ES2291211T3 - Mejora de bomba vibratoria. - Google Patents
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Abstract
El presente resumen se refiere a una solicitud de patente pionera por una bomba vibratoria que pertenece al campo del equipamiento hidráulico y que está provista de un diámentro menor que el diámetro normalmente pbservado, apropiado para alojar la bomba dentro de un pozo tubular; dicha bomba está aún provista de un dispositivo de refrigeración del conjunto de solenoide de accionamiento (10) y consiste en invertir la posición de los mecanismos de tal manera que el solenoide (10) mencionado esté situado en la región superior de la bomba y aloiado dentro del vaso tubular invertido (40); y el miembro de transmisión (20) sujeto al solenoide (10), el conjunto de bombeo (30) sujeto al miembro de transmisión (20) y las entradas de agua (38) estén colocados en la región inferior de la bomba; dicho vaso tubular invertido (40) define un paso anular (41) con respecto a la pared del bastidor (1), cuyo extremo superior comunica con la salida superior de bombeo (2) del bastidor (1), en tanto que el extremo inferior de dicho paso (41) comunica con las salidas de bombeo (33) que comunican con la cámara de bombeo auxiliar (32) del conjunto de bombeo (30); la bomba mencionada puede utilizarse con o sin accesorios auxiliares, propiciando éstos que la misma se convierta en una bomba aspirante o que se componga un conjunto de bombas en serie.
Description
Mejora de bomba vibratoria.
La presente invención se refiere a una patente
pionera para una bomba vibratoria, relacionada con el campo de los
equipos hidráulicos, bomba la cual ha sido mejorada para adaptarla
mejor a pozos tubulares.
Una bomba vibratoria es ya conocida, estando
compuesta sustancialmente: por un bastidor; un solenoide alojado en
la pieza inferior del bastidor; por un elemento de transmisión
móvil, axial al bastidor, capaz de oscilar axialmente, un extremo
del cual está sujeto al solenoide, la sección intermedia del cual
está montada en el soporte flexible montado en el bastidor y el
extremo superior sujeta unas piezas de un dispositivo de bombeo
compuesto de una membrana con una zona central montada en el
elemento de transmisión y montada en la periferia entre las piezas
del bastidor y con el cual define una cámara de bombeo auxiliar;
dicho dispositivo de bombeo está todavía compuesto de salidas de
bombeo derivadas de la cámara de bombeo auxiliar mencionada, por una
embutición montada en el extremo del elemento de transmisión,
sujeta al mismo y que funciona en un asiento de comunicación de una
cámara de bombeo auxiliar de ese tipo con una cámara de entrada
superior; por un sistema de válvulas de abertura y de cierre de la
cámara de entrada y sujeto a la embutición móvil, entre otros.
Este tipo de bomba, en su construcción usual,
tiene como propósito ser utilizada en pozos regulares. Un
inconveniente observado en tal tipo de bomba regular se refiere al
calentamiento de la bomba de solenoide a niveles indeseables. A fin
de resolver un inconveniente de este tipo han sido realizadas
diversas propuestas las cuales, sin embargo, todavía no han
encontrado el éxito pretendido.
El documento D1 (WO 92/06299A) describe un
conjunto de bomba como se defiende en el preámbulo de la
reivindicación 1.
Por lo tanto, el objetivo de mejora de la bomba
vibratoria, objeto de la presente invención pionera, es proporcionar
una bomba que pueda ser adaptada a un pozo tubular.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar a la bomba unos medios de refrigeración apropiados de
la bobina del solenoide.
Esto se obtiene mediante un conjunto de bomba
según la reivindicación 1.
Las formas de realización y mejoras preferidas
se definen en las reivindicaciones dependientes.
Otro objetivo de la presente mejora es
proporcionar a la bomba unos medios tales que posibiliten su
utilización de muchos modos a fin de cumplir con diferentes
requisitos.
Teniendo en cuenta los problemas anteriormente
mencionados en la presente memoria y con el propósito de superar
los mismos y de alcanzar el cumplimiento de los objetivos
relacionados, se ha desarrollado la mejora de la bomba vibratoria,
objeto de la presente patente pionera, cuya construcción,
funcionamiento y ventajas se describen a continuación en la presente
memoria, a partir de la base de los dibujos adjuntos, en los
cuales:
la figura 1 muestra la bomba tanto lateralmente
como en sección;
la figura 2 muestra un accesorio de la bomba,
con el propósito de adaptar la misma para ser utilizada como una
bomba de sección;
la figura 3 muestra un detalle de la bomba
habiendo adaptado el accesorio de la figura anterior;
la figura 4 muestra un accesorio de acoplamiento
de entrada, para el montaje de dos bombas en serie;
la figura 5 muestra un detalle de la bomba
habiendo sido adaptado el accesorio de la figura anterior; y
la figura 6 muestra la bomba en una versión con
el bastidor fabricado de plástico.
Según las ilustraciones establecidas en las
figuras relacionadas en este documento, la bomba vibratoria, objeto
de la presente invención pionera, se dirige al bombeo de agua y está
compuesta, en su esencia, por una unidad de bastidor 1; por un
solenoide de accionamiento 10 alojado en el bastidor; por una unidad
de transmisión móvil, compuesta de un elemento 20, axial al
bastidor, capaz de oscilar axialmente, un extremo del cual tiene
montada una base 21 sujeta al solenoide de accionamiento 10, la
sección intermedia de dicho elemento 20 está montada sobre un
bloque de soporte flexible 22 y el extremo opuesto de dicho elemento
sujeto a piezas de la unidad de bombeo 30, formada por una unidad
de cubierta oscilante 31 con la base menor montada en el elemento
20 y la base mayor que aloja el bloque de soporte 22 y montada entre
piezas fijas de la unidad de bastidor 1; por una cámara de bombeo
auxiliar 32 definida por dicha cubierta oscilante 31 y piezas de la
unidad de bastidor 1; por salidas de bombeo 33 derivadas de la
cámara de bombeo auxiliar mencionada 32; por una embutición 34
montada en el extremo opuesto del elemento de transmisión 20, por un
asiento 35, en el cual funciona la embutición 34 y que comunica
dicha cámara de bombeo auxiliar 32 con una cámara de entrada 36; y
por un sistema de válvulas del tipo de álabe 37 para la abertura y
del cierre de las entradas 38 de la cámara entrada 36 y sujeto a
presión en la pieza interior del mismo provista por el
desplazamiento de la embutición 34; entre otros.
La presente mejora consiste, esencialmente, en
proporcionar a la bomba un diámetro menor que el diámetro
normalmente observado, apropiado para alojar la misma en el
interior de un pozo tubular, propósito para cual su bastidor 1 y
todos los mecanismos han sido reducidos y equilibrados de forma
radial de forma que se adapten al pozo tubular y que mantengan la
salida de la bomba dentro de las normas apropiadas.
Otra mejora consiste en proporcionar a la bomba
del dispositivo de refrigeración de la unidad de solenoide de
accionamiento 10, que comprende la inversión de la posición del
mecanismo, de forma que el solenoide mencionado 10 esté colocado en
la zona superior de la bomba y alojado en el interior de la copa
tubular invertida 40; y el elemento de transmisión 20, sujeto al
solenoide; y la unidad de bombeo 30, sujeta al elemento de
transmisión 20; y las entradas de agua 38 están dispuestas en la
zona inferior de la bomba; dicha copa tubular invertida 40 define
un paso anular 41 en conexión con la pared del bastidor 1, cuyo
extremo superior comunica con la salida de bombeo superior 2 del
bastidor 1 y el extremo inferior de dicho paso 41 comunica con las
salidas de bombeo 33 que comunican con la cámara de bombeo auxiliar
32 de la unidad de bombeo 30; dicho paso 41, el agua que circula en
el mismo, la pared de la copa 40, que encierra el solenoide de
accionamiento 10 constituyen medios de intercambio de calor que
proporcionan la refrigeración del solenoide de accionamiento 10. A
fin de que sea posible incorporar la mejora mencionada en este
documento, la construcción de la bomba ha sido reformulada
completamente, como se describe con más detalle en ese documento más
adelante.
Por lo tanto, la unidad de bastidor 1 está
compuesto esencialmente de: un bastidor cilíndrico exterior 1 con
un diámetro exterior seleccionado para ser recibido en el interior
del un pozo tubular y provisto de un extremo superior cónico, que
termina en la salida de bombeo 2 y un extremo inferior que tiene
montada una boquilla 4 de ajuste de los accesorios de la bomba. En
la pieza interior del bastidor cilíndrico exterior 1 y manteniendo
un espacio en conexión con el mismo, el cual constituye el paso 41,
se prevé la copa invertida 40, que aloja el solenoide 10, el cual
es cilíndrico y escalonado y prevé una sección superior más estrecha
en la cual está montado el extremo del núcleo del solenoide 10 y
una sección inferior más ancha, extendida por la mayor parte de la
altura de la copa, en la cual está alojada la sección del núcleo y
la bobina enrollada en el mismo, que constituyen el solenoide 10;
por debajo de éste está dispuesta la base 21 del elemento de
transmisión 20 sujeto al solenoide y por debajo de la base
mencionada 21 y alrededor del elemento de transmisión 21 está
prevista la unidad de bombeo 30, la cual además de su función de
bombeo proporciona el aislamiento entre las piezas húmedas y secas
de la bomba.
La unidad de bombeo 30 está alojada en el
interior de una unidad de pared cilíndrica 40' montada a
continuación del extremo superior de la copa 40, que define un par
de topes traseros, entre los cuales están unidos un borde torneado
periférico de la base superior de la cubierta 31 y el anillo de
junta de la unidad de junta 39, que todavía prevé una junta tórica
superior insertada entre la base de la cubierta 31 y la unidad de
pared 40'; en la zona intermedia de dicha unidad de pared 40' se
prevén las salidas de bombeo 33 colocadas de forma radial en el
extremo superior, la mencionada unidad de pared 40' tiene montado un
primer cierre por debajo sustancialmente en forma de copa 40'',
cuyo extremo superior prevé un reborde de montaje ligeramente
cónico con el extremo superior cóncavo, el cual define el asiento
35, en el cual funciona la embutición 34 y a continuación de dicho
reborde se prevé una sección cilíndrica, que define la cámara de
entrada 36, en cuya parte inferior se prevén las entradas de agua
38 y está montada la válvula de álabe 37, que controla las últimas;
por debajo del mencionado primer cierre en forma de copa exterior
40'' se prevé un segundo cierre en forma de copa exterior 40'''
provisto de un borde torneado del conjunto superior colocado por
debajo del reborde del primer cierre 40'' y cuya parte inferior se
prolonga fuera de la boquilla 4 de ajuste de los accesorios,
sostiene el primer cierre 40'' y está provisto de unos orificios de
entrada de agua 38' alineados con los orificios 38 de la cámara de
entrada 36; los mencionados cierres primero 40'' y segundo 40'''
están montados de forma que se pueden desmontar por medio de
dispositivos que incluyen dispositivos de apriete radial 5.
El núcleo 11 del solenoide 10 es cilíndrico y
prevé una rendija de diámetro inferior, la cual define una sección
de doble división extendida en casi toda la altura del núcleo y en
la que la bobina 12 está enrollada con cable esmaltado; la base del
núcleo, que descansa en la sección estrecha superior de la copa 40
no prevé la rendija y está provista de un taladro axial pasante, en
el cual está colocado el cable de alimentación eléctrica de la
bobina 13, el cual se extiende fuera de la parte inferior de la copa
40 y de la pared cónica superior del bastidor exterior 1, de forma
que no esté colocado más allá de la prolongación del perímetro del
bastidor exterior 1 y haciendo fácil de ese modo la instalación de
la bomba en un pozo tubular. La base 21 del elemento de transmisión
20, está sujeta al solenoide 10, es también cilíndrica y está
compuesta de un agregado de material sujeto a la atracción
magnética y está unido al elemento 20 por medio de pasadores,
soldadura y aluminio.
La bomba construida como se ha descrito
anteriormente en ese documento tiene tres modos diversos de
utilización. En una de las posibilidades, (figura 1) la bomba se
utiliza sin accesorios auxiliares, montada en la mitad del pozo
tubular y la recogida de agua se realiza directamente mediante los
orificios entrada 38, 38'.
En otra posibilidad, la bomba recibe en su
boquilla 4 de ajuste de los accesorios una base 50 (figuras 3 y 4)
para ser utilizados sostenidos en la base como una bomba de succión.
La base 50 es un cuerpo tubular que comprende una sección superior
cilíndrica de acoplamiento 51 en la boquilla 4 de la bomba y una
sección inferior tronco cónica tubular 52, la cual se extiende y se
ensancha desde la misma, del soporte en el fondo del pozo y
provista de unas entradas de agua 53 alineadas en fila colocadas en
la proximidad del extremo superior de la sección tronco cónica
tubular 52.
En otra posibilidad de utilización, la bomba
recibe una boquilla 4 de acoplamiento 60 (figuras 4 y 5), con el
propósito de conectar la entrada de la bomba a la salida de una
segunda bomba, a fin de montar diversas bombas en serie colocadas
verticalmente, para alcanzar profundidades mayores o colocarlas
horizontalmente para la presurización de líneas de bombeo. El
acoplamiento 60 es un cuerpo tubular compuesto por un extremo
cilíndrico de acoplamiento 61 en la boquilla de bomba 4, una sección
cónica intermedia 62 y una sección extrema cilíndrica de diámetro
menor 63 para recibir y fijar el manguito de unión 64 a una salida
de la bomba. En este modo de utilización, por lo menos las bombas
que siguen a la última bomba aguas arriba, reciben bandas
exteriores fabricadas de material del tipo de caucho 70, con el
propósito de fijar el cable de alimentación eléctrica principal
13', a partir de cual se derivan los cables 13 que llegan a las
bombas.
De este modo, la bomba, objeto de la presente
patente pionera, se puede aplicar adecuadamente a un pozo tubular,
teniendo en cuenta que ha sido dimensionada adecuadamente para ese
propósito, sin haber reducido sin embargo su rendimiento.
El dispositivo de refrigeración de la presente
bomba, tal como ha sido concebida y descrita anteriormente en la
presente memoria, resuelve de un modo apropiado el problema del
calentamiento del solenoide mejorando tanto la salida de la bomba
como su vida útil.
Y, además, la posibilidad de conectar la bomba a
diferentes accesorios posibilita una flexibilidad mayor de su
utilización, cumpliendo completamente los requisitos del mercado de
consumo.
Dentro de la concepción básica descrita
anteriormente en este documento, se alega la posibilidad de que la
presentación de la bomba, objeto de está patente pionera, cambie con
relación a los materiales, dimensiones y detalles constructivos sin
salirse del ámbito de la protección requerida. Con este propósito,
la bomba puede presentar su bastidor fabricado de acero inoxidable
o de aluminio (figuras 1 a 5) o de un plástico técnico (figura 6)
soluciones las cuales conservan sustancialmente las mismas
características, incorporando todavía sólo algunas diferencias
constructivas, relacionadas sin embargo con las posibilidades de las
disposiciones resultantes a partir de los materiales utilizados en
su construcción. Por lo tanto, la bomba con el bastidor de plástico
tiene sustancialmente la misma construcción que aquella fabricada de
acero o de aluminio, excepto en que prevé un segundo cierre
inferior 40''', el cual corresponde al segundo cierre 40'' de la
otra versión, comprendido por una copa que está acoplada a la
boquilla 4, cuya parte inferior tiene una forma de rejilla y
sostiene la válvula 37' de la cámara de entrada 36' y es capaz de
recibir accesorios para la conexión a la segunda entrada de la
bomba.
La bomba, objeto de la presente patente pionera,
es para ser utilizada en el campo de las instalaciones hidráulicas,
particularmente aquellas cuyo propósito es bombear agua,
preferentemente el bombeo de agua de pozos tubulares y todavía
puede ser utilizada para la presurización de líneas de bombeo.
Claims (10)
1. Conjunto de bomba vibratoria que
comprende:
- -
- un bastidor (1);
- -
- un solenoide (10) alojado en dicho bastidor;
- -
- una unidad de transmisión móvil, que comprende un elemento (20) provisto de una base (21) que coopera con dicho solenoide, una sección intermedia montada en un bloque de soporte flexible (22) y una pieza opuesta que coopera con una unidad de bombeo (30), estando compuesta dicha unidad de bombeo por una cubierta oscilante (31), estando montada la base menor de la misma en dicho elemento (20) y la base mayor de la cual alojando dicho bloque flexible (22);
- -
- una cámara de bombeo auxiliar (32) definida por dicha cubierta (31) y unas piezas de dicho bastidor (1);
- -
- salidas de bombeo derivadas de dicha cámara auxiliar (32);
- -
- una embutición (34) montada en dicha pieza opuesta de dicho elemento (20);
- -
- un asiento (35), en el cual funciona dicha embutición (34) y forma comunicación entre dicha cámara (32) y una cámara de entrada (36),
estando dispuesto dicho solenoide
en la zona superior de dicho conjunto de bomba y alojado en una copa
invertida (40) la cual define un paso (41) con dicho bastidor (1),
cuyo extremo superior comunica con una salida superior de bombeo
(2) de dicho bastidor (1) y cuyo extremo inferior comunica con unas
salidas (33) las cuales comunican con dicha cámara auxiliar (32),
dicho paso (41), dicha copa (40) y el agua que circula en su
interior constituyendo unos medios de intercambiador de calor para
refrigerar dicho
solenoide,
caracterizado porque dicha unidad de
transmisión móvil (20) está dispuesta en la zona inferior,
comprendiendo por debajo de dicho solenoide (10) y de dicho
bastidor (1) comprendiendo en su extremo inferior una boquilla (4)
la cual está formada de modo que las entradas (38) para la apertura
y el cierre de dicha cámara de entrada (36) estén expuestas para
proporcionar la recogida de agua de tal manera que un adaptador (60)
se pueda conectar a dicha boquilla para conectar las entradas (38)
a una salida de otra bomba para proporcionar una serie de bombas o
de tal manera que una base (50) pueda ser conectada a dicha
boquilla, estando provista dicha base (50) de una sección inferior
ensanchada (52) de forma que la bomba pueda ser utilizada como una
bomba de succión.
2. Conjunto según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha copa (40) es de forma tubular.
3. Conjunto según una de las reivindicaciones 1
ó 2, caracterizado porque dicho bastidor (1) es de forma
tubular.
4. Conjunto según una de las reivindicaciones 1
a 3, caracterizado porque dicho paso (41) es de forma
anular.
5. Conjunto de bomba vibratoria según una de las
reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la unidad de
bombeo (30) está alojada en el interior de una unidad de pared
cilíndrica (40'), montada a continuación del extremo inferior de la
copa (40), la cual define un par de topes traseros superiores, entre
los cuales están fijados un borde torneado periférico de la base
superior de la cubierta (31) y el anillo de junta de una unidad de
junta (39), que proporciona una junta tórica superior, insertada
entre la base de la cubierta (31) y la unidad de la pared (40'); en
la zona intermedia de dicha unidad de la pared (40') están provistas
las salidas de bombeo (33) colocadas de forma radial y en el
extremo superior, la mencionada unidad de pared (40') tiene montada
un primer cierre por debajo de la forma sustancial de copa (40''),
cuyo extremo superior proporciona un reborde de conjunto
ligeramente cónico con un extremo superior cóncavo, el cual define
el asiento (35), en el cual funciona la embutición (34) y a
continuación de dicho reborde está provista una sección cilíndrica,
que define la cámara de entrada (36), en cuya parte inferior están
provistas las entradas de agua (38) y está montada la válvula de
álabe (37), que controla a las últimas; por debajo de dicho primer
cierre en forma de copa exterior (40'') está provisto un segundo
cierre en forma de copa exterior (40''') provisto de un borde
torneado del conjunto superior colocado por debajo del reborde del
primer cierre (40'') y cuya parte inferior se prolonga fuera de la
boquilla (4) de ajuste de los accesorios, sostiene el primer cierre
(40'') y proporciona unas entradas de agua (38'), alineadas en
línea recta con unos orificios (38) de la cámara de entrada (36);
los cierres mencionados primero (40'') y segundo (40''') están
montados de forma que se pueden desmontar por medio de un
dispositivo que comprende unos dispositivos de apriete radial
(5).
6. Conjunto de bomba vibratoria según la
reivindicación 5, caracterizado porque el núcleo (11) del
solenoide (10) es cilíndrico y proporciona una rendija de diámetro
inferior, la cual define una sección de doble división extendida
por casi toda la altura del núcleo y en el que la bovina (12) está
enrollada con cable esmaltado; la base del núcleo, descansando en
la sección estrecha superior de la copa (40), no proporciona la
rendija y está provista de un orificio axial pasante, en el cual
está colocado el cable de alimentación eléctrica de la bobina (13),
el cual se extiende fuera de la parte inferior de la copa (40) y de
la pared cónica superior del bastidor exterior (1), de forma que no
esté colocado más allá de la proyección del perímetro del bastidor
exterior (1); la base (21) del elemento de transmisión (20), que
está sujeta al solenoide (10), es también cilíndrica y está
compuesta de un agregado de material sujeto a atracción magnética y
está fijado al elemento (20) por medio de pasadores, soldadura y
aluminio.
7. Conjunto de bomba vibratoria según una de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que un acoplamiento (60) está
conectado a dicha boquilla (4) para conectar unas entradas (38) a
una salida de otra bomba.
8. Conjunto de bomba vibratoria según una de
las reivindicaciones 1 a 6, en el que una base (50) con una sección
inferior ensanchada (52) está conectada a dicha boquilla de forma
que la bomba se utiliza como una bomba de succión.
9. Conjunto de bomba vibratoria según la
reivindicación 8, caracterizado porque la base (50) es un
cuerpo tubular compuesta por una sección superior cilíndrica de
acoplamiento (51) en la boquilla (4) de la bomba y por una sección
inferior cónica tubular (52), la cual se extiende y se ensancha, de
soporte en el fondo del pozo y está provista de unas entradas de
agua (53) alineadas en línea recta, colocadas en la proximidad del
extremo superior de la mencionada sección tronco cónica tubular
(52).
10. Conjunto de bomba vibratoria según la
reivindicación 7, caracterizado porque el acoplamiento (60)
es un cuerpo tubular compuesto por un extremo cilíndrico de
acoplamiento (61) en la boquilla de bomba (4), una sección cónica
intermedia (62) y una sección extrema cilíndrica de diámetro
inferior (63) de recepción y de fijación del manguito de conexión
(64) a una salida de bomba; el mencionado acoplamiento (60) se
utiliza conjuntamente con bandas exteriores realizadas en material
del tipo de caucho (70), con el propósito de fijar el cable de
alimentación eléctrica principal (13'), desde el cual se derivan los
cables (13) que llegan a las bombas.
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