ES2325148T3 - Bomba, especialmente bomba de piston. - Google Patents

Abstract

Bomba (1), especialmente una bomba de pistón, con un mecanismo de biela (3), que acciona de forma oscilante un pistón (5) dispuesto en una carcasa y guiado en un alojamiento (51), y con una cabeza de bomba (6) fijada en la carcasa (2) para la conducción del fluido impulsado con presión, extraído desde un espacio de aspiración (9), en la que la carcasa (2) rodea el mecanismo de biela (3) y el pistón (5), en el que en el pistón (5) están fijados medios de obturación elásticos (7), que acondicionan una obturación hermética a la presión hacia un espacio de carcasa inferior (19) que contiene el mecanismo de biela (3) y en la carcasa (2) está configurado un espacio intermedio (12) por encima del espacio inferior de la carcasa (19) y por debajo de la cabeza de la bomba (6), en la que alrededor del pistón (5) está prevista una obturación de alta presión (51), caracterizada porque está prevista una obturación de baja presión (52) adyacente al espacio intermedio (12) relleno con aire.

Description

Bomba, especialmente bomba de pistón.

La presente invención se refiere a una bomba, especialmente una bomba de pistón, con un mecanismo de biela, que acciona de forma oscilante un pistón dispuesto en una carcasa y guiado en un alojamiento, y con una cabeza de bomba fijada en la carcasa para la conducción del fluido impulsado con presión, en la que la carcasa rodea el mecanismo de biela y el pistón.

Existen bombas de pistón, que se emplean especialmente en técnica de agua a alta presión, puesto que éstas son compactas y se pueden emplear con seguridad funcional a presiones entre 100 y 2000 bares. Estas bombas de pistón poseen frente a otros tipos de construcción de bombas, como las bombas giratorias de desplazamiento, la ventaja de un buen rendimiento energético y están en condiciones de transportar también en condiciones difíciles de flujo, como alta temperatura, medios de baja y de alta viscosidad así como líquidos cargados con sustancias sólidas. Las bombas de pistón poseen una marcha relativamente estable y libre de vibraciones y son fáciles de mantener. En estas bombas de pistón dispuestas verticalmente es un inconveniente que en la parte inferior de la carcasa con el mecanismo de biela está presente aceite, de manera que esta zona de la carcasa debe montarse frente a la zona superior de la carcasa a través de separadores correspondientes y una junta de obturación del espacio de aspiración difícil de instalar. A tal fin debe acondicionarse la superficie del vástago de pistón, para recibir un anillo de obturación correspondiente.

El documento US 4 967 213 publica una bomba de pistón, en la que un pistón está guiado de forma oscilante y un fuelle acondiciona una junta de obturación entre una carcasa y el pistón. Esta bomba de pistón no se puede emplear, sin embargo, para presiones más elevadas, puesto que la junta de obturación del pistón y la junta de obturación de fuelle no están diseñadas mecánicamente para tales cargas.

El documento FR 227 39 61 muestra una bomba de membrana, en la que en un pistón está fijada una membrana. El pistón está guiado de forma desplazable en una junta de obturación. Esta construcción no es adecuada para presiones elevadas y medios agresivos.

Se conoce a partir del documento GB 1414675 una bomba combinada de pistón y membrana, en la que un espacio de carcasa con un mecanismo de biela está separado a través de una membrana de la zona de conducción de fluido con un pistón. En el caso de un daño de la membrana, sin embargo, el fluido que está bajo presión puede llegar al espacio de la carcasa con el mecanismo de biela.

Por lo tanto, el problema de la presente invención es crear una bomba, especialmente bomba de pistón del tipo mencionado al principio, en la que se acondiciona de una manera sencilla una junta de obturación fiable hacia el espacio de la carcasa que contiene, entre otras cosas, el mecanismo de biela y que se puede emplear también en condiciones ambientales extremas.

Este problema se soluciona con una bomba con las características de la reivindicación 1.

Cuando en el pistón están fijados medios de obturación elásticos, que acondicionan una junta de obturación hermética a la presión hacia un espacio interior de la carcasa que contiene el mecanismo de biela, el pistón o bien un elemento de obturación y de guía vertical fijado en el pistón no tiene que estar guiado ya con precisión especialmente alta en un alojamiento, para generar una obturación hacia la parte superior de la carcasa. Por ejemplo, se puede suprimir una mecanización de la superficie del vástago de pistón para alojamientos de anillo de obturación o se puede ahorrar un anillo de deslizamiento o aro de retención. Los medios de obturación elásticos sirven en este caso, entre otras cosas, como protección contra salpicaduras, para prevenir una entrada de aceite desde la zona del mecanismo de pistón en la parte superior de la carcasa. Una obturación hermética de este tipo de la parte inferior de la carcasa ofrece ventajas especiales para bombas químicas, puesto que tal obturación resistente a los medios y al chorro de agua solamente era posible hasta ahora con bombas de membrana. En particular, cuando el fluido a transportar está cargado con suciedad, es nocivo, perjudicial para la salud, corrosivo, explosivo o combustible, se aplican las ventajas de la junta de obturación hermética. Cuando el fluido es mal lubricante, se podría perjudicar una lubricación del mecanismo de biela sin una junta de obturación correspondiente.

De acuerdo con la invención, en la carcasa está configurado un espacio intermedio por encima del espacio inferior de la carcasa y por debajo de la cabeza de la bomba. Este espacio intermedio está relleno con aire. De esta manera, existe una separación clara entre un espacio de fluido en la cabeza de la bomba, el espacio intermedio que está relleno con aire y el espacio del mecanismo de biela, en el que está contenido aceite.

Con preferencia, el medio de obturación está fijado sobre uno de los lados en el pistón y sobre el lado opuesto en la carcasa. El montaje se facilita en este caso cuando en la carcasa están configuradas nervaduras interiores, que rodean el pistón en forma de anillo, de manera que los medios de obturación solamente se fijan sobre esta sección de la carcasa. Para poseer una elasticidad suficiente para el movimiento el pistón, los medios de obturación pueden estar configurados como fuelle anular o cónico. Una configuración cónica del fuelle tiene la ventaja de que se previene un pandeo. Los ejes previstos en el fuelle deberían preverse en un número tal que no se produce oscilación tampoco a altas frecuencias de carrera. En el caso de una configuración hermética de los medios de obturación, se puede emplear la bomba en un entorno extremo.

El pistón puede estar configurado de varias partes, para poder fija los medios de obturación en un elemento inferior del pistón. En la zona superior, el pistón está alojado en forma de émbolo en un casquillo o bien un alojamiento para la junta de obturación del pistón.

De acuerdo con otra forma de realización de la invención, la bomba presenta varios pistones adyacentes, en la que alrededor de cada pistón están previstos medios de obturación hacia un espacio inferior de la carcasa. Los varios pistones pueden estar agrupados entonces en una unidad de bomba común, para acondicionar un volumen de transporte grande. Por lo tanto, con preferencia, la bomba está configurada como bomba de pistón de alta presión.

A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de un ejemplo de realización con referencia a los dibujos adjuntos. En este caso:

La figura 1 muestra una vista lateral en sección a través de un ejemplo de realización de una bomba de acuerdo con la invención.

La figura 2 muestra una vista en planta superior en sección sobre las partes esenciales de la bomba de la figura 1.

La figura 3 muestra una vista de detalle de la sección inferior del pistón.

Una bomba de pistón 1, representada en las figuras 1 y 2, comprende una carcasa 2 de una o de varias partes, en la que está previsto un mecanismo de biela inferior 3. El mecanismo de biela 3 sirve para el accionamiento de un pistón 5, que está configurado de varias partes y comprende una sección inferior del pistón 4. El pistón 5está fabricado de material de alta resistencia al desgaste, como cerámica o metal duro y se desliza sin presión de apriete en un casquillo de rodadura o bien un alojamiento 51 no representado en detalle para la obturación del intersticio anular formado alrededor del pistón 5. Este alojamiento 51 forma una junta de obturación de alta presión y puede estar configurado como laberinto, empaquetadura o junto de obturación hidrodinámica. Debajo del alojamiento 51 está prevista una junta de obturación de baja presión 52, que está configurada como empaquetadura o anillo de obturación de elastómero. Debido a la estructura vertical, la bomba de pistón 1 puede trabajar de forma neutra en cuanto al peso.

En la carcasa 2, en la parte superior está prevista una cabeza de bomba 6, en la que están configurados canales para la conducción de un fluido. La cabeza de la bomba 6 está fijada por medio de bulones 11 en la carcasa 2.

Para el bombeo de un fluido se aspira fluido en el espacio 8 desde un espacio de aspiración 9 durante un movimiento descendente del pistón 5. Tan pronto como el pistón 5 ha pasado por el punto más bajo, se mueve el pistón 5 hacia arriba y cierra a través de una válvula el acceso al espacio de aspiración 9. Además, se activa una válvula 50, que abre un acceso a un espacio de presión 10. A través del movimiento del pistón 5 hacia arriba, a partir de la generación de una presión determinada, se bombea el fluido de esta manera al espacio de presión y se distribuye a través de líneas correspondientes.

Para la obturación entre un espacio inferior de la carcasa 19, en el que está dispuesto el mecanismo de biela 3, y un espacio intermedio 12 relleno con aire está previsto un fuelle 7 configurado en forma de anillo y cónico. A través de la configuración cónica y en forma ondulada del fuelle 7 se impide un pandeo durante el movimiento del pistón 5. El fuelle 7 está fijado en un lado en el pistón 5, de manera que en la sección inferior del pistón 4 está prevista una pestaña 43, en la que está retenida herméticamente una sección 14 de forma anular sobre un elemento de sujeción 15. En el lado opuesto, el fuelle 7 está fijado con efecto de obturación en un alojamiento 17 en forma de anillo a través de otros ele-
mentos de sujeción. El alojamiento 17 está conectado integralmente con la carcasa 2 a través de nervaduras interiores.

El fuelle 7 está formado por un material resistente a los medios y resistente al chorro de agua, de manera que la bomba 1 se puede emplear también en condiciones extremas. El espesor de pared del material flexible del fuelle 7 está entre 1 y 2 mm.

En el ejemplo de realización mostrado, varios pistones 5 están dispuestos adyacentes entre sí. En este caso, el mecanismo de biela 3 es accionado a través de un eje de piñón 30, cuyos piñones engranan con una o varias ruedas dentadas 29. Las ruedas dentadas 29 están conectadas con un eje de cigüeñal, en el que a través de la aplicación excéntrica de los pivotes de biela se genera un movimiento oscilante del pistón 5. En este caso, un elemento de guía 21 está articulado en un eje 22 en la biela 32. En el espacio inferior de la carcasa 19 está prevista una lubricación de circulación de aceite a presión. El elemento de guía 21 está guiado en un alojamiento 20, en el que entre el elemento de guía 21 y el alojamiento 20 no debe preverse ningún medio de obturación costoso, puesto que el fuelle 7 acondiciona una junta de obturación hermética y forma una protección contra salpicaduras. Este tipo de junta de obturación elástica a través del fuelle 7 previene también un desgaste de medios de obturación, como guías de deslizamiento, etc.

Como se puede reconocer en la figura 2, en el ejemplo de realización mostrado están montados 3 pistones en la carcasa 2. También es posible agrupar más o menos pistones 5 en una unidad de bomba.

Como se representa en la figura 3, la sección inferior del pistón 4 comprende una pestaña 43 para la fijación del fuelle 7. Dentro de la pestaña 43 está previsto un tope 44 para la conexión con la parte superior del pistón 5. En el lado opuesto está configurado un pivote 41, que encaja en el elemento de guía 21. El pivote 41 presenta un diámetro reducido, de manera que se pueden absorber las fuerzas de presión por el elemento de guía 21 sobre el saliente 42.

Claims (8)

1. Bomba (1), especialmente una bomba de pistón, con un mecanismo de biela (3), que acciona de forma oscilante un pistón (5) dispuesto en una carcasa y guiado en un alojamiento (51), y con una cabeza de bomba (6) fijada en la carcasa (2) para la conducción del fluido impulsado con presión, extraído desde un espacio de aspiración (9), en la que la carcasa (2) rodea el mecanismo de biela (3) y el pistón (5), en el que en el pistón (5) están fijados medios de obturación elásticos (7), que acondicionan una obturación hermética a la presión hacia un espacio de carcasa inferior (19) que contiene el mecanismo de biela (3) y en la carcasa (2) está configurado un espacio intermedio (12) por encima del espacio inferior de la carcasa (19) y por debajo de la cabeza de la bomba (6), en la que alrededor del pistón (5) está prevista una obturación de alta presión (51), caracterizada porque está prevista una obturación de baja presión (52) adyacente al espacio intermedio (12) relleno con aire.

2. Bomba de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de obturación (7) están fijados sobre uno de los lados en el pistón (5) y sobre el lado opuesto en la carcasa (2).

3. Bomba de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los medios de obturación (7) están configurados como fuelle en forma de anillo y/o cónico.

4. Bomba de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los medios de obturación (7) acondicionan una obturación hermética entre el espacio de la carcasa (19) y el espacio intermedio (12).

5. Bomba de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los medios de obturación (7) forman una protección contra las salpicaduras de aceite desde el espacio inferior de la carcasa (19) y el espacio intermedio (12) está relleno con aire.

6. Bomba de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el pistón (5) está configurado de varias partes.

7. Bomba de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la bomba (1) presenta varios pistones (5) adyacentes y alrededor de cada pistón (5) están previstos medios de obturación (7) hacia un espacio inferior de la carcasa (19).

8. Bomba de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la bomba (1) está configurada como bomba de pistón de alta presión.