ES2286306T3

ES2286306T3 - Bomba hibrida autoaspirante.

Info

Publication number: ES2286306T3
Application number: ES02787368T
Authority: ES
Inventors: Thomas Salomon
Original assignee: Horn GmbH and Co KG
Current assignee: Tecalemit GmbH and Co KG
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2002-11-17
Publication date: 2007-12-01
Anticipated expiration: 2022-11-17
Also published as: US7014417B2; EP1448894B1; DE10158146A1; PL368880A1; DE50210134D1; ATE362050T1; CZ2004654A3; EP1448894A1; JP2005511959A; WO2003048582A1; US20050019198A1; BR0214484A; CN1596343A; AU2002351678A1

Abstract

Bomba híbrida (1) con una carcasa (2) en la que desembocan al menos una acometida de aspiración (10) y una acometida de impulsión (11) y en cuyo espacio interior (3) rodeado en forma sustancialmente circular está dispuesto excéntricamente un rotor (5) que presenta en su perímetro una pluralidad de álabes de rotor (6) distanciados uno de otro, dispuestos radialmente al menos en ciertos tramos y hechos de un material deformable con elasticidad de muelle, caracterizada porque la excentricidad (14) del rotor (5) con relación al espacio interior (3) de la carcasa y la elasticidad de los álabes (6) del rotor se han elegido de tal manera que cada álabe (6) del rotor, en un primer rango de pequeño número de revoluciones, no se aplica en absoluto, o sólo se aplica temporalmente, con su zona extrema radialmente sobresaliente (7) a tramos periféricos (4) del espacio interior (3) de la carcasa en el curso de una revolución del rotor (5), mientras que en un segundo rango de mayor número de revolucionestodos los álabes (6) del rotor se aplican con sus zonas extremas radialmente sobresalientes (7), bajo la influencia de la fuerza centrífuga, a la pared interior (4) del espacio interior (3) de la carcasa durante sustancialmente toda la revolución del rotor (5).

Description

Bomba híbrida autoaspirante.

La invención concierne a una bomba híbrida según el preámbulo de la reivindicación 1.

En la construcción de bombas para el transporte de fluidos, especialmente de líquidos, el problema consiste en que con las bombas centrífugas conocidas se pueden lograr ciertamente un alto rendimiento y un pequeño ruido de funcionamiento de la bomba, pero estas bombas no son autoaspirantes, es decir que no pueden aspirar ellas mismas una columna de líquido partiendo de su estado de parada cuando la bomba centrífuga está ventilada. Esto constituye una desventaja especialmente cuando tales bombas tienen solamente cortos tiempos de funcionamiento y la columna de líquido transportada sale nuevamente del interior de la bomba en su estado de parada a consecuencia de una diferencia de altura. Por tanto, las bombas centrífugas presentan frecuentemente grupos adicionales con los cuales se puede transportar la columna de líquido hacia dentro el espacio interior de la carcasa antes del funcionamiento propiamente dicho de la bomba centrífuga y, por tanto, esta bomba centrífuga no funciona en seco, sino que el espacio interior de la carcasa está lleno de líquido desde el principio.

Otras formas de construcción de bombas, como, por ejemplo, bombas de rodete de clase de construcción conocida, son ciertamente autoaspirantes, pero presentan tan sólo un pequeño rendimiento, ya que, por ejemplo, se tiene que vencer el rozamiento interior de la bomba.

Otra forma de construcción de bombas está representada por la bomba celular de paletas en la que unas paletas radialmente sobresalientes dispuestas sobre un rotor separan volúmenes parciales del espacio interior de la carcasa y se transporta líquido en cada uno de ellos durante la rotación del rotor. Aquí es desventajoso sobre todo el hecho de que las paletas de las bombas celulares de paletas tienen que estar ajustadas con mucha exactitud, ya que están dispuestas en forma relativamente desplazable con respecto al rotor y en las bombas celulares de paletas se presenta un alto desgaste de la bomba a consecuencia del rozamiento entre las paletas y la pared interior de la carcasa. En cambio, las bombas celulares de paleta son autoaspirantes incluso en su estado ventilado.

Una bomba celular de paletas perfeccionada de esta clase se muestra en el documento DE 195 45 045 A1, en el que las paletas de la bomba celular de paletas están fijadas sobre un rotor y son de construcción elástica, de modo que las paletas aerodinámicamente curvadas del rotor se mueven a lo largo de la superficie interior del espacio interior de la carcasa durante todo el movimiento de rotación del rotor y se aplican a este espacio bajo un pretensado variable. Las paletas del rotor separan así volúmenes individuales uno de otro dentro del espacio interior de la carcasa, siendo posibles de manera básicamente conocida para bombas celulares de paletas, debido a la excentricidad entre el rotor y el espacio interior de la carcasa, un transporte correspondiente de un fluido y una acumulación de presión. La flexibilidad de las paletas aerodinámicamente conformadas del rotor tiene aquí la ventaja de que solamente se presenta un desgaste reducido entre la pared interior de la carcasa y las paletas del rotor, ya que las paletas se adaptan bajo pretensado elástico a las diferentes distancias con respecto a la pared interior de la carcasa y se aplican a esta pared. No obstante, el rendimiento de esta bomba no es tampoco especialmente alto debido a su clase de construcción y el desgaste resulta también sensiblemente mayor en comparación con, por ejemplo, bombas centrífugas.

Por tanto, el cometido de la presente invención consiste en desarrollar una bomba que, por un lado, sea autoaspirante y, al mismo tiempo, pueda trabajar con altos rendimientos y, además, se pueda fabricar a bajo coste.

La solución del problema según la invención se obtiene por medio de las particularidades caracterizantes de la reivindicación 1 en cooperación con las características del preámbulo. Otras ejecuciones ventajosas de la invención se desprenden de las reivindicaciones subordinadas.

La invención parte de una bomba con una carcasa en la que desembocan al menos una acometida de aspiración y una acometida de impulsión y en cuyo espacio interior circundado sustancialmente en forma circular está dispuesto excéntricamente un rotor que presenta en su perímetro una pluralidad de álabes de rotor distanciados uno de otro, dispuestos radialmente al menos por tramos y hechos de un material deformable con elasticidad de muelle bajo la influencia de la fuerza centrífuga. Se perfecciona una bomba de esta clase eligiendo la excentricidad del rotor con relación al espacio interior de la carcasa y la elasticidad de los álabes del rotor de tal manera que cada álabe del rotor, en un primer rango de pequeño número de revoluciones, no se aplique en absoluto o sólo se aplique temporalmente con su zona extrema radialmente sobresaliente a tramos periféricos del espacio interior de la carcasa en el curso de una revolución del rotor, mientras que en un segundo rango de mayor número de revoluciones todos los álabes del rotor se aplican bajo la influencia de la fuerza centrífuga con sus zonas extremas radialmente sobresalientes a la pared interior del espacio interior de la carcasa durante sustancialmente toda la revolución del rotor. Es posible así hacer que la bomba híbrida funcione en el primer rango de pequeño número de revoluciones de modo que trabaje predominantemente como una bomba pura de flujo sustancialmente correspondiente a una bomba centrífuga. Sin embargo, después de sobrepasar un valor umbral para el número de revoluciones la bomba híbrida cambia su comportamiento de funcionamiento, ya que los álabes del rotor se deforman elásticamente bajo la influencia de la fuerza centrífuga hasta el punto de que se aplican con sus zonas extremas radialmente sobresalientes a la pared interior del espacio interior de la carcasa durante sustancialmente toda la revolución del rotor y, por tanto, separan volúmenes parciales del interior de la carcasa uno de otro en forma estanca al líquido. Es así posible que con la bomba híbrida que trabaja aquí de manera sustancialmente correspondiente a una bomba celular de paletas convencional se garantice una autoaspiración de una columna de líquido, incluso aunque la bomba híbrida se haya encontrado previamente en estado ventilado, por ejemplo a consecuencia de una parada. Cuando la bomba híbrida ha funcionado en vacío, por ejemplo a consecuencia de esta parada, un motor de accionamiento hará entonces que la bomba híbrida que trabaja sin contenido de líquido sea acelerada entonces muy rápidamente hasta su número de revoluciones máximo, con lo que la bomba híbrida es hecha funcionar casi inmediatamente en el segundo rango de mayor número de revoluciones y en este estado de funcionamiento trabaja, por así decirlo, autoaspirando como una bomba celular de paletas y transporta líquido hacia el espacio interior de la carcasa. Cuando la bomba se ha llenado así de líquido, disminuirá el número de revoluciones del motor de accionamiento por efecto de los pares de giro actuantes en sentidos contrarios y de la influencia del líquido hasta el punto de que el estado de funcionamiento de la bomba híbrida pase al primer rango de pequeño número de revoluciones, en el que la bomba híbrida trabaja casi de manera correspondiente a una bomba centrífuga y transporta el líquido con alto rendimiento. Por tanto, esta transición entre los dos estados de funcionamiento asegura el funcionamiento de la bomba híbrida incluso frente a perturbaciones que puedan establecerse al desprenderse la columna de líquido, por ejemplo en bombas centrífugas puras. En este caso, la bomba híbrida, después de que se haya producido una ventilación, hace transición de nuevo automáticamente a mayores números de revoluciones, con lo que se restablece el estado de funcionamiento autoaspirante correspondiente a una bomba celular de paletas, con el cual se puede aspirar nuevamente el líquido y, tras un llenado renovado de la bomba híbrida, se vuelve a presentar la caída del número de revoluciones.

Por tanto, la bomba híbrida según la invención ofrece en una única forma de construcción de la misma dos funciones esenciales de bombas, a saber, la autoaspiración y el funcionamiento con rendimientos lo más altos posible. Por tanto, la bomba híbrida según la invención es muy ventajosa especialmente para campos de aplicación en los que con frecuencia se requiere sólo por breve tiempo el funcionamiento a plena capacidad de transporte, pero al mismo tiempo, debido a paradas frecuentes, no se puede evitar que la columna de líquido se descargue de la bomba. En construcciones de bomba conocidas tienen que preverse para ello construcciones complicadas con válvulas de retención o similares para mantener la columna de líquido en la bomba, las cuales son caras y delicadas y, además, influyen también negativamente sobre el rendimiento de la bomba, puesto que, debido a tales estructuras internas, la tubería de aspiración ya no puede configurarse en forma continua con tanta libertad. Por lo demás, tales medidas no pueden evitarse, por ejemplo, para bombas destinadas al llenado esporádico de recipientes, con las cuales se extrae, por ejemplo, carburante de un recipiente de reserva en cantidades relativamente pequeñas para el repostaje de vehículos. Por supuesto, son imaginables un gran número de aplicaciones correspondientes de la bomba híbrida según la invención.

Una ejecución ventajosa prevé que se elija la deformabilidad elástica de los álabes del rotor de tal manera que a partir de un número de revoluciones determinado del rotor la deformación de los álabes del rotor debida a la fuerza centrífuga compense la excentricidad, con lo que sustancialmente todo los extremos de los álabes del rotor se aplican a la pared interior del espacio interior de la carcasa y forman espacios de compresión separados uno de otro. El comportamiento de transporte resultante a consecuencia de la excentricidad de la bomba híbrida puede ajustarse aquí en función de la elasticidad de los álabes del rotor de modo que a partir de un número límite de revoluciones los álabes del rotor no sólo se apliquen a partes de la superficie periférica del espacio interior de la carcasa, sino que estén en contacto con esta superficie durante toda la rotación y, por tanto, separen los volúmenes parciales del espacio interior de la carcasa uno de otro, tal como es conocido en principio para bombas celulares de paletas convencionales. Por tanto, durante el funcionamiento de la bomba híbrida como bomba pura de flujo correspondiente a una bomba centrífuga se tiene que, por debajo del número límite de revoluciones, no existe el desgaste o éste es solamente muy pequeño debido a la amplia falta de rozamiento entre los álabes del rotor y la pared interior de la carcasa, y solamente para llenar el espacio interior de la carcasa con el líquido por efecto de la autoaspiración durante el funcionamiento correspondiente a una bomba celular de paletas se aplican los álabes del rotor a la pared interior de la carcasa. Se minimiza así el desgaste de los álabes del rotor durante el funcionamiento. Además, la bomba híbrida puede transportar también medios ensuciados con partículas, ya que la deformabilidad de los álabes del rotor admite deformaciones correspondientes al pasar partículas incluso bastante grandes, con las cuales llegarían a romperse álabes de rotor rígidos.

Es ventajoso que cada álabe del rotor presente una forma de sección transversal aerodinámicamente curvada en la que cada álabe del rotor, incluso al girar lentamente el rotor, haga contacto al menos en un sitio con la pared interior del espacio interior de la carcasa bajo pretensado elástico. Se subdivide así el interior de la bomba híbrida en dos zonas separadas una de otra, y al mismo tiempo, debido a la forma de la sección transversal, tanto la elasticidad de los álabes del rotor como su contacto con la pared interior de la carcasa pueden adaptarse bajo pretensado, dentro de amplios límites, a condiciones de funcionamiento diferentes. Es ventajoso a este respecto que los álabes del rotor presenten una curvatura de forma de pala y sean deformables con elasticidad de muelle en dirección periférica.

Se puede conseguir una acción mejorada respecto de la deformación elástica de los álabes del rotor cuando, durante el funcionamiento de la bomba híbrida en el primer rango del pequeño número de revoluciones, actúan sobre cada álabe del rotor unas fuerzas tribológicas del fluido a transportar que deforman los álabes del rotor en dirección al eje de giro del rotor. De este modo, a pesar de materiales relativamente elásticos de los álabes del rotor, se impide que éstos se apliquen ya a la pared interior de la carcasa con un número de revoluciones relativamente pequeño, puesto que las fuerza tribológicas del fluido a transportar contrarrestan la deformación elástica bajo las fuerzas centrífugas debidas a la rotación del rotor. Por tanto, el número límite de revoluciones puede estar en un valor relativamente alto, con lo que en el estado de funcionamiento de la bomba híbrida correspondiente a una bomba centrífuga se pueden materializar también capacidades de transporte adecuadas. Además, el comportamiento de funcionamiento de la bomba híbrida depende también del medio transportado a causa de la deformabilidad de los álabes del rotor. En fluidos de baja viscosidad se establecerá, a consecuencia de una tenacidad diferente, una deformación diferente de los álabes del rotor a igual número de revoluciones que en el caso de fluidos de alta viscosidad o incluso en el caso de gases, desempeñando también su cometido los efectos de la fuerza centrífuga.

Una ejecución imaginable prevé que los álabes del rotor estén formados de un material plástico, preferiblemente materiales termoplásticos o poliuretano o EPDM o nitrilo o neopreno. Tales materiales ofrecen una deformabilidad suficiente junto con, al mismo tiempo, una alta estabilidad de forma incluso bajo carga permanente. Al mismo tiempo, tales materiales se pueden elaborar a bajo coste, por ejemplo por medio de procedimientos de fundición inyectada, y, por tanto, los álabes del rotor o bien el rotor completo se pueden fabricar a bajo coste. El comportamiento de funcionamiento de la bomba híbrida es también muy pobre en ruido.

Esto puede conseguirse en una primera ejecución haciendo que el rotor y los álabes del mismo estén configurados formando una sola pieza. Se pueden conformar aquí al mismo tiempo y en una sola pieza, por ejemplo, el rotor y los álabes del mismo en una operación de elaboración, por ejemplo por medio de fundición inyectada u otros procedimientos de fabricación. Se reduce así drásticamente el número de piezas de la bomba, con lo que, además, se disminuyen los costes de montaje y se aumenta la seguridad de funcionamiento. Es imaginable también en otra ejecución que los álabes del rotor hechos del material dotado de elasticidad de muelle estén instalados en rebajos asociados del rotor e inmovilizados en éste. Esto hace posible que el propio rotor pueda consistir en un material diferente del de los álabes del rotor, por ejemplo en atención a propiedades de resistencia u otras condiciones marginales.

Asimismo, es ventajoso que en los extremos de los álabes del rotor que sobresalen radialmente de dicho rotor estén dispuestos unos engrosamientos sustancialmente cilíndricos que se apliquen herméticamente a la pared interior del espacio interior de la carcasa y que en el estado de funcionamiento correspondiente a una bomba celular de paletas separen celdas individuales de la bomba híbrida una de otra. Por tanto, estos engrosamientos, que en el estado de funcionamiento correspondiente a una bomba celular de paletas están sometidos a un desgaste correspondiente debido al rozamiento en la pared interior de la carcasa, alargan la vida útil del rotor debido a sus voluminosas masas en relación con los propios álabes del rotor, y al mismo tiempo forman para las fuerzas centrífugas atacantes una distribución de masas correspondiente y una superficie de contacto agrandada de los álabes del rotor con la pared interior del espacio interior de la carcasa.

Es ventajoso que la excentricidad de la disposición del rotor esté en el rango de hasta 20%, preferiblemente hasta 2% del diámetro interior del rotor, incluyendo los álabes de éste. Este valor para la excentricidad puede ser puenteado sin problemas y sin poner en peligro las propiedades de resistencia de los álabes del rotor por medio de la deformación de dichos álabes.

Se puede materializar una construcción especialmente sencilla de la bomba híbrida cuando el rotor y la carcasa consisten en formas básicas sustancialmente a modo de discos que se pueden unir una a otra con sellado para fluidos. Es posible realizar así un montaje simplificado de piezas normalizas prefabricadas y también se puede materializar de manera sencilla el sellado para fluidos de las distintas piezas una respecto de otra por medio de las grandes superficies de contacto de las distintas formas básicas a modo de discos.

Asimismo, es imaginable que la entrada y/o la salida del fluido en el espacio interior de la carcasa tengan lugar perpendicularmente al eje de giro del rotor de la bomba híbrida. El fluido afluye entonces al perímetro de los álabes del rotor en dirección sustancialmente tangencial. En otra ejecución es imaginable también que la entrada y/o la salida del fluido en el espacio interior de la carcasa tengan lugar al menos con una componente paralela al eje de giro del rotor de la bomba híbrida.

Es imaginable también que se pueda utilizar como accionamiento de la bomba híbrida un motor universal.

El dibujo muestra una forma de realización especialmente preferida de la bomba híbrida según la invención.

Muestran:

La figura 1, una primera sección a través de una bomba híbrida según la invención en representación esquemática, a pequeño número de revoluciones, en el estado de funcionamiento correspondiente a una bomba centrífuga,

La figura 2, una sección a lo largo de la línea AB a través de la bomba híbrida según la figura 1,

La figura 3, una sección a través de una bomba híbrida de la invención según la figura 1, a mayor número de revoluciones, en el estado de funcionamiento correspondiente a una bomba celular de paletas,

La figura 4, una variación de la bomba híbrida de la invención según la figura 1 con entrada oblicuamente inclinada con respecto al eje de rotación del rotor,

La figura 5, una vista de la bomba híbrida según la figura 4 con dos disposiciones imaginables del canal de aspiración.

En la figura 1 se muestra en una representación esquemática una sección a través de una bomba híbrida 1 según la invención, discurriendo la sección aproximadamente en el plano de división de la carcasa 2 de forma de placa de la bomba híbrida 1. Se pueden apreciar así el canal de aspiración 10 y el canal de salida 11, así como el espacio interior 3 de la carcasa en el que está alojado un rotor 5 que lleva álabes 6 dispuesto en él y que puede girar alrededor de un eje de giro 8. El eje de giro 8 presenta aquí una disposición excéntrica con respecto al eje de simetría 9 del espacio interior 3 de la carcasa, estando representada la magnitud de la excentricidad bajo el número de posición 14. La disposición del eje de giro 8 o del eje de simetría 9 y la construcción esencial de una bomba híbrida 1 de esta clase son básicamente conocidas, por ejemplo por el documento DE 195 45 045 A1, y, por tanto, sólo se explicarán aquí hasta donde sea de interés para la presente invención.

Sin embargo, en la bomba híbrida 1 según la invención es diferente con respecto a las bombas celulares de paletas conocidas el hecho de que los álabes 6 del rotor 5, en el estado de reposo de la bomba híbrida 1 o por debajo de un número límite de revoluciones, no se aplican o sólo se aplican parcialmente a la pared interior 4 del espacio interior 3 de la carcasa. Los álabes 6 del rotor están formados aquí de un material elásticamente deformable que, bajo la acción de la fuerza centrífuga durante la rotación del rotor 5 a lo largo de la dirección de giro 17, se puede deformar desde la configuración a manera de álabe según la figura 1 de tal modo que los engrosamientos cilíndricos 7 dispuestos en los extremos de los álabes 6 del rotor se muevan más y más radialmente hacia fuera al aumentar el número de revoluciones y, durante la rotación, se apliquen a la pared interior 4 del espacio interior 3 de la carcasa a lo largo de una longitud periférica cada vez mayor. Después de sobrepasar el número límite de revoluciones, los engrosamientos 7 de los álabes 6 del rotor están entonces en contacto permanente con la pared interior 4 del espacio interior 3 de la carcasa, tal como puede apreciarse con detalle en la figura 3.

Bajo la influencia de la fuerza centrífuga se tiene que, hablando en sentido figurado, los álabes 6 del rotor se despliegan desde el eje de giro 8 en dirección radial hacia fuera y se aplican entonces cada vez más a la pared interior 4. Los álabes 6 del rotor varían aquí también un poco la forma curvada de su sección transversal, ya que en las zonas a lo largo de la dirección periférica de la pared interior 4 de la carcasa que están más separadas del eje de giro 8 del rotor 5, los álabes 6 del rotor hacen transición a una configuración estirada. En las zonas a lo largo de la dirección periférica de la pared interior 4 de la carcasa que están dispuestas nuevamente más cerca del eje de giro 8 del rotor 5, esta configuración estirada se contraerá entonces de nuevo elásticamente y volverá a la configuración que puede apreciarse en esta zona en la figura 1 o en la figura 3.

El material de los álabes 6 del rotor puede consistir, por ejemplo, en materiales termoplásticos, poliuretanos, EPDM, nitrilo o neopreno, presentando tales materiales tanto una deformabilidad elástica relativamente grande como altas resistencias y pequeña abrasión bajo carga por contacto afectado de rozamiento.

Como puede apreciarse mejor en la figura 2, el rotor 5 con los álabes 6 dispuestos en él está inmovilizado aquí sobre un árbol de accionamiento 13 en el que puede estar embridado un motor de accionamiento no representado.

El funcionamiento de la bomba híbrida 1 según la invención puede describirse aquí como sigue en comparación con los principios de bomba centrífuga y bomba celular de paletas combinados en la bomba híbrida 1.

Una bomba centrífuga convencional no es autoaspirante, de modo que, antes de la puesta en funcionamiento de una bomba centrífuga de esta clase, se tiene que introducir un fluido en el lado de aspiración 10 y, a través de la entrada 12, en la bomba centrífuga. Si se pone entonces en funcionamiento la bomba centrífuga, se sigue transportando entonces una corriente volumétrica del fluido a través del lado de aspiración 10 en la dirección de entrada 15 por medio del rotor 5 y sus álabes 6, con lo que la bomba centrífuga ya no cae al estado seco. Esta corriente volumétrica sale nuevamente de la bomba centrífuga por el lado de impulsión 11 en la dirección de salida 16 después de recorrer el espacio interior de la carcasa. A números de revoluciones relativamente pequeños por debajo del número límite de revoluciones, la bomba híbrida según la invención muestra sustancialmente estas propiedades, ya que los álabes 6 del rotor, al igual que en una bomba centrífuga, no presentan ningún contacto con la pared interior 4 de la carcasa o sólo presentan un contacto temporal con ella.

Sin embargo, debido a la disposición excéntrica del rotor 5 en la bomba híbrida 1 según la invención se forman a un número de revoluciones mayor, como puede apreciarse mejor en la figura 3, los espacios de compresión 18 por efecto de la deformación de los álabes 6 del rotor, presentándose el volumen más pequeño en el espacio de compresión V1 y haciéndose los volúmenes de los espacios de compresión V2, V3 y V4 cada vez mayores hasta que se vuelve a reducir el volumen desde el espacio de compresión V5 hasta el espacio de compresión V8. Debido a la variación de forma de los álabes 6 del rotor a consecuencia de la acción de la fuerza centrífuga resultan así una construcción y un estado de funcionamiento de la bomba híbrida como en el caso de una bomba celular de paletas cuando el número de revoluciones del rotor 5 sobrepasa un valor límite de revoluciones al cual todos los álabes 6 del rotor se aplican a la pared interior 4 del espacio interior 3 de la carcasa a lo largo de toda la circunferencia de una revolución. La bomba híbrida 1 según la invención es así autoaspirante en este estado de funcionamiento, es decir que se aspira por sí solo el fluido en la dirección de entrada 15 dentro de ciertos límites, con lo que el espacio interior 3 de la carcasa 2 se puede llenar de fluido por sí
solo.

Este comportamiento básicamente conocido por las bombas celulares de paletas convencionales se establece también en la bomba híbrida según la invención, si bien únicamente cuando el número de revoluciones del rotor 5 sobrepasa un valor límite. Previamente, debido a la excentricidad relativamente grande 14 y a la configuración de partida de los álabes 6 del rotor no está garantizada en el estado descargado la formación de los espacios de compresión 18, ya que los engrosamientos 7 previstos en los extremos de los álabes 6 del rotor no se aplican herméticamente a la pared interior 4 del espacio interior 3 de la carcasa, tal como puede apreciarse claramente en la figura 1. Por tanto, en este estado de funcionamiento, del cual se representa en la figura 1 solamente un estado dependiente del número de revoluciones, no está garantizado un transporte del fluido como en el caso de una bomba celular de paletas convencional. Sin embargo, en este estado de funcionamiento el rotor 5 y sus álabes 6 trabajan como en una bomba de flujo convencional correspondiente a una bomba centrífuga.

Únicamente al sobrepasarse el número límite de revoluciones al cual se hacen tan grandes las fuerzas centrífugas sobre los álabes 6 del rotor que los extremos 7 de los álabes 6 del rotor se aplican durante toda la revolución a la pared interior 4 del espacio interior 3 de la carcasa, se asume entonces el funcionamiento autoaspirante de la bomba híbrida 1 correspondiente a una bomba celular de paletas.

Esta propiedad autoaspirante de la bomba híbrida 1 según la invención tiene la ventaja esencial de que la utilización de la bomba híbrida 1 no requiere un llenado previo del espacio interior de la bomba, el cual, en caso contrario, tiene que realizarse por vía manual o con dispositivos adicionales. Sin que un usuario de una bomba híbrida 1 de esta clase lo aprecie, en el estado ventilado de la bomba híbrida 1 se succiona fluido durante el estado de funcionamiento de la bomba híbrida 1 de una manera correspondiente a una bomba celular de paletas, ya que el motor de accionamiento casi funciona en vacío y, por tanto, alcanza un alto número de revoluciones por encima del número límite de revoluciones, y la bomba híbrida 1, después de realizada la aspiración, pasa automáticamente al funcionamiento de transporte correspondiente a una bomba centrífuga, que hace posible un alto rendimiento junto con un reducido desgaste. Esto es especialmente práctico siempre y cuando tales bombas estén en funcionamiento sólo durante un breve tiempo y se pongan luego de nuevo en funcionamiento tras una prolongada parada. Las bombas convencionales funcionan frecuentemente en vacío durante este tiempo, de modo que se tienen que tomar previamente las medidas necesarias para el llenado de la bomba. Tales campos de utilización resultan, por ejemplo, en el rellenado de recipientes, por ejemplo en el repostaje de vehículos desde bidones o barriles correspondientes, pero también en un gran número de otros sectores de aplicación imaginables.

En la figura 4 se muestra en una representación en sección y en la figura 5 correspondiente en un alzado lateral una bomba híbrida correspondiente 1 según la invención, en la que el canal de aspiración 10 no discurre dentro del plano perpendicular al eje de giro del rotor 5. Es así posible realizar la entrada del fluido a través del canal de aspiración 10 en la dirección de entrada 15 del modo que se representa en la figura 5 con líneas continuas bajo un ángulo de, por ejemplo, 45 grados, siendo posible también, por supuesto, materializar una dirección de entrada 15' a través de un canal de aspiración 10', representado con línea de trazos, sustancialmente paralela al eje de giro 8 del rotor 5. Esto puede ser interesante en el aspecto reotécnico para determinadas aplicaciones.

Lista de números de posición

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1

\tabul

Bomba híbrida

2

\tabul

Carcasa

3

\tabul

Espacio interior de la carcasa

4

\tabul

Pared interior de la carcasa

5

\tabul

Rotor

6

\tabul

Alabe de rotor

7

\tabul

Engrosamientos

8

\tabul

Eje de giro del rotor

9

\tabul

Eje de simetría del espacio interior de la carcasa

10

\tabul

Canal de aspiración

11

\tabul

Canal de impulsión

12

\tabul

Entrada

13

\tabul

Arbol de accionamiento

14

\tabul

Excentricidad

15

\tabul

Dirección de entrada

16

\tabul

Dirección de salida

17

\tabul

Dirección de giro del rotor

18

\tabul

Espacios de compresión.

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Claims

1. Bomba híbrida (1) con una carcasa (2) en la que desembocan al menos una acometida de aspiración (10) y una acometida de impulsión (11) y en cuyo espacio interior (3) rodeado en forma sustancialmente circular está dispuesto excéntricamente un rotor (5) que presenta en su perímetro una pluralidad de álabes de rotor (6) distanciados uno de otro, dispuestos radialmente al menos en ciertos tramos y hechos de un material deformable con elasticidad de muelle, caracterizada porque la excentricidad (14) del rotor (5) con relación al espacio interior (3) de la carcasa y la elasticidad de los álabes (6) del rotor se han elegido de tal manera que cada álabe (6) del rotor, en un primer rango de pequeño número de revoluciones, no se aplica en absoluto, o sólo se aplica temporalmente, con su zona extrema radialmente sobresaliente (7) a tramos periféricos (4) del espacio interior (3) de la carcasa en el curso de una revolución del rotor (5), mientras que en un segundo rango de mayor número de revoluciones todos los álabes (6) del rotor se aplican con sus zonas extremas radialmente sobresalientes (7), bajo la influencia de la fuerza centrífuga, a la pared interior (4) del espacio interior (3) de la carcasa durante sustancialmente toda la revolución del rotor (5).

2. Bomba híbrida (1) según la reivindicación 1, caracterizada porque la deformabilidad elástica de los álabes (6) del rotor se ha elegido de tal manera que a partir de un número de revoluciones determinado del rotor (5) la deformación de los álabes (6) del rotor debido a la fuerza centrífuga compensa la excentricidad (14), con lo que sustancialmente todos los extremos (7) de los álabes (6) del rotor se aplican al mismo tiempo a la pared interior (4) del espacio interior (3) de la carcasa y forman unos espacios de compresión (18) separados uno de otro correspondientes a una bomba celular de paletas.

3. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque cada álabe (6) del rotor presenta una forma de sección transversal aerodinámicamente curvada en la que cada álabe (6) del rotor, incluso bajo un giro lento del rotor (5), hace contacto bajo pretensado elástico, al menos en un sitio, con la pared interior (4) del espacio interior (3) de la carcasa.

4. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el primer rango del pequeño número de revoluciones la bomba híbrida (1) trabaja exclusiva o predominantemente como una bomba de flujo análoga a una bomba centrífuga.

5. Bomba híbrida (1) según la reivindicación 4, caracterizada porque el funcionamiento de la bomba híbrida (1) en el primer rango del pequeño número de revoluciones no permite una autoaspiración de un medio líquido.

6. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizada porque durante el funcionamiento de la bomba híbrida (1) en el primer rango del pequeño número de revoluciones actúan sobre cada álabe (6) del rotor unas fuerzas tribológicas del fluido a transportar que deforman los álabes (6) del rotor en dirección al eje de giro (8) del rotor (5).

7. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el segundo rango del mayor número de revoluciones la bomba híbrida (1) trabaja exclusiva o predominantemente como bomba volumétrica semejante a una bomba celular de paletas.

8. Bomba híbrida (1) según la reivindicación 7, caracterizada porque el funcionamiento de la bomba híbrida (1) en el primer rango del pequeño número de revoluciones permite un alto rendimiento.

9. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los álabes (6) del rotor presentan una curvatura de forma de pala y son deformables con elasticidad de muelle en la dirección periférica (17).

10. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los álabes (6) del rotor están formados de un material plástico, preferiblemente de materiales termoplásticos o poliuretano o EPDM o nitrilo o neopreno.

11. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el rotor (5) y sus álabes (6) están dispuestos formando una sola pieza.

12. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque los álabes (6) del rotor hechos del material dotado de elasticidad de muelle están instalados en rebajos asociados del rotor (5) e inmovilizados en éste.

13. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en los extremos de los álabes (6) del rotor (5) que sobresalen radialmente de éste están dispuestos unos engrosamientos sustancialmente cilíndricos (7) que se aplican herméticamente a la pared interior (4) del espacio interior (3) de la carcasa y separan celdas individuales (18) una de otra.

14. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la excentricidad (14) de la disposición del rotor (5) está en el rango de hasta 20%, preferiblemente hasta 2% del diámetro del rotor (5).

15. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los volúmenes de los espacios de compresión (18) varían desde un mínimo en la zona del lado de aspiración (10) hasta, pasando por un máximo, un mínimo en la zona del lado de impulsión (11) de la bomba híbrida (1).

16. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el rotor (5) y la carcasa (2) consisten en formas básicas sustancialmente a modo de discos que se pueden unir una a otra con acción de sellado para fluidos.

17. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la entrada (10) y/o la salida (11) del fluido en el espacio interior (3) de la carcasa se efectúan en dirección perpendicular al eje de giro (8) del rotor (5) de la bomba híbrida (1).

18. Bomba híbrida (1) según la reivindicación 17, caracterizada porque la entrada (10) y/o la salida (11) del fluido en el espacio interior (3) de la carcasa se efectúan al menos con una componente paralela al eje de giro (8) del rotor (5) de la bomba híbrida (1).

19. Bomba híbrida (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se puede utilizar como accionamiento de la bomba híbrida (1) un motor universal.