ES2275688T3 - Bomba de membrana. - Google Patents
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Abstract
Bomba del tipo que comprende un cuerpo (1) destinado a comunicarse en la parte baja con un tubo sumergible (2) a través de una válvula de admisión y a conectarse en la parte alta al borde de un depósito (R) y que encierra una cámara de dosificación (10) obturada de manera estanca en la parte superior por unos medios de compresión provistos de una válvula de escape y de un órgano de retorno susceptibles de ser accionados por apoyo manual sobre una cabeza de distribución (T) provista de un conducto de evacuación (C), comprendiendo dicho órgano de retorno una membrana interna (3) elásticamente deformable, soportada por la cabeza de distribución (T), que coopera con una copela rígida (4) fijada debajo de dicha cabeza (T) y que delimita con dicha membrana (3) la cámara de dosificación (10), caracterizada porque, en el estado libre, dicha membrana (3) tiene una sección en U y comprende una base cilíndrica (33) montada coaxialmente y de forma estanca alrededor de la parte superior del tubo sumergible (2) que sobresale dentro de la cámara de dosificación (10).
Description
Bomba de membrana.
La presente invención concierne a una bomba y,
más particularmente, a una bomba de membrana.
Las bombas tradicionales comprenden generalmente
un cuerpo destinado a comunicarse en la parte baja con un tubo
sumergible a través de una válvula de admisión y a conectarse en la
parte alta al borde de un depósito y que encierra una cámara de
dosificación obturada de manera estanca en la parte superior por
unos medios de compresión provistos de una válvula de escape y de
un órgano de retorno susceptibles de ser accionados por apoyo manual
sobre una cabeza de distribución provista de un conducto de
evacuación.
No obstante, estas bombas necesitan el uso de un
muelle metálico para asegurar el retorno de los medios de
compresión a la posición alta, así como la realización de válvulas
de admisión y de escape de configuraciones complejas utilizando
otros elementos metálicos tales como bolas.
Por consiguiente, estas bombas están
constituidas por numerosas piezas realizadas con materiales
diferentes y, por tanto, los costes de fabricación y de montaje son
penalizadores.
La invención tiene por objeto resolver estos
problemas técnicos en un objetivo de simplificación y, por tanto, de
economía, pero sin comprometer las cualidades de fiabilidad y de
precisión de la bomba.
En la bomba según la invención, dicho órgano de
retorno comprende una membrana interna elásticamente deformable
soportada por la cabeza de distribución y que coopera con una copela
rígida fijada debajo de dicha cabeza y que delimita con dicha
membrana la cámara de dosificación.
El documento
EP-A-0 452 260 divulga una bomba que
tiene una membrana que actúa como órgano de retorno. Esta membrana
cubre una copela rígida que delimita el fondo de la cámara de
dosificación. El tubo sumergible hace cuerpo con esta copela
rígida, estando aplicada una válvula sobre la abertura superior de
este tubo. Una placa fijada debajo de la membrana se encuentra
enfrente del fondo de la cámara.
El documento
EP-A-0 951 944 divulga igualmente
una bomba que tiene una membrana que actúa como órgano de retorno.
Un elemento tubular fijado a esta membrana comprende una parte
superior que se extiende en la cámara de dosificación y que lleva
la válvula de admisión en su extremo, y una parte inferior que está
fijada alrededor del tubo sumergible debajo de la pared inferior de
la cámara de dosificación.
La invención pretende una simplificación
incrementada de la bomba sin comprometer sus cualidades de
fiabilidad y de precisión y reduciendo el volumen interno de la
cámara de dosificación durante el apoyo sobre la cabeza de
distribución.
Con este objeto, según la invención, dicha
membrana tiene en estado libre una sección en U y comprende una base
cilíndrica montada coaxialmente y de forma estanca alrededor de la
parte superior del tubo sumergible que sobresale en la cámara de
dosificación.
Según una característica ventajosa, dicha
membrana comprende al menos un orificio de alimentación, así como
un disco macizo central susceptible de venir a aplicarse de manera
estanca sobre el orifico superior del tubo sumergible formando una
válvula de admisión.
Según una variante de realización, el disco
macizo central está unido a dicha membrana por tres puentecillos
radiales que delimitan entre ellos otros tantos orificios de
alimentación.
Según otra característica, dicha copela rígida
comprende un canal central de expulsión que desemboca en el conducto
de evacuación de la cabeza de distribución a través de dicha válvula
de escape.
Según una variante específica, el borde inferior
de dicha copela rígida está formado por un cuello periférico
destinado a apoyarse con acción deformante contra dicha
membrana.
Según todavía otra característica, dicha copela
está alojada al menos parcialmente en el interior de dicha
membrana.
De preferencia, el borde libre de dicha membrana
está aprisionado por dicha copela en el interior de la cabeza de
distribución.
Según todavía otras características, la pared
externa de dicha membrana comprende una nervadura periférica que
asegura a la vez el calado del borde inferior de la cabeza de
distribución y un desplazamiento libre con respecto a la pared
interna del cuerpo.
Según otro modo de realización específico, dicha
válvula de escape está constituida por una lengüeta flexible
soportada transversalmente por el extremo inferior del conducto de
evacuación de la cabeza de distribución.
La bomba de la invención presenta una estructura
muy simple sin ningún elemento metálico.
Tres piezas solamente son así capaces de
asegurar las funciones esenciales de la bomba.
Estas piezas se realizan por moldeo de un
material plástico y/o elastómero y pueden montarse fácilmente, de
forma rápida y automática.
La invención se comprenderá mejor con la lectura
de la descripción siguiente con referencia a los dibujos, en los
cuales:
- las figuras 1A y 1B representan vistas
en sección respectivamente vertical y según BB de un modo de
realización de la bomba de la invención montada sobre un depósito y
en posición de reposo;
- la figura 2 representa una vista
parcial en sección de la bomba de las figuras 1A y 1B en la fase
inicial de la distribución;
- la figura 3 representa una vista
parcial en sección de la bomba de la figura 2 en la fase final de
distribución; y
- la figura 4 representa una vista
parcial en sección de la bomba de la figura 2 en su fase de retorno
hacia la posición de reposo.
La bomba P de la invención representada en las
figuras 1A y 1B está destinada a la distribución de productos
líquidos o pastosos contenidos en un depósito R.
Esta bomba es aquí del tipo "airless" (sin
aire), es decir, sin recogida de aire, y, por tanto, está asociada
a un fondo móvil F que asegura a la vez el confinamiento del
producto en el interior del depósito R y el rascado de su pared
interna.
El fondo F es aquí susceptible de desplazarse
hacia abajo en el curso de las fases sucesivas de distribución desde
una posición alta de llenado del depósito R representada en la
figura 1A.
La bomba P comprende un cuerpo 1 destinado a
comunicarse en la parte baja por medio de una válvula de admisión
con un tubo 2 que se sumerge en el producto, y a conectarse en la
parte alta al borde superior del depósito R. El cuerpo 1 está
provisto de tirantes E que aseguran el bloqueo hacia arriba del
fondo móvil F durante el llenado del depósito R.
El cuerpo 1 encierra una cámara de dosificación
10 obturado de manera estanca en la parte superior, por unos medios
de compresión provistos de una válvula de escape y de un órgano de
retorno. Estos medios de compresión, formando un pistón, permiten
ejercer una presión sobre el producto que llena la cámara 10 al ser
accionados por apoyo manual sobre una cabeza de distribución T que
corona la bomba P formando un botón pulsador y que está provista de
un conducto de evacuación C.
Según la invención, el órgano de retorno
comprende una membrana interna 3 realizada en un material
elásticamente deformable, tal como un elastómero (silicona,
caucho...), soportada por la cabeza T y cooperante con una copela
rígida 4 fijada debajo de la cabeza T y que delimita, con la
membrana 3, la cámara de dosificación 10.
La membrana 3 comprende al menos un orificio de
alimentación 30, así como un disco macizo central 31 susceptible de
venir a aplicarse de manera estanca sobre el orificio superior 20
del tubo 2 formando así la válvula de admisión.
En el modo de realización representado en la
figura 1B, el disco 31 está unido a la membrana 3 por tres
puentecillos radiales 32 que delimitan entre ellos otros tantos
orificios de alimentación 30.
De preferencia, la membrana 3 está realizada de
una sola pieza con los puentecillos 32 y el disco 31.
En el estado libre, la membrana 3 tiene una
sección transversal sensiblemente en U definiendo una forma en
campana invertida y comprende una base cilíndrica 33 montada
coaxialmente y de forma estanca alrededor de la parte superior del
tubo sumergible 2 que sobresale en el interior del cuerpo 1.
En el modo de realización representado en la
figura 1A, la parte superior del tubo 2 está provista de un hombro
cilíndrico 21 que asegura la conexión con el fondo 11 del cuerpo 1 y
sobre el cual está enchufada la base 33 con apriete radial
estanco.
La copela rígida 4 comprende un canal cilíndrico
central 40 de expulsión que desemboca en el conducto de evacuación
C de la cabeza T a través de la válvula de escape. El canal 40
comunica en la parte inferior con la cámara de dosificación 10 y, de
preferencia, está encajado sobre el conducto C de la cabeza T.
En el modo de realización representado en la
figura 1A, la copela 4 está alojada, al menos parcialmente, en el
interior de la membrana 3 de sección en U.
El borde inferior de la copela 4 está formado
por un cuello periférico 41 destinado a apoyarse con acción
deformante contra la pared interna de la membrana 3, como se
representa en las figuras 2 y 3, en la fase de distribución del
producto.
El borde libre de la membrana está aprisionado
por la copela 4 en el interior de la cabeza T.
Con este objeto, el borde libre de la copela 4
está provisto de un reborde transversal 42 engatillado en un
alojamiento de perfil correspondientemente dispuesto en la pared
interna de la cabeza T, acuñando así la membrana de forma
intercalada. En esta configuración, el conjunto constituido por la
cabeza T, la membrana 3 y la copela 4 no se retiene en el cuerpo
más que por la acción de apriete radial de la base 33 de la membrana
3 sobre el hombro de conexión 21 del tubo 2.
Por tanto, dado el caso, el ensamblaje será
reforzado por soldadura o encolado de la base 33 sobre el hombro 21
y/o sobre el fondo 11 del cuerpo 1.
La pared externa de la membrana 3 comprende una
nervadura periférica 34 que asegura a la vez el calado del borde
inferior de la cabeza T y un deslizamiento libre con respecto a la
pared interna del cuerpo 1 que permite el escape libre. El fondo 11
del cuerpo 1 está equipado con aletas axiales 12 que forman topes de
fin de carrera para la nervadura 34 de la membrana 3.
La altura de las aletas 12 determina así el
grado máximo de deformación de la membrana 3 y, por tanto, el
volumen del producto distribuido por dosis.
La válvula de escape está constituida, de
preferencia, por una lengüeta flexible f soportada transversalmente
por el extremo del conducto de evacuación C de la cabeza T.
Como se representa en la figura 2, un apoyo
manual sobre la cabeza T entraña el descenso de la copela 4 y la
deformación de la membrana 3 al interior del cuerpo 1.
Resulta de esto una disminución del volumen de
la cámara 10 y una puesta bajo presión del producto líquido que
llena dicha cámara. La presión reinante en el seno del producto
provoca la desviación de la lengüeta f hacia el interior del
conducto C y el escape del producto, como se indica por las flechas
en la figura 2.
El fin de la carrera descendente de la cabeza T
y de la copela 4 corresponde al contacto de tope de la nervadura 34
de la membrana 3 sobre las aletas 12 del cuerpo 1.
En esta posición representada en la figura 3,
acaba de distribuirse una dosis de producto y la membrana 3,
sometida a tensiones, casa con los contornos de la copela 4. El
volumen interno de la cámara 10 se reduce entonces al del canal de
expulsión 40.
Conjuntamente, cuando la presión interna se
equilibra con la presión atmosférica, se abate la lengüeta f sobre
su asiento obturando el canal 4.
La interrupción del apoyo manual conduce a la
remontada automática de la cabeza T y de la copela 4 debido a que
la membrana 3 ha sido deformada elásticamente y tiene tendencia a
regresar, a la manera de un resorte, hacia un estado libre en
campana (correspondiente a su forma inicial representada en la
figura 1A).
Como se representa en la figura 4, el movimiento
ascendente de la cabeza T y el retorno de la membrana 3 hacia la
posición de reposo se acompañan de un aumento del volumen de la
cámara 10, creando una depresión en el interior de dicha cámara.
Esta depresión provoca la apertura de la válvula de admisión por el
desplazamiento axial del disco 31 de la membrana 3 hacia el interior
de la cámara 10.
Este desplazamiento del disco 31, que es hecho
posible por la flexibilidad de los puentecillos 32, permite la
aspiración del producto a través de los orificios de alimentación 30
hasta el llenado completo de la cámara 10 (comprendido aquí el canal
40) y el equilibrio de las presiones.
Cada fase de distribución se acompaña de un
desplazamiento del fondo móvil F en el interior del depósito R.
Claims (9)
1. Bomba del tipo que comprende un cuerpo (1)
destinado a comunicarse en la parte baja con un tubo sumergible (2)
a través de una válvula de admisión y a conectarse en la parte alta
al borde de un depósito (R) y que encierra una cámara de
dosificación (10) obturada de manera estanca en la parte superior
por unos medios de compresión provistos de una válvula de escape y
de un órgano de retorno susceptibles de ser accionados por apoyo
manual sobre una cabeza de distribución (T) provista de un conducto
de evacuación (C), comprendiendo dicho órgano de retorno una
membrana interna (3) elásticamente deformable, soportada por la
cabeza de distribución (T), que coopera con una copela rígida (4)
fijada debajo de dicha cabeza (T) y que delimita con dicha membrana
(3) la cámara de dosificación (10), caracterizada porque, en
el estado libre, dicha membrana (3) tiene una sección en U y
comprende una base cilíndrica (33) montada coaxialmente y de forma
estanca alrededor de la parte superior del tubo sumergible (2) que
sobresale dentro de la cámara de dosificación (10).
2. Bomba según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicha membrana (3) comprende al menos un
orificio de alimentación (30), así como un macizo lleno central
(31) susceptible de venir a aplicarse de manera estanca sobre el
orificio superior (20) del tubo sumergible (2) formando una válvula
de admisión.
3. Bomba según la reivindicación 2,
caracterizada porque el disco macizo central (31) está unido
a dicha membrana (3) por tres puentecillos radiales (32) que
delimitan entre ellos otros tantos orificios de alimentación
(30).
4. Bomba según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha
copela rígida (4) comprende un canal central de expulsión (40) que
desemboca en el conducto de evacuación (C) de la cabeza de
distribución (T) a través de dicha válvula de escape.
5. Bomba según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizada porque el borde inferior de dicha
copela rígida (4) está formado por un cuello periférico (41)
destinado a apoyarse con acción deformante contra dicha membrana
(3).
6. Bomba según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha
copela (4) está alojada al menos parcialmente en el interior de
dicha membrana (3).
7. Bomba según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el borde
libre de dicha membrana (3) está aprisionado por dicha copela (4)
en el interior de la cabeza de distribución (T).
8. Bomba según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la pared
externa de dicha membrana (3) comprende una nervadura periférica
(34) que asegura a la vez el calado del borde inferior de la cabeza
de distribución (T) y un deslizamiento libre con respecto a la pared
interna del cuerpo (1).
9. Bomba según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque dicha válvula de
escape está constituida por una lengüeta flexible (f) soportada
transversalmente por el extremo inferior del conducto de evacuación
(C) de la cabeza de distribución (T).
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