que dicho cuerpo cilíndrico está formado por un
segmento de un tubo de metal, dichos difusores y rodetes se
obtienen mediante troquelado y estampado de una plancha metálica, y
dichas cabezas se obtienen mediante moldeo de precisión, el
acoplamiento ocurre mediante inserciones que actúan entre dicho
cuerpo cilíndrico y al menos una de las cabezas y están dispuestas
en orificios ciegos en las cabezas y en orificios de paso en el
cuerpo cilíndrico, dichas inserciones siendo retenidas en asientos
por tornillos que pasan a través de las inserciones y enganchan
las cabezas.
Otras características y ventajas de la presente
invención resultarán aparentes de mejor modo a partir de la
siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización
preferido, ofrecido mediante ejemplo no limitador e ilustrado en
los dibujos que acompañan, en los que:
La figura 1 es una vista general de una bomba
según la invención en la condición montada;
La figura 2 es una vista de la bomba de la figura
1, desmontada en sus componentes;
La figura 3 es una vista de sección de la cabeza
de entrega y de parte del cuerpo de la bomba;
La figura 4 es una vista de sección de los medios
para conectar la cabeza de entrega al cuerpo cilíndrico de
contención.
Con referencia a las figuras, la bomba según la
invención está compuesta de un cuerpo cilíndrico 10,
preferiblemente obtenido mediante un segmento de un tubo de acero
inoxidable, que está asociado con dos cabezas, respectivamente una
cabeza de entrada 11 y una cabeza de entrega 12, obtenidas por
moldeo de precisión de acero inoxidable.
En la bomba mostrada en las figuras, la cabeza de
entrada 11 está asociada con el cuerpo cilíndrico 10 mediante una
soldadura 13, mientras que la cabeza de entrega 12 está asociada con
el cuerpo cilíndrico 10 mediante dispositivos de inserción,
generalmente designados por el número de referencia 14 en la figura
1, que están descritos en detalle a continuación.
Tal y como se muestra con más claridad en la
figura 3, las varias etapas de la bomba están acomodadas dentro
del cuerpo cilíndrico 10; cada etapa está constituida por un difusor
15 estando rígidamente acoplado al cuerpo cilíndrico 10 y por un
rodete 16 estando rígidamente acoplado a un eje motorizado 17
dispuesto axialmente dentro del cuerpo 10.
La cabeza de entrega 12, obtenida tal y como se
menciona mediante moldeo de precisión, está compuesta de dos
partes 12a y 12b que están mutuamente acopladas enroscando la parte
12a en la parte 12b utilizando una región roscada 17.
Insertando la cabeza 12 en el cuerpo cilíndrico
10 a la profundidad pretendida, la parte 12a, que está provista de
un cojinete 18, actúa también como un elemento de guiado y centrado
para el extremo 19 del eje 17.
En la parte 12a de la cabeza 12 hay conductos de
transporte 20 que transportan el agua a una cámara de transporte
21 estando directamente conectada al puerto de entrada 22, sobre el
que un conducto, no mostrado, está enroscado
subsiguientemente.
Una válvula de retención está contenida en la
cámara de transporte 21 y está constituida por un elemento de
control de flujo 23 que tiene una porción cilíndrica 24 que permite
el deslizamiento axial guiado dentro de la cámara 21.
El elemento de control de flujo 23 forma un sello
con una junta tórica 25 que está acomodada en una ranura anular 26
provista en la parte 12a de la cabeza 12.
El acoplamiento entre la cabeza 12 y el cuerpo
cilíndrico 10 ocurre mediante los dispositivos de inserción 14,
que están constituidos por una inserción cilíndrica 27 estando
acomodada en un orificio ciego 28 formado en la parte 12b de la
cabeza 12 y por un orificio de paso 29 provisto en el cuerpo
cilíndrico 10 en una región exactamente correspondiente.
La inserción 27, tal y como se muestra más
claramente en la figura 4, tiene un orificio central 30 cuyo
diámetro es mayor que el diámetro del vástago de un tornillo 31 que
se enrosca en un orificio roscado 32 provisto en la cabeza 12.
El orificio 30 está internamente roscado de modo
que sea posible insertar en él, después de extraer el tornillo 31,
un cuerpo roscado que continuando la acción de enroscado actúa como
un extractor para la inserción 27.
Con el fin de proveer el acoplamiento entre la
cabeza 12 y el cuerpo cilíndrico 10, la cabeza es empujada de modo
que cause el apilado correcto de todos los difusores de las varias
etapas y determine su posicionamiento exacto cuando el orificio 29
provisto en el cuerpo cilíndrico 10 esté perfectamente alineado con
el orificio 28 provisto en la cabeza 12, de modo que la inserción
27 pueda ser insertada y cerrada con el tornillo 31.
Este dispositivo de acoplamiento es
particularmente ventajoso, puesto que el posicionamiento correcto
ya no se determina por la fuerza aplicada entre la cabeza 12 y el
cuerpo cilíndrico 10 sino por la alineación de los orificios en
los que la inserción es insertada.
Todos los problemas relacionados con el montaje
se eliminan de este modo, tanto en el caso de un primer montaje
como en el caso de remontajes después de desmontar la bomba.
Las ventajas de las mejorías introducidas son
considerables.
La bomba se produce generalmente mediante
procesos de troquelado y estampado que son particularmente
ventajosos.
Estos procesos, que de por sí no ofrecen una
precisión extremadamente elevada, no producen problemas debido a
que las tolerancias del mecanizado se compensan por el método para
acoplar la cabeza al cuerpo cilíndrico.
Debería señalarse también que la estructura de la
cabeza, provista en dos partes que se enroscan, permite contener
el martillo de agua de modo que las fuerzas mecánicas transitorias
que produce no se propaguen de forma posiblemente destructiva a
las etapas hidráulicas subyacentes.
A partir de la descripción y de las ilustraciones
resulta evidente que el objetivo y todos los objetos pretendidos
se han conseguido, proveyendo una bomba que es simple y barata desde
el punto de vista de fabricación pero que tiene características
mecánicas e hidráulicas considerables.
Claims (11)
1. Una bomba centrífuga, comprendiendo un cuerpo
cilíndrico (10) que contiene una pluralidad de etapas con
difusores (15) que están rígidamente acoplados a dicho cuerpo
cilíndrico y rodetes (16) que están rígidamente acoplados a un eje
motorizado (17), y una cabeza de entrada (11) que está dispuesta
opuesta a una cabeza de entrega (12), caracterizada por el
hecho de que dicho cuerpo cilíndrico (10) está formado por un
segmento de tubo metálico, dichos difusores (15) y rodetes (16) se
obtienen mediante el troquelado, estampado y soldado de una
plancha metálica, y dichas cabezas (11, 12) se obtienen mediante
moldeo de precisión, el acoplamiento ocurriendo mediante
inserciones (27) que actúan entre dicho cuerpo cilíndrico (10) y al
menos una de las cabezas (11, 12) y están dispuestas en orificios
ciegos (28) en las cabezas (11, 12) y en orificios de paso (29) en
el cuerpo cilíndrico (10), dichas inserciones (27) estando retenidas
en asientos por tornillos (31) que pasan a través de las
inserciones (27) y enganchan las cabezas (12).
2. La bomba centrífuga según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que dicha plancha metálica de
la que dichos difusores y dichos rodetes están formados es una
plancha de acero inoxidable.
3. La bomba centrífuga según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que dichas cabezas de entrada
y de entrega están provistas mediante moldeo de precisión,
utilizando acero inoxidable, con el mecanizado de acabado
subsiguiente.
4. La bomba según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que al menos dicha cabeza de
entrega está cerrada en dicho cuerpo cilíndrico por la acción de
inserciones que pasan a través de orificios calibrados provistos
en una pared de dicho cuerpo cilíndrico en orificios ciegos que
tienen la misma sección transversal y que están previstos en dicha
cabeza de entrega, la inserción de dichas inserciones ocurriendo
cuando dicha cabeza de entrega es empujada hacia la cabeza de
entrada con el fin de obtener la alineación de los orificios
formados en el cuerpo cilíndrico y en las cabezas con la carga
simultánea de los difusores de las etapas individuales.
5. La bomba según la reivindicación 4,
caracterizada por el hecho de que dichas inserciones se
mantienen en posición mediante un tornillo que pasa a través de un
orificio provisto en la inserción y engancha un orificio roscado
provisto en la cabeza.
6. La bomba según la reivindicación 5,
caracterizada por el hecho de que el orificio de paso
provisto en la inserción tiene un diámetro mayor que el vástago del
tornillo, con el que no interactúa, dicho orificio en la inserción
teniendo una rosca interna.
7. La bomba según la reivindicación 5,
caracterizada por el hecho de que, con el fin de desmontar
la cabeza, un tornillo es insertado en dicho orificio roscado de la
inserción, el enroscado de dicho tornillo provocando la extracción
de la inserción del orificio ciego de la cabeza en la que está
acomodada.
8. La bomba según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que una cámara de transporte
para el fluido bombeado está provista en dicha cabeza de entrega y
está conectada al difusor de la última etapa de la bomba.
9. La bomba según la reivindicación 8,
caracterizada por el hecho de que dicha cámara de transporte
contiene una válvula de retención, teniendo un elemento de control
de flujo que forma un sello en un asiento anular provisto en dicha
cabeza mediante acabado después del moldeo de precisión, dicho
asiento conteniendo una junta tórica.
10. La bomba según la reivindicación 9,
caracterizada por el hecho de que dicho elemento de control
de flujo de la válvula de retención está provisto mediante
troquelado y estampado de una plancha metálica.
11. La bomba según la reivindicación 9,
caracterizada por el hecho de que dicho elemento de control
de flujo tiene la forma de una cúpula que comprende una porción
cilíndrica que puede deslizarse axialmente y está guiada por
protuberancias que se proveen en una parte interna de dicha cámara
de transporte.
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