ES2268240T3 - Bomba centrifuga para aparatos electrodomesticos. - Google Patents
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Abstract
Una bomba centrífuga (1), particularmente para aparatos electrodomésticos y similares, que comprende una carcasa (2, 3) de soporte que incluye un cuerpo (2) y una espiral (3) que están acopladas entre sí para definir una cámara (4) de trabajo, un motor eléctrico síncrono (5) accionado por corriente alterna, que tiene un estator (6) que es estacionario con respecto al cuerpo (2), y que tiene un rotor (7) de imán permanente que puede girar en el cuerpo (2), y un impulsor (16) de aletas montado giratoriamente en la cámara (4) de trabajo y provisto de un cubo (17) que tiene una cavidad (19); estando acoplado el impulsor (16) a un extremo (9a) del rotor (7), que se extiende en la cavidad (19) del cubo (17) del impulsor (16); estando provistos dicho extremo (9a) del rotor (7) y el cubo (17) del impulsor (16) de una primera y una segunda estructuras transversales (40, 41) de acoplamiento, respectivamente, que tienen unas respectivas extensiones angulares (á + â + ã; ä) que están predeterminadas detal manera que hay una holgura angular, adecuada para provocar el arranque del motor (5), entre el rotor (7) y el impulsor (16); siendo capaces las estructuras (40, 41) de acoplamiento de interferir mutuamente, una vez que el motor (5) ha arrancado, con el fin de ocasionar el accionamiento del impulsor (16) por medio del rotor (7); estando fabricadas las partes (35a, 35b) de la estructura (40) de acoplamiento del rotor (7)que han de cooperar con la estructura (41) de acoplamiento del impulsor (16), a partir de material elástico; estando caracterizada la bomba (1) porque la estructura (40) de acoplamiento del rotor (7) comprende un apéndice transversal (30) sustancialmente radial, que se extiende desde un cuerpo (26) de accionamiento y está integrado con él, de material sustancialmente rígido que está fijado al rotor (7), y una estructura (35) de amortiguamiento que está moldeada en una sola pieza de material elástico, sobre el cuerpo (26) de accionamiento, y tiene dos partes extremas (35a,35b) que están moldeadas en superficies o caras opuestas (30c, 30d) del apéndice (30) y que se acoplan con la estructura (41) de acoplamiento del impulsor (16), y una parte intermedia (35c) de conexión y retención, que interconecta las partes extremas (35a, 35b) y se extiende al menos parcialmente a través del cuerpo (26) de accionamiento, de tal manera que la estructura (35) de amortiguamiento está forzada globalmente de una manera estable, axial y angularmente, sobre el cuerpo (26) de accionamiento
Description
Bomba centrífuga para aparatos
electrodomésticos.
La presente invención está relacionada con
bombas en general, particularmente para uso en aparatos
electrodomésticos y similares.
Más específicamente, la invención está
relacionada con una bomba centrífuga del tipo que comprende
una carcasa de soporte que incluye un cuerpo y
una espiral que están acopladas entre sí para definir una cámara de
trabajo,
un motor eléctrico síncrono accionado por
corriente alterna, que tiene un estator que es estacionario con
respecto al cuerpo, y que tiene un rotor de imán permanente que es
giratorio dentro del cuerpo, y
un impulsor de aletas montado giratoriamente en
la cámara de trabajo y provisto de un cubo que tiene una cavidad;
estando acoplado el impulsor a un extremo del rotor, que se extiende
en la cavidad del cubo del impulsor;
estando provistos dicho extremo del rotor y el
cubo del impulsor con una primera y una segunda estructura
transversal de acoplamiento, respectivamente, que tienen unas
respectivas extensiones angulares que están predeterminadas, de tal
manera que existe una holgura angular, adecuada para provocar el
arranque del motor, entre el rotor y el cubo del impulsor; siendo
capaces las estructuras de interferir mutuamente, una vez que el
motor ha arrancado, con el fin de ocasionar el accionamiento del
impulsor por medio del rotor;
estando fabricadas las partes de la estructura
de acoplamiento del rotor, que han de cooperar con la estructura de
acoplamiento del impulsor, a partir de un material elástico.
Una bomba centrífuga de este tipo está descrita,
por ejemplo, en la patente europea EP-0 207
430-B1. En un modo de realización que está ilustrado
en particular en la figura 13 de ese documento, la estructura de
acoplamiento del rotor está constituida por una región curvada de
material elástico, cuya superficie más externa en sentido radial es
dentada. Esta región de material elástico se inserta axialmente en
una cavidad anular del rotor, cuya superficie más externa en sentido
radial está provista del dentado correspondiente. Esta solución
requiere una construcción precisa de la región elástica y del
dentado correspondiente del rotor. La inserción de la región
elástica en el rotor requiere una colocación angular relativa
bastante precisa, con el fin de evitar la interferencia durante la
inserción. Además, la región elástica no está obligada de una manera
estable en el rotor, en particular en dirección axial.
En una solución alternativa descrita en la
patente europea EP-0 287 984-B1, hay
una cierta cantidad de fluido viscoso, tal como un aceite o una
grasa con propiedades lubricantes, colocada y cerrada herméticamente
en la cavidad del cubo del impulsor y está destinada a amortiguar el
impacto entre las estructuras de acoplamiento del impulsor y del
rotor y para amortiguar el sonido generado de forma correspondiente.
Esta solución es difícil de poner en práctica y presenta problemas
desde el punto de vista de mantener el aislamiento hermético del
fluido viscoso en la cavidad del impulsor.
Se conocen también otras bombas centrífugas
similares por los documentos WO 99/48189A, EP 0514272 A, EP 0945622
A, WO 99/35403A o DE 4232939A.
El objeto de la presente invención es proponer
una construcción ventajosa que permita superar las desventajas
descritas anteriormente de las soluciones de acuerdo con la técnica
anterior.
Estas y otras ventajas se consiguen, de acuerdo
con la invención, con una bomba centrífuga del tipo especificado
anteriormente, caracterizada porque la estructura de acoplamiento
del rotor comprende
un apéndice transversal radial que se extiende
desde un cuerpo de accionamiento y está integrado con él,
constituido por un material sustancialmente rígido que está fijado
al rotor, y
una estructura de amortiguamiento, que está
moldeada como una sola pieza de material elástico sobre el cuerpo de
accionamiento, y tiene dos partes extremas que están moldeadas sobre
las superficies o caras opuestas del apéndice y que han de cooperar
con la estructura de acoplamiento del impulsor, y también una parte
intermedia de conexión y retención que interconecta las partes
extremas y se extiende, al menos parcialmente, a través del cuerpo
de accionamiento de tal manera que la estructura de amortiguamiento
está forzada de manera estable, axial y angularmente, sobre el
cuerpo de accionamiento.
Surgirán otras características y ventajas de la
invención a partir de la siguiente descripción detallada que se
ofrece meramente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a
los dibujos anexos, en los cuales:
La figura 1 es una vista en sección axial de una
bomba centrífuga de acuerdo con la invención;
La figura 2 es una vista en planta desde la
parte inferior del impulsor de la bomba, de acuerdo con la figura
1;
Las figuras 3 y 4 son vistas en sección sobre
las líneas III-III y IV-IV,
respectivamente, de la figura 2;
La figura 5a es una vista en perspectiva que
muestra un cuerpo de accionamiento contenido en la bomba, de acuerdo
con la figura 1;
La figura 5b es una vista en perspectiva del
cuerpo de accionamiento según la figura 5a, provisto de una
estructura de amortiguamiento de material elástico;
Las figuras 6 y 7 son vistas en planta en la
dirección de la flecha VI y de la flecha VII, respectivamente, de la
figura 5b;
Las figuras 8 y 9 son vistas en sección de la
línea VIII-VIII y de la línea IX-IX,
respectivamente, de la figura 7;
La figura 10 es una vista parcial en sección
axial de otra bomba centrífuga de acuerdo con la invención;
La figura 11 es una vista parcial en perspectiva
que muestra un cuerpo de accionamiento contenido en la bomba, de
acuerdo con la figura 10;
La figura 12 es una vista en alzado lateral en
la dirección de la flecha XII de la figura 11;
Las figuras 13 y 14 son vistas en sección de la
línea XIII-XIII y de la línea
XIV-XIV, respectivamente, de la figura 11.
En la figura 1, se indica en general con 1 una
bomba centrífuga de acuerdo con la invención.
De una manera conocida por sí misma, la bomba 1
comprende una carcasa de soporte que incluye un cuerpo conformado 2
y una espiral 3 (ilustrada con línea de puntos), que están acoplados
entre sí para definir una cámara 4 de trabajo.
La espiral 3 forma un conducto axial 3a de
aspiración y una salida lateral o conducto de distribución 3b.
La bomba 1 comprende un motor eléctrico síncrono
accionado por corriente alterna e indicado en general como 5. De una
manera conocida por sí misma, el motor 5 comprende un estator 6 que
es estacionario con relación al cuerpo 2, y un rotor 7 de imán
permanente montado giratoriamente en ese cuerpo.
En el modo de realización ilustrado a modo de
ejemplo, el cuerpo 2 forma una cámara central cilíndrica 8 en la
cual está ubicado giratoriamente el rotor 7 del motor eléctrico 5.
El rotor tiene un eje central 9, cuyos extremos superior e inferior
se extienden giratoriamente en los correspondientes soportes 10 y 11
que están montados en la cámara 8 del cuerpo 2, con la interposición
de las respectivas juntas tóricas 12 y 13 de hermeticidad.
El extremo superior 9a del eje 9 del rotor 7 se
extiende alcanzando el interior de la cámara 4 de trabajo, pasando a
través de un reborde anular 14 de cierre hermético que está ajustado
entre el soporte superior 10 y un elemento superior 15 de separación
que tiene sustancialmente la forma de un cráter.
La bomba 1 comprende también un impulsor 16 con
aletas montado giratoriamente en la cámara 4 de trabajo y acoplado
al extremo superior 9a del rotor 9 del motor eléctrico 5.
Como se ilustra mejor en las figuras 2 a 4, en
el modo de realización ilustrado, el impulsor 16 tiene un cubo
central 17 que tiene sustancialmente forma de campana y desde el
cual se extienden externamente cuatro aletas radiales 18 que están
separadas por igual en sentido angular.
El cubo 17 del impulsor 16 tiene una cavidad 19,
cuya embocadura 20 está enfrentada al motor eléctrico 5. En esta
embocadura, el cubo 17 del impulsor 16 tiene un abultamiento
circunferencial 20a (véanse en particular las figuras 3 y 4) el
cual, junto con un resalte anular 21, define un asiento anular 22 en
el cual hay ajustado a presión un elemento 23 de cierre en forma de
disco anular (figura 1), a través del cual se extiende el extremo 9a
del eje 9 del rotor, con interposición de una junta tórica hermética
24.
El elemento 23 de cierre está fijo con el
impulsor 16 para girar con él, al tiempo que puede girar con
relación al eje 9 del rotor 7.
La parte 9a del extremo del eje 9 que se
extiende en la cavidad 19 del impulsor, es forzada para interferir
en el interior del conducto axial 25 definido en un cuerpo 26 de
accionamiento, formado a partir de un material sustancialmente
rígido, por ejemplo polipropileno cargado con fibras de vidrio en
una medida de 20% al 40% y, preferiblemente, de aproximadamente el
30%.
El cuerpo 26 de accionamiento puede ser
observado en particular en las figuras 5 a 9.
En el modo de realización ilustrado a modo de
ejemplo en esas figuras, el cuerpo 26 comprende un parte 27
sustancialmente tubular en la cual se forma el conducto 25, y en un
extremo del cual hay formado un resalte anular 28 integrado
circunferencialmente.
Como se ilustra en particular en la figura 5a,
el cuerpo 26 de accionamiento tiene un apéndice transversal 30,
integrado sustancialmente en sentido radial. En el modo de
realización de acuerdo con las figuras 5 a 9, el apéndice tiene
sustancialmente forma de L invertida, con una primera y una segunda
extremidad 30a y 30b (figuras 5a y 9) que están conectadas a la
parte tubular 27 y al resalte anular 28, respectivamente.
Entre las dos extremidades 30a y 30b del
apéndice 30, hay definida una entalladura 31 (figura 5a).
Contiguamente al apéndice 30, en el resalte
anular 28 del cuerpo 26 de accionamiento, hay formada una ranura 32
que se extiende angularmente sobrepasando las superficies o caras
laterales opuestas 30c y 30d del apéndice.
La ranura 32 tiene una extensión angular, por
ejemplo, de aproximadamente 90º. Por otra parte, el apéndice 30
tiene una extensión angular \alpha (figura 6) que tiene,
ventajosamente, entre 25º y 55º y, preferiblemente, aproximadamente
40º.
Hay moldeada, en una sola pieza, una estructura
de amortiguamiento de material elástico 35 sobre el cuerpo 26 de
accionamiento y, en particular, sobre el apéndice transversal 30 del
mismo (véanse en particular las figuras 5b y 6). La estructura 35 de
amortiguamiento tiene dos partes extremas, 35a y 35b, moldeadas
sobre superficies o caras opuestas 30c y 30d del apéndice 30, y una
parte intermedia 35c de conexión y retención (véanse las figuras 7 a
9) que interconecta las partes extremas 35a y 35b, y que se extiende
en la ranura 32 y en el conducto definido por la entalladura 31 del
apéndice 30.
Ventajosamente, como se ilustra en la figura 6,
las partes extremas 35a y 35b de la estructura 35 de
amortiguamiento, tienen unas respectivas extensiones angulares
\beta y \gamma que son iguales entre sí y que son también
iguales, preferiblemente, a la extensión angular \alpha del
apéndice 30 contenida entre ellas. En particular, las partes
extremas de la estructura de amortiguamiento tiene de igual manera,
ventajosamente, una extensión angular de entre 25º y 55º y,
preferiblemente, de aproximadamente 40º.
La estructura monolítica 35 de amortiguamiento
está obligada de una manera estable, tanto axialmente como
angularmente, sobre el cuerpo 26 de accionamiento.
De forma global, el apéndice 30 del cuerpo 26 y
las partes extremas asociadas 35a y 35b de la estructura 35 de
amortiguamiento, constituyen una estructura transversal de
acoplamiento que está indicada en general como 40 en la figura 5b y
en las figuras siguientes, y que va a cooperar operativamente con
una estructura de acoplamiento producida en la cavidad del cubo 17
del impulsor 16 de aletas.
Con referencia a las figuras 2 a 4, en la
cavidad 19 del cubo 17 del impulsor 16 se produce una estructura 41
de acoplamiento en forma de sector angular que tiene una extensión
\delta (figura 2), que tiene ventajosamente entre 45º y 75º, y es
preferiblemente de 60º aproximadamente.
Las estructuras 40, de acoplamiento del rotor
del motor eléctrico, y 41 del impulsor, están producidas de tal
manera que se define una holgura angular entre el rotor y el cubo
del impulsor y es capaz, de una manera conocida por sí misma, de
provocar el arranque del motor eléctrico 5 el cual, como es bien
sabido, genera al arrancar un par extremadamente bajo, como
resultado del cual tiene que ser arrancado sustancialmente sin
carga. Las estructuras 40 y 41 de acoplamiento son capaces también
de interferirse mutuamente tras el arranque del motor eléctrico
síncrono 5 para ocasionar el accionamiento del impulsor 16 por medio
del rotor 7 del motor.
Cuando el motor eléctrico 5 está alimentado con
una tensión alterna, es posible igualmente que arranque en una u
otra dirección de rotación. Sin embargo, esto no es importante ya
que la bomba 1 es del tipo centrífugo. Si en la dirección inicial de
rotación, el rotor 7 del motor 5 tiene que superar un par resistente
excesivo, la dirección de rotación se invierte y entonces, tan
pronto como la estructura 40 de acoplamiento, que está integrada con
el rotor, choca con la estructura 41 del impulsor, éste es accionado
para girar. Las partes extremas 35a y 35b de la estructura 35 de
amortiguamiento aseguran que el impacto es amortiguado y que el
ruido generado como resultado de ese impacto se reduce
eficazmente.
La estructura 35 de amortiguamiento se fabrica
ventajosamente, por ejemplo, a partir de caucho termoplástico.
Las figuras 10 a 14 muestran una variante.
En esas figuras, a las piezas y elementos que
han sido ya descritos anteriormente, se les asignan de nuevo los
mismos símbolos alfanuméricos para su identificación.
En la variante de acuerdo con las figuras 10 a
14, el apéndice 30 del cuerpo 26 de accionamiento, que está
integrado con el rotor del motor eléctrico, y las partes extremas
35a, 35b de la estructura 35 de amortiguamiento tienen, en el lado
distante del resalte anular 28, unas respectivas superficies
terminales 30e y 35e que están inclinadas con relación al eje del
cuerpo 26 de accionamiento. De forma global, esas superficies
terminales 30e y 35e forman una parte de superficie que es
sustancialmente cónica y convexa.
La inclinación de las superficies terminales 30e
y 35e con respecto al eje del cuerpo 26 de accionamiento es,
ventajosamente, de 30º a 60º y, preferiblemente, de aproximadamente
45º.
Las pruebas y simulaciones llevadas a cabo por
el Solicitante y en representación del mismo, han indicado que la
estructura 40 de acoplamiento fabricada como se ha descrito
anteriormente con referencia a las figuras 11 a 14 tiene, durante el
funcionamiento, una mejor distribución de esfuerzos, en particular
en las partes extremas 35a y 35b de la estructura 35 de
amortiguamiento.
Naturalmente, permaneciendo inalterado el
principio de la invención, las formas de las realizaciones y los
detalles de construcción pueden ser variados ampliamente con
respecto a los descritos e ilustrados meramente a modo de ejemplo no
limitativo, extendiéndose la invención a todos los modos de
realización que consiguen los mismos beneficios gracias a los mismos
conceptos innovadores.
Claims (12)
1. Una bomba centrífuga (1), particularmente
para aparatos electrodomésticos y similares, que comprende
una carcasa (2, 3) de soporte que incluye un
cuerpo (2) y una espiral (3) que están acopladas entre sí para
definir una cámara (4) de trabajo,
un motor eléctrico síncrono (5) accionado por
corriente alterna, que tiene un estator (6) que es estacionario con
respecto al cuerpo (2), y que tiene un rotor (7) de imán permanente
que puede girar en el cuerpo (2), y
un impulsor (16) de aletas montado
giratoriamente en la cámara (4) de trabajo y provisto de un cubo
(17) que tiene una cavidad (19); estando acoplado el impulsor (16) a
un extremo (9a) del rotor (7), que se extiende en la cavidad (19)
del cubo (17) del impulsor (16);
estando provistos dicho extremo (9a) del rotor
(7) y el cubo (17) del impulsor (16) de una primera y una segunda
estructuras transversales (40, 41) de acoplamiento, respectivamente,
que tienen unas respectivas extensiones angulares (\alpha +
\beta + \gamma; \delta) que están predeterminadas de tal
manera que hay una holgura angular, adecuada para provocar el
arranque del motor (5), entre el rotor (7) y el impulsor (16);
siendo capaces las estructuras (40, 41) de acoplamiento de
interferir mutuamente, una vez que el motor (5) ha arrancado, con
el fin de ocasionar el accionamiento del impulsor (16) por medio del
rotor (7);
estando fabricadas las partes (35a, 35b) de la
estructura (40) de acoplamiento del rotor (7)que han de
cooperar con la estructura (41) de acoplamiento del impulsor (16), a
partir de material elástico;
estando caracterizada la bomba (1) porque la
estructura (40) de acoplamiento del rotor (7) comprende
un apéndice transversal (30) sustancialmente
radial, que se extiende desde un cuerpo (26) de accionamiento y está
integrado con él, de material sustancialmente rígido que está fijado
al rotor (7), y
una estructura (35) de amortiguamiento que está
moldeada en una sola pieza de material elástico, sobre el cuerpo
(26) de accionamiento, y tiene dos partes extremas (35a, 35b) que
están moldeadas en superficies o caras opuestas (30c, 30d) del
apéndice (30) y que se acoplan con la estructura (41) de
acoplamiento del impulsor (16), y una parte intermedia (35c) de
conexión y retención, que interconecta las partes extremas (35a,
35b) y se extiende al menos parcialmente a través del cuerpo (26) de
accionamiento, de tal manera que la estructura (35) de
amortiguamiento está forzada globalmente de una manera estable,
axial y angularmente, sobre el cuerpo (26) de accionamiento.
2. Una bomba centrífuga según la
reivindicación 1, en la que el cuerpo (26) de accionamiento
comprende una parte (27) sustancialmente tubular, adecuada para ser
forzada con interferencia sobre un extremo (9a) del rotor (7).
3. Una bomba centrífuga según la
reivindicación 1 o 2, en la que el cuerpo (26) de accionamiento
tiene un resalte anular circunferencial (28), al cual está conectado
el apéndice (30).
4. Una bomba centrífuga según la
reivindicación 3, en la que el apéndice (30) tiene una entalladura
(31) que es contigua a la parte tubular (27) y al resalte anular
(28) del cuerpo (26) de accionamiento, con cuyos miembros define un
conducto en el cual se extiende la parte intermedia (30c) de la
estructura (35) de amortiguamiento.
5. Una bomba centrífuga según la
reivindicación 4, en la que el apéndice (30) tiene sustancialmente
forma de L, con una primera y una segunda extremidad (30a, 30b) que
están conectadas a la parte tubular (27) y al resalte anular (28),
respectivamente, del cuerpo (26) de accionamiento.
6. Una bomba centrífuga según cualquiera de
las reivindicaciones 3 a 5, en la que hay formada una ranura (32)
contiguamente al apéndice (30) antes mencionado en el resalte anular
(28) del cuerpo (26) de accionamiento, que se extiende angularmente
sobrepasando las superficies o caras opuestas (30c, 30d) del
apéndice (30) y en la cual se extiende la parte intermedia (35c) de
la estructura (35) de amortiguamiento antes mencionada, al menos
parcialmente.
7. Una bomba centrífuga según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en la que el apéndice (30) del
cuerpo (26) de accionamiento tiene una extensión angular de 25º a
55º y, preferiblemente, de aproximadamente 40º.
8. Una bomba centrífuga según la
reivindicación 7, en la que las partes extremas (35a, 35b) antes
mencionadas de la estructura (35) de amortiguamiento tienen, cada
una de ellas, una extensión angular de 25º a 55º y, preferiblemente,
de aproximadamente 40º.
9. Una bomba centrífuga según la
reivindicación 3, en la que el apéndice (30) del cuerpo (26) de
accionamiento y las partes extremas (35a, 35b) de la estructura (35)
de amortiguamiento en el lado distante del resalte anular (28),
tienen unas respectivas superficies terminales (30e, 35e) que están
inclinadas con respecto al eje del cuerpo (26) de accionamiento y
que, globalmente, forman una parte de superficie que es
sustancialmente cónica y convexa.
10. Una bomba centrífuga según la
reivindicación 9, en la que la inclinación de las superficies
terminales (30e, 35e) con relación al eje del cuerpo (26) de
accionamiento es de 30º a 60º y, preferiblemente, es de 45º
aproximadamente.
11. Una bomba centrífuga según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en la que el cuerpo (26) de
accionamiento está fabricado a partir de resina sintética,
preferiblemente polipropileno, cargada con fibras de vidrio en una
medida del 20% al 40% y, preferiblemente, del 30%.
12. Una bomba centrífuga según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en la que la estructura (35) de
amortiguamiento está fabricada a partir de caucho termoplástico.
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| ITTO020155U | 2002-09-03 | ||
| ITTO20020155 ITTO20020155U1 (it) | 2002-09-03 | 2002-09-03 | Pompa centrifuga, particolarmente per elettrodomestici e simili. |
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