ES2401866B1 - Turbina para bombas de gran caudal - Google Patents

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Abstract

Turbina para bombas de gran caudal.#Comprende un primer cuerpo principal de material plástico que integra unos álabes, y un segundo cuerpo anular, también de material plástico, unido frontalmente a los tramos extremos exteriores de los álabes del primer cuerpo principal.#Se caracteriza porque el cuerpo anular (3) se une a los álabes (2) del cuerpo principal (1) mediante uso elementos macho que solidarios a los álabes (2) y unos elementos hembra establecidos en el cuerpo anular (3), unión esta que constituye un anclaje con retención mecánica, comprendiendo los elementos macho unos tetones (4) que se encastran con apriete en unos orificios pasantes (5) constitutivos de los elementos hembra, complementándose la unión de ambos cuerpos (1-3) de la turbina con una soldadura por ultrasonidos.

Description



DESCRIPCIÓN
Turbina para bombas de gran caudal.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una turbina para bombas de gran caudal fabricada con material plástico que es del tipo de las que comprenden en 5 principio un cuerpo principal que integra unos álabes y un cuerpo anular que se une frontalmente a los tramos extremos de los álabes por la cara frontal posterior del citado cuerpo principal, mientras que la cara frontal anterior de dicho cuerpo principal comprende una superficie cerrada interrumpida en su centro por un orificio axial pasante previsto para instalar, junto con otros elementos, el conjunto de la turbina en un eje giratorio de una bomba, ubicándose el conjunto de la turbina dentro de una carcasa que forma parte de la bomba citada. 10
Partiendo de esta premisa, el objetivo de la invención se centra en unos característicos medios de unión para fijar con total seguridad el citado cuerpo anular sobre los álabes del cuerpo principal de la turbina, evitando cualquier posibilidad de separación del cuerpo anular durante el funcionamiento de la turbina que gira a gran velocidad, separación que provocaría evidentemente al menos un mal funcionamiento y deterioro de al bomba, así como la reparación o cambio de al menos la turbina, destacándose que esta turbina está sometida a grandes 15 tensiones y esfuerzos debido a las elevadas potencias de los motores que hacen girar la turbina, potencias que rondan entre los 5 y 30 caballos de vapor (HP).
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad, las turbinas para bombas de gran caudal siempre se habían fabricado con materiales metálicos, tales como el hierro y bronce, pero también en acero, latón y otros materiales metálicos, normalmente, 20 por procesos de fundición o estampación.
La necesidad de utilizar materiales metálicos para la fabricación de las turbinas es debido a que precisan de una gran resistencia mecánica para poder soportar importantes potencias de los motores conectados a los ejes de las turbinas para transmitir su movimiento giratorio, potencias que van desde los 5 caballos de vapor (HP) hasta los 30. 25
La utilización de metales para la fabricación de turbinas de grandes potencias presenta problemas de fabricación, calidad de los acabados dada la imposibilidad de mecanizar determinadas superficies, lo que implica turbulencias y pérdidas de rendimiento, destacándose también su elevado coste.
Las turbinas se fabrican también con materiales plásticos, comprendiendo las turbinas de las bombas en estos casos un cuerpo principal que integra los álabes y un cuerpo anular que se une al cuerpo principal por 30 termofusión, pero para estos márgenes de potencia, los elevados esfuerzos y tensiones a los que está sometida la turbina provoca la separación del cuerpo anular, partiéndose el mismo, con lo cual, la bomba deja de funcionar correctamente interrumpiéndose el caudal de fluido que estaba proporcionando.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la 35 invención propone una turbina para bombas de gran caudal que comprende en principio un primer cuerpo principal de material plástico que integra unos álabes, y un segundo cuerpo anular, también de material plástico, unido frontalmente a los tramos extremos exteriores de los álabes del primer cuerpo principal.
Se caracteriza porque el cuerpo anular se une a los álabes del cuerpo principal mediante unos elementos macho que forman parte de los álabes y unos elementos hembra establecidos en el cuerpo anular, unión esta que 40 constituye un anclaje con retención mecánica, comprendiendo los elementos macho unos tetones que se encastran con apriete en unos orificios pasantes constitutivos de los elementos hembra, complementándose la unión de ambos cuerpos de la turbina con una soldadura por ultrasonidos.
El anclaje con retención mecánica entre los tetones y orificios pasantes comprende unas cabezas terminales conformadas en los extremos libres de los tetones, cabezas terminales que hacen tope contra la cara 45 libre exterior del cuerpo anular. Estas cabezas terminales se conforman debido al calentamiento de las porciones extremas de tales tetones por termofusión.
Otra característica de la invención es que el cuerpo anular comprende en su cara interior un área anular de configuración cónica con una generatriz curvocóncava que apoya complementariamente sobre unos asientos terminales curvoconvexos establecidos en los tramos extremos exteriores de los álabes del cuerpo principal de la 50 turbina, arrancando tales tetones de esos asientos terminales.
Por otro lado, el cuerpo anular comprende una estructura formada por un primer tramo principal de configuración cónica con generatriz curva y un segundo tramo menor de poca altura que tiene una configuración cilíndrica, ubicándose los orificios pasantes en el primer tramo principal del cuerpo anular.
Otra característica de la invención es que el área anular interior del cuerpo anular está ubicada en el primer tramo principal que forma parte del cuerpo anular citado. 5
Los tetones y orificios pasantes donde se encastran tales tetones comprenden una estructura cilíndrica.
Cabe señalar que la idea de construir turbinas de material plástico para bombas de gran caudal (potencias de motor desde los 5 a los 25 caballos de vapor (HP)), permite la posibilidad de que la soldadura del cuerpo anular a los álabes del cuerpo principal se realiza convencionalmente por ultrasonidos, siendo esta unión insuficiente para resistir las tensiones que se generan durante el funcionamiento de la bomba, cuya turbina gira en torno a las 3000 10 revoluciones por minuto acompañadas de una elevada potencia, tal como se ha referido anteriormente.
La idea de reforzar la soldadura por ultrasonidos con una soldadura por termofusión que se aplica a cada uno de los tetones o pivotes para conformar las cabezas terminales de retención mecánica, una vez insertados en los correspondientes orificios pasantes del cuerpo anular, acabarán teniendo una estructura en forma de remache que aumenta considerablemente la resistencia de la soldadura. 15
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Figura 1.- Muestra una vista frontal de la turbina para bombas de gran caudal, objeto de la invención. 20 Comprende básicamente un cuerpo principal que integra los álabes de la turbina y un cuerpo anular que se une a los álabes de la turbina mediante unos característicos medios de unión.
Figura 2.- Muestra una vista en sección según el corte A-B de la figura anterior.
Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva de la turbina de la invención.
Figura 4.- Muestra otra vista en perspectiva de la turbina. 25
Figura 5.- Muestra una vista en perspectiva del cuerpo anular de la turbina.
DESCRIPCIÓN DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
Considerando la numeración adoptada en las figuras, la turbina para bombas de gran caudal contempla la siguiente nomenclatura empleada en la descripción:
1.- Cuerpo principal. 30
2.- Álabes.
3.- Cuerpo anular.
4.- Tetones.
5.- Orificios pasantes.
6.- Cabezas terminales. 35
7.- Primer tramo principal.
8.- Segundo tramo menor.
9.- Asientos terminales.
10.- Perforación centrada.
11.- Casquillo. 40
12.- Pieza extrema de cierre interior.
13.- Pieza extrema de cierre exterior.
14.- Base.
15.- Nervios radiales.
Comprende un primer cuerpo principal 1 de material plástico que integra unos álabes 2, y un segundo cuerpo anular 3, también de material plástico, que se une frontalmente a los tramos extremos exteriores de los álabes 2 en una primera fase mediante una soldadura por ultrasonidos en combinación con unos elementos macho 5 determinados por unos tetones 4 cilíndricos y unos elementos hembra determinados por unos orificios pasantes 5, que se unen entre sí por encastramiento y mediante soldadura por termofusión aplicada a unas porciones salientes de los tetones 4 cilíndricos, conformándose en estos una estructura de remache que genera a su vez una retención mecánica gracias a unas cabezas terminales 6 conformadas en los citados tetones 4 cilíndricos como consecuencia del calentamiento de las porciones salientes de los citados tetones 4. 10
Los tetones cilíndricos forman parte integrante de los álabes 2 del cuerpo principal 1, mientras que los orificios pasantes 5 están ubicados en el cuerpo anular 3, de manera que para unir el cuerpo anular 3 con el cuerpo principal 1 se introducen primero los tetones cilíndricos dentro de los respectivos orificios pasantes 5 del cuerpo anular 3 y en una fase posterior se aplica la soldadura por termofusión sobre las porciones salientes de tales tetones cilíndricos 4. 15
Por otro lado, el cuerpo anular 3 comprende una estructura formada por un primer tramo principal 7 de configuración cónica con generatriz curva y un segundo tramo menor 8 de poca altura que tiene una configuración cilíndrica, ubicándose los orificios pasantes 5 en el primer tramo principal 7 del cuerpo anular 3.
El primer tramo principal 7 del cuerpo anular 3 apoya por su cara interna curvada complementariamente sobre unos asientos terminales establecidos en los tramos extremos de los álabes 2, asientos terminales 9 que 20 comprenden una configuración curvocóncava adaptada a la curvatura de la cara interior del primer tramo principal 7 del cuerpo anular 3.
La característica unión compuesta descrita entre ambas piezas 1-3 de la turbina evitará cualquier posibilidad de separación entre tales piezas.
El cuerpo principal 1 comprende además otros elementos convencionales necesarios para poder acoplar el 25 conjunto de la turbina en el interior de una carcasa de una bomba, consistiendo tales elementos en una perforación centrada 10 en dirección axial donde se ajusta un casquillo 11 donde se ajustará a su vez un eje de transmisión (no representado en las figuras) para transmitir el movimiento giratorio a la turbina. También se incorporan unas piezas extremas de cierre: interior 12 y exterior 13, dispuestas ambas en la misma dirección que el eje de transmisión ocultando el extremo del mismo. 30
El cuerpo principal 1 de la turbina comprende una estructura formada por una base 14 de configuración cónica de generatriz arqueada reforzada mediante unos nervios radiales 15 por su cara posterior curvocóncava, mientras que de su cara anterior curvoconvexa arrancan los álabes 2 de la turbina.

Claims (7)



  1. REIVINDICACIONES
  2. 1.- TURBINA PARA BOMBAS DE GRAN CAUDAL, que comprende un primer cuerpo principal de material plástico que integra unos álabes y un segundo cuerpo anular, también de material plástico, unido frontalmente a los tramos extremos exteriores de los álabes; caracterizada por que el cuerpo anular (3) se une a los álabes (2) del cuerpo principal (1) mediante unos elementos macho que forman parte de los álabes (2) y unos elementos hembra 5 establecidos en el cuerpo anular (3), unión esta que constituye un anclaje con retención mecánica, comprendiendo los elementos macho unos tetones (4) que se encastran con apriete en unos orificios pasantes (5) constitutivos de los elementos hembra, complementándose la unión de ambos cuerpos (1-3) de la turbina con una soldadura por ultrasonidos.
  3. 2.- TURBINA PARA BOMBAS DE GRAN CAUDAL, según la reivindicación 1, caracterizada por que el 10 anclaje con retención mecánica entre los tetones (4) y orificios pasantes (5) comprende unas cabezas terminales (6) conformadas en los extremos libres de los tetones (4), cabezas terminales (6) que hacen tope contra la cara libre exterior del cuerpo anular (3).
  4. 3.- TURBINA PARA BOMBAS DE GRAN CAUDAL, según la reivindicación 1, caracterizada por que el cuerpo anular (3) comprende en su cara interior un área anular de configuración cónica con una generatriz 15 curvocóncava que apoya complementariamente sobre unos asientos terminales (9) curvoconvexos establecidos en los tramos extremos exteriores de los álabes (2) el cuerpo principal (1) de la turbina, arrancando los citados tetones (4) de tales asientos terminales (9).
  5. 4.- TURBINA PARA BOMBAS DE GRAN CAUDAL, según la reivindicación 1, caracterizada por que el cuerpo anular (3) comprende una estructura formada por un primer tramo principal (7) de configuración cónica con 20 generatriz curva y un segundo tramo menor (8) de poca altura que tiene una configuración cilíndrica, ubicándose los orificios pasantes (5) en el primer tramo principal (7) del cuerpo anular (3).
  6. 5.- TURBINA PARA BOMBAS DE GRAN CAUDAL, según las reivindicaciones 3 y 4 caracterizada por que el área anular del interior del cuerpo anular (3) está ubicada en el primer tramo principal (7) que forma parte de tal cuerpo anular (3). 25
  7. 6.- TURBINA PARA BOMBAS DE GRAN CAUDAL, según la reivindicación 1, caracterizada por que los tetones (4) y orificios pasantes (5) constitutivos del acoplamiento machihembrado entre el cuerpo principal (1) y el cuerpo anular (3) de la turbina, comprenden dichos tetones (4) y orificios pasantes (5) una estructura cilíndrica.
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