ES2353985T3 - Dispositivo de accionamiento para funcionamiento sumergido por debajo de una superficie de líquido. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de accionamiento para el funcionamiento sumergido por debajo de una superficie de líquido (F), especialmente para el funcionamiento sumergido en un depósito de sedimentación, con un árbol de accionamiento (5) guiado desde una carcasa, en el que el árbol de accionamiento (5) está guiado para la obturación de la carcasa contra una penetración de líquido a través de una junta de obturación anular deslizante (12, 13) alojada en una cámara de obturación (10), caracterizado porque un conducto (22) para el alojamiento de una reserva de aceite está conectado con la cámara de obturación (10) y está guiado hasta por encima de la superficie de líquido (F), de manera que el aceite alojado en la cámara de obturación (10) está bajo una presión más alta que el líquido en el entorno del árbol de accionamiento (5) y de esta manera se impide una penetración de líquido en la zona de la junta de obturación de anillo deslizante (12, 13).

Description

[0001] La invención se refiere a un dispositivo de accionamiento para el funcionamiento sumergido por debajo de una superficie de líquido, especialmente para el funcionamiento sumergido en un depósito de sedimentación. [0002] De acuerdo con el estado de la técnica (ver el documento EP-A-0144850), para la circulación de aguas residuales alojadas en un depósito de sedimentación se utilizan dispositivos agitadores. En este caso se diferencian dispositivos agitadores verticales, en los que, por ejemplo, se hace girar un cuerpo agitador configurado de forma hiperboloide sobre un árbol de accionamiento vertical. Un motor eléctrico que acciona el árbol de accionamiento puede estar colocado en este caso o bien por encima o por debajo de la superficie de líquido. Además, se conocen los llamados dispositivos agitadores horizontales, en los que un motor eléctrico instalado habitualmente debajo de la superficie de líquido hace girar una hélice. [0003] En dispositivos agitadores con un dispositivo de accionamiento instalado debajo de la superficie de líquido es necesario obturar el árbol de accionamiento guiado desde una carcasa del dispositivo de accionamiento de tal forma que no pueda penetrar líquido en la carcasa. Con esta finalidad, el árbol de accionamiento está guiado habitualmente a través de una cámara de obturación, en cuya entrada está prevista una junta de obturación de árbol y en cuya salida dirigida hacia el líquido está prevista una junta de obturación de anillo deslizante. Para la lubricación de la junta de obturación de anillo deslizante, en la cámara de obturación está alojada habitualmente una reserva de aceite. [0004] La junta de obturación de anillo deslizante debe mantenerse en la práctica a intervalos regulares y, dado el caso, debe sustituirse. Esto está unido con un gasto considerable, puesto que en este caso habitualmente el dispositivo agitador debe elevarse fuera del depósito de sedimentación y debe desmontarse. [0005] El cometido de la invención es eliminar los inconvenientes de acuerdo con el estado de la técnica. En particular, debe indicarse un dispositivo de accionamiento, con el que es posible un funcionamiento sumergido con un tiempo de actividad mejorado. De acuerdo con otro objetivo de la invención, el dispositivo de accionamiento debe mantenerse de la manera más sencilla posible y especialmente un daño en la zona de la junta de obturación debe poder reconocerse fácilmente.
[0006] Este cometido se soluciona a través de las características de las reivindicaciones 1 y 11. Las configuraciones convenientes de la invención se deducen a partir de las características de las reivindicaciones 2 a 10 así como 12 y
13. [0007] De acuerdo con la invención, está previsto que un conducto para el alojamiento de una reserva de aceite esté conectado con la cámara de obturación y esté guiado hasta por encima de la superficie de líquido. De este modo se puede prolongar considerablemente de una manera sorprendente el tiempo de actividad de un dispositivo de accionamiento accionado por debajo de una superficie de líquido. Puesto que la cámara de obturación está provista con una reserva de aceite que se extiende por encima del líquido, se puede asegurar de manera sencilla que la cámara de obturación esté en cualquier momento totalmente llena de aceite. El nivel del aceite en la cámara de obturación se puede controlar fácilmente. Una disminución inadmisiblemente rápida de la reserva de aceite alojada en el conducto muestra un defecto de la junta de obturación de anillo deslizante. Por lo tanto, una reparación de la junta de obturación de anillo deslizante se puede limitar a los casos de un daño real de la misma. Otra ventaja esencial de la invención consiste en que a través de la reserva de aceite que se extiende hasta por encima de la superficie de líquido, se ejerce una presión hidrostática sobre el aceite alojado en la cámara de obturación. El aceite alojado en la cámara de obturación está, por lo tanto, bajo una presión más elevada que el líquido en el entorno del árbol de accionamiento. De esta manera, se puede prevenir una penetración no deseada de líquido en la zona de la junta de anillo deslizante. Se puede asegurar que la junta de obturación de anillo deslizante está impulsada en todo momento con aceite. [0008] De acuerdo con una configuración ventajosa, el conducto está configurado transparente al menos en una sección que se encuentra por encima de la superficie de líquido. Esto posibilita un control visual sencillo y rápido. De esta manera, al mismo tiempo se puede establecer si en el conducto se encuentra todavía aceite suficiente. [0009] De acuerdo con otra configuración ventajosa de la invención, el conducto está configurado con una fuente de presión para la generación de una sobrepresión que excede la presión del líquido que rodea la cámara de obturación. En este caso, la fuente de presión está prevista con preferencia por encima de la superficie de líquido. Esto facilita la reparación y el mantenimiento. En la fuente de presión se trata de manera más conveniente de una fuente de aire comprimido, que está conectada con la reserva de aceite.
[0010] En la fuente de presión se puede tratar también de un conducto de aire comprimido. Tales conductos de aire comprimido son conducidos especialmente en instalaciones depuradoras para la ventilación de depósitos de sedimentación en la zona de dispositivos agitadores. Tal conducto de aire comprimido está guiado habitualmente hasta el fondo del depósito de sedimentación y está impulsado con una presión, que posibilita en contra de la presión efectiva del líquido una salida de aire en la zona del fondo del depósito de sedimentación. La cámara de obturación llena de aceite del dispositivo de accionamiento está sumergida, en cambio, menos profunda en el líquido, de manera que la presión del líquido, que actúa en el entorno de la cámara de obturación, es más reducida que la presión del aire que se encuentra en el conducto de aire comprimido. A través de una conexión del conducto con el conducto de aire comprimido se puede generare, por lo tanto, de manera sencilla una sobrepresión en la cámara de obturación, que impide en todo momento una penetración no deseada de líquido en la cámara de obturación. El conducto está conducido de manera más ventajosa sobre una parte esencial de su longitud esencialmente vertical, es decir, con un gradiente de más de 40º, a lo largo del conducto de aire comprimido. Está conectado especialmente en tal sección vertical con el conducto de aire comprimido. En este caso, un punto de conexión del conducto en el conducto de aire comprimido se encuentra de manera más conveniente a una altura de 10 cm a 200 cm, con preferencia aproximadamente de 50 cm a 100 cm por encima del nivel del líquido. [0011] De acuerdo con otra configuración de la invención, está previsto que el conducto esté guiado, al menos por secciones, a lo largo del conducto de aire comprimido hacia la cámara de obturación. El conducto de aire comprimido está realizado, en general, esencialmente más estable en comparación con el conducto. A través de una fijación del conducto en el conducto de aire comprimido se puede evitar un daño o una repercusión de fuerzas de tracción no deseada. [0012] El conducto puede estar guiado, al menos por secciones, también a lo largo de un cable que suministra corriente al motor. También en este caso se consigue una protección mejorada del conducto frente a daños. [0013] En el sentido de la presente invención, el concepto de “dispositivo de accionamiento” debe entenderse en general. A este respecto, se puede tratar de un motor eléctrico. En este caso, el árbol de accionamiento es un componente del motor eléctrico. El dispositivo de accionamiento puede estar combinado también con un engranaje. En este caso, el árbol de accionamiento es un componente de un engranaje accionado con el motor eléctrico. [0014] La cámara de obturación está obturada de manera más conveniente en un segundo lado, dirigido hacia el motor eléctrico o hacia el engranaje, con una junta de obturación de árbol que rodea el árbol de accionamiento. En este caso, se puede tratar de una junta de obturación de árbol convencional, por ejemplo un anillo de retención “Simmer” o similar, con el que se evita eficazmente una salida de aceite, que está a sobrepresión, desde la cámara de obturación. [0015] Especialmente en el caso mencionado, la cámara de obturación, la junta de obturación de anillo deslizante y la junta de obturación de árbol pueden ser componentes de una instalación de obturación configurada como unidad de montaje. Tal instalación de obturación se puede sustituir de manera sencilla y rápida. Se evita un desmontaje separado de las juntas de obturación alojadas allí, lo que es laborioso y caro. [0016] De acuerdo con la invención, está previsto un mecanismo agitador sumergido, en el que un dispositivo de accionamiento de acuerdo con la invención está colocado en un bastidor y en el que el árbol de accionamiento está conectado con un cuerpo agitador. En el cuerpo agitador se puede tratar de una hélice o de un cuerpo agitador hiperboloide. El árbol de accionamiento puede estar horizontal o vertical con relación a una superficie de líquido. El bastidor puede ser componente de un dispositivo de ventilación y puede estar conectado con un conducto de aire comprimido. Es decir, que el bastidor puede estar configurado hueco, al menos por secciones, de manera que con ello se puede conducir aire comprimido hasta la proximidad del fondo, por ejemplo de un depósito de sedimentación,. [0017] A continuación se describe en detalle un ejemplo de realización de la invención con la ayuda de un dispositivo agitador. En este caso:
La figura 1 muestra una representación en perspectiva de un mecanismo agitador sumergido.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de la sección parcial según la figura 1.
La figura 3 muestra una vista parcial de la cámara de obturación de acuerdo con la figura 2, y
La figura 4 muestra una vista en perspectiva de una sección extrema de la manguera de aire comprimido. [0018] Las figuras 1 y 2 muestran un mecanismo agitador sumergido, que es accionado por debajo de una superficie de líquido F, por ejemplo en un depósito de sedimentación. En un bastidor 1 está fijado un dispositivo de accionamiento. 2. El dispositivo de accionamiento 2 comprende un motor eléctrico 3, que está conectado aquí en cuanto al funcionamiento con un engranaje 4. Desde una carcasa que rodea el dispositivo de accionamiento 2, aquí una sección de carcasa que rodea el dispositivo de accionamiento 2, se extiende un árbol de accionamiento 5, en el que está instalado un elemento agitador 6, aquí un agitador hiperboloide. [0019] En el bastidor 1 fabricado a partir de tubos huecos, especialmente tubos cuadrados, está instalada una manguera de aire comprimido 7. Debajo del elemento agitador 6 se encuentra un conducto anular 6, conectado igualmente con el bastidor 1, que está provisto con orificios de ventilación (no mostrados aquí). A través de la manguera de aire comprimido 7 se puede transportar, por lo tanto, aire a través del bastidor 1 hasta el conducto anular 8 y desde allí a través de los orificios de ventilación hasta la zona por debajo del elemento agitador 6. La manguera de aire comprimido 7 puede estar conectada también indirectamente con el conducto anular 8 o con otro elemento de gasificación adecuado, es decir, que el bastidor 1 no tiene que ser componente de una instalación de ventilación. [0020] Un cable 9 conectado con el motor eléctrico está guiado por secciones a lo largo de la manguera de aire comprimido 7 y está conectado en esta sección con la manguera de aire comprimido 7. [0021] La figura 3 muestra una vista de detalle de una instalación de obturación 9 realizada como unidad de montaje, que rodea una cámara de obturación 10. El árbol de accionamiento 5 está guiado a través de una junta de obturación de árbol 11 alojada en el lado de entrada en la instalación de obturación y a través de una junta de obturación de anillo deslizante 12 alojada en el lado de salida en la instalación de obturación 9. Un anillo deslizante 13 es presionado por medio de un muele 14 contra un anillo deslizante opuesto 15. El anillo deslizante opuesto 15 está apoyado sobre una sección de la carcasa 16 circundante que se proyecta radialmente hacia dentro. El muelle 14 está apoyado contra un saliente 17 radial circundante del árbol de accionamiento 5. Desde el anillo deslizante 13 hasta la proximidad del saliente 17 se extiende un manguito de obturación 18 fabricado de un material elástico. La cámara de obturación 10 presenta una abertura 19, en la que está instalado un primer elemento de conexión 20 de un conducto (no mostrado aquí). [0022] La figura 4 muestra en vista en perspectiva un extremo, que se encuentra por encima de la superficie de líquido F, de la manguera de aire comprimido 7, que está provisto con una pestaña21 para la conexión en un conducto de aire comprimido (no mostrado aquí). Un conducto 22 conectado con el primer elemento de conexión 20 con la cámara de obturación 10 está conectado en la zona de la pestaña 21 con un segundo elemento de conexión 23 en el conducto de aire comprimido 7. El conducto 22 está fabricado de manera más conveniente a partir de una manguera transparente, de manera que se puede reconocer desde el exterior un aceite alojado en ella. Como se deduce especialmente a partir de la figura 1, el conducto 22 está guiado a lo largo de la manguera de aire comprimido y está fijado en ella. [0023] La función del dispositivo de accionamiento es la siguiente. [0024] La cámara de obturación 10, cerrada herméticamente por medio de la junta de obturación de anillo deslizante 12 y la junta de obturación del árbol 11 está llena de un aceite con preferencia biodegradable. El conducto 22 que parte desde la cámara de obturación 10 está igualmente lleno de aceite. El aceite alojado en el conducto 22 forma una reserva de aceite. [0025] La cantidad de la reserva de aceite alojada en el conducto 12 se puede verificar en el caso de una configuración transparente del mismo sin más desde el exterior a través de una prueba visual. Con esta finalidad, la sección del conducto 22 que se encuentra por encima de la superficie de líquido F se puede proveer con una marca. [0026] A través de la conexión del conducto 22 con el segundo elemento de conexión 23 en la manguera de presión 7 se coloca la reserva de aceite y, por lo tanto, también el aceite alojado en la cámara de obturación 10 bajo una sobreprecio. La sobrepresión es mayor que una presión del líquido, que actúa sobre la junta de obturación de anillo deslizante 12. Como consecuencia de ello, una pequeña cantidad de aceite sale constantemente a través de la junta de obturación de anillo deslizante 12 en la dirección del líquido circundante. De esta manera, se asegura en cualquier momento que no pueda penetrar líquido, sobre todo cargado con suciedad, en la junta de obturación de anillo deslizante 12 y puede conducir a un desgaste de la misma. [0027] El dispositivo de accionamiento de acuerdo con la invención ha sido descrita anteriormente con la ayuda de un mecanismo agitador sumergido. Evidentemente, el dispositivo de accionamiento propuesto de acuerdo con la invención se puede utilizar también para otros fines. [0028] Como fuente de presión se ha descrito en el presente ejemplo de realización para mayor simplicidad una conexión del conducto 22 en la manguera de aire comprimido 7. Evidentemente es posible utilizar también otras fuentes de presión para la generación de una sobrepresión en la cámara de presión 10. Por ejemplo, se puede generar una sobrepresión también por medio de un compresor. [0029] En el presente ejemplo de realización, se ha descrito como reserva de aceite un volumen dado a través del conducto 22. Evidentemente también es posible conectar el conducto 22 con un depósito de reserva o conectar un depósito de reserva en el conducto 22. [0030] La unidad de montaje realizada de manera más preferida en el presente ejemplo de realización como instalación de obturación 9 puede ser también componente de una carcasa de engranaje o de una carcasa de motor, es decir, que no tiene que estar realizada como unidad de montaje. Lista de signos de referencia
[0031]
1
Bastidor
2
Dispositivo de accionamiento
3
Motor eléctrico
4
Engranaje
5
Árbol de accionamiento
6
Elemento agitador
7
Manguera de aire comprimido
8
Conducto anular
9
Instalación de obturación
10
Cámara de obturación
11
Junta de obturación de árbol
12
Junta de obturación de anillo deslizante
13
Anillo deslizante
14
Muelle
15
Anillo deslizante opuesto
16
Sección de carcasa
17
Saliente
18
Manguito
19
Abertura
20
Primer elemento de conexión
21
Pestaña
22
Conducto
23
Segundo elemento de conexión
F
Superficie de líquido

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Dispositivo de accionamiento para el funcionamiento sumergido por debajo de una superficie de líquido (F), especialmente para el funcionamiento sumergido en un depósito de sedimentación, con un árbol de accionamiento (5) guiado desde una carcasa, en el que el árbol de accionamiento (5) está guiado para la obturación de la carcasa contra una penetración de líquido a través de una junta de obturación anular deslizante (12, 13) alojada en una cámara de obturación (10), caracterizado porque un conducto (22) para el alojamiento de una reserva de aceite está conectado con la cámara de obturación (10) y está guiado hasta por encima de la superficie de líquido (F), de manera que el aceite alojado en la cámara de obturación
    (10) está bajo una presión más alta que el líquido en el entorno del árbol de accionamiento (5) y de esta manera se impide una penetración de líquido en la zona de la junta de obturación de anillo deslizante (12, 13).
  2. 2.-Dispositivo de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el conducto (22) está configurado transparente al menos en una sección que se encuentra por encima de la superficie de líquido (F).
  3. 3.-Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conducto (22) está conectado con una fuente de presión, prevista con preferencia por encima de la superficie de líquido (F), para la generación de una sobrepresión que excede la presión del líquido que rodea la cámara de obturación (10).
  4. 4.-Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la fuente de presión es un conducto de aire comprimido (7).
  5. 5.-Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el conducto (22) está guiado, al menos por secciones, a lo largo del conducto de aire comprimido (7) hacia la cámara de obturación (10).
  6. 6.-Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el conducto (22) está guiado, al menos por secciones, a lo largo de un cable (9) que suministra corriente al motor eléctrico (3).
  7. 7.-Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el árbol de accionamiento (5) es componente de un motor eléctrico (3).
  8. 8.-Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el árbol de accionamiento (5) es componente de un engranaje (4) accionado con un motor eléctrico (3).
  9. 9.-Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara de obturación (14) está obturada en un lado dirigido hacia el motor eléctrico (3) o hacia el engranaje (4) con una junta de obturación de árbol (11) que rodea el árbol de accionamiento (5).
    5 10.-Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara de obturación (10), la junta de obturación de anillo deslizante (12, 13) y la junta de obturación de árbol (11) son componentes de una instalación de obturación (9) configurada como unidad de montaje.
  10. 11.-Mecanismo agitador sumergido, en el que un dispositivo de
    10 accionamiento (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores está instalado en un bastidor (1) y en el que el árbol de accionamiento (5) está conectado con un cuerpo agitador (6). 12.-Mecanismo agitador sumergido de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el cuerpo agitador (6) es una hélice o un cuerpo agitador hiperboloide.
    15 13.-Mecanismo agitador sumergido de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 ó 12, en el que el bastidor (1) es componente de un dispositivo de ventilación y está conectado con el conducto de aire comprimido (7). Siguen cuatro páginas de dibujos.
    20
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