ES2632173T3

ES2632173T3 - Bomba de membrana ondulante de rendimiento mejorado

Info

Publication number: ES2632173T3
Application number: ES09802554.7T
Authority: ES
Inventors: Jean Baptiste Drevet
Original assignee: AMS R&D Sas
Current assignee: AMS R&D Sas
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2017-09-11
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: JP5291193B2; FR2934652B1; DK2313655T3; WO2010012887A1; EP2313655B1; JP2011529548A; EP2313655A1; CN102112743B; CA2767332C; CN102112743A; US20110176946A1; US8714944B2; FR2934652A1; CA2767332A1

Abstract

Bomba de membrana ondulante (2) montada sobre un soporte (3) para ondular entre dos placas (1) bajo la acción de por lo menos un accionamiento electromagnético de cara a transferir fluido de una entrada de la bomba a una salida de la bomba, caracterizada por que la bomba comprende medios de adaptación (6; 20; 30) que unen el soporte de membrana y una masa móvil (12) del accionamiento para disminuir la carrera de la masa móvil del accionamiento de modo que ésta sea más pequeña que la carrera del soporte de membrana (3).

Description

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DESCRIPCION

Bomba de membrana ondulante de rendimiento mejorado

La presente invencion concierne a una bomba de membrana ondulante de rendimiento mejorado ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Se conocen, por ejemplo a partir del documento FR2744769, las bombas de membrana ondulante montadas para ondular entre dos placas bajo la accion de por lo menos un accionamiento electromagnetico lineal de cara a transferir fluido de una entrada de la bomba a una salida de la bomba entre la membrana y las placas.

La membrana esta fijada sobre un soporte de membrana ngido. La parte movil del accionamiento en general esta acoplada directamente al soporte de la membrana y provoca una oscilacion transversal del borde exterior de la membrana que provoca a su vez ondulaciones de la membrana perpendicularmente a su plano que tienen por efecto propulsar el fluido de entrada hacia la salida de la bomba.

El accionamiento o los accionamientos de forma ventajosa se escogen del tipo de imanes moviles o todavfa del tipo reluctantes. Sin embargo, las masas que se ponen en movimiento por este tipo de accionamiento son relativamente importantes puesto que comprenden por ejemplo, los imanes, los soportes del iman, las piezas de union al soporte de membrana, los resortes de suspension. En una bomba de este tipo, el valor de la masa de las partes moviles del accionamiento afecta al acoplamiento de la membrana ondulante con el fluido, la eficacia del movimiento de la membrana y el rendimiento de la cabeza de bomba, limita la frecuencia de funcionamiento posible del accionamiento y conduce a ruidos y a vibraciones que pueden ser molestas.

La asociacion de un resorte de suspension de la masa movil no resuelve estos problemas de funcionamiento. OBJETO DE LA INVENCION

La invencion tiene por objeto una bomba de membrana ondulante de rendimiento mejorado, que no presente los inconvenientes anteriormente citados.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION

De cara a la realizacion de este objetivo, se propone una bomba de membrana ondulante montada sobre un soporte para ondular entre dos placas fijas bajo la accion de por lo menos un accionamiento electromagnetico de cara a transferir fluido de una entrada de la bomba a una salida de la bomba. Segun la invencion, la bomba comprende medios de adaptacion que unen el soporte de membrana y una parte movil del accionamiento para reducir la carrera de la parte movil del accionamiento de modo que esta sea mas pequena que la carrera del soporte de membrana.

Una disminucion de este tipo de la carrera de la parte movil del accionamiento permite mejorar el acoplamiento de la membrana ondulante con el fluido, la eficacia del movimiento de la membrana optimizando la fuerza de reaccion de esta y por lo tanto mejorar el rendimiento de propulsion. Al nivel del accionamiento, permite aumentar la frecuencia de funcionamiento, disminuir las perdidas mecanicas ligadas a las fricciones y rozamientos viscosos. Y sobre todo, la disminucion de la carrera contribuye a disminuir las vibraciones generadas por el accionamiento y sufridas por la bomba. Esta disminucion permite ademas aumentar la relacion fuerza/masa, lo que permite disminuir las perdidas cineticas ligadas al movimiento de las masas y por lo tanto aumentar el rendimiento global de la bomba. Estas mejoras conducen a un mejor rendimiento de la cabeza de bomba y a un accionamiento menos voluminoso.

Segun un modo particular de realizacion de la invencion, los medios de adaptacion comprenden por lo menos una palanca de la cual un extremo esta articulado sobre el soporte de membrana y el otro extremo esta articulado sobre un punto fijo, la parte movil del accionamiento estando acoplada a la palanca de modo que su carrera sea mas pequena que la carrera del soporte de membrana.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

La invencion se comprendera mejor a la luz de las figuras de los dibujos adjuntos, entre las cuales:

- la figura 1 es una vista esquematica en corte de un ejemplo de realizacion de una bomba segun un primer principio de puesta en practica de la invencion;

- la figura 2 es una vista en corte de un primer ejemplo de realizacion de una bomba segun un segundo principio de puesta en practica de la invencion;

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- la figura 2 bis es una vista en corte de un segundo ejemplo de realizacion de una bomba segun el segundo principio de puesta en practica de la invencion;

- la figura 3 es una vista esquematica en corte de una bomba segun un tercer principio de puesta en practica de la invencion;

- la figura 4 es una vista esquematica en corte de una bomba segun un cuarto principio de puesta en practica de la invencion.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Con referencia a la figura 1, y segun un primer principio de puesta en practica de la invencion, la bomba ilustrada comprende dos placas 1 globalmente discoidales entre las cuales se extiende una membrana ondulante 2 igualmente discoidal. Esta esta fijada por su borde exterior a un soporte de membrana 3 ngido al cual se imponen oscilaciones que provocan una ondulacion de la membrana 2 que fuerza al fluido a fluir desde una entrada 4 de la bomba hacia una salida 5. Las oscilaciones del soporte 3 de la membrana 2 son generadas por un accionamiento electromecanico 10 segun las disposiciones siguientes.

La bomba comprende medios de adaptacion, en esta circunstancia dos palancas 6 que estan articuladas cada una por una parte a un punto fijo 7 y por otra parte a un soporte de membrana 3 de la membrana. El accionamiento 10 comprende dos partes moviles 11 que en este caso estan cada una conformada por una masa movil 12 asociada a un resorte 13 acoplado a un punto fijo y por ejemplo a una parte solidaria de las placas. El resorte 13 tiene una rigidez de tal tipo que el conjunto formado por la masa movil y el resorte tiene una frecuencia de resonancia proxima a una frecuencia de funcionamiento de la bomba. En este caso, la masa movil 12 esta acoplada a la palanca 6 en un punto 14 situado en este caso entre los dos extremos de la palanca 6. La excitacion electromagnetica de la masa movil 12 por una bobina fija asociada 15 que provoca una oscilacion de la masa movil 12 segun una direccion Z perpendicular al plano medio de la membrana 2, lo que provoca una oscilacion del soporte de membrana 3 de la membrana y, por tanto, oscilaciones de la membrana 2 entre las placas 1 que resultan de la propagacion de una onda progresiva de la cual la membrana es el soporte. En este caso, la masa movil 12 lleva dos imanes permanentes.

En la figura 1, L es la longitud de la palanca (contada paralelamente al plano medio de la membrana) y d la distancia, contada paralelamente a L, entre el extremo fijo de la palanca 6 y el punto de acoplamiento de la masa movil 12 del accionamiento 10 sobre la palanca. Se constata en este caso que la distancia d es inferior a la distancia L y por lo tanto que la carrera del accionamiento 10, que esta en la relacion d/L con el desplazamiento del soporte de membrana 3 de la membrana, es por lo tanto mas pequena que este desplazamiento. Ademas, todo pasa como si la masa inercial de valor M del soporte de membrana este aumentado en una cantidad d.m/L en donde m es el valor de la masa movil 12. La masa inercial producida es por lo tanto mas debil que la masa inercial producida en el interior de una bomba conocida en el interior de la cual el accionamiento esta acoplado directamente al soporte de la membrana, que hubiera sido igual a m. Estas disposiciones contribuyen a mejorar la eficacia de la membrana, a hacer posible un aumento de la frecuencia de funcionamiento y a disminuir las vibraciones de la bomba.

Habiendo sido explicado el principio de la invencion, la figura 2 ilustra un ejemplo de puesta en practica de este principio. En este caso, el soporte de membrana 3 es accionado en dos puntos diametralmente opuestos. Las dos palancas 6' estan formadas en este caso en una unica chapa 20 recortada y plegada a la forma.

Mas precisamente, la chapa 20 comprende una parte central 21 formada en U flexible que forma el resorte de retroceso que esta fijado al cuerpo de la bomba. Despues, la chapa 20 se prolonga en dos brazos que forman palancas 6' cuyos bordes 22 estan plegados para dar una gran rigidez en flexion a los brazos. Los brazos terminan en dos partes de union 23 al soporte de membrana. Cada uno de los brazos es atacado en puntos 14, sensiblemente en su mitad, por un accionamiento. Asf, la misma pieza forma a la vez la palanca y el resorte de retroceso. La rigidez de esta parte de resorte se puede fijar a un valor tal que asociado al valor de la masa movil, la frecuencia de resonancia de este oscilador sea proxima a la frecuencia de funcionamiento buscado para la bomba.

Numerosas variantes pueden ser realizadas dentro del ambito de la invencion, con una o varias palancas, acopladas o no, asociadas o no a resortes de retroceso, los accionamientos pudiendo atacar la palanca del otro lado del punto de articulacion de la palanca sobre el cuerpo de la bomba.

Segun el modo de realizacion de la invencion ilustrado en la figura 2 bis, los brazos que forman las palancas 6' llevan imanes permanentes 45 sometidos a la accion de la bobina 15, de modo que los brazos lastrados por los imanes forman ellos mismos la masa movil del accionamiento excitado por la bobina. Los imanes 45 son llevados por los brazos a una distancia del soporte de membrana, de preferencia entre el punto de articulacion de la palanca el punto de acoplamiento de la palanca al soporte de membrana, de modo que la carrera de esta parte movil sea efectivamente mas pequena que el desplazamiento del soporte de membrana. Esta disposicion hace el conjunto particularmente simple y compacto.

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Segun ahora otro principio de puesta en practica de la invencion ilustrado en la figura 3, los medios de adaptacion comprenden un resorte de conexion o suspension 25 interpuesto entre el soporte de membrana 3 y la masa movil 12 del accionamiento 10. La suspension 25 permite disminuir la carrera de la masa movil 12 del accionamiento, para una carrera determinada del soporte de membrana 3. Esta disposicion conduce a un accionamiento en el cual las masas moviles 12 oscilan con una amplitud mas debil, por lo menos para una gama de frecuencia de excitacion determinada, de modo que las vibraciones se disminuyen. El resorte 13 en este caso esta constituido por una lamina acodada elasticamente deformable.

Segun otro modo de realizacion de la invencion ilustrado en la figura 4, la bomba comprende medios de adaptacion que consisten en un adaptador de carrera neumatico o hidraulico 30. En este caso, la masa movil 12 afecta aqu a una forma anular y desliza alternativamente bajo el impulso electromagnetico de la bobina fija 15. El adaptador de carrera 30 comprende una membrana A y una membrana B que delimitan una camara estanca 32 rellena de gas o de lfquido, segun el caso. La membrana A esta acoplada a la masa movil 12, mientras que la membrana B esta acoplada al soporte de membrana 3 a traves de un brazo 34.

La membrana A comprende un borde A1 que esta conectado y tiene un fondo ngido A2 que forma un piston acoplado a la masa movil 12 y unido al borde A1 por un fuelle A3. En cuanto a la membrana B, comprende un borde B1 fijo unido a un manguito central B3 acoplado al brazo 34 y unido al borde B1 por un fuelle B2.

La superficie de la membrana A es mas importante que la superficie de la membrana B. Asf, cuando la masa movil 12 se desplaza una carrera determinada, impone al manguito B3 de la membrana B un desplazamiento mas importante que la carrera de la masa movil 12. De lo que resulta que la masa movil 12 tiene un desplazamiento mas pequeno que aquel del soporte de membrana 3.

La invencion no esta limitada a lo que acaba de ser descrito, sino que engloba por el contrario cualquier variante que entre dentro del ambito definido por las reivindicaciones. En particular, aunque la invencion ha estado ilustrada en este caso en una aplicacion a bombas de membrana ondulante discoidal, es muy evidente que la invencion se aplica a bombas de membranas ondulantes en forma de lamina o anulares.

La invencion se aplica a cualquier tipo de accionamiento y especialmente los accionamientos lineales o rotativos, de desplazamiento angular.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Bomba de membrana ondulante (2) montada sobre un soporte (3) para ondular entre dos placas (1) bajo la accion de por lo menos un accionamiento electromagnetico de cara a transferir fluido de una entrada de la bomba a una salida de la bomba, caracterizada por que la bomba comprende medios de adaptacion (6; 20; 30) que unen el soporte de membrana y una masa movil (12) del accionamiento para disminuir la carrera de la masa movil del accionamiento de modo que esta sea mas pequena que la carrera del soporte de membrana (3).
2. Bomba de membrana ondulante segun la reivindicacion 1 en la cual los medios de adaptacion comprenden una palanca (6) articulada por una parte al soporte de membrana y por otra parte a un punto fijo, la parte movil del accionamiento estando acoplada en un punto de la palanca.
3. Bomba de membrana ondulante segun la reivindicacion 2 que comprende dos palancas (6') que estan realizadas en una parte de chapa (20) recortada y formada para presentar un puente central (21) que forma un resorte de suspension de la parte movil del accionamiento de la cual se extienden las dos palancas.
4. Bomba de membrana ondulante segun la reivindicacion 3 en la cual el resorte tiene una rigidez fijada de tal modo que asociado a la masa movil, el conjunto formado por la masa movil y el resorte tiene una frecuencia de resonancia proxima a una frecuencia de funcionamiento de la bomba.
5. Bomba de membrana ondulante segun la reivindicacion 2 que comprende dos palancas (6', 6') que forman un soporte de la masa movil (45) del accionamiento.
6. Bomba de membrana ondulante segun la reivindicacion 1 en la cual los medios de adaptacion comprenden una suspension (25) interpuesta entre el soporte de membrana y la masa movil (12) del accionamiento.
7. Bomba de membrana ondulante segun la reivindicacion 1 en la cual los medios de adaptacion comprenden un adaptador de carrera neumatico o hidraulico (30) para conectar un brazo (34) acoplado al soporte de membrana con la masa movil del accionamiento, de modo que la masa movil del accionamiento tenga una carrera mas pequena que aquella del brazo.