ES2542970T3 - Un soporte de alojamiento de bomba - Google Patents

Abstract

Un conjunto de bomba, que incluye una pluralidad de partes componentes que incluyen un alojamiento de estanqueidad (70), un árbol motor (44) con un eje de rotación, un impulsor (40) y un alojamiento de bomba (20), donde el alojamiento de bomba incluye un revestimiento principal (34) y una carcasa exterior (24), el conjunto de bomba incluye además un soporte de alojamiento de bomba que comprende: - una base (10) y - un elemento de montaje (56) conectado funcionalmente a la base y que incluye una parte de cuerpo en forma de anillo (58) en la que se puede montar una parte del alojamiento de bomba, donde el elemento de montaje (56) incluye además - una brida de posicionamiento generalmente anular (60) que se extiende desde una cara exterior de la parte de cuerpo en forma de anillo, teniendo la brida de posicionamiento (60) una primera y segunda superficie de posicionamiento (66, 68) en lados opuestos de esta, siendo las superficies de posicionamiento (66, 68) paralelas generalmente al eje de rotación, donde la primera superficie de posicionamiento (68) está orientada interiormente hacia el eje de rotación y la segunda superficie de posicionamiento (66) está orientada exteriormente alejándose del eje de rotación y opuesta a este, donde el alojamiento de estanqueidad (70) está colocado en la primera superficie de posicionamiento (68), y la carcasa exterior (24) está colocada en la segunda superficie de posicionamiento (66), caracterizado por que, en uso, el revestimiento principal (34) está colocado en la segunda superficie de posicionamiento (66).

Description

imagen1

imagen2

imagen3

imagen4

imagen5

15

25

35

45

55

E09761176

17-07-2015

Con referencia a las figuras 6 a 10 y a las figuras 16 y 17, ahora se describen los detalles de la disposición de montaje del alojamiento de bomba 20 en el pedestal o base 10. Las figuras 6 a 10 ilustran el pedestal o base 10 de la bomba con el alojamiento de bomba 20 retirado para proporcionar una mejor vista de los elementos de la base 10. Como se muestra en la figura 3, el pedestal o base 10 comprende una placa de base 46 que tiene patas separadas 48, 50 que soportan un cuerpo principal 52. El cuerpo principal 52 incluye una parte de montaje de conjunto de cojinete para recibir al menos un conjunto de cojinete para el árbol motor de bomba 42, que se extiende a través del mismo. El cuerpo principal 52 tiene una serie de orificios 55 que se extienden a través del mismo para recibir el árbol motor 42. En un extremo 54 del cuerpo principal 52 está formado un elemento de montaje de alojamiento de bomba para montar y asegurar allí el alojamiento de bomba 20. El elemento de montaje se ilustra teniendo una parte de cuerpo en forma de anillo 56 que está colada o formada íntegramente con el cuerpo principal 52 de modo que el soporte de alojamiento de bomba es un componente integrante en una sola pieza. Sin embargo, en otras realizaciones el cuerpo en forma de anillo y el cuerpo principal pueden colarse o formarse de manera separada o asegurarse entre sí con cualquier medio adecuado.

El cuerpo en forma de anillo 56 comprende una brida de montaje que se extiende radialmente 58 y un collar anular de posicionamiento (o espiga) 60 que se extiende radialmente desde el mismo, sirviendo la brida de montaje 58 y la espiga 60 para colocar y asegurar varios elementos del alojamiento de bomba 20 al pedestal o base 10, como se describe con más detalle a continuación. Aunque la brida de montaje 58 y el collar anular de posicionamiento o espiga 60 se muestran en los dibujos como elementos en forma de anillo continuos, en otras realizaciones el elemento de montaje no siempre tiene que incluir un cuerpo en forma de anillo 56 con forma de anillo continuo, sólido que está unido a, o formado íntegramente con el cuerpo principal 52, y de hecho la brida 58 y/o la espiga 60 se pueden formar con forma de anillo quebrado o no continuo.

El pedestal 10 incluye cuatro aberturas 62 formadas a través de la brida de montaje 58 y separadas entre sí, para recibir pasadores de posicionamiento y fijación de revestimiento 63 a fin de colocar el revestimiento principal o voluta 34 y la carcasa externa de bomba 22 uno con respecto a la otra. Hay cuatro de esas aberturas 62 dispuestas circunferencialmente alrededor del cuerpo en forma de anillo 56 y colocadas entre la pluralidad de aberturas de recepción de perno 64, que también están colocadas a través de la brida de montaje 58. Las aberturas de recepción de perno 64 están dispuestas para recibir los elementos de fijación para fijar la parte de carcasa lateral 24 de la carcasa de bomba 22 a la brida de montaje 58 del pedestal 10. Las aberturas de recepción de perno 64 cooperan con aberturas roscadas situadas en la parte lateral de carcasa 24 de la carcasa de bomba 22 para recibir tornillos de montaje.

El collar anular de posicionamiento o espiga 60 está formado con una segunda superficie de posicionamiento 66 que corresponde a la circunferencia externa del collar anular de posicionamiento 60 y a una primera superficie de posicionamiento 68 que corresponde a la circunferencia interna del collar anular de posicionamiento 60, orientado hacia dentro, hacia el eje de rotación del árbol 42. Estas superficies de posicionamiento interna y externa correspondientes 66, 68 son paralelas entre sí y paralelas al eje de rotación del árbol motor 42. Esta característica se aprecia mejor en la figura 16. Con referencia a las figuras 16 y 17, una parte del revestimiento principal 34 se apoya en la superficie externa de posicionamiento 66, y partes del revestimiento lateral 36 y la carcasa prensaestopas 70 se apoyan en la superficie interna de posicionamiento 68 cuando la bomba 8 está en una posición montada. Las superficies de posicionamiento 66 y 68 se pueden mecanizar al mismo tiempo que se mecaniza el orificio 55 que se extiende a través del cuerpo principal 52, con la parte establecida en la máquina en una operación establecida. Tal técnica para terminar la fabricación del producto puede asegurar superficies sustancialmente paralelas 66, 68 y la alineación con el orificio 55 para el árbol motor.

Se hace referencia a las figuras 16 y 17 que ilustran cómo funciona el pedestal de bomba 10 para alinear y fijar varios elementos de la bomba y del alojamiento de bomba 20 al pedestal de bomba 10 durante el montaje de la bomba. El alojamiento de bomba 20 que se muestra en la figura 16 comprende dos carcasas laterales 24, 26 como se ha descrito previamente. Las dos carcasas laterales 24, 26 están unidas por sus periferias y aseguradas con una pluralidad de dispositivos de fijación, tales como pernos 46. La parte de carcasa lateral 26 está en el lado de succión de la bomba 8 y está provista del orificio de entrada 28. La parte de carcasa lateral 24 está en el lado de accionamiento (o motor) de la bomba 8 y está unida de manera segura a la brida de montaje 58 del soporte de alojamiento de bomba 10 mediante tornillos o pernos de montaje roscados colocados a través de las aberturas de recepción de tornillo o roscadas 64 formadas en la brida de montaje 58.

La carcasa de bomba 22 está provista de un revestimiento interno principal 34, que puede ser de una sola pieza (típico de los revestimientos metálicos) como se muestra en las figuras 3 y 16 o de dos piezas (típico de los revestimientos elastoméricos). El revestimiento interno principal 34 define además una cámara de bomba 72 en la que el impulsor 40 está colocado para su rotación. El impulsor 40 está unido a un árbol motor 42 que se extiende a través del pedestal o base 10 y está soportado por un primer conjunto de cojinete 75 y un segundo conjunto de cojinete 77 alojado en el primer espacio anular 73 y el segundo espacio anular 79, respectivamente, del pedestal 10.

La carcasa prensaestopas 70 se muestra en las figuras 23 a 28 y está colocada alrededor del árbol motor 42 y proporciona un conjunto de estanqueidad de árbol alrededor del árbol motor 42. El revestimiento interno principal 34, la carcasa prensaestopas 70 y el revestimiento lateral de carcasa 36 están todos correctamente alineados por el

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

E09761176

17-07-2015

contacto con una de las superficies de posicionamiento 66, 68 del collar anular de posicionamiento o espiga 60, como se ilustra mejor en la figura 17.

Las figuras 16A y 17 representan una sección ampliada del conjunto de bomba que se muestra en la figura 16. En particular, una parte del elemento de montaje 56 del pedestal de bomba o base 10 se ilustra representando la fijación de elementos de la bomba. Según se muestra, la parte de carcasa lateral 24 está formada con una brida anular 74 que se extiende axialmente, dimensionada en diámetro para encajar alrededor de la segunda superficie de posicionamiento 66 orientada hacia fuera del collar anular de posicionamiento o espiga 60 del pedestal de bomba

10. La brida anular 74 de la parte de carcasa lateral 24 también coincide con la brida de montaje 58 y se estructura con aberturas 76 que están colocadas para alinearse con los orificios 64 en la brida de montaje 58 de la base de bomba 10. La brida anular 74 de la parte de carcasa lateral 24 también se forma con orificios que se alinean con las aberturas 62 de la brida de montaje 58 para colocar dispositivos de fijación a través de la misma, como se ha descrito anteriormente.

La carcasa prensaestopas 70 tiene una parte 78 que se extiende radialmente y coincide con un resalte interno 80 del collar de posicionamiento o espiga 60 del pedestal 10 y con la primera superficie de posicionamiento 68 de la espiga

60. El revestimiento lateral de carcasa (o revestimiento posterior) 36 también está estructurado con una parte que se extiende radialmente 82 que está situada adyacente a la parte que se extiende 78 de la carcasa prensaestopas 70 y coincide con la primera superficie de posicionamiento 68 del collar o espiga 60. El revestimiento interno principal 34 tiene una parte anular que se extiende radialmente hacia dentro 84 que coincide con la parte que se extiende 82 del revestimiento lateral de carcasa 36 y está, en consecuencia, alineado en su lugar. Por lo tanto, una parte del revestimiento lateral de carcasa 36 está dispuesta entre la carcasa prensaestopas 70 y el revestimiento interno principal 34. En el caso de partes metálicas, se utilizan juntas de estanqueidad o juntas tóricas 86 para cerrar herméticamente los espacios entre las partes correspondientes.

El revestimiento interno principal 34 está configurado con una brida anular o seguidor que se extiende axialmente 88 que está dimensionada en su diámetro para ser recibida alrededor de la circunferencia externa o segunda superficie de posicionamiento 66 del collar anular de posicionamiento o brida 60. El seguidor anular 88 también está dimensionado en circunferencia para ser recibido dentro de un espacio anular 90 formado en la brida anular 74 de la parte de carcasa lateral 24. El seguidor 88 está formado con un labio que se extiende radialmente 92 que tiene una cara 94 que está orientada en dirección opuesta a la brida de montaje 58 de la base de bomba 10. La cara 94 del labio 92 está inclinada desde un plano que es perpendicular al eje de rotación de la bomba 8.

Un pasador de posicionamiento y fijación de revestimiento 63 es recibido a través del orificio 62 en la brida de montaje 58 y en la abertura 96 de la parte de carcasa lateral 24 para acoplar el labio 92 del revestimiento interno principal 34. Una cabeza 98 del pasador de fijación 63 puede estar configurada para acoplar el labio 92 del seguidor

88. La cabeza 98 del pasador de fijación 63 también puede estar formada con una sección de posicionamiento de extremo terminal 168 que se asienta contra la parte de carcasa lateral 24 en una cavidad de extremo ciego 100, de manera que la rotación del pasador de fijación 63 ejerce una fuerza de empuje que proporciona movimiento al revestimiento interno principal 34 con respecto a la parte de carcasa lateral 24 y bloquea el pasador de fijación 63 en su lugar.

La disposición del pedestal de bomba 10 y de los elementos de bomba es tal que el elemento de montaje 56 y su brida de montaje asociada 58 y collar o brida de posicionamiento anular 60, que tienen la primera superficie de posicionamiento 68 y la segunda superficie de posicionamiento 66, proporcionan una alineación correcta de la parte de carcasa de bomba 24, el revestimiento interno principal 34, el revestimiento lateral de carcasa 36 y la carcasa prensaestopas 70. La disposición también alinea correctamente el árbol motor 42 y el impulsor 40 con respecto al alojamiento de bomba 20. Estas partes interajustadas llegan a alinearse concéntricamente de manera correcta cuando al menos uno de los componentes está en contacto con una de la primera superficie de posicionamiento 68 y la segunda superficie de posicionamiento 66 correspondiente. Por ejemplo, es de importancia primordial la alineación del seguidor anular 88 del revestimiento interno principal 34 con la segunda superficie de posicionamiento 66 (para colocar el revestimiento principal en alineación concéntrica con respecto al pedestal 10), así como la alineación de la carcasa prensaestopas 70 con la primera superficie de posicionamiento 68 (para proporcionar una buena alineación concéntrica del orificio de carcasa prensaestopas con el árbol 42). Muchas de las ventajas de alineación del aparato de bomba se pueden lograr si estos dos componentes se encuentran situados en las respectivas superficies de posicionamiento de la espiga o collar 60. En otras realizaciones, si hay al menos un componente colocado en cualquier lado del collar anular de posicionamiento o brida 60, entonces se prevé que se pueden desarrollar otras formas y disposiciones de las partes componentes para interajustarse entre sí y mantener las ventajas de concentricidad ofrecidas por la disposición mostrada en la realización mostrada en los dibujos.

El uso del collar anular de posicionamiento o brida 60 permite que la carcasa de bomba 22 y el revestimiento lateral de carcasa 36 queden alineados con precisión con la carcasa prensaestopas 70 y el árbol motor 42. En consecuencia, el impulsor 40 puede girar con precisión dentro de la cámara de bomba 72 y el revestimiento interno principal 34 para permitir de ese modo tolerancias de funcionamiento mucho más estrechas entre el interior del revestimiento interno principal 34 y el impulsor 40, especialmente en el lado frontal de la bomba 8, como se describirá en breve.

imagen6

imagen7

imagen8

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

E09761176

17-07-2015

la colocación correcta de la superficie de leva 156 con respecto al labio 92 del revestimiento interno principal 34, y proporciona un dispositivo de posicionamiento para el pasador de fijación 63.

A medida que el pasador de fijación 63 es girado, la superficie de leva helicoidal 156 se acopla con el extremo externo de la ranura 170 en la brida lateral del revestimiento interno principal 34. Debido a que la ranura 170 tiene una cara interna inclinada 94, a medida que el pasador de fijación 63 es girado, la superficie de leva helicoidal 156 comienza a hacer contacto con y se apoya en el revestimiento interno principal 34 provocando un movimiento correspondiente a la parte de carcasa lateral 24 (para acercar el revestimiento interno principal 34 más hacia la parte de carcasa lateral 24 en un desplazamiento axial). El empuje resultante también fuerza el extremo del pasador de fijación 63 para que se ponga en contacto con la parte inferior del extremo ciego 100 en la abertura 92 de la parte de carcasa de bomba 24 y para que gire. En consecuencia, el pasador de fijación 63 se bloquea en su sitio a medida que el resalte 164 de la cabeza 98 hace contacto con el labio 92 para detener su rotación. La ranura 170 y el extremo de cabeza 98 del pasador de fijación 63 están dimensionados de manera que el pasador de fijación 63 se bloquea, después de sólo alrededor de 180 grados de rotación. El paso más lento en la parte extrema 162 de la superficie de leva 156 ayuda a bloquear el pasador de fijación 63 y también evita que se afloje.

El pasador de fijación 63 es autoblocante y no se afloja hasta que sea liberado por la rotación contraria del pasador de fijación 63 mediante el uso de una herramienta. A fin de que gire el pasador de fijación 63, el extremo de recepción de herramienta 66 puede estar configurado para recibir una herramienta, y como se ilustra, el extremo de recepción de herramienta 66 se puede formar con una cabeza hexagonal para recibir una llave inglesa u otra llave. El extremo de recepción de herramienta 66 puede estar configurado con cualquier otra forma o dimensión o dispositivo adecuado para recibir una herramienta que pueda hacer girar el pasador de fijación 63.

Una pluralidad de aberturas o agujeros 62 están formados alrededor de la brida de montaje 58 del pedestal 10, y una pluralidad de aberturas 96 están formadas en la parte de carcasa lateral de bomba 24 para recibir una pluralidad de pasadores de fijación 63 en posición a su través para asegurar el revestimiento interno principal 34 en su sitio, como se ha descrito. Aunque el pasador de fijación 63 se describe e ilustra aquí en lo que se refiere a asegurar el revestimiento interno principal 34 en el lado de accionamiento de la parte de carcasa de bomba 24, el pasador de fijación 63 y los elementos cooperantes están también adaptados para asegurar el lado opuesto del revestimiento interno principal 34 a la parte de carcasa de bomba 26, como se muestra en las figuras 16, 16C y 58. Esto es porque el revestimiento 34 tiene una disposición similar de seguidor 88 y ranura 170 en su lado opuesto, como se describirá a continuación.

El revestimiento interno principal 34 que se muestra en la figura 3 está dispuesto con aberturas 31 y 32 en lados opuestos del mismo, una de las cuales 31 proporciona una abertura de entrada para la introducción de un flujo de material en la cámara de bombeo principal 34. La otra abertura 32 proporciona la introducción del árbol motor 42 usado para accionar de forma giratoria el impulsor 40 que está dispuesto dentro del revestimiento interno principal

34. El revestimiento interno principal 34 tiene forma de voluta con un orificio de salida de descarga 30 y un cuerpo principal que tiene en general forma de neumático de coche.

Cada una de las aberturas laterales 31 y 32 del revestimiento interno principal 34 está rodeada por bridas continuas circunferenciales similares que sobresalen hacia fuera teniendo cada una un labio que se extiende radialmente 92 y una ranura 170 definida por el labio 92. Las ranuras 170 tienen una cara lateral inclinada 94 que puede actuar como un seguidor 88 y la cara lateral inclinada está adaptada para cooperar con un pasador de fijación 63, como se ilustra en la figura 17, que se utiliza para encajar el revestimiento principal 34 en otro componente del conjunto de bomba. Es la cara inclinada 94 del labio 92 la que permite el acoplamiento del revestimiento interno principal 34 con otros componentes.

Las figuras 57 y 58 ilustran una vista en perspectiva despiezada del alojamiento de bomba que muestra dos posibles configuraciones para asegurar el revestimiento interno principal 34 durante el mantenimiento de la bomba. Las bridas continuas circunferenciales que sobresalen hacia fuera, teniendo cada una de ellas un labio que se extiende radialmente 92 y una ranura 170, se muestran en ambos lados del revestimiento de voluta 34 -en la figura 57, el revestimiento de voluta 34 es mantenido por los pasadores de fijación 63 en la parte lateral de carcasa 24 (placa de bastidor), y en la figura 58 el revestimiento de voluta 34 es mantenido por los pasadores de fijación 63 en la parte lateral de carcasa 26 (placa de cubierta). En ambos casos es el acoplamiento del pasador de fijación 63 con el labio que se extiende radialmente 92 el que permite estas configuraciones, con la ventaja durante el mantenimiento de poder acceder al revestimiento frontal 38, como se muestra en la figura 57 y de poder acceder libremente al impulsor 40 y al revestimiento posterior 36, en la configuración mostrada en la figura 58, sin la necesidad de desmontar toda la bomba. El revestimiento de voluta 34 se puede liberar y extraer fácilmente de una de las partes laterales 24, 26 y mantenerse o retenerse en una u otra de las respectivas partes laterales 24, 26

Como se muestra en las figuras 3, 50, 51, 52 y 57, hay otra ranura periférica 172 que se extiende alrededor de la superficie circunferencial interna de las bridas laterales de la voluta que sobresale hacia fuera, en el lado de las bridas opuesto al lado que tiene el labio 92 y la ranura 170. Esta ranura 172 está adaptada para recibir una junta de estanqueidad, como se ilustra en las figuras y como se describe aquí.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

E09761176

17-07-2015

Con referencia a los dibujos, a continuación se describen más detalles de las características del alojamiento de cámara de estanqueidad de bomba. En este sentido, las figuras 23 a 34 ilustran la carcasa prensaestopas 70 que está colocada en uso alrededor del árbol motor 42 y proporciona un conjunto de estanqueidad de árbol alrededor del árbol motor 42. La carcasa prensaestopas también se muestra en la figura 3.

La figura 23 ilustra un conjunto de estanqueidad que comprende una carcasa prensaestopas 70 que tiene una sección central 174 y una sección de pared que se extiende en general radialmente 176. La sección de pared 176 tiene un primer lado 178, que está orientado generalmente hacia la cámara de bombeo de la bomba cuando la bomba está montada, y un segundo lado 180, que está orientado generalmente hacia el lado de accionamiento de la bomba cuando la bomba está montada.

Un orificio centralizado 182 se extiende a través de la sección central 174 de la carcasa prensaestopas 70 y tiene una superficie interna que se extiende axialmente 184 (también se muestra en la figura 24). El orificio 182 está adaptado para recibir un árbol motor 42 a través del mismo. Un manguito de árbol 186 puede opcionalmente colocarse alrededor del árbol motor 42, como se muestra en las figuras 1 y 2.

Se proporciona un espacio anular 188 entre la superficie externa 190 del manguito de árbol 186 y la superficie interna 184 del orificio 182. El espacio anular 188 está adaptado para recibir material de empaquetadura, que se muestra aquí como anillos de empaquetadura 192 sólo a modo de un ejemplo de material de empaquetadura. Un anillo de cierre hidráulico 194 también está colocado en el espacio anular 188. Al menos un canal de fluido 196 está formado en la carcasa prensaestopas 70, que tiene una abertura externa 198 colocada cerca de la sección central 174, como se ilustra mejor en las figuras 25 y 26, y una abertura interna 200 que termina en alineación con el anillo de cierre hidráulico 194. Esta disposición facilita la inyección de agua a través del canal de fluido 196 en la zona de los anillos de empaquetadura 192.

La figura 23 representa una primera realización de la carcasa prensaestopas 70 en la que el anillo de cierre hidráulico 194 está colocado hacia el un extremo del espacio anular 188. La figura 24 representa una segunda realización del alojamiento de estanqueidad en el que el anillo de cierre hidráulico 194 está colocado entre medias de los anillos de empaquetadura 192. Esta disposición puede proporcionar capacidades de vaciado de fluido que son más adecuadas para algunas aplicaciones.

Un prensaestopas 202 está dispuesto en el extremo externo del orificio 182 y está adaptado para ponerse en contacto con el material de empaquetadura 192 para comprimir el material de empaquetadura dentro del espacio anular 188. El prensaestopas 202 está asegurado en su sitio con respecto al espacio anular 188 y al material de empaquetadura 192 mediante pernos ajustables 204, que enganchan el prensaestopas 202 y lo unen con abrazaderas de montura 206 que están formadas en la sección central 174 de la carcasa prensaestopas 70, como se ve mejor en las figuras 25 y 26. La posición axial del prensaestopas 202 se puede ajustar de manera selectiva mediante el ajuste de los pernos 204.

La carcasa prensaestopas 70 está configurada con medios para elevarla y transportarla a su posición alrededor del árbol motor 42 cuando la bomba 8 se está montado o desmontado. La carcasa prensaestopas 70 está estructurada con un elemento de retención 208 que rodea el orificio centralizado 182, como se muestra en las figuras 27 y 28. El elemento de retención 208 es generalmente una formación de anillo 210 que puede estar íntegramente formada con la carcasa prensaestopas 70, tal como por colada o moldeo, o puede ser una pieza individual que se fija a la carcasa prensaestopas 70 de cualquier manera adecuada, alrededor del orificio centralizado 182.

Como se muestra en la figura 23, la formación de anillo 210 está configurada con un labio inclinado y que se extiende hacia fuera que se ensancha en dirección opuesta al orificio 182. El labio proporciona una superficie de apoyo 212 o cara de apoyo inclinada en la que podría colocarse un elemento de elevación para asir la carcasa prensaestopas 70, como se explica de manera más completa a continuación. El labio se extiende hacia fuera desde una pared que se extiende axialmente 214 del orificio 182. La pared 214 forma un anillo 216 cuyo diámetro está dimensionado para ponerse en contacto con el árbol motor 42 o manguito de eje 186, como se representa en la figura 23.

Se observa además en las figuras 23 y 24, que un resalte que se extiende radialmente 218 está situado adyacente a la pared que se extiende axialmente 214 y forma un extremo interior del espacio anular 188. El resalte 218 y la pared 214 forman un limitador o casquillo de estrangulamiento 220 para el espacio anular 188, de manera que el fluido introducido en el espacio anular 188 a través del canal de fluido 196 y el anillo de cierre hidráulico 194 tiene limitada su entrada en la cámara de bombeo. Debido a la mejora de la concentricidad de los componentes de la bomba realizados por las diferentes disposiciones interajustadas ya descritas para reducir la incidencia de apilamiento de tolerancias, el casquillo de estrangulamiento 220 puede colocarse en una relación estrecha de orientación con el exterior del árbol motor 42 o manguito de árbol 186, para limitar el agua que entra en la cámara de bombeo.

Se prevé que el mismo tipo de elemento de retención que rodea el orificio centralizado en una formación general de anillo también se puede aplicar a otras formas de alojamiento de estanqueidad, por ejemplo, en un anillo expulsor y también se puede aplicar para facilitar la elevación y el desplazamiento del revestimiento posterior 36.

imagen9

imagen10

imagen11

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

E09761176

17-07-2015

proporcionar una alta relación de reducción. A medida que se hace girar el engranaje de tornillo sin fin, él hace girar el componente externo 324 que a su vez hace que el componente interno 322 gire a través de la rosca dispuesta entre medias de los componentes interno y externo. A medida que se hace girar el componente 324, éste provoca un movimiento axial del componente interno 322, moviendo así la parte de revestimiento lateral 289, ya sea hacia dentro o hacia fuera, cambiando así el hueco entre el impulsor y la parte de revestimiento lateral 289.

Este mecanismo también puede incluir una disposición para bloquear entre sí las partes interna y externa del dispositivo de accionamiento, de manera que no puedan moverse una respecto a otra. Según se muestra, una palanca 334 con un pasador 336 configurado de manera que cuando se gira 180 grados permite que la fuerza de una placa de resorte (no mostrada) empuje una placa de pasador, empuja los pasadores para que se acoplen de manera que el componente interno quede bloqueado con respecto al componente externo. Al girar el engranaje de tornillo sinfín con los componentes interno y externo bloqueados entre sí, se hace que gire tanto el componente interno como el externo, causando así sólo desplazamiento rotacional.

Otra realización ejemplar se ilustra en la figura 47. En esta realización, el dispositivo de accionamiento comprende un pistón con forma anular 338 dispuesto dentro de una cavidad 340 en el alojamiento. El pistón 338 es generalmente rectangular en sección transversal y tiene juntas tóricas 342 en sus lados opuestos. La cavidad 340 puede llenarse con agua u otro fluido hidráulico adecuado o medio transmisor de presión. Un dispositivo de presurización se puede conectar a un puerto 344 para crear presión en la cavidad 340, proporcionando de este modo fuerza en el pistón 338. La fuerza del pistón 338 se transfiere directamente a la parte lateral de carcasa 289.

Para realizar el ajuste más controlado, una pluralidad de rebordes elevados 346 y espárragos 348 están unidos a la parte lateral de carcasa con tuercas 350 y un collar 352. Para efectuar el ajuste en este caso, las tuercas 350 se aflojan en la misma proporción, la presión del fluido se aplica a través del puerto 344, empujando así la parte de revestimiento lateral de carcasa 289 dentro la bomba, en la misma cantidad fijada hasta que las tuercas 350 se apoyen en la superficie externa del alojamiento. Los espárragos de desplazamiento 348 serían entonces atornillados hacia fuera de manera que el collar 352 se apoye en la superficie interna del alojamiento y se vuelvan a apretar las tuercas 348. La presión de fluido podría entonces liberarse. La disposición descrita anteriormente proporciona ajuste axial sólo de la parte de revestimiento lateral 289.

Otra realización ejemplar se ilustra en la figura 48, que proporciona sólo ajuste axial. En esta realización, un espárrago 354 está adaptado para ser atornillado en y fijado en 356 a la parte lateral de carcasa y tiene un orificio central 358 y una válvula de no retorno adecuada 360 en su extremo externo. En el espacio que hay entre la parte lateral de carcasa y el alojamiento, hay una cavidad en la que se coloca un dispositivo de pistón hidráulico 356 con partes internas y externas deslizándose una dentro de la otra y cerradas herméticamente con medios adecuados tales como juntas tóricas entre las partes externas e internas y entre el espárrago 354 y su orificio central. El fluido presurizado se aplica con medios adecuados a la válvula 360, que pasa por el orificio central 358 y presuriza la cavidad 362. La presión en la cavidad 362 aplica una carga axial para forzar la parte lateral de carcasa 289 hacia dentro, hacia el impulsor.

Normalmente habría una pluralidad de espárragos 354 y de cámaras de presión asociadas 362 separadas generalmente de manera uniforme alrededor de la parte lateral de carcasa. Todas las cámaras pueden ser presurizadas de manera uniforme al mismo tiempo mediante la interconexión de los espárragos 354 con tuberías de presión conectadas en su sitio de las válvulas individuales 360. Las cámaras y la presión se diseñarían para superar las cargas de presión interna dentro de la bomba cuando se ejecuten. La cantidad de desplazamiento se establecería presurizando toda la cámara 362 por igual, aflojando parejamente las tuercas 364 una cantidad fija, luego aplicando más presión para mover la parte lateral de carcasa 289 hacia dentro, una cantidad establecida. Otras disposiciones también serían posibles para fijar mecánicamente la parte lateral de carcasa en su posición y no dependiendo del fluido y la presión en las cámaras durante largos periodos de funcionamiento sin ajuste.

Otro ejemplo de realización se ilustra en la figura 49 que proporciona sólo ajuste axial. En esta realización, el alojamiento externo 282 se monta de forma ajustable en la sección de pared lateral de la parte lateral de carcasa 289 mediante una pluralidad conjuntos de ajuste 366. Cada conjunto 366 incluye un espárrago 368 fijado a rosca o de otra manera a la sección de pared lateral 286 de la parte lateral 289. Cada espárrago 366 tiene un manguito 370 fijado en posición axial sobre el mismo mediante una arandela 372 y una tuerca hexagonal 374. Una parte del manguito 370 tiene una rosca sobre el mismo.

El conjunto incluye además un segundo tubo o manguito 372 que tiene una base interna roscada y que está dispuesta sobre el manguito 370. Un piñón de cadena 376 está fijado a un extremo interno del manguito 372, estando dicho piñón de cadena 376 montado dentro de una cámara en el alojamiento 282. Una funda protectora de caucho 378 está dispuesta en el extremo externo del conjunto. La rotación del manguito externo 372 causará la rotación del manguito interno 370 que a su vez provoca el desplazamiento axial del espárrago 368 y, como tal, de la parte lateral de carcasa 289. Es deseable que una pluralidad de conjuntos estén provistos de los piñones de cadena 376 que están siendo accionados por una cadena de transmisión común, asegurando el desplazamiento constante de cada uno de los espárragos.

imagen12

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

E09761176

17-07-2015

las nuevas bombas del tipo descrito en la presente descripción (mostrado en línea continua). La velocidad de la bomba de la técnica anterior y de la nueva bomba está representada de modo que sus curvas de altura frente a las curvas de flujo son casi coincidentes.

En el mismo gráfico está representada la curva de eficiencia de una bomba de la técnica anterior y de la nueva bomba. En cada caso, la curva de eficiencia aumenta hasta un máximo y luego cae de manera cóncava. Con ambas bombas produciendo aproximadamente la misma energía de presión a cualquier flujo, la eficiencia de la nueva bomba es mayor que la de la técnica anterior. La eficiencia es una medida de la potencia de salida (en términos de altura y flujo) dividida por la potencia de entrada y es siempre menor de 100%. La nueva bomba es más eficiente y puede producir la misma salida que la bomba de la técnica anterior pero con menos potencia de entrada.

La cavitación en una bomba se produce cuando la presión de entrada se reduce hasta el punto de ebullición del fluido. El fluido hirviendo puede afectar drásticamente al rendimiento de las bombas a cualquier flujo. En el peor de los casos, el rendimiento puede caer. La nueva bomba es capaz de seguir funcionando con una presión de entrada más baja que la misma capacidad de una bomba de la técnica anterior, lo que significa que se puede aplicar a una gama más amplia de aplicaciones, altitud sobre el nivel del mar y temperaturas del fluido antes de que su rendimiento se vea afectado por la cavitación.

El conjunto de bomba y sus diferentes partes componentes y disposiciones, como se describe con referencia a las realizaciones específicas ilustradas en los dibujos, ofrecen muchas ventajas con respecto a los conjuntos de bomba convencionales. Se ha descubierto que el conjunto de bomba proporciona una mejora de la eficiencia general, lo que puede derivar en una reducción del consumo de potencia y en una reducción en el desgaste de algunos de los componentes en comparación con los conjuntos de bomba convencionales. Además el conjunto ofrece un fácil mantenimiento y a intervalos más largos de mantenimiento.

Volviendo ahora a los diferentes componentes y disposiciones, el soporte de alojamiento de bomba y la forma de unión del conjunto de bomba y sus diferentes componentes a la misma, asegura que las partes estén dispuestas concéntricamente, unas con respecto a otras y asegura que el árbol de bomba y el impulsor sean coaxiales con la parte lateral del revestimiento frontal. Los conjuntos de bomba convencionales son propensos a la desalineación de estos componentes.

Además el conjunto de cojinete de la bomba y los dispositivos de retención de lubricante asociados a la misma que se fijan a, o forman parte integrante del soporte de alojamiento de bomba, proporcionan una versatilidad que permite el uso opcional de lubricantes de viscosidades relativamente altas y bajas.

Las disposiciones convencionales ofrecen normalmente un sólo tipo de lubricación, ya que el diseño del alojamiento de cojinete depende en cierta medida de la si el lubricante es muy viscoso, por ejemplo grasa, o tiene baja viscosidad, por ejemplo aceite. Para cambiar de un tipo de lubricante a otro, normalmente se requiere un reemplazo total de alojamiento de cojinete, árbol y juntas de estanqueidad. La nueva disposición permite usar ambos tipos de lubricantes en el mismo alojamiento de cojinete, sin ninguna necesidad de cambiar el alojamiento, árbol o juntas de estanqueidad. Sólo uno de los componentes requiere ser cambiado y es el dispositivo de retención de lubricante.

Cuando los cojinetes se lubrican con aceite, normalmente hay un cárter y los cojinetes se sumergen y son lubricados con el aceite. El aceite también se arroja alrededor del alojamiento generalmente para ayudar a la lubricación. Se necesita un canal de retorno o similar para el aceite, ya que el aceite normalmente quedará atrapado entre el cojinete, la cubierta extrema del alojamiento de cojinete y la junta de estanqueidad de la cubierta extrema y necesita una trayectoria para que pueda volver al cárter. Si el aceite no vuelve al cárter, la presión puede acumularse y entonces el aceite puede obturar la junta de estanqueidad.

La lubricación con grasa es diferente en que debe mantenerse muy cerca del cojinete para ser efectiva. Si se lanza fuera del cojinete y dentro del centro vacío del alojamiento de cojinete, se pierde y el cojinete podría fallar debido a la falta de lubricación. Por tanto, es importante proporcionar paredes laterales alrededor del cojinete para mantener la grasa muy cerca del cojinete. Esto se logra en la nueva disposición con los dispositivos de retención de lubricante en el lado interno del cojinete para impedir que la grasa escape al vacío de la cámara central. La grasa es retenida en el lado opuesto a los elementos de retención de lubricante mediante las cubiertas extremas del alojamiento de cojinete y las juntas de estanqueidad del alojamiento. El dispositivo de retención de lubricante, además de proporcionar una barrera para la grasa que puede escapar desde el lado del cojinete, también bloquea el canal de aceite y evita la pérdida de grasa en esa zona.

Los dispositivos de retención se pueden montar cuando se usa grasa y luego retirar si se necesita lubricante de aceite. Este es el único cambio para permitir usar ambos tipos de lubricantes en el mismo conjunto de cojinete.

Además, la nueva disposición por la que un revestimiento interno de bomba se asegura en el alojamiento de bomba, como se describe en el presente documento, ofrece ventajas significativas con respecto a las técnicas convencionales.

El lodo causa desgaste en bombas para lodo y es normal revestir el alojamiento de bomba con revestimientos de metal duro o elastoméricos que puedan ser reemplazados después de un período de uso. Los revestimientos

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

E09761176

17-07-2015

desgastados afectan al rendimiento y a la vida útil de las bombas, aunque si se reemplazan los revestimientos de bomba a intervalos regulares, el rendimiento de la bomba vuelve a una nueva condición. Durante el montaje, es necesario fijar los revestimientos de bomba a la carcasa externa para proporcionar tanto ubicación como fijación, de manera que las partes queden retenidas de forma segura. Las disposiciones convencionales utilizan espárragos o pernos que se atornillan en los revestimientos y el espárrago pasa a través de la carcasa de bomba y se utiliza una tuerca para fijarlo en el exterior de la carcasa. Los espárragos y pernos unidos al revestimiento tienen la desventaja de que reducen el espesor de desgaste de los revestimientos. Los insertos en revestimientos para orificios roscados también pueden crear dificultades de colada. Además las roscas de espárragos y los pernos pueden llegar a bloquearse o romperse en uso y son difíciles de mantener.

La nueva disposición tal como la descrita, utiliza un pasador de acoplamiento que no reduce el espesor de desgaste del revestimiento y también evita los problemas relacionados con el mantenimiento de las roscas. El pasador de acoplamiento es más fácil de usar para fijar y colocar los revestimientos de bomba y es aplicable para su uso en algunos o en todos los revestimientos de cualquier material de desgaste.

Además, la disposición del conjunto de alojamiento de junta de estanqueidad de bomba y del dispositivo de elevación para su uso allí, también influye en la naturaleza ventajosa del conjunto de bomba.

Los conjuntos de junta de estanqueidad para bombas para lodo deben hacerse de materiales resistentes al desgaste y/o a la corrosión. Los conjuntos de junta de estanqueidad también deben ser lo suficientemente resistentes como para soportar la presión interna de la bomba y generalmente requieren una forma interna y contorno lisos para evitar el desgaste. El desgaste reducirá la capacidad de soportar presión de los conjuntos de junta de estanqueidad. Los conjuntos de junta de estanqueidad normalmente se instalan y se retiran con una herramienta de elevación y durante la elevación, los conjuntos de junta estanqueidad deben asegurarse firmemente a la herramienta de elevación. La técnica anterior proporcionaba un inserto y/o un orificio roscado para permitir que el conjunto de junta de estanqueidad se atornillara a la herramienta de elevación para asegurarlo. Sin embargo, el orificio roscado es un debilitamiento para la presión nominal y también es un punto de corrosión y desgaste.

La nueva disposición proporciona un soporte que puede estar positivamente situado y bloqueado dentro de las mordazas ajustables de un dispositivo de elevación. Este soporte puede ser liso para no afectar al desgaste o a la capacidad de presión del conjunto de junta de estanqueidad.

Además, el nuevo alojamiento de bomba y la forma de conexión de las dos partes de la misma ofrecen ventajas significativas con respecto a las disposiciones convencionales.

Las disposiciones convencionales típicamente tienen una junta lisa en las dos caras verticales de las mitades de la carcasa de bomba. Por tanto, la única alineación es a través de pernos de carcasa y con la holgura entre los pernos de la carcasa y sus respectivos orificios es probable que la mitad frontal de la carcasa pueda desplazarse con respecto a la mitad posterior de la carcasa. La desalineación de las dos mitades de la carcasa hace que el eje de entrada de la bomba se desplace fuera del centro con respecto a la mitad posterior de la carcasa. La entrada descentrada dará como resultado que el revestimiento de la parte delantera o el revestimiento del lado de entrada quede excéntrico al centro de rotación del impulsor. Un revestimiento excéntrico afectará al hueco que hay entre el impulsor y el revestimiento frontal causando un aumento de recirculación y pérdidas internas más altas que las normales.

La desalineación de las dos mitades de la carcasa también afectará a la coincidencia de las juntas internas del revestimiento entre dos revestimientos elastoméricos, de manera que habrá un escalón creado entre los dos revestimientos, que de otro modo sería liso. Los escalones en las juntas de revestimiento causarán turbulencia extra y mayor desgaste que si la línea de unión fuera lisa, sin escalones. La desalineación de las dos mitades de la carcasa también causará un escalón en la brida de descarga, lo que puede afectar a la alineación de componentes internos dentro de la carcasa, así como a cualquiera de los componentes de sellado en el lado de descarga.

Si se colocan las mitades de la carcasa con secciones de alineación mecanizadas con precisión, se alivian los problemas debidos a la falta de alineación cuando se utilizan pernos de carcasa con ajuste holgado.

Finalmente, los nuevos dispositivos de ajuste, como los descritos, ofrecen ventajas significativas con respecto a las disposiciones convencionales.

El rendimiento y la vida útil de bombas se relaciona directamente con el hueco que existe entre el impulsor giratorio y el revestimiento del lado frontal. Cuanto mayor sea el hueco, mayor será el flujo de recirculación desde la zona de alta presión en la carcasa de bomba a la entrada de la bomba. Este flujo de recirculación reduce la eficiencia de la bomba y también aumenta la tasa de desgaste en el impulsor de la bomba y el revestimiento del lado frontal. Con el tiempo, a medida que el hueco se ensancha, mayor es la reducción de rendimiento y más alta la tasa de desgaste. Algunos revestimientos laterales convencionales se pueden ajustar axialmente, pero si el desgaste está localizado, esto no ayuda mucho. Bolsillos desgaste localizado se harán más grandes.

Las nuevas disposiciones permiten tanto el movimiento axial como el rotacional del revestimiento frontal de las bombas. El movimiento axial minimiza la anchura del hueco y la rotación distribuye de manera más uniforme el

imagen13

Claims (1)

1. imagen1