ES2628353T3

ES2628353T3 - Impulsor de bomba centrífuga con álabes auxiliares en la cubierta frontal, adyacentes a la abertura de entrada del impulsor

Info

Publication number: ES2628353T3
Application number: ES08747976.2T
Authority: ES
Inventors: Kevin Edward Burgess; Garth Norman Cantrill
Original assignee: Weir Minerals Australia Ltd
Current assignee: Weir Minerals Australia Ltd
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2028-05-20
Also published as: EP2153071A4; ES2877716T3; BRPI0810324B1; US11274669B2; CN104061184B; CL2008001474A1; CL2010000952A1; CN101779044B; CA2856861A1; PL3196469T3; EP3196469B1; BRPI0810324A2; US9897090B2; AU2008253598A1; CA2856861C; BR122019010135B1; CL2012000960A1; BR122019010137B1; AU2008253598B2; CN105864054B

Abstract

Un impulsor (50) de bomba que tiene un eje rotacional (x-x) y que incluye: - un cubo (52), - una cubierta posterior (56) que se extiende desde el cubo (52), y - una cubierta frontal (60), en donde cada una de las cubiertas (56, 60) tienen una superficie interior (57, 62) y una superficie exterior (58, 63), incluyendo además el impulsor: - una pluralidad de álabes de bombeo (74) que se extienden entre las superficies interiores (57, 63) respectivas de las cubiertas (56, 60), y - una abertura (70) de entrada del impulsor en la cubierta frontal (60) coaxial con el eje de rotación (x-x) del impulsor, incluyendo el impulsor una pluralidad de álabes (72) generadores de flujo dispuestos de manera separada y que se extienden desde la superficie exterior (63) de la cubierta frontal (60) en la región de la abertura (70) del impulsor, caracterizado por que el impulsor incluye una pluralidad de álabes inductores (73), distintos de la pluralidad de álabes de bombeo (74), que se extienden desde la superficie interior (62) de la cubierta frontal (60) hacia el eje de rotación (x-x) y que están posicionados adyacentes y dispuestos circunferencialmente alrededor de la abertura (70) del impulsor, teniendo los álabes inductores (73) una porción de borde libre que está espaciada del eje de rotación (x-x), y que está configurada para crear un flujo turbulento que, en la aplicación de una bomba de sumidero, se extiende desde la abertura (70) de entrada del impulsor hacia la parte inferior del sumidero para ayudar a que las partículas sean levantadas y arrastradas en el flujo.

Description

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DESCRIPCION

Impulsor de bomba centnfuga con alabes auxiliares en la cubierta frontal, adyacentes a la abertura de entrada del impulsor.

CAMPO TECNICO

Esta invencion se refiere generalmente a bombas y mas particularmente a bombas del tipo que incluyen por ejemplo bombas de sumidero, bombas sumergibles, bombas de chorro y similares.

ANTECEDENTES

Las bombas centnfugas de sumidero encuentran aplicacion en un amplio rango de industrias incluyendo la minena. Se ha mostrado un ejemplo en el documento WO 86/03809 A1. Aplicaciones de la minena para bombas de sumidero incluyen tipicamente bombear una mezcla de agua con partfculas minerales de diferentes tamanos y densidades de partfculas. Esta mezcla es comunmente denominada como lodo y debido a que contiene solidos puede ser muy abrasiva. Por consiguiente las bombas de sumidero utilizadas en minena en la mayona de los casos estan construidas de materiales resistentes al desgaste.

Las bombas de sumidero utilizadas en las aplicaciones de minena son montadas tipicamente sobre vigas en la parte superior de un sumidero o pozo normalmente amplio y relativamente somero. Un motor de accionamiento y cojinetes de bomba estan dispuestos todos por encima del nivel del suelo y asf no estan sumergidos asegurando por ello una vida mas larga de estas piezas. Los elementos de bombeo estan unidos a un arbol vertical y estan posicionados normalmente en la extremidad de un largo arbol en voladizo y cerca o proximo a la parte inferior del sumidero. Los sumideros estan ubicados normalmente de manera estrategica dentro de la planta y hundidos por debajo del nivel del suelo normal con areas inclinadas someras circundantes de manera que todas las fugas, derrames o productos de lodo gravitaran directamente al sumidero. Dependiendo del tamano del sumidero en relacion con la bomba de sumidero, el tipo de partfculas y su densidad y el caudal de lodo requerido desde el sumidero, algun porcentaje de partfculas sera recogido de manera natural en la parte inferior del sumidero y, una vez asentados fuera del agua, tenderan a no ser recogidos otra vez por la bomba de sumidero. A lo largo del tiempo estas partfculas se acumulan y pueden bloquear el sumidero, particularmente si las partfculas tienden a unirse entre si.

Un aparato de bomba de sumidero convencional esta ilustrado en la fig. 1 que es un alzado lateral en seccion esquematica del mismo. La bomba de sumidero 10 como se ha mostrado incluye una carcasa 12 de bomba con un impulsor 14 dispuesto en ella. El impulsor 14 es conectado de manera operativa a un arbol de accionamiento 16 que en la posicion de funcionamiento normal de la bomba esta dispuesto generalmente de forma vertical. El arbol de accionamiento 16 es soportado por un conjunto de cojinetes 18 y esta conectado operativamente a un motor de accionamiento (no mostrado). Una columna 20 rodea el arbol de accionamiento 16.

La carcasa 12 de la bomba tiene dos entradas a una camara 21 de bomba dentro de la carcasa, en particular una primera entrada 22 y una segunda entrada 24. Un primer filtro 26 esta previsto en la primera entrada 22 y un segundo filtro 28 en la segunda entrada 24. Una tubena de descarga 25 se extiende desde la carcasa 12 de la bomba. Cuando esta en uso la primera entrada 22 y el filtro 26 estan posicionados cerca de la parte inferior del sumidero con la segunda entrada 24 ubicada sobre este. Los filtros 26, 28 funcionan para impedir la entrada de partfculas grandes a contacto directo con el impulsor 14 que esta alojado en la carcasa 12. Tales partfculas pueden atascar la rotacion del impulsor y danar posiblemente el impulsor, conduciendo a un fallo temprano de la bomba de sumidero. Sin embargo el impulsor puede aun resultar danado por una acumulacion de partfculas finas dentro de la carcasa.

Con el fin de intentar resolver y aliviar los problemas de acumulacion de partfculas tanto en el pozo de sumidero como dentro del alojamiento de la bomba de sumidero convencional como se ha mencionado anteriormente, se ha propuesto prever agitadores que de alguna manera se extienden separadamente al pozo del sumidero, u otro tipo coaxial de agitador que puede ser fijado a un arbol de extension se sobresale por debajo de la segunda entrada 24. Sin embargo la efectividad de los agitadores conocidos puede variar considerablemente y, debido a que los agitadores tienden a desgastarse rapidamente, su eficacia puede ser disminuida rapidamente durante el uso. En algunas circunstancias, se han hecho ensayos en los que la entrada inferior 22 de la bomba de sumidero esta completamente cerrada, entrando el lodo solamente a traves de la entrada superior 24 de bomba. Aunque esto puede impedir el atasco de la rotacion del impulsor, esto puede tambien limitar el flujo que puede ser bombeado, lo que a su vez puede dar como resultado en el rebose del sumidero.

RESUMEN DE LA INVENCION

Segun la presente invencion, se ha proporcionado un impulsor de bomba segun la reivindicacion 1

En un ejemplo util para la comprension de la invencion, se ha proporcionado un impulsor de bomba que tiene un eje giratorio y que incluye:

- un cubo,

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- una cubierta posterior que se extiende desde el cubo, y

- una cubierta frontal,

en donde cada una de las cubiertas tiene una superficie interior y una superficie exterior, teniendo el impulsor tambien:

- una pluralidad de alabes de bombeo que se extienden entre las superficies interiores respectivas de las cubiertas, y

- una abertura de entrada del impulsor en la cubierta frontal coaxial con el eje de rotacion del impulsor,

en donde el impulsor incluye la pluralidad de alabes que generan flujo dispuestos de forma separada y que se extienden desde la superficie exterior de la cubierta frontal en la region de la abertura del impulsor y caracterizado ademas por que el impulsor incluye la pluralidad de alabes inductores que se extienden desde la superficie interior de la cubierta frontal hacia el eje de rotacion (x-x) y que estan posicionados adyacentes y dispuestos circunferencialmente alrededor de la abertura del impulsor teniendo los alabes inductores la porcion de borde libre que esta espaciada del eje de rotacion (xx).

Durante el uso de tal impulsor, cuando el impulsor es hecho girar los elementos inductores pueden ayudar al levantamiento del material en partfculas a la region de los alabes de bombeo y asf a la eliminacion subsiguiente de la materia adyacente a la abertura de entrada del impulsor. En situaciones tales como la limpieza de solidos asentados desde un pozo de sumidero, las partfculas pueden ser relativamente grandes de tamano o naturalmente pesadas o densas, y los elementos inductores pueden ayudar con la eliminacion de tal material asentado.

En el ejemplo la cubierta frontal puede incluir una porcion de pared anular y una porcion de pared sobresaliente colgando de la misma, estando la porcion de pared sobresaliente dispuesta para extenderse lejos de los alabes de bombeo para terminar en una extremidad libre, estando la abertura de entrada del impulsor en la region de la extremidad libre de modo que defina una region de admision del impulsor entre la abertura de entrada del impulsor y los alabes de bombeo.

En el ejemplo la porcion de pared sobresaliente puede estrecharse hacia dentro desde la porcion de pared anular cuando se mueve en una direccion hacia la extremidad libre. En una forma de esto, la porcion de pared sobresaliente puede ser curvada.

En el ejemplo el impulsor puede tener tambien un grupo adicional de alabes de bombeo sobre la superficie exterior de la cubierta posterior dispuestos separados entre sf. En una forma de esto, cada alabe de bombeo adicional puede ser curvado con una extremidad adyacente al borde periferico exterior de la cubierta posterior y extendiendose hacia dentro desde el hacia el cubo.

Los elementos inductores estan dispuestos de tal modo que en uso, cuando el impulsor esta girando ayudan a crear un flujo turbulento adyacente a y externamente de la entrada del impulsor. En una disposicion de esto, cada alabe se extiende hacia el eje de rotacion a un punto situado aproximadamente a la mitad del radio de la abertura del impulsor. Los alabes inductores pueden ser de cualquier forma adecuada y no necesariamente en forma de aleron. Los alabes pueden extenderse generalmente de forma radial o pueden estar inclinados en la direccion normal radial. Puede preverse cualquier numero adecuado de elementos inductores, y en una realizacion hay dispuestos dos en posicion diametral opuesta en la region de admision de flujo del impulsor.

En otro ejemplo util para llevar a cabo la invencion, hay previsto un dispositivo para dirigir el flujo, en uso para dirigir material en relacion a un impulsor movil adyacente, incluyendo el dispositivo un cuerpo principal que tiene un lado interior y un lado exterior, una pluralidad de pasos que se extienden entre el lado interior y el lado exterior del cuerpo principal, al menos un paso previsto para la entrega de material en uso a una abertura del impulsor y al menos otro paso previsto para la circulacion en uso de un flujo de material mas alla del impulsor.

En respuesta a la rotacion en uso del impulsor adyacente, tal dispositivo puede crear diseno de flujo de recirculacion de material de lodo con el fin de provocar la alteracion del material en partfculas asentado en la region del impulsor, lo que puede ser importante para la limpieza de solidos asentados desde un pozo del sumidero cuando las partfculas pueden ser grandes en tamano o naturalmente pesadas o densas. Una vez que el material solido asentado es alterado, el dispositivo de direccion de flujo tiene tambien un paso separado que conduce a la abertura del impulsor donde la accion de bombeo extrae el material de lodo fluidificado al impulsor para la eliminacion. El dispositivo realiza por tanto una doble funcion y es idealmente adecuado para aplicaciones de bombeo en areas donde los solidos pueden haber sido dejados asentarse durante algun tiempo.

En una forma, el dispositivo director de flujo puede incluir una camara adyacente al lado interior del cuerpo principal, comunicando dichos pasos con dicha camara. En una forma el dispositivo puede incluir una pluralidad de dichos pasos de entrega y una pluralidad de dichos pasos de circulacion.

En el ejemplo, una pluralidad de dichos pasos puede ser generalmente de forma anular cuando son vistos en una seccion transversal horizontal, y dispuestos sustancialmente de forma concentrica unos respecto de otros. En una forma

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de esto, el o cada paso de circulacion puede estar dispuesto radialmente hacia fuera con respecto al o cada paso de entrega.

En el ejemplo del dispositivo director de flujo, el cuerpo principal incluye una seccion de pared lateral periferica y una pluralidad de elementos en forma de anillo dispuestos concentricamente conectados operativamente juntos y conectados operativamente a la seccion de pared lateral periferica, proporcionando los espacios anulares entre los elementos en forma de anillo dichos pasos. En una forma de esto, uno de dichos elementos en forma de anillo puede incluir una porcion de faldon en el lado exterior del cuerpo principal que proporciona una barrera parcial entre el paso o pasos de circulacion y el paso o pasos de entrega.

En otro ejemplo util para la comprension de la invencion, se ha previsto un dispositivo director de flujo que esta dispuesto para dirigir dos flujos de material en respuesta al movimiento relativo de un impulsor adyacente, siendo los flujos:

- un flujo de mezcla en el cual el material es mezclado y agitado en respuesta al movimiento del impulsor adyacente en uso; y

- un flujo de bombeo en el cual el material es hecho pasar a traves del impulsor adyacente en uso y bombeado a otra ubicacion.

Tal dispositivo tiene ventajas operativas como ya ha sido descrito en este documento para el dispositivo del segundo aspecto.

En otro ejemplo util para la comprension de la invencion, se ha previsto una carcasa de bomba que incluye:

- una seccion de cuerpo principal que tiene una camara de bombeo en ella, y una salida de descarga que se extiende desde la camara de bombeo

- una seccion de filtro que tiene una region de admision en ella, con una o mas entradas ubicadas en la region de admision; y

- una abertura de alimentacion entre la region de admision y la camara de bombeo; en donde una pluralidad de alabes de distribucion de flujo estan posicionados en la region de la abertura de alimentacion.

En respuesta a la rotacion en uso del impulsor adyacente, el alabe o alabes de distribucion de flujo en la carcasa de la bomba puede ayudar con la entrega eficaz de material de lodo a la camara de bombeo, donde la accion de bombeo extrae al material de lodo fluidificado al impulsor para su eliminacion. El alabe o alabes pueden reducir los remolinos y mejorar la eficacia de entrega del flujo de lodo a la superficie exterior en uso de la cubierta posterior del impulsor.

En el ejemplo que tiene una pluralidad de entradas, dichos alabes de distribucion de flujo pueden extenderse desde las entradas y estar dispuestos en relacion espaciada.

En el ejemplo la seccion del cuerpo principal puede incluir una pared posterior y una pared lateral periferica que depende de dicha pared posterior, en donde la region de admision se extiende desde dicha pared posterior en una direccion opuesta a la pared lateral periferica.

En el ejemplo, la region de admision puede incluir una superficie lateral interior generalmente troncoconica, que tiene dichas entradas que estan dispuestas en relacion espaciada alrededor de dicha seccion troncoconica.

En el ejemplo, las entradas pueden ser agujeros o ranuras alargados previstos en la superficie lateral interior de la region de admision.

En el ejemplo de la carcasa de bomba, la camara de bombeo puede ser generalmente de configuracion en voluta.

Se ha proporcionado ademas un impulsor de bomba en combinacion con un dispositivo director de flujo en uso para dirigir el material en relacion al impulsor que esta adyacente a este; incluyendo el dispositivo director de flujo un cuerpo principal que tiene un lado interior y un lado exterior, una pluralidad de pasos que se extienden entre el lado interior y el lado exterior del cuerpo principal, proporcionado al menos un paso para la entrega en uso de material a una abertura del impulsor y al menos proporcionando otro paso para la circulacion en uso de un flujo de material mas alla del impulsor.

En otro ejemplo util para la comprension de la invencion, se proporciona un metodo para bombear un flujo de un material de lodo, comprendiendo el metodo las operaciones de:

- acoplar operativamente (i) un impulsor que tiene uno o mas elementos inductores que estan posicionados adyacentes a la abertura de entrada del impulsor sobre (ii) un dispositivo director de flujo que tiene un paso para proporcionar la entrega en uso del material a la abertura; y

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- accionar la rotacion del impulsor con relacion al dispositivo director de flujo.

En otro ejemplo util para la comprension de la invencion, se ha proporcionado un metodo para provocar la mezcla y agitacion de un material de lodo, as^ como el bombeo de un flujo del material de lodo, comprendiendo el metodo las operaciones de:

- acoplar operativamente (i) un impulsor que tiene uno o mas elementos inductores que estan posicionados adyacentes a la abertura de entrada del impulsor y uno o mas elementos generadores de flujo que estan posicionados para extenderse desde una cubierta del impulsor sobre (ii) un dispositivo director de flujo que tiene al menos un paso para la circulacion en uso de un flujo de material de lodo mas alla del impulsor de modo que provoca la mezcla y agitacion del material de lodo, y un paso para proporcionar la entrega en uso del material a la abertura de entrada; y

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Independientemente de cualesquiera otras formas que pueden caer dentro del alcance de las reivindicaciones, se describiran a continuacion realizaciones espedficas del aparato, a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La fig. 1 es un alzado lateral en seccion esquematica de un aparato de bomba sumergible tfpico con el que los distintos componentes de la presente invencion son adecuados para su uso;

La fig. 2 es una vista despiezada ordenadamente de un conjunto de bomba segun una realizacion de la presente invencion;

La fig. 3 es una vista isometrica de una carcasa de bomba para un conjunto de bomba segun la presente invencion vista desde un lado superior en uso;

La fig. 4 es una vista isometrica de la carcasa de bomba mostrada en la fig. 3 vista desde un lado inferior en uso;

La fig. 5 es una primera vista en seccion parcial de la carcasa de bomba mostrada en las figs. 3 y 4;

La fig. 6 es una segunda vista en seccion parcial de la carcasa de bomba mostrada en las figs. 3 a 5;

La fig. 7 es una vista en planta superior en uso de la carcasa de bomba mostrada en las figs. 3 a 6;

La fig. 8 es una vista en planta inferior en uso de la carcasa de bomba mostrada en las figs. 3 a 7;

La fig. 9 es una vista isometrica de un impulsor para un conjunto de bomba segun la presente invencion visto desde

un lado superior en uso;

La fig. 10 es una vista isometrica del impulsor mostrado en la fig. 9 visto desde un lado inferior en uso;

La fig. 11 es una vista en planta superior en uso del impulsor mostrado en las figs. 9 y 10;

La fig. 12 es una vista en planta inferior en uso del impulsor mostrado en las figs. 9 a 11;

La fig. 13 es un alzado lateral del impulsor mostrado en las figs. 9 a 12;

La fig. 14 es un alzado lateral en seccion del impulsor mostrado en las figs. 9 a 13;

La fig. 15 es una vista isometrica de un dispositivo director de flujo para un conjunto de bomba segun la invencion

visto desde un lado superior en uso;

La fig. 16 es una vista isometrica del dispositivo mostrado en la fig. 15 visto desde un lado inferior en uso;

La fig. 17 es una vista en planta superior en uso del dispositivo mostrado en las figs. 15 y 16;

La fig. 18 es una vista en planta inferior en uso del dispositivo mostrado en las figs. 15 a 17;

La fig. 19 es un alzado lateral del dispositivo mostrado en las figs. 15 a 18;

La fig. 20 es un alzado lateral en seccion del dispositivo mostrado en las figs. 15 a 19;

La fig. 21 es un alzado lateral en seccion de un conjunto de bomba segun la invencion cuando esta en una posicion ensamblada;

La fig. 22 es una vista en perspectiva de un subconjunto de un aparato de bomba segun la presente invencion; y

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La fig. 23 es una vista en perspectiva del subconjunto del aparato de bomba mostrado en la fig. 22 pero que incluye ahora el motor de accionamiento.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES ESPEdFICAS

Con referencia ahora a los dibujos, en la fig. 2 se ha mostrado un conjunto de bomba 100 que comprende una carcasa 30 de bomba, un impulsor 50 y un dispositivo 80 director de flujo. El impulsor 50 esta dispuesto dentro de la carcasa 30 de bomba y el dispositivo 80 director de flujo montado en la carcasa de bomba para encerrar el impulsor 50 entre ellos cuando los tres componentes estan ensamblados juntos. En un modo normal de funcionamiento el impulsor 50 esta montado a rotacion alrededor de un eje sustancialmente vertical, y el dispositivo 80 director de flujo esta dispuesto por debajo de la carcasa 30 de bomba.

Como se ha mostrado en las figs. 3 a 8 la carcasa 30 de bomba incluye una seccion 32 de cuerpo de bomba que tiene una camara de bombeo 36 en ella que esta adaptada para recibir al impulsor 50. La seccion 32 de cuerpo de bomba incluye una pared lateral periferica 34, una pared posterior 38 y un lado frontal abierto 42. Una brida 35 periferica de montaje rodea el lado frontal abierto 42. El eje central de la brida 35 esta axialmente desplazado con respecto al eje central de la segunda entrada 44. El lado frontal abierto 42 proporciona una primera entrada 40 a la camara de bombeo 36. Una tubena de descarga 49 se extiende desde la pared lateral periferica 34 y esta en comunicacion fluida con la camara de bombeo 36. La camara de bombeo 36 tiene forma de voluta.

La carcasa 30 de bomba incluye ademas una seccion 46 de filtro que se extiende desde la pared posterior 38 de la seccion 32 del cuerpo de bomba. La seccion 46 de filtro y la seccion 32 del cuerpo de bomba son una unidad integral que puede ser moldeada o formada adecuadamente de otra manera. Fabricando la seccion de filtro de material resistente al desgaste (como es la seccion 32 del cuerpo de bomba), la vida del producto puede prolongarse comparado con el aparato de la tecnica anterior (con referencia a la fig. 1) en el que la seccion de filtro esta hecha de un material de malla que puede desgastarse rapidamente. La seccion 46 de filtro esta hueca y tiene una pared lateral 43 generalmente troncoconica que se estrecha hacia dentro hacia la pared posterior 38 de la seccion 32 del cuerpo de bomba. Una brida de montaje 51 esta prevista en la extremidad de la seccion 46 de filtro alejada de la seccion 32 del cuerpo de bomba. Una segunda entrada 44 proporciona comunicacion fluida entre la camara de bombeo 36 y el interior de la seccion 46 de filtro. Como se ha mostrado en la fig. 6, seis ranuras 45 de abertura de alimentacion alargadas estan previstas en la pared lateral 43 de la seccion 46 de filtro, estando las aberturas 45 en relacion separada alrededor de la pared lateral 43. Una pluralidad de alabes de distribucion de flujo en forma de doce protuberancias 47 alargadas, verticalmente alineados estan previstos en la region de la entrada 44. Estas protuberancias 47 ayudan al flujo uniforme de material de lodo y reducen el remolino en el flujo desde la seccion 46 de filtro a la camara de bombeo 36 a traves de la entrada 44.

En otras realizaciones de la carcasa de bomba, puede considerarse una forma diferente de seccion de filtro distinta de la troncoconica, asf como una forma diferente de la seccion 32 del cuerpo de bomba, por ejemplo a modo de cupula en vez de la forma 32, 34 de parte superior generalmente plana mostrada en los dibujos.

Con referencia ahora en particular a las figs. 9 a 14 ha ilustrado un impulsor 50 que, como se ha ilustrado mejor en la fig. 14, comprende un cubo 52 que tiene un montaje 54 para un arbol de accionamiento (no mostrado) y un ojo 53. El impulsor 50 puede girar alrededor del eje de rotacion X-X. El impulsor incluye ademas una cubierta posterior 56 que se extiende desde el ojo 53 del cubo 52 teniendo la cubierta posterior una cara interior 57 y una cara exterior 58. El impulsor incluye ademas una cubierta frontal 60 con una abertura 70 de impulsor que se extiende a su traves. Una pluralidad de alabes de bombeo 74 se extienden entre las cubiertas 56 y 60, teniendo cada alabe una porcion 76 de borde delantero interior y una porcion 77 de borde trasero exterior. La cubierta frontal tiene una superficie interior 62 y una superficie exterior 63. Como se ha mostrado, la cubierta frontal 60 es generalmente de forma curvada para definir una porcion de pared sobresaliente que se extiende lejos de los alabes de bombeo 74 y que se estrecha de una manera curvada hacia dentro. La porcion de la cubierta frontal 60 que es adyacente a la abertura 70 del impulsor es generalmente coaxial con respecto al eje de rotacion X-X. La cubierta 60 tiene un borde interior 65 y un borde exterior 66, estando la abertura 70 de entrada del impulsor en el borde interior 65. En el espacio de las cubiertas 56, 60 hay una region 68 de admision de flujo que esta ubicada entre el borde interior de la cubierta frontal 65 y el borde interior de los alabes 74.

El impulsor incluye tambien cuatro alabes de bombeo 78 adicionales que se extienden desde la cara exterior 58 de la cubierta posterior 56. Los alabes de bombeo 78 esta generalmente curvados y dispuestos siendo una extremidad adyacente a la porcion 77 de borde periferico exterior de la cubierta posterior 56, y siendo la otra extremidad adyacente al cubo 52. En uso un material de lodo que es extrafdo a la bomba en la region de la cubierta posterior 56 por la rotacion del impulsor 50 es bombeado mediante estos alabes de bombeo 78.

El impulsor 50 incluye ademas dos elementos inductores de flujo dispuestos circunferencialmente dentro de la region 68 de admision de flujo. Los elementos inductores tienen la forma de alabes inductoras 73 que estan ubicados sobre la cara interior 57 de la cubierta frontal y que se extienden hacia el eje de rotacion X-X. Estos alabes inductores 73 ayudan a crear un flujo turbulento que, en la aplicacion de una bomba de sumidero, se extiende desde la entrada del impulsor hacia la parte inferior del sumidero o pozo para ayudar a que las partfculas sean levantadas y arrastradas

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en el flujo y entren en el impulsor 50 de bomba. El numero, tamano, forma y proporcion de los alabes puede variar mas alla de la disposicion mostrada en las figs. 9 a 14 en las que se han mostrado dos alabes de seccion transversal de aleron, inclinados con relacion al flujo en la admision, posicionados diametralmente opuestos entre s^ en la abertura 70 del impulsor y que se extienden hacia la lmea central de entrada en aproximadamente el 50% del radio. El numero y forma de los alabes inductores, y el angulo y la distancia de cada uno con relacion a la lmea central pueden ser variados para optimizar el flujo de entrada para adecuarlo a las necesidades espedficas de bombeo.

El impulsor 50 incluye ademas una pluralidad de alabes 72 de generacion de flujo que se extienden desde la superficie exterior de la cubierta frontal. Como se ha ilustrado seis alabes estan mostrados alrededor de la superficie exterior de la cubierta frontal. Estos alabes 72 generadores de flujo ayudan a crear un flujo de recirculacion en la region de la entrada de la bomba, con el fin de causar una perturbacion de cualquier material en partmulas asentado en la region del impulsor que, en la aplicacion de una bomba de sumidero, puede estar en la parte inferior del sumidero o pozo para ayudar a que las partmulas sean arrastradas en el flujo. El numero, tamano, forma y proporcion de los alabes puede variar mas alla de la disposicion mostrada en las figs. 9 a 14 en las que se han mostrado seis alabes de seccion transversal de aleron, estando cada aleron inclinado con relacion al flujo en la region de admision 68.

Con referencia en particular a las figs. 15 a 20, se ha mostrado un dispositivo 80 director de flujo que, como se ha ilustrado mejor en las figs. 19 y 20, comprende un cuerpo principal 81 que esta comprendido de una seccion 85 de pared periferica exterior y una seccion 86 interior. La seccion 85 de pared exterior y la seccion 86 de pared interior estan interconectadas por una serie de bridas 87. El cuerpo principal 81 tiene un lado interior 82 y un lado exterior 83. La seccion 85 de pared periferica exterior es generalmente circular cuando es vista en planta y tiene una brida 88 de montaje anular en un lado de la misma. Una camara 89 esta prevista junto al lado interior 82 y esta en comunicacion con los pasos 91 y 92 de entrega dispuestos concentricamente y formados por elementos 95 y 96 en forma de anillo. El paso 92 es de forma generalmente anular alrededor del paso interior 91. Los elementos 95 en forma de anillo estan conectados juntos por bridas. Los pasos son generalmente de forma anular cuando son vistos en seccion transversal horizontal y dispuestos sustancialmente de forma concentrica entre sf

El dispositivo 80 incluye ademas pasos 93 y 94 de circulacion de flujo anular que proporcionan circulacion de flujo entre los lados interior y exterior del cuerpo principal 81. Los pasos son generalmente concentricos entre sf, y siendo las extremidades de los mismos adyacentes al lado interior del cuerpo principal 81. El elemento 96 en forma de anillo tiene una porcion de faldon 98 que se extiende mas alla de los otros elementos de ayuda como una barrera parcial entre los pasos 91 y 92 de entrega y los pasos 93 y 94 de circulacion de flujo.

En respuesta a la rotacion en uso del impulsor 50 adyacente, tal dispositivo 80 puede crear un diseno de flujo de recirculacion de material de lodo destinado a causar la perturbacion del material en partmulas asentadas en la region del impulsor, que puede ser importante para liberar los solidos asentados desde un pozo de sumidero cuando las partmulas pueden ser grandes en tamano o naturalmente pesadas o densas. Con el material de lodo puede formarse un ciclo a traves de los pasos 93, 94 de flujo para efectuar la dispersion de las partmulas asentadas. Una vez que el material solido asentado es perturbado, el dispositivo 80 director de flujo tiene tambien pasos 91 y 92 de entrega dispuestos concentricamente que conducen al impulsor. La rotacion del impulsor 50 provoca una accion de bombeo que extrae el material de lodo fluidificado al impulsor 50 para su eliminacion. El dispositivo 80 realiza por tanto una doble funcion y es idealmente adecuado para aplicaciones de bombeo en areas donde se puede haber permitido a los solidos asentarse durante algun tiempo.

Como se ha ilustrado mejor en la fig. 21 que muestra el conjunto de bomba 100 en su posicion instalada, el eje X-X que es el eje de rotacion del impulsor 50 es desplazado axialmente con respecto al eje central de la brida 35 sobre la carcasa 30 de bomba y la brida 88 sobre el dispositivo 80 director de flujo. Un cierre hermetico circular, de caucho compresible puede ser incorporado entre las bridas sobre la carcasa 30 de bomba y el dispositivo 80. La disposicion de las bridas asegura que el dispositivo 80 puede ajustarse solamente en una orientacion con respecto a la carcasa 30.

En la posicion ensamblada mostrada en la fig. 21, la cubierta frontal 60 del impulsor 50 esta parcialmente dispuesta dentro de la camara 89 del dispositivo 80 director de flujo estando los elementos inductores 73 de flujo adyacentes y en comunicacion fluida con los pasos 91 y 92 del dispositivo 80, y estando los alabes 72 generadores de flujo adyacentes en comunicacion fluida con los pasos 93 y 94.

Con referencia a la fig. 22 se ha mostrado un subconjunto 110 de bomba que incluye una bomba 100 como se ha descrito en este documento con referencia a las figs. 2 a 21. El subconjunto 110 de bomba incluye una placa de montaje 125 que esta asegurada a un suelo por debajo del cual esta ubicado el sumidero. Cuando es instalado el aparato 100 de bomba esta dispuesto en una orientacion generalmente vertical como se ha mostrado en los dibujos, estando el dispositivo 80 director de flujo dispuesto cerca de la parte inferior del sumidero. Un arbol de accionamiento 116 esta conectado operativamente al impulsor 50 de bomba y esta soportado por un conjunto 118 de cojinetes. Una columna 120 rodea el arbol de accionamiento 116 y una tubena de extension 128 se extiende desde la tubena de descarga 49 de la carcasa 30 de bomba.

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Como se ha mostrado en la fig. 23 un motor 134 montado verticalmente esta previsto para accionar el arbol de accionamiento 116 de bomba. El arbol del motor (no mostrado) esta conectado operativamente al arbol de accionamiento 116 de bomba por una transmision de correa en uve. El arbol de accionamiento del motor esta dispuesto para el movimiento de pivotamiento ajustable con relacion al arbol de accionamiento 116 de bomba de manera que la distancia entre los dos arboles puede ser ajustada proporcionando un tensado o nuevo tensado correctos de la correa. Esto puede ser efectuado mediante un tornillo de ajuste de un punto que puede ser ajustado por una herramienta de mano. Una tapa 132 se superpone a la trasmision y puede ser facilmente retirada para proporcionar acceso a la transmision con el fin de ajustar la tension de la correa, por ejemplo. Un bastidor de elevacion 130 puede ser utilizado para elevar el aparato por medio de cualquier dispositivo de elevacion adecuado.

El funcionamiento del aparato de bomba sera descrito a continuacion. El subconjunto 110 de bomba y el motor 134 estan instalados en una orientacion erecta extendiendose la columna 120 y el conjunto de bomba 100 al sumidero y dispuestos de manera que el dispositivo 80 director de flujo es adyacente a la parte inferior del sumidero donde el material en partfculas tiende a asentarse y a acumularse.

El accionamiento del motor 134 provoca la rotacion del arbol de accionamiento 116 de bomba y del impulsor 50 asociado con este. Cuando el impulsor 50 esta girando, los alabes inductores 73 provocan corrientes de flujo que agitan el material en partfculas sobre la parte inferior del sumidero. Ademas los alabes 72 generadores de flujo provocan una corriente de flujo de circulacion a traves de los pasos 93, 94 en el dispositivo 80 director de flujo que se anade a la perturbacion del material en partfculas y provoca un mezclado y agitacion generales. Como resultado de esta accion, el material en partfculas perturbado sera bombeado pasando a traves de la carcasa 30 de bomba y fuera a traves del codo 49 de la tubena de salida. Los pasos en el dispositivo 80 director de flujo limitan el tamano del material en partfculas que pueden pasar a traves de la bomba.

Cuando el impulsor 50 resulta desgastado, por ejemplo, el dispositivo 80 director de flujo puede ser retirado y el impulsor reemplazado con uno nuevo antes de que el dispositivo 80 director de flujo (u otro) sea reacondicionado a la carcasa 30 de bomba.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. - Un impulsor (50) de bomba que tiene un eje rotacional (x-x) y que incluye:

- un cubo (52),

- una cubierta posterior (56) que se extiende desde el cubo (52), y

- una cubierta frontal (60),

en donde cada una de las cubiertas (56, 60) tienen una superficie interior (57, 62) y una superficie exterior (58, 63), incluyendo ademas el impulsor:

- una pluralidad de alabes de bombeo (74) que se extienden entre las superficies interiores (57, 63) respectivas de las cubiertas (56, 60), y

- una abertura (70) de entrada del impulsor en la cubierta frontal (60) coaxial con el eje de rotacion (x-x) del impulsor, incluyendo el impulsor una pluralidad de alabes (72) generadores de flujo dispuestos de manera separada y que se extienden desde la superficie exterior (63) de la cubierta frontal (60) en la region de la abertura (70) del impulsor, caracterizado por que el impulsor incluye una pluralidad de alabes inductores (73), distintos de la pluralidad de alabes de bombeo (74), que se extienden desde la superficie interior (62) de la cubierta frontal (60) hacia el eje de rotacion (x-x) y que estan posicionados adyacentes y dispuestos circunferencialmente alrededor de la abertura (70) del impulsor, teniendo los alabes inductores (73) una porcion de borde libre que esta espaciada del eje de rotacion (x-x), y que esta configurada para crear un flujo turbulento que, en la aplicacion de una bomba de sumidero, se extiende desde la abertura (70) de entrada del impulsor hacia la parte inferior del sumidero para ayudar a que las partfculas sean levantadas y arrastradas en el flujo.
2. - Un impulsor (50) de bomba segun la reivindicacion 1, en donde los alabes inductores (73) se extienden hacia el eje de rotacion a un punto situado aproximadamente a la mitad del radio de la abertura de entrada del impulsor.
3. - Un impulsor (50) de bomba segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado por que la cubierta frontal (60) incluye una porcion de pared anular y una porcion de pared sobresaliente que cuelga de esta, estando la porcion de pared sobresaliente dispuesta para extenderse lejos de los alabes de bombeo (74) para terminar en una extremidad libre, estando la abertura (70) de entrada del impulsor en la region de la extremidad libre de modo que defina una region (68) de admision de impulsor entre la abertura (70) de entrada del impulsor y los alabes de bombeo (74).
4. - Un impulsor (50) de bomba segun la reivindicacion 3 caracterizado por que la porcion de pared saliente se estrecha hacia adentro desde la porcion de pared anular cuando se mueve en una direccion hacia la extremidad libre.
5. - Un impulsor (50) de bomba segun la reivindicacion 4 caracterizado por que la porcion de pared sobresaliente esta curvada.
6. - Un impulsor (50) de bomba segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes que incluye otro grupo de alabes de bombeo (78) sobre la superficie exterior (58) de la cubierta posterior (56) dispuestos separados entre sf
7. - Un impulsor (50) de bomba segun la reivindicacion 6 caracterizado por que cada alabe de bombeo (78) adicional esta curvado con una extremidad adyacente al borde periferico exterior de la cubierta posterior y extendiendose hacia dentro desde el mismo hacia el cubo (52).
8. - Un impulsor (50) de bomba segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado por que el inductor y los alabes generadores de flujo (72, 73) tienen generalmente forma de aleron.
9. - Un impulsor (50) de bomba segun la reivindicacion 8 caracterizado por que los alabes inductores (73) de bomba estan inclinados con relacion al eje de rotacion (x-x) del impulsor y estan posicionados diametralmente opuestos entre sf en la abertura del impulsor.
10. - Un impulsor (50) de bomba segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9 caracterizado por que los alabes inductores (73) de bomba estan sobre la superficie interior (62) de la porcion de pared sobresaliente junto a la extremidad libre.
11. - Un impulsor (50) de bomba segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado por que los alabes (72) generadores de flujo estan sobre la superficie exterior (63) de la porcion de pared saliente junto a la extremidad libre.
12. - Un impulsor (50) de bomba segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes en combinacion con un dispositivo (80) director de flujo en uso para dirigir el material en relacion al impulsor que esta junto a el; incluyendo el dispositivo director de flujo un cuerpo principal (81) que tiene un lado interior (82) y un lado exterior (83), una pluralidad de pasos (91, 92) que se extienden entre el lado interior y el lado exterior del cuerpo principal, proporcionando al menos un paso para la entrega en uso del material a una abertura del impulsor y proporcionando al menos otro paso para la circulacion

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en uso de un flujo de material mas alia del impulsor.
13. - La combinacion de la reivindicacion 12 en donde dicho cuerpo principal (81) incluye una seccion (85) de pared lateral periferica y una pluralidad de elementos (95, 96) en forma de anillo dispuestos concentricamente conectados operativamente juntos y conectados operativamente a la seccion de pared lateral periferica, comprendiendo dichos pasos (91, 92) espacios anulares entre los elementos en forma de anillo.
14. - La combinacion segun la reivindicacion 13 en donde uno de dichos elementos (95, 96) en forma de anillo incluye una porcion de faldon (98) en el lado exterior del cuerpo principal que proporciona una barrera parcial entre un paso (93, 94) de circulacion y un paso (91, 92) de entrega.
15. - La combinacion segun la reivindicacion 12, 13 o 14 que incluye ademas una camara (89) adyacente al lado interior (82) del cuerpo principal, estando dichos pasos (91, 92) en comunicacion con dicha camara.
16. - La combinacion segun cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15 que incluye una pluralidad de dichos pasos (91, 92) de entrega y una pluralidad de pasos (93, 94) de circulacion.
17. - La combinacion segun la reivindicacion 16 en donde una pluralidad de dichos pasos (92, 93, 94) tienen generalmente forma anular cuando son vistos en una seccion transversal horizontal y dispuestos sustancialmente de forma concentrica entre sf.
18. - La combinacion segun la reivindicacion 17 en donde el o cada paso (93, 94) de circulacion esta dispuesto radialmente hacia afuera con respecto a el o a cada paso (91, 92) de entrega.
19. - Un conjunto de bomba que incluye la combinacion de un impulsor (50) de bomba y un dispositivo director de flujo segun cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18:

una carcasa de bomba (30) que comprende:

una seccion (32) de cuerpo principal que tiene una camara de bombeo en ella, y una salida de descarga (49) que se extiende desde la camara de bombeo;

una seccion (46) de filtro que tiene una region de admision en ella, con una o mas entradas (45) ubicadas en la region de admision;

una abertura (44) de alimentacion entre la region de admision y la camara de bombeo, en donde una pluralidad de alabes (47) de distribucion de flujo estan posicionados en la region de la abertura de alimentacion (44); y

en donde dicho impulsor (50) esta montado a rotacion dentro de dicha camara de bombeo de dicha seccion (32) de cuerpo principal de dicha carcasa (30) de bomba, estando dicho dispositivo (80) director de flujo asegurado operativamente a dicha carcasa (30) de bomba.
20. - Un conjunto de bomba segun la reivindicacion 19 en donde hay prevista una pluralidad de entradas (45), extendiendose dichos alabes (47) de distribucion de flujo desde las entradas (45) y estando dispuestos en relacion separada.
21. - Un conjunto de bomba segun la reivindicacion 19 o 20 en donde dicha seccion (32) de cuerpo principal incluye una pared posterior (38) y una pared lateral periferica (34) que cuelga de dicha pared posterior (38), en donde la region de admision se extiende desde dicha pared posterior (38) en una direccion opuesta a la pared lateral periferica (34).
22. - Un conjunto de bomba segun la reivindicacion 20 o 21 en donde dicha region de admision incluye una seccion (43) generalmente troncoconica que tiene una superficie lateral interior, estando dispuestas dichas entradas (45) en relacion separada alrededor de la seccion (43) troncoconica.
23. - Un conjunto de bomba segun cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22 en donde las entradas (45) son agujeros o ranuras alargados previstos en la superficie lateral interior de la region de admision.
24. - Un conjunto de bomba segun cualquiera de las reivindicaciones 19 a 23, en donde dicha camara de bombeo tiene generalmente una configuracion en voluta.