ES2435504A2 - Eje, membranas y sus dispositivos de acoplamiento para bombas de fluido. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una especial configuración y diseño del eje de impulsión, de las membranas y sus dispositivos de acoplamiento entre el eje y las membranas para bombas de fluido. El eje de impulsión que puede ser de material plástico, metálico o combinación de ambos, presenta un especial diseño de ranuras perimetrales en sus extremos que sirve para la realización de la unión deslizante de los extremos en los dispositivos de acoplamiento que están fijados a las membranas. El eje de impulsión puede presentar unas nervaduras de estanqueidad en el centro de su cuerpo para evitar la comunicación entre las dos cámara de fluido de la bomba de membrana sin el empleo de juntas tóricas o juntas de estanqueidad de otro tipo. Las membranas están compuestas de elastómero o material similar, contando opcionalmente una capa de PTFE (Polytetrafluorethylen) o material similar y contiene el inserto del dispositivo de acoplamiento. El dispositivo de acoplamiento está compuesto generalmente por una tuerca insertada en la membrana a la que se rosca un tornillo con un alojamiento radial para permitir la inserción del eje de impulsión. Dicho eje desliza sobre un casquillo perteneciente al cuerpo de la bomba el cual puede estar provisto de labios de estanqueidad y obturación de impurezas en ambos extremos y que pertenecen al mismo casquillo.

Description

OBJETO DE LA INVENCiÓN

La presente invención se refiere a una especial configuración y diseño del eje de impulsión, de las membranas y sus dispositivos de acoplamiento entre el eje y las membranas para bombas de fluido.

El eje de impulsión que puede ser de material plástico, metálico o combinación de ambos, presenta un especial diseño de ranuras perimetrales en sus extremos que sirve para la realización de la unión deslizante de los extremos en los dispositivos de acoplamiento que están fijados a las membranas. El eje de impulsión puede presentar unas nervaduras de estanqueidad en el centro de su cuerpo para evitar la comunicación entre las dos cámara de fluido de la bomba de membrana sin el empleo de juntas tóricas o juntas de estanqueidad de otro tipo. Las membranas están compuestas de elastómero o material similar, contando opcionalmente una capa de PTFE (Polytetrafluorethylen) o material similar y y contiene el inserto del dispositivo de acoplamiento. El dispositivo de acomplamiento esta compuesto generalmente por una tuerca insertada en la membrana a la que se rosca un tornillo con un alojamiento radial para permitir la inserción del eje de impulsión.

CAMPO DE LA INVENCiÓN

Esta invención tiene su aplicación dentro del sector de la industria de las bombas para el transvase de fluidos, y/o fluidos con sólidos o partículas en suspensión y/o polvos y/o fluidos químicamente agresivos o de complicada manipulación, como son los hidrocarburos, hidrocarburos clorados, ácidos, bases y otros productos químicos utilizados en los procesos industriales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

Existen en el mercado numerosas membranas y ejes de impulsión utilizado en bombas de fluidos, por ejemplo bombas de doble membrana accionadas por aire comprimido, o por cualquier otro fluido a presión, siendo generalmente de dos tipos:

a) Bombas de flujo periférico que bombean el fluido de forma alternativa desde dos cámaras de fluido situadas en cada uno de los dos lados externos de la bomba y con cámaras de aire al lado opuesto de las membranas que separan el fluido del aire en ambos casos.

b) Bomba de flujo central en el que el fluido se bombea de forma alterna desde dos cámaras de fluido situadas a ambos lados de la parte central de la bomba y con cámaras de aire al lado exterior de las membranas que separan el fluido del aire en ambos casos.

Generalmente las membranas están unidas (normalmente roscadas) a través de un eje que comunica el movimiento alternativo de una membrana a la otra. Existen también bombas de membrana cuya interacción entre las dos membranas se lleva a cabo usando un eje libre o pieza metálica o plástica que debido al movimiento alternativo de las membranas el eje toma contacto con ellas pero no está íntimamente unido a ellas.

Sin embargo no se conoce la existencia de ningún tipo de acoplamiento que incorpore un eje con ranuras perimetrales en sus extremos que permitan, mediante deslizamiento, su alojamiento en el dispositivo de acoplamiento fijado en la membrana y cuya singular unión presenta restricción de movimiento en la dirección longitudinal del eje pero es libre en el sentido radial y permite que a la hora del montaje y desmontaje se pueden liberar las membranas del eje independientemente

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

Para la descripción de la presente invención se emplea la siguiente terminología, comúnmente aceptada en el sector de la técnica al que se refiere, cuyo significado desglosamos a efectos de su comprensión:

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CASQUILLO DEL EJE =elemento insertado en el cuerpo de la bomba que sirve de guía de deslizamiento del eje y de estanqueidad entre las cámaras

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DISPOSITIVO DE ACOMPLAMIENTO = elemento de unión fijado a la membrana para el alojamiento deslizante de eje compuesto generalmente por una tuerca insertada en la membrana a la que se rosca un tornillo con un alojamiento radial para permitir la inserción del extremo con ranura perimetral del eje de impulsión.

La presente invención que se propone consiste en un especial diseño del eje, de las membranas y el dispositivo de acoplamiento entre ambos, aplicable a bombas de membrana.

El especial diseño de la unión y sujeción del eje que interacciona con las membranas permite una solución intermedia entre las denominadas uniones fijas y/o solidarias y uniones mediante el eje libre.

La presente invención describe la interacción que hace las membranas solidarias sin el empleo de elementos cotidianos de unión como por ejemplo las uniones roscadas, pegadas o soldadas, obteniendo a través del dispositivo de acoplamiento una unión entre eje y membranas de forma sencilla y que permite ejecutarla sin herramientas adicionales y sin esfuerzos. Esta unión permite que a la hora del montaje y desmontaje se pueden liberar las membranas del eje independientemente sin desmontar la bomba de membrana de la instalación y sin necesidad de abrir las dos cámaras donde están incluidas la membranas, simplemente retirando la tapa correspondiente y tirando de la membrana que se quiere cambiar en la dirección radial Esta unión presenta restricción de movimiento en la dirección longitudinal del eje pero éste es libre en el sentido radial del mismo.

Para ello y de forma mas concreta la presente invención propone:

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UN EJE de impulsión que puede ser fabricado en material plástico, metálico o combinación de ambos, y que presenta un diseño caracterizado porque en sus extremos dispone de una ranura perimetral que sirve para realizar la unión de estos extremos con el dispositivo de acoplamiento que esta fijo en las membranas . Dicho dispositivo de acoplamiento tiene un alojamiento para introducir el extremo con ranura perimetral del eje de impulsión de forma deslizante.

En cuanto al eje de conexión entre membranas juega un papel fundamental en el funcionamiento de la bomba de membrana ya que permite transmitir la presión de funcionamiento de una cámara a otra para que se produzca el movimiento alternativo que hace funcionar la bomba de membrana. El eje puede estar situado en la cámara húmeda (de fluido) o bien en la cámara seca (de aire) en función de qué tipo de bomba de membrana se trate o bomba de flujo periférico o bomba de flujo central de fluido. En el caso de que el eje se use en las bombas de flujo central, es decir, el eje está situado en la cámara húmeda, éste puede tener en su diseño un numero definido de cajeras o nervaduras de estanqueidad que se ajustan sin contacto directo sobre el casquillo y que provocan una pérdida de carga entre ambas cámaras de fluido generando la estanqueidad entre el eje y el casquillo de deslizamiento del eje y que evita la comunicación entre ambas cámaras de fluido de la bomba. Estas ranuras y/o nervaduras de estanqueidad se realizarán en la zona central del eje la cual debido a la limitación del movimiento en la dirección longitudinal dada por la carrera de la bomba nunca sobresale del casquillo del eje y que tendrá dicha zona diferente longitud en función del diámetro del eje de impulsión y de la carrera de la bomba de membrana.

El eje de impulsión puede disponer de un alma de diferente material resistente a las solicitaciones externas y en la parte exterior es de un material plástico o diferente que lo hace compatible con el fluido a bombear.

El eje de impulsión puede disponer de un alma que puede ser de diferente material dependiendo de la resistencia o durabilidad que tenga que soportar y en la parte exterior es generalmente de un material plástico o similar que lo hace compatible con el fluido a bombear. Dicho eje desliza sobre un casquillo perteneciente al cuerpo de la bomba el cual puede estar provisto en sus extremos de labios de estanqueidad y obturación de impurezas

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DOS MEMBRANAS de especial configuración que permiten en su parte externa un perfecto acoplamiento a las dos tapas de membrana de ambas cámaras y a los dos lados exteriores de la cámara húmeda en su caso, que se han diseñado específicamente para que cumplan tres funciones: 1.-Las membranas tienen un dispositivo de acoplamiento metálico y/o plástico

o combinación de ambos en su cara interior con especial diseño para alojar el eje que puede ser en forma de cola de milano o cualquier otra que permita el deslizamiento del extremo con ranura perimetral del eje, siendo posible usar insertos complejos de la membrana que presenten esta forma de unión deslizante en uno de sus extremos para la conexión de la membrana al eje. 2.-EI perfecto acoplamiento de la membrana a la cámara húmeda garantizando su perfecta estanqueidad 3.-la membrana constituida con un elastómero o similar esta diseñada de una forma en su estado de reposo idéntica a las tapas de membrana de las cámaras de la bomba y en el ciclo de impulsión la membrana almacena energía del fluido de funcionamiento y en el ciclo de aspiración utiliza esta energía ayudando en la aspiración de la bomba, presionado a su vez por el eje de impulsión cuya unión deslizante permite su movimiento sin restricciones en la dirección radial y restringe el mismo en la dirección longitudinal liberando al eje de los esfuerzos de flexión y no sufriendo por tanto ninguna tensión irregular que tienda a acortar su vida, incluso en situaciones de funcionamiento en régimen de cavitación, funcionamiento en vacío o, a lo largo de su vida útil, debido a las holguras que hubiera podido presentar el eje de transmisión por desgaste

DISPOSITIVO DE ACOPLAMIENTO, Dispositivo de acoplamiento se configura como el elemento de unión fijado a la membrana para el alojamiento deslizante del eje compuesto generalmente, pero no limitado, por una tuerca insertada en la membrana a la que se rosca un tornillo con un alojamiento radial para permitir la inserción del extremo con ranura perimetral del eje de impulsión. El inserto que va ligado a la membrana, en este caso con forma de tuerca, además del tornillo que presenta la zona de unión deslizante, pueden tener diferentes diseños en función del tipo de membrana que se esté utilizando, siendo factible que el inserto mismo presente la zona de unión deslizante. En la forma más general el tornillo se rosca al inserto que está incluido en el cuerpo de la membrana el cual puede tener conexión directa entre cámaras de aire-fluido o no. A su vez, el material del tornillo y la tuerca o inserto puede ser diverso, desde materiales metálicos hasta plásticos e incluso combinación de ambos.

DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La FIGURA 1, muestra una vista del detalle de unión entre el eje deslizante, el dispositivo de acoplamiento y la membrana La FIGURA 2, muestra una vista del detalle del despiece del eje, los dispositivos de

acoplamiento y las membranas LA FIGURA 3, muestra las membranas, el eje y los dispositivos de acoplamiento unido La FIGURA 4, muestra un detalle del eje el casquillo, las ranuras perimetrales y las

nervaduras de estanquiedad, LA FIGURA 5.-muestra un detalle del eje compuesto de alma metálica o material similar

REALIZACiÓN PREFERENTE DE LA INVENCiÓN

La aplicación de esta invención de eje de impulsión, el dispositivo de acoplamiento y las membrana tiene lugar dentro de una bombas de membrana por la interacción de los siguientes componentes de la misma:

-Eje (1) -Dispositivos de acoplamiento (2) -Membranas (3) -Casquillo (4)

En el caso de la implementación dentro de una bomba de doble membrana de flujo central accionado por aire comprimido, cuando se conecta una bomba de membrana a la línea de presión del fluido de accionamiento a la bomba de membrana, se dirige el flujo de fluido de accionamiento hacia una de las cámaras de aire formadas entre la membrana (3) y la tapa lateral de la bomba, en ese momento la membrana sometida a la presión de aire que actúa por una de sus caras comienza a moverse hacia el centro de forma solidaria con el eje. (1)

En la otra membrana el recorrido es inverso por tanto, la otra cámara de fluido entra en aspiración por tanto, el fluido conectado a la aspiración de la bomba comienza a entrar en la cámara. Esta membrana se mueve como consecuencia de la propia energía elástica almacenada en la membrana y por la presión de aire que presiona la membrana de la otra cámara y que empuja a ésta y al eje de impulsión de unión deslizante (1) que se encuentra en el medio de ambas y que efectúa un movimiento en la dirección longitudinal del eje pero es libre en el sentido radial del mismo.

El diseño especial del eje (1) a través de las ranuras perimetrales (1.1) se une en el dispositivo de acoplamiento (2) fijo en las membranas (3) mediante deslizamiento y permite el cambio o sustitución de las membranas (3) sin desmontar la bomba de la línea de fluido, a la hora del montaje y desmontaje se pueden liberar las membranas (3) del eje (1) independientemente sin desmontar la bomba de membrana de la instalación y sin necesidad de abrir las dos cámaras donde están incluidas la membranas, simplemente retirando la tapa correspondiente y tirando de la membrana que se quiere cambiar en la dirección radial.

En el caso de que el eje (1) se use en las bombas de flujo central, es decir, el eje está situado en la cámara húmeda, este puede tener en su diseño un número definido de cajeras o nervaduras de estanqueidad (1.2) que se ajustan sin contacto directo sobre el casquillo (4) y 5 que provocan una perdida de carga entre ambas cámaras de fluido generando la estanqueidad entre el eje (1) y el casquillo de deslizamiento del eje (4) y que evita la comunicación entre ambas cámaras de fluido de la bomba. Estas ranuras y/o nervaduras de estanqueidad (1.2) se realizarán en la zona central del eje (1) la cual debido a la limitación del movimiento en la dirección longitudinal dada por la carrera de la bomba nunca sobresale del

10 casquillo del eje (4) y que tendrá dicha zona diferente longitud en función del diámetro del eje de impulsión y de la carrera de la bomba de membrana.

El eje de impulsión puede disponer de un alma (1.4) que puede ser de diferente material dependiendo de la resistencia o durabilidad que tenga que soportar yen la parte exterior es

15 generalmente de un material plástico o similar (1.3) que lo hace compatible con el fluido a bombear. Dicho eje desliza sobre un casquillo (4) perteneciente al cuerpo de la bomba el cual puede estar provisto de labios de estanqueidad y obturación de impurezas en ambos extremos (4.1) y que pertenecen al mismo casquillo (4).

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES

   1.-Eje de impulsión (1), membranas (3) y sus dispositivos de acoplamiento (2) entre el eje y las membranas para bombas de fluido caracterizado porque:

   -

   El eje de impulsión que es de material plástico, metálico o combinación de ambos, presenta un especial diseño de ranuras perimetrales en sus extremos (1,1) que sirve para la realización de la unión deslizante de los extremos en los dispositivos de acoplamiento (2) que están fijados a las membranas. -Las membranas contienen el inserto del dispositivo de acoplamiento. -Dispositivo de acoplamiento (2) se configura como el elemento de unión fijado a la membrana (3) para el alojamiento deslizante del eje (1) compuesto generalmente, pero no limitado, por una tuerca insertada (2,2) en la membrana a la que se rosca un tornillo (2,1) con un alojamiento radial (2,3) para permitir la inserción del extremo con ranura perimetral (1,1) del eje de impulsión (1). El inserto que va ligado a la membrana, en este caso con forma de tuerca (2,2), además del tornillo (2,1) que presenta la zona de unión deslizante (2,3), pueden tener diferentes diseños en función del tipo de membrana que se esté utilizando, siendo factible que el inserto mismo presente la zona de unión deslizante. En la forma más general el tornillo (2,1) se rosca al inserto (2,2) que está incluido en el cuerpo de la membrana (3) el cual puede tener conexión directa entre cámaras de aire-fluido o no. A su vez, el material del tornillo (2,1) Y la tuerca (2,2) o inserto puede ser diverso, desde materiales metálicos hasta plásticos e incluso combinación de ambos.

2. 2.-Eje de impulsión (1), membranas (3) y sus dipositivos de acoplamiento (2) entre el eje y las membranas para bombas de fluido, caracterizado porque el eje de impulsión (1) puede presentar unas nervaduras de estanqueidad (1,2) en el centro de su cuerpo para evitar la comunicación entre las dos cámara de fluido de la bomba de membrana sin el empleo de juntas tóricas u otras juntas de estanqueidad.
3. 3.-Eje de impulsión (1), membranas (3) y sus di positivos de acoplamiento (2) entre el eje y las membranas para bombas de fluido caracterizado porque el casquillo de deslizamiento (4) presenta en ambos extremos (4,1) labios de estanqueidad y obturación de impurezas.
4. 4.-Eje de impulsión (1), membranas (3) y sus dispositivos de acoplamiento (2) entre el eje y las membranas para bombas de fluido caracterizado porque el eje de impulsión (1) dispone de un alma (1,4) de diferente material resistente a las solicitaciones externas y en la parte exterior un recubrimiento y/o funda (1,3) de un material plástico o diferente que lo hace compatible con el fluido a bombear.

   Fig.l
5. 2.1 2.1 3 3

   Figo2

   Fig,3

   4 1.2
6. 4.1

   Fig.4

   1.3

   1.4

   Fig.5