ES2323380T3 - Bomba con rodete de corte. - Google Patents
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Abstract
Bomba provista de un rodete (40) con unos álabes helicoidales (38) para succionar líquido a través de un orificio de admisión (38) formado en el lado inferior del rodete (40), en el que están provistos los álabes (38), en el lado inferior del rodete (40) con unos primeros bordes de corte (58) los cuales, cuando gira el rodete (40), están en relación de corte con por lo menos un segundo borde de corte (60) formado en el orificio de admisión (36), caracterizada porque el rodete (40) es un rodete axial y el segundo borde de corte (60) colocado en el orificio de admisión (36) de la bomba se desvía de la dirección radial del rodete axial (40) en la dirección de giro.
Description
Bomba con rodete de corte.
La presente invención se refiere a una bomba
provista de un rodete axial con álabes helicoidales para succionar
líquido a través de un orificio de admisión que está dispuesto en el
lado inferior del rodete axial.
Una bomba de este tipo ha sido descrita en el
documento DE 198 04 907 C1.
Los documentos DE 1 806 195 B y US 2 027 015 dan
a conocer unas bombas provistas de un rodete de corte axial los
álabes del cual están colocados para estar en relación de corte, en
la periferia del rodete axial, con los bordes de corte formados en
una pared del alojamiento del lado de la admisión de la bomba o de
un tubo de admisión, respectivamente.
La patente US nº 6.406.635 B1 da a conocer un
procedimiento para bombear líquidos refrigerantes y lubricantes que
están contaminados con virutas de metal.
El documento
US-A-3 692 422 da a conocer una
bomba según el preámbulo de la reivindicación 1. Una bomba similar
se representa en el documento EP-A-0
013 942.
La invención concierne particularmente a una
bomba que está colocada en una bancada de una máquina herramienta y
sirve para bombear líquidos refrigerantes para la máquina
herramienta, el cual es recogido en un depósito de líquido en la
bancada de la máquina, de modo que el líquido puede volver a ser
suministrado otra vez a la máquina herramienta, posiblemente con la
ayuda de otra bomba. Para ese propósito, las bombas giratorias de
tipo radial con álabes abiertos del rodete han demostrado ser
particularmente adecuadas porque son relativamente insensibles a
los artículos tales como las virutas o similares que pueden estar
contenidas en el líquido refrigerante.
Con el paso del tiempo, las máquinas herramienta
han sido utilizadas de forma creciente para la mecanización de
metales ligeros, tales como aluminio, por ejemplo en la industria
del automóvil. Las virutas que se crean en el mecanizado de metales
ligeros pueden alcanzar una longitud considerable.
Por lo tanto, un objetivo de la invención es
proporcionar una bomba que sea capaz de bombear fiablemente y
eficazmente líquidos refrigerantes que están contaminados con
virutas de metal ligero.
Según la invención, este objetivo se alcanza
mediante una bomba del tipo indicado en el preámbulo de la
reivindicación 1, en la que el rodete es un rodete axial y el
segundo borde de corte colocado en el orificio de admisión de la
bomba se desvía de la dirección radial del rodete axial en la
dirección de giro.
Por lo tanto, el rodete axial tiene dos
funciones: succiona el líquido en el interior de la bomba y al mismo
tiempo corta o trocea las virutas o bien otros contaminantes que
pueden estar contenidos en el líquido, con los bordes cortantes
formados en el lado inferior del rodete. En comparación con una
bomba que está provista de un troceador exterior, se consigue un
mayor rendimiento de la bomba. Además, en particular en una
disposición en la cual el eje del rodete esté colocado
verticalmente y el orificio de admisión esté encarado hacia abajo,
el rodete axial tiene un alto rendimiento de succión y de absorción,
por ejemplo, cuando el orificio de admisión que sirve como un
orificio de succión está aproximadamente a la misma altura que el
nivel del líquido en el depósito. El rodete axial transporta
fiablemente el material dentro de una cámara de la bomba aguas
abajo, por ejemplo, sin exponer el líquido a fuerzas centrífugas
molestas. El rodete axial tiene la ventaja adicional de que permite
grandes pasos de admisión, lo cual contribuye a un comportamiento
mejorado de la bomba.
Dicho por lo menos un segundo borde de corte
formado en el orificio de admisión de la bomba y el primer borde de
corte de dicho por lo menos un álabe del rodete están colocados para
cooperar como un par de tijeras. Es particularmente útil que los
bordes de corte estén formados de tal modo que, cuando el rodete
axial gira, la acción de tijera entre los bordes de corte primeros
y segundos que se encuentran entre sí proceda esencialmente
radialmente desde el interior hacia el exterior. En el caso de un
primer borde de corte que se extienda esencialmente en dirección
radial, esto se consigue, por ejemplo, disponiendo el segundo borde
de corte de modo que se desvíe de la dirección radial en la
dirección del giro del rodete axial. Por ejemplo, este borde de
corte puede estar curvado en forma de espiral.
Las formas de realización útiles de la invención
se indican en las reivindicaciones subordinadas.
Preferentemente, dicho por lo menos un segundo
borde de corte que está provisto en el orificio de admisión de la
bomba está formado como un dedo que se prolonga radialmente en el
interior del orificio de admisión. A continuación, por ejemplo, una
parte del cubo del rodete axial puede ser fácilmente accesible.
Preferentemente, los primeros bordes de corte de
los álabes del rodete están formados en una superficie de corte del
rodete axial, superficie de corte la cual rodea una parte del cubo
anular del rodete axial y el segundo borde de corte se extiende
radialmente hacia dentro por lo menos hasta la parte del cubo. A
continuación, por ejemplo, el primer borde de corte se extiende más
allá de la periferia exterior del orificio de admisión. Como
resultado, la superficie de corte provista de los primeros bordes de
corte coopera con el segundo borde de corte y el borde periférico
exterior del orificio de admisión de tal manera que, durante la
operación de corte, se forma una ventana y se cierra gradualmente.
Esto asegura que las virutas más largas son seccionadas de forma
fiable, de modo que la longitud de las secciones de las virutas que
entran en el interior de la bomba esté limitada a un cierto
tamaño.
En una forma de realización preferida, la bomba
es una bomba centrífuga y tiene una cámara de la bomba con un tubo
de admisión que acomoda al rodete axial y la cámara de la bomba
adicionalmente acomoda, en una posición axialmente desplazada, otro
rodete o una parte del rodete axial que se prolonga radialmente y
está equipada con álabes radiales y sirve como un rodete radial
colocado aguas abajo del rodete axial. Una combinación de un rodete
axial y un rodete radial permite conseguir un rendimiento de la
bomba particularmente elevado, combinado con un alto rendimiento de
succión o de absorción, gracias al rodete axial.
Según un desarrollo adicional de la invención,
dicho por lo menos uno de los bordes de corte primeros y segundos
está provisto de dientes. Preferentemente, el primer borde de corte
está provisto de dientes.
La bomba según la invención es adecuada para un
procedimiento de bombeo de líquidos refrigerantes y lubricantes que
estén contaminados con virutas de metal, en el que las virutas de
metal son troceadas por los bordes de corte durante la operación de
bombeo.
Las formas de realización preferidas de la
invención se describirán a continuación conjuntamente con los
dibujos, en los cuales:
la figura 1 es una sección axial de una bomba
centrífuga según la invención;
la figura 2 es una vista en planta del orificio
de admisión de la bomba centrífuga; y
la figura 3 es una vista en planta de un
orificio de admisión de una bomba centrífuga según otra forma de
realización.
La bomba centrífuga representada en la figura 1
tiene un alojamiento esencialmente cilíndrico 10 con un cabezal 12
con rebordes hacia el extremo inferior del mismo y este cabezal se
sumerge en el interior del depósito de líquido, que no ha sido
representado, en la bancada de una máquina herramienta. El cabezal
12 forma una cámara de la bomba 14 la cual acomoda un rodete radial
16. En el alojamiento 10, un árbol 18 está sostenido de forma
coaxial en un rodamiento 17 y el extremo superior del árbol está
conectado a un motor de accionamiento que no ha sido representado y
está sostenido en rodamientos fijos que no han sido representados.
Estos rodamientos determinan la posición axial del árbol 18. Un
cubo 20 del rodete 16 está unido mediante chaveta sobre el extremo
inferior del árbol 18. Una pared 22 del cabezal 12, el cual forma la
parte inferior de la cámara de la bomba 14, forma un tubo de
admisión que se prolonga hacia abajo 24 coaxial con el rodete 16 y
el árbol 18.
El rodete 16 es un rodete semiabierto equipado
con álabes abiertos hacia abajo 26. Estos álabes están inclinados
de tal modo que el líquido presente en el tubo de admisión 24 es
succionado y es transportado radialmente hacia fuera al interior de
una cámara circular 28 por encima de la periferia exterior de la
cámara de la bomba 14. Gracias a la presión del líquido que se crea
en la cámara circular 18 de este modo, el líquido fluye hacia
arriba en la dirección de la flecha B a través de un canal de
elevación 30 formado en el alojamiento 10 y hacia un puerto de
salida de la bomba que no ha sido representado.
En la pared periférica interior del tubo de
admisión 24, orificios 31 conectan la cámara de la bomba 14 a un
número de canales de ventilación 32 que están distribuidos en
dirección circunferencial. Un disco de admisión 34 está dispuesto
en el extremo inferior del tubo de admisión 24 y los canales de
ventilación 32 están abiertos hacia el lado inferior del disco de
admisión. El disco de admisión 34 cierra la cámara de la bomba 14 en
el lado inferior y tiene un orificio de admisión 36.
Un rodete axial 40, el cual se representa
únicamente parcialmente en sección en la figura 1 y está equipado
con álabes helicoidales 38, está dispuesto en una extensión del
árbol 18 en el interior del tubo de admisión 24. El rodete axial 40
transporta el líquido en la dirección de la flecha A desde el
extremo inferior del tubo de admisión 24 a través del orificio de
admisión 36 y axialmente hacia arriba al interior de la parte
interna de la cámara de la bomba 14. De este modo, el rendimiento de
la bomba se incrementa significativamente.
La figura 2 es una vista como se ve desde el
lado inferior de la figura 1 y muestra el disco de admisión 34 y el
rodete axial 40 con tres álabes 38 dispuestos detrás del disco de
admisión. Han sido representados los orificios de seis canales de
ventilación 32. Sin embargo, tres de estos canales de ventilación 32
están bloqueados mediante tornillos 50 (figura 1) con los cuales el
disco de admisión 34 se fija al cabezal 12.
El disco de admisión 34 tiene una forma
esencialmente anular con dos dedos 52 que se prolongan radialmente
hacia dentro en el interior del orificio de admisión 36. Los dedos
52 están doblados en forma de espiral y, desde el interior hacia el
exterior, se desvían de forma creciente desde la dirección radial a
la dirección de giro del rodete (flecha C). En el lado inferior los
bordes del orificio de admisión 36 están redondeados, como se ve
mejor en la figura 1 en donde los dedos 52 están representados en
sección.
En la figura 2, se reconoce el lado inferior del
rodete axial 40 el cual forma una superficie de corte 54 que está
rayada en el dibujo. La superficie de corte 54 se extiende sobre los
lados inferiores de los álabes 38 y sobre una parte del cubo anular
56. En cada álabe 38, la superficie de corte 54 forma un primer
borde de corte 58 el cual coopera con segundos bordes de corte 60
formados en los dedos 52. Puesto que los primeros bordes de corte
58 se extienden esencialmente en dirección radial, mientras los
segundos bordes de corte 60 forman espiral alejándose de la
dirección radial en la dirección del giro del rodete, los bordes de
corte primeros y segundos 58 y 60 cooperan como un par de tijeras
cuando gira el rodete axial 40. La acción de tijera empieza entre
los bordes de corte primeros y segundos cuando se encuentran entre
sí y proceden entonces radialmente desde el interior hacia el
exterior. En la posición exterior, los segundos bordes de corte 60,
sin embargo, están curvados en una dirección opuesta a la dirección
de giro del rodete axial 40 (flecha C).
Los primeros bordes de corte 58 se extienden a
lo largo de los dedos 52 radialmente hacia fuera más allá de un
radio de abertura máximo del orificio de admisión 36, como ha sido
indicado en líneas esquemáticas en la figura 2. Los segundos bordes
de corte 60 se extienden hacia dentro hasta la parte del cubo 56.
Por lo tanto, cada vez que un primer borde de corte 58 se desplaza
hacia un segundo borde de corte 60, los bordes del orificio de
admisión 36 y la superficie de corte 54 definen una ventana la cual
se cierra completamente durante la operación de corte. Esto asegura
que las virutas largas son seccionadas de forma fiable.
Las partes de los álabes 38 y de los dedos 52
que forman los bordes de corte primeros y segundos 58, 60 están
formadas por ejemplo de acero templado con una dureza Rockwell de 60
HRC. La dureza y la separación axial entre los primeros bordes de
corte 58 y los segundos bordes de corte 60 se tienen que determinar
de acuerdo con el propósito para el cual se va a utilizar la
bomba. Asimismo, es posible que la superficie de corte 54 deslice
sobre el disco de admisión 34. La separación axial entre los bordes
de corte primeros y segundos 58, 60 se puede ajustar y variar por
medio de láminas separadoras. Por ejemplo, las láminas separadoras
se insertan desde el exterior entre el disco de admisión 34 y el
cabezal 12, de modo que se cambia la distancia entre el disco de
admisión 34 y la superficie de corte 54.
El ejemplo de la forma de realización
representada en la figura 3 corresponde esencialmente al ejemplo
representado en las figuras 1 y 2. Sin embargo, los bordes de corte
58 de la superficie de corte 54 de los álabes 58 están formados con
dientes de sierra 62 los cuales aseguran que cualquier viruta quede
sujeta por los dientes 62 y sea arrastrada durante la operación de
corte y entonces será cortada. Esto evita que las virutas se
amontonen radialmente hacia fuera a lo largo del borde de corte,
por ejemplo, cuando se cierra la ventana formada por los bordes del
orificio de admisión 36 y la superficie de corte 54.
De ese modo, los dientes 62 resultan en una
carga más uniforme en los bordes de corte 58 y 60 y también
incrementan el rendimiento de los bordes de corte 58 y 60.
Como una alternativa o además, los dientes
también pueden estar provistos en los bordes de corte 60 de
los
dedos 52.
dedos 52.
A diferencia de los ejemplos de la forma de
realización que han sido descritos, el disco de admisión 34, por
ejemplo, puede estar fijado al cabezal 12 en taladros roscados
adicionales o de cualquier otro modo.
En los ejemplos representados, el rodete axial
14 está montado en el árbol 18 por debajo del rodete radial 16. Sin
embargo, también es posible proporcionar un tren de accionamiento
separado para el rodete 40. Por otra parte, el rodete 40 puede
estar formado asimismo una sola pieza con el rodete radial 16.
La cámara anular 28 la cual está dispuesta por
encima de los extremos radiales de los álabes 26 del rodete 16 en
la figura 1, alternativamente puede estar dispuesta alrededor de la
periferia del rodete 16.
Además, mientras los ejemplos representados se
refieren a una bomba centrífuga de una única etapa con únicamente
un rodete radial 16, la invención también es aplicable a bombas
centrífugas de múltiples etapas. De forma similar, la invención es
aplicable a bombas provistas únicamente de uno o más rodetes
axiales.
Por supuesto, también son posibles otras formas
de realización de los bordes de corte 58, 60 y del disco de
admisión 34. Por ejemplo, los dos dedos curvados 52 pueden ser
sustituidos por una barra que pasa a través de la parte del
cubo 56.
cubo 56.
Claims (9)
1. Bomba provista de un rodete (40) con unos
álabes helicoidales (38) para succionar líquido a través de un
orificio de admisión (38) formado en el lado inferior del rodete
(40), en el que están provistos los álabes (38), en el lado
inferior del rodete (40) con unos primeros bordes de corte (58) los
cuales, cuando gira el rodete (40), están en relación de corte con
por lo menos un segundo borde de corte (60) formado en el orificio
de admisión (36), caracterizada porque el rodete (40) es un
rodete axial y el segundo borde de corte (60) colocado en el
orificio de admisión (36) de la bomba se desvía de la dirección
radial del rodete axial (40) en la dirección de giro.
2. Bomba según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicho por lo menos un segundo borde de
corte (60) formado en el orificio de admisión (36) de la bomba está
formado en un dedo (52) que se prolonga radialmente en el interior
del orificio de admisión (36).
3. Bomba según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho por
lo menos un segundo borde de corte (60) formado en el orificio de
admisión (36) de la bomba y el primer borde de corte (58) de dicho
por lo menos un álabe (38) están dispuestos para cooperar como un
par de tijeras.
4. Bomba según la reivindicación 3,
caracterizada porque los bordes de corte (58, 60) están
colocados de tal modo que, cuando gira el rodete axial (40), la
acción de tijera entre los primer y segundo bordes de corte (58,
60) que se encuentran entre sí proceden esencialmente de manera
radial hacia fuera.
5. Bomba según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los
primeros bordes de corte (58) de los álabes (38) en el lado
inferior del rodete axial (40) están formados en una superficie de
corte (54) la cual rodea una parte del cubo anular (56) del rodete
axial (40), y porque el segundo borde de corte (60) se extiende
radialmente hacia dentro por lo menos hasta la parte del cubo
(56).
6. Bomba según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la bomba es
una bomba centrífuga y una cámara de la bomba (14) tiene un tubo de
admisión (24) que aloja el rodete axial (40), alojando la cámara de
la bomba (14), en una posición axialmente desplazada, otro rodete
(16) o una parte del rodete axial (40) equipado con unos álabes
radiales (26), que forman un rodete radial (16) dispuesto aguas
abajo del rodete axial (40).
7. Bomba según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque por lo
menos uno de los primer y segundo bordes de corte (58, 60) presenta
unos dientes (62).
8. Bomba según la reivindicación 7,
caracterizada porque el primer borde de corte (58) presenta
los dientes (62).
9. Procedimiento para bombear líquidos
refrigerantes y lubricantes que están contaminados con virutas de
metal con una bomba según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque, durante el bombeo, las virutas de
metal son troceadas por los bordes de corte (58) en el lado inferior
del rodete axial (40) cuando entran en el interior del orificio de
admisión (36).
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