ES2303574T3 - Bomba de gas de anillo liquido. - Google Patents
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Abstract
Bomba de gas de anillo líquido de una o varias etapas, que presenta respectivamente un espacio de trabajo (8), una rueda de aletas (2) alojada aquí excéntricamente, discos de control (3, 4) planos que limitan axialmente el espacio de trabajo por los dos lados y canales o cámaras contiguos para el suministro y descarga del gas transportado hacia el o del espacio de trabajo (8), y en la que los discos de control (3, 4) están configurados de forma idéntica los unos a los otros con las mismas aberturas de aspiración (6) y de presión (7), caracterizada porque las aberturas (6, 7) no necesarias de los discos de control (3, 4) son tapadas y recubiertas por piezas de carcasa (5, 10) adyacentes sobre la cara opuesta a la rueda de aletas (2).
Description
Bomba de gas de anillo líquido.
La invención se refiere a una bomba de gas de
anillo líquido de una o varias etapas, que presenta respectivamente
un espacio de trabajo, una rueda de aletas alojada aquí
excéntricamente, discos de control planos que limitan axialmente el
espacio de trabajo por los dos lados y canales o cámaras contiguos
para el suministro y descarga del gas transportado hacia el o del
espacio de trabajo, estando configurados los discos de control de
forma idéntica los unos a los otros con las mismas aberturas de
aspiración y de presión.
En bombas de gas de anillo líquido gira una
rueda de aletas dentro de un anillo líquido giratorio
excéntricamente. Durante el giro el anillo líquido se sumerge más o
menos en las celdas formadas entre las aletas de la rueda de
aletas. Por ello se aumenta o reduce alternativamente el volumen
libre en las celdas de la rueda de aletas. En aquella zona de giro
en la que se aumenta el volumen de celda, la abertura de aspiración
a través de la que se aspira el gas transportado a las celdas, se
encuentra en el lado frontal en un disco de control. En la zona
final de aquella pieza de giro en la que se efectúa la compresión se
encuentra la abertura de presión a través de la que se saca el gas
comprimido en el espacio de presión de la bomba.
Bombas de gas de anillo líquido se emplean tanto
como bomba de vacío, dónde el gas transportado se comprime de una
depresión a una presión aproximadamente atmosférica, como también
como compresor en el que el gas transportado se comprime de presión
atmosférica a una sobrepresión. Hay bombas de gas de anillo líquido
en realizaciones de una etapa o de varias etapas. Bombas de gas de
anillo líquido de una etapa pueden emplearse como bomba de vacío en
vacío grosero superior o como compresor a causa de la menor relación
de compresión. Máquinas de dos etapas tienen su rango preferente de
empleo como bomba de vacío en el rango inferior de presión de
vacío.
Los espacios de trabajo, en los que rota la
rueda de aletas y se configura el anillo líquido, están limitados
axialmente por un lado o por ambos lados por un disco de control. En
bombas de anillo líquido de varias etapas están dispuestos
axialmente uno tras otro estos espacios de trabajo con rueda de
aletas y discos de control en un número correspondiente.
Una bomba de gas de anillo líquido está hecha
tradicionalmente por una pluralidad de componentes que se disponen
uno tras otro en dirección axial durante el montaje de la bomba. Las
superficies de apoyo de los componentes individuales son al mismo
tiempo superficies de obturación de la máquina desde el interior de
la bomba hacia el entorno. Las carcasas exteriores, en las que
están contenidos canales o cámaras para el guiado de los flujos de
gas y líquido, sujetan de forma axial hacia fuera a los discos de
control. También entre los discos de control y las carcasas
exteriores se encuentra de nuevo superficies a obturar.
Los discos de control presentan aberturas que
garantizan la afluencia y salida del gas transportado de la carcasa
exterior del compresor al o del espacio de trabajo. Según el número
de etapas y la forma constructiva de la bomba de gas de anillo
líquido están previstas en estos discos de control una o dos
aberturas para la entrada (abertura de aspiración) o salida
(abertura de presión) del medio transportado. A causa de la
compresión del gas en cada etapa del anillo líquido la abertura de
presión está realizada en general menor que la abertura de
aspiración. La posición exacta y los contornos geométricos de las
aberturas tienen gran influencia sobre el flujo volumétrico
aspirado que puede conseguirse. Por ello en la práctica se
diferencian también la forma y el tamaño de la abertura de
aspiración y de presión.
En esta construcción clásica de bombas los
discos de control están realizados de forma diferente
constructivamente. Así, por ejemplo, en la bomba de dos etapas cada
uno de los cuatro discos de control tiene una geometría diferente.
Los dos discos de control axialmente exteriores tienen sendas
abertura de aspiración y de presión, el disco de control central de
la primera etapa tiene solo la abertura de presión, y el disco de
control central de la segunda etapa tiene solo la abertura de
aspiración. Como los discos de control se realizan convencionalmente
como piezas de fundición, incluso los dos discos de control
exteriores son constructivamente diferentes ya que las aberturas y
los centrados respecto a la carcasa están dispuestos en forma de
imagen especular. La desventaja de esta construcción convencional
de bombas es el gran número de componentes diferentes que provocan
una elevada complejidad en la producción, el suministro de piezas
brutas, el tratamiento de piezas y el almacenamiento. Como
consecuencia se producen costes elevados por pieza y
procesamiento.
Ya se conocen los principios para generar de
forma sencilla los discos de control como discos planos con espesor
constante (EP 0 678 674 A2). Por ello es posible realizar discos de
control simétricos como un componente estándar.
En la fabricación estos discos de control pueden
punzonarse de chapas planas o pueden tratarse con tecnología láser.
Adicionalmente es necesario frecuentemente adaptar los canales
contiguos de flujo en las piezas de carcasa adyacentes, de forma
que se consiguen relaciones óptimas de flujo. Así en el estado de la
técnica se realiza por etapas la salida del espacio de trabajo a la
ranura de presión, por lo que aproximadamente se modela un canal
curvado de flujo.
Discos de control en general estándares que
están realizados como componentes planos han sido empleados hasta
ahora solo en bombas de gas de anillo líquido de una etapa, ya que
éstas poseen siempre en conformación estándar una abertura de
aspiración y una abertura de presión (DE 10 57 284 B, DE 197 58 340
A1). Por ejemplo, para bombas de varias etapas, en las que los
discos de control centrales deben tener respectivamente solo una
abertura, serían necesarias al menos tres realizaciones diferentes
de los discos de control.
El objetivo de la invención consiste en crear
una bomba de gas de anillo líquido en la que se reduzca el número
de discos de control diferentes.
La solución según la invención consiste en que
las aberturas no necesarias de los discos de control son tapadas y
recubiertas por piezas de carcasa adyacentes sobre la cara opuesta a
la rueda de aletas.
La invención puede emplearse para bombas de gas
de anillo líquido de una etapa, pero en particular de varias
etapas.
La bomba de gas de anillo líquido según la
invención presenta solo discos de control en una realización
geométrica idéntica. Por ello esto hace posible que las aberturas
no necesarias se recubran por componentes adyacentes sobre la cara
opuesta a la rueda de aletas. En este caso no es necesario que en el
disco de control deba llenarse el espacio que permanece abierto de
la abertura no necesaria, aunque se considere que a través de este
espacio adicional, en el que se encuentra también el gas a bombear
se empeora el rendimiento. Pero sorprendentemente la bomba de gas
de anillo líquido según la invención funciona con los mismos datos
de potencia que una bomba de gas de anillo líquido sin los espacios
abiertos correspondientes en los discos de control, ya que la
abertura respecto a los canales correspondientes de flujo se
encuentra frente a la respectiva abertura exterior recubierta en el
espacio de trabajo axialmente. En esta posición de la rueda de
aletas existen las mismas presiones durante el proceso de
compresión en las celdas adyacentes de rueda de aletas, por lo que
prácticamente no aparecen flujos inversos. Ha sido demostrado
también experimentalmente que no hay influencias negativas en el
flujo volumétrico aspirado de la bomba de gas de anillo
líquido.
También en el caso de bombas de una etapa con
circulación diagonal, en las que respectivamente se usa solo una
abertura en el lado de aspiración o de presión, la invención puede
emplearse si se recubre la respectiva abertura de aspiración o
presión no utilizada. Según la invención pueden equiparse por ello
series completas de bombas de gas de anillo líquido, formadas por
una máquina de una etapa y de varias etapas así como por etapas de
compresión con longitudes axiales diferentes en todos los puntos,
con los mismos discos de control estándares. Mediante la invención
se obtiene una reducción significativa del número de componentes
diferentes. Por ello se originan ahorros marcados en el proceso de
fabricación y de montaje. Los costes de fabricación de una bomba de
gas de anillo líquido son por ello claramente menores.
Está previsto de forma ventajosa que los discos
de control puedan contener otras aberturas (orificios) necesarias
para el funcionamiento del compresor, por ejemplo, para el líquido,
que opcionalmente están abiertas o recubiertas.
Los discos de control estándares son
convenientemente placas planas y presentan una abertura de
aspiración y una abertura de presión. Pero los discos de control
estándares pueden ser también piezas de fundición y luego
igualmente pueden contener una abertura de aspiración y una abertura
de presión.
Si el disco de control se genera por punzonado,
corte por láser o corte por chorro de agua, en muchos casos no es
necesario otro tratamiento.
La invención se describe a continuación mediante
formas de realización ventajosas en referencia a los dibujos
adjuntos. Muestran:
Figura 1 una bomba de gas de anillo líquido del
estado de la técnica en sección transversal;
Figura 2 una primera forma de realización de una
bomba de gas de anillo líquido según la invención;
Figura 3 una segunda forma de una bomba de gas
de anillo líquido según la invención; y
Figura 4 un disco de control según la invención
en vista en planta.
La figura 1 muestra una bomba de gas de anillo
líquido de dos etapas. Ésta presenta dos ruedas de aletas 2 que
están dispuestas en dos espacios de trabajo 8 y se soportan por un
árbol 9. Los espacios de trabajo 8 se limitan axialmente por los
discos de control 3, 4. Según se ve se necesitan cuatro discos de
control diferentes.
La figura 2 muestra en representación similar
una bomba según la invención en la que los discos de control 3, 4
están configurados de forma idéntica entre sí con las aberturas de
aspiración 6 y las aberturas de presión 7. Mediante una pared
intermedia 10 se recubre en este caso la abertura de presión 7 del
disco interior de control 4 de la (segunda) etapa izquierda y la
abertura de aspiración 6 del disco interior de control 4 de la
(primera) etapa derecha. La abertura de presión del disco interior
de control 4 de la etapa derecha está en contacto con la abertura
de aspiración del disco interior de control 4 de la etapa izquierda
a través de un canal 11. Con 12 se indican otras aberturas
necesarias para el funcionamiento de la bomba.
La figura 3 muestra una bomba de una etapa en la
que los dos discos de control 3 están configurados de forma
idéntica con la abertura de aspiración 6 y la abertura de presión
7.
En la figura 4 se muestra finalmente en vista en
planta un disco de control 3, 4 con la abertura de aspiración 6 y
la abertura de presión 7.
Claims (7)
1. Bomba de gas de anillo líquido de una o
varias etapas, que presenta respectivamente un espacio de trabajo
(8), una rueda de aletas (2) alojada aquí excéntricamente, discos de
control (3, 4) planos que limitan axialmente el espacio de trabajo
por los dos lados y canales o cámaras contiguos para el suministro y
descarga del gas transportado hacia el o del espacio de trabajo
(8), y en la que los discos de control (3, 4) están configurados de
forma idéntica los unos a los otros con las mismas aberturas de
aspiración (6) y de presión (7), caracterizada porque las
aberturas (6, 7) no necesarias de los discos de control (3, 4) son
tapadas y recubiertas por piezas de carcasa (5, 10) adyacentes
sobre la cara opuesta a la rueda de aletas (2).
2. Bomba de gas de anillo líquido según la
reivindicación 1, caracterizada porque los discos de control
(3, 4) contienen otras aberturas (orificios) (12) necesarias para
el funcionamiento del compresor, que opcionalmente están abiertos o
recubiertos.
3. Bomba de gas de anillo líquido según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque en el caso de una
construcción de varias etapas, en la que los discos de control (4)
dispuestos entre dos ruedas de aletas (2) necesitan sólo la
abertura de aspiración (6) o sólo la abertura de presión (7), las
aberturas (6, 7) no necesarias están recubiertas por una pieza de
carcasa (10) adyacente.
4. Bomba de gas de anillo líquido según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque en el caso de una
construcción de una sólo etapa, en la que los discos de control (3)
necesitan en un lado sólo la abertura de aspiración (6) o la
abertura de presión (7), las aberturas (6, 7) no utilizadas están
recubiertas por las carcasas (5) axialmente exteriores.
5. Bomba de gas de anillo líquido según una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los discos
de control (3, 4) estándares son placas planas y contienen una
abertura de aspiración (6) y una abertura de presión (7).
6. Bomba de gas de anillo líquido según una de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los discos
de control (3, 4) están fabricados por punzonado, corte por láser o
corte por chorro de agua.
7. Bomba de gas de anillo líquido según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los discos
de control (3, 4) estándares son piezas de fundición y contienen
una abertura de aspiración (6) y una abertura de presión (7).
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