ES2263905T3 - Cierre de anillo deslizante para bombas de embolo giratorio. - Google Patents

Abstract

Sistema para la obturación del eje de una bomba de émbolo giratorio con émbolo giratorio, que tiene un casquillo (7) fijado sobre el eje (2) que gira junto con éste último y con componentes sujetos en el mismo fijos contra el giro y estacionarios, a saber, un anillo de ajuste (3), un anillo distanciador y un anillo de rodadura así como un anillo exterior (4) estacionario, alojado en un taladro de la carcasa (48), anillo exterior (4) con componentes interiores, a saber, un anillo de goma (13) estacionario, un anillo deslizante (14) estacionario y una junta de eje (41), caracterizado porque el lado frontal interior (10) del anillo de ajuste (3) está realizado como superficie deslizante axial y constituye con el anillo deslizante (14) un cierre de anillo deslizante, porque en la junta de eje (41) se ha dispuesto un anillo distanciador (40), porque el diámetro exterior (52) del anillo distanciador (40) es mayor que el diámetro interior menor (53) del anillo exterior (4), porque el anillo de goma (13) se apoya sobre el anillo deslizante (14), porque el anillo de ajuste (3) se apoya sobre el casquillo (7), y porque la junta de eje (41) está dispuesta en el interior del anillo exterior (4) y está conformada con un anillo de rodadura (50) que se encuentra sobre el casquillo (7), siendo el anillo de ajuste (3) adyacente axialmente al émbolo giratorio (30) y presentando el área del diámetro interior menor (53) del anillo exterior (4) un tope al anillo distanciador (40) después del movimiento axial del anillo distanciador (40) provocado por el anillo de goma (13) distensado.

Description

Cierre de anillo deslizante para bombas de émbolo giratorio.

La invención se refiere a un sistema para el sellado del eje de una bomba de émbolo giratorio que tiene un casquillo fijado sobre el eje que gira junto con éste y con piezas sujetas en el casquillo fijas contra el giro y estacionarias, a saber, un anillo prisionero, un anillo exterior estacionario alojado en un taladro de la carcasa con componentes internos, es decir un anillo estacionario de goma y un anillo deslizante estacionario, y una junta de eje.

La invención se refiere también a un cierre de anillo deslizante de varias partes para la obturación axial del espacio de la bomba de una bomba de émbolo giratorio para el transporte de materiales limpios, pero también materiales con carga de fibras o similares, que tiene un casquillo y un anillo de ajuste colocados sobre el eje de la bomba y que giran junto con el último, y un anillo exterior estacionario en cuyo espacio interior se ha dispuesto de forma elástica un anillo guía estacionario por encima de una junta de anillo de goma estacionario, donde queda un intersticio que se extiende axialmente y radialmente entre el anillo exterior y el anillo de ajuste.

Ya se conoce una bomba de alimentación de émbolo giratorio con un sistema del tipo arriba mencionado (DE 200 10 216 U1).

La bomba conocida ha dado los mejores resultados en su utilización, aunque su sistema para la obturación de ejes se compone de diferentes piezas que han montarse y desmontarse cada una de por sí durante el montaje y desmontaje.

Sin embargo, actualmente existen exigencias que pueden resultar críticas con tales bombas conocidas. Es decir, si el material a transportar contiene fibras u otras impurezas, es posible que durante el montaje del cierre del anillo deslizante penetren partículas entre las superficies deslizantes causando problemas que pueden reducir la duración de funcionamiento de la bomba.

En el caso de los ejes de bomba que entran en contacto con el material transportado, se presenta el problema de tener que sellar el eje y sus zonas de apoyo contra ensuciamiento por el material transportado.

Según el tipo de aplicación de tales ejes, por ejemplo para émbolos giratorios de una bomba de alimentación, pueden existir dificultades, especialmente que componentes fibrosos del material transportado penetren en la zona de obturación. Debido a ello, se separan, por ejemplo, las faldas de obturación o un paso anular entre una parte interior que se mueve junto con el eje y una parte exterior estacionaria de la carcasa se llena poco a poco con componentes fibrosos y se cierra finalmente con un tipo de aglomerado de fibras. Debido a ello empeora, por un lado, el rendimiento de la bomba, y por otro lado se impide la recompresión del refrigerante en el paso anular ya que éste se encuentra obstruido con el material fibroso. Por fricción se produce otra solicitación térmica de los componentes que acorta sobre todo la vida útil de tales sellados. Además, al sustituir las juntas in situ se presentan problemas debido a que por la estrecha situación de montaje, un cierre de anillo deslizante múltiple normalmente solo puede ser montado por personal de formación especial con el suficiente cuidado. Especialmente, al realizar el montaje separado de ambas mitades del cierre, puede penetrar suciedad entre las superficies deslizantes que afectan negativamente y desde el principio la función de
sellado.

La invención se basa en resolver el problema de que en situaciones de montaje desfavorables puedan montarse los cierres de anillo deslizante in situ y que la solicitación de las juntas pueda reducirse en las bombas, especialmente cuando se pretende transportar material con contenido de fibras.

Este objetivo se alcanza debido a que el lado frontal interior del anillo de ajuste está diseñado como superficie deslizante axial que forma junto con el anillo deslizante un cierre de anillo deslizante, a que se ha dispuesto en la junta del eje un anillo distanciador, a que el diámetro exterior del anillo distanciador es mayor que el diámetro interior menor del anillo exterior, a que el anillo de goma se apoya sobre el anillo deslizante, a que el anillo de ajuste está colocado sobre el casquillo y a que la junta del eje está dispuesta en el interior del anillo exterior y está diseñada con un anillo de rodadura que se encuentra sobre el casquillo, donde el anillo ajuste es adyacente axialmente al émbolo giratorio y el área del diámetro interior menor del anillo exterior constituye un tope después del movimiento axial del anillo distanciador causado por el anillo de goma distensado.

Un tipo de ejecución modificado de la invención se caracteriza porque un anillo receptor tiene un espacio hueco en el que se ha dispuesto un segundo anillo tórico con un segundo contra-anillo diseñado con simetría especular frente al primer contra-anillo, donde el contra-anillo forma junto con el anillo receptor otro cierre de anillo deslizante.

Lo esencial de la presente invención ha de verse en que el casquillo y el anillo exterior así como todos los componentes dispuestos entre los mismos se juntan en una unidad constructiva (cartucho) y se pueden desmontar y ensamblar como tales. Esto es especialmente ventajoso para la manipulación práctica debido a que después de desmontar el eje con el émbolo giratorio solamente es necesario sustituir la unidad constructiva, es decir el anillo de bloqueo o bien el cartucho.

A continuación se explica la invención a modo de ejemplo con ayuda de los dibujos. Al final de la descripción de las figuras se pueden explicar de manera más ilustrativa otras ventajas de la invención.

La figura 1: muestra una media sección longitudinal a través del cierre de anillo deslizante de una bomba de trasiego de émbolo giratorio en estado ensamblado.

La figura 2: muestra una representación correspondiente a la figura 1 después de retirar el émbolo giratorio.

La figura 3: muestra una vista frontal del cierre de anillo deslizante.

La figura 4: muestra una vista del cierre de anillo deslizante de la figura 3 con sus diferentes componentes.

La figura 5: muestra otro tipo de construcción de la sección longitudinal representada en la figura 1.

En las figuras 1 y 2 se muestra un eje de bomba 2. En un espacio de bomba 20, representado solamente en parte, se encuentra un émbolo giratorio 30 representado en la figura solamente de forma esquemática y parcial. Se puede ver que por el giro del eje 2 se puede girar el émbolo giratorio 30 en el espacio de bomba y se transporta el correspondiente material a transportar.

En el interior de la carcasa de bomba 48 se ha previsto un anillo exterior 4 que se puede montar y desmontar sin problema.

El anillo exterior 4 está equipado con un anillo de obturación de goma 13, un anillo tórico, anillo de goma 13 que se apoya sobre un anillo deslizante 14. Por lo tanto, el anillo de goma 13 y el anillo deslizante 14 constituyen partes estacionarias. En la figura 1 la sección transversal del anillo de goma 13 es representada deformada. La figura 2 muestra la forma en sección circular sin estar sometida a presión.

Sobre el eje 2 se apoya un casquillo 7. El casquillo 7 está provisto de un anillo de ajuste 3 en el extremo del lado de la bomba (en 20). El anillo de ajuste 3 entra en una unión giratoria con el eje 2 a través del casquillo 7.

En el extremo izquierdo del casquillo 7 se ha previsto una junta de eje 41 que sirve para que no pueda penetrar material en un apoyo 54, que se encuentra más a la izquierda sobre el eje 2. La junta de eje 41 tiene un anillo de rodadura 50. Un anillo distanciador 40 determina en estado operativo una distancia al anillo exterior 4 estacionario.

En la carcasa 48 y en el anillo exterior 4 se han realizado dos taladros 43 y 44 radiales. El taladro 43 conduce hasta un espacio interior 42 en el interior del anillo exterior 4 o bien radialmente fuera del casquillo 7, de manera que este espacio podría llenarse con un refrigerante y un lubricante líquido. El taladro 44 conduce hasta un intersticio 9a o bien 9b y puede utilizarse, por ejemplo, para la lubrificación. Con ello se puede evitar, por ejemplo, el endurecimiento de materiales fibrosos que han penetrado en el intersticio 9b.

El intersticio axial 9a se encuentra radialmente fuera del anillo de ajuste 3 o bien del anillo deslizante 14 y dentro del anillo exterior 4. En el extremo del lado de la bomba, el intersticio 9a termina en un intersticio 9b anular que se extiende radialmente y está conectado con el espacio de bomba 20. Se puede ver que es muy posible que el medio transportado puede penetrar desde el espacio de bomba 20 en el intersticio 9b y después también en el intersticio axial 9a. Para evitar que este medio transportado llegue hasta el eje 2 o bien al apoyo 54 del eje, se ha instalado entre el anillo de ajuste 3 y el anillo deslizante un, así llamado, cierre de anillo deslizante. Esto significa que estas dos partes pueden moverse relativamente entre sí, pero que, sin embargo, entre sus superficies deslizantes 10 prácticamente no puede penetrar el medio bombeado.

En condiciones operativas normales, aunque el medio bombeado puede penetrar en los intersticios 9b y 9a, estando el taladro 44 cerrado hacia el exterior, sin embargo el medio bombeado solamente puede entrar entre las superficies deslizantes 10 en una medida reducida. El líquido que fluye a través de los intersticios 9b y 9a sirve para evacuar la energía térmica generada en las superficies deslizantes 10 y que se transmite al anillo de ajuste 3 así como al anillo deslizante 14.

En el caso de un medio bombeado que contenga, por ejemplo fibras o suciedad, estas fibras penetran en los intersticios 9b y 9a formando allí, según el tiempo de funcionamiento, un así llamado aglomerado, aglomerado que no gira junto con el eje 2, sino que es estacionario junto con el anillo exterior 4. En un tipo de ejecución especial de la invención, este efecto es reforzado todavía más porque la superficie exterior 31 del anillo de ajuste 3 es lisa, mientras que la superficie correspondiente 49, es decir la superficie interior del anillo exterior 4, está provista de medios que incrementan la fricción, por ejemplo con resaltos 45, como se puede ver en la figura 3.

Este aglomerado estacionario podría extenderse hasta el anillo de goma 13. Sin embargo, esto no representa ningún problema debido a que tanto el aglomerado como también el anillo de goma 13 son estacionarios. Esto podría resultar problemático en los tipos de ejecución conocidos de bombas de émbolo giratorio debido a que el aglomerado estacionario podía extenderse hasta el anillo de goma giratorio pudiendo perjudicar la junta desde el punto de vista mecánico. También podía generarse con ello una considerable energía térmica que, por otro lado, era muy difícil de evacuar. En el tipo de ejecución preferido de la invención, con la superficie lisa del anillo de ajuste 3 y los medios 45 del anillo exterior 4 para aumentar la fricción, no ha de temerse ni un perjuicio mecánico ni un perjuicio térmico.

Mientras que se bombean líquidos libres de material fibroso, puede instalarse en el cartucho un cierre de anillo deslizante comercial según la figura 5. Aquí, un anillo receptor 5 está provisto de un espacio hueco en el que se han instalado un contra-anillo 14a adicional y otro anillo tórico 13a, en simetría especular respecto a la superficie deslizante a los componentes 14 y 13. La ventaja del tipo constructivo de cartucho consiste también en esta versión, en que con un montaje in situ todos los componentes necesarios para el sellado del eje están instalados en la posición premontada y pueden montarse como una unidad sin que durante el montaje puedan penetrar partículas extrañas entre las superficies deslizantes.

Partiendo de la figura 1 se describe a continuación el proceso del desmontaje del anillo de bloqueo según la invención.

El émbolo giratorio 30 es retirado de la carcasa de bomba, y ahora los componentes del anillo de bloqueo adoptan la posición y forma mostradas en la figura 2. El anillo de ajuste 3 ya no es presionado contra el émbolo giratorio 30 debido a que éste ha sido retirado. El anillo de goma 13 vuelve a su forma normal moviendo con ello el anillo deslizante 14 y también el anillo de ajuste 3, si se miran las figuras 1 y 2 hacia la derecha. Este proceso de desplazamiento axial es transmitido al casquillo y por lo tanto también al anillo distanciador 40 de la junta 41. Debido a ello, el anillo distanciador 40 contacta con un tope del interior del anillo de rodadura 4 y éste limita, por lo tanto, el movimiento axial de los componentes 7, 3 y 14. Lo esencial es, y esto puede verse mejor de la figura 2, que el anillo distanciador 40 tenga un diámetro exterior mayor que el diámetro interior menor del anillo exterior 4 y que, por lo tanto, el anillo distanciador 40 se apoya en el resalto del anillo exterior 4. También durante el desmontaje se mantienen juntos el casquillo 7 y el anillo exterior 4 como una sola unidad, y el espacio 42 permanece cerrado hacia el exterior debido a la junta del eje. Así no es posible que penetre suciedad en el espacio 42 con sus componentes adyacentes.

El próximo paso del trabajo consiste ahora en retirar la junta del eje 2 de manera que ésta adopta la forma mostrada en la figura 4. La junta representada en la figura 4, formada con los componentes 41, 50, 40, 4, 13, 14, 3 y 7 puede retirarse ahora de la carcasa como una unidad y sustituirse por una junta correspondiente. Después se pueden montar de nuevo el eje 2 y el émbolo giratorio 30.

Una ventaja especial de la presente invención ha de verse en que esta junta (figura 4) puede almacenarse y transportarse como unidad constructiva, y después de cerrar el taladro 43 queda siempre garantizado, debido a la función de obturación de la junta del eje 41 con el anillo de rodadura 50, que un líquido de protección eventualmente existente en el interior no puede salir.

Claims (2)

1. Sistema para la obturación del eje de una bomba de émbolo giratorio con émbolo giratorio, que tiene un casquillo (7) fijado sobre el eje (2) que gira junto con éste último y con componentes sujetos en el mismo fijos contra el giro y estacionarios, a saber, un anillo de ajuste (3), un anillo distanciador y un anillo de rodadura así como un anillo exterior (4) estacionario, alojado en un taladro de la carcasa (48), anillo exterior (4) con componentes interiores, a saber, un anillo de goma (13) estacionario, un anillo deslizante (14) estacionario y una junta de eje (41), caracterizado porque el lado frontal interior (10) del anillo de ajuste (3) está realizado como superficie deslizante axial y constituye con el anillo deslizante (14) un cierre de anillo deslizante, porque en la junta de eje (41) se ha dispuesto un anillo distanciador (40), porque el diámetro exterior (52) del anillo distanciador (40) es mayor que el diámetro interior menor (53) del anillo exterior (4), porque el anillo de goma (13) se apoya sobre el anillo deslizante (14), porque el anillo de ajuste (3) se apoya sobre el casquillo (7), y porque la junta de eje (41) está dispuesta en el interior del anillo exterior (4) y está conformada con un anillo de rodadura (50) que se encuentra sobre el casquillo (7), siendo el anillo de ajuste (3) adyacente axialmente al émbolo giratorio (30) y presentando el área del diámetro interior menor (53) del anillo exterior (4) un tope al anillo distanciador (40) después del movimiento axial del anillo distanciador (40) provocado por el anillo de goma (13) distensado.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque un anillo de ajuste (5, fig. 5) tiene un espacio hueco en el que se ha dispuesto una segunda junta tórica (13a) con un segundo anillo deslizante (14a) de diseño simétrico especular respecto al primer anillo deslizante, anillo deslizante (14a) que forma junto con el anillo de ajuste otro cierre de anillo deslizante.