ES2764114T3 - Centrifugal pump to transport a highly viscous fluid - Google Patents

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Abstract

Una bomba centrífuga para transportar un fluido altamente viscoso que tiene una viscosidad cinemática de al menos 10-4 m2/s, incluyendo una carcasa (2) con al menos una primera entrada (3) y una salida (4) para el fluido, un impulsor (5) para transportar el fluido desde la entrada (3) a la salida (4), donde el impulsor (5) está dispuesto en un eje rotativo (6) para rotación alrededor de una dirección axial (A), e incluye una envuelta delantera (7) orientada a la primera entrada (3) de la bomba, donde la carcasa (2) está provista de una abertura estacionaria de impulsor (8) que recibe la envuelta delantera (7) del impulsor (5) y que tiene un diámetro (D), donde la envuelta delantera (7) y la abertura estacionaria de impulsor (8) forman un intervalo (9) que tiene una longitud (L) en la dirección axial (A), caracterizada porque el intervalo (9) se extiende paralelo al eje (6), y porque la relación de la longitud (L) del intervalo (9) y el diámetro (D) de la abertura de impulsor (8) es a lo sumo 0,092.A centrifugal pump for conveying a highly viscous fluid having a kinematic viscosity of at least 10-4 m2 / s, including a casing (2) with at least a first inlet (3) and an outlet (4) for the fluid, a impeller (5) for conveying fluid from inlet (3) to outlet (4), where impeller (5) is arranged on a rotary shaft (6) for rotation about an axial direction (A), and includes a front casing (7) facing the first inlet (3) of the pump, where the casing (2) is provided with a stationary impeller opening (8) that receives the front casing (7) of the impeller (5) and having a diameter (D), where the front casing (7) and the stationary impeller opening (8) form an interval (9) having a length (L) in the axial direction (A), characterized in that the interval (9) extends parallel to the axis (6), and because the ratio of the length (L) of the gap (9) and the diameter (D) of the impeller opening (8) is at or I add 0.092.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Bomba centrífuga para transportar un fluido altamente viscosoCentrifugal pump to transport a highly viscous fluid

La invención se refiere a una bomba centrífuga para transportar un fluido altamente viscoso según el preámbulo de la reivindicación independiente.The invention relates to a centrifugal pump for conveying a highly viscous fluid according to the preamble of the independent claim.

Las bombas para bombear fluidos altamente viscosos se usan en muchas industrias diferentes, por ejemplo, en la industria de procesado de petróleo y gas para transportar fluidos hidrocarbonos. Aquí, estas bombas se usan para diferentes aplicaciones tales como la extracción de crudo de un yacimiento de petróleo, el transporte de petróleo u otros fluidos hidrocarbonos a través de oleoductos o dentro de refinerías. Pero también en otras industrias, por ejemplo, la industria alimentaria o la industria química, a menudo hay que transportar fluidos altamente viscosos. Un ejemplo de tal bomba se describe en DE4208202, que describe una bomba centrífuga con una junta estanca anular entre un rotor y una carcasa. La junta estanca anular tiene una holgura al menos adyacente a una entrada del rotor que se inclina, en la dirección de un flujo principal de fluido en la entrada del rotor, en un ángulo entre 0 grados y 60 grados con relación al eje de rotación del rotor.Pumps for pumping highly viscous fluids are used in many different industries, for example in the oil and gas processing industry to transport hydrocarbon fluids. Here, these pumps are used for different applications such as extracting crude from an oil field, transporting oil or other hydrocarbon fluids through pipelines or within refineries. But also in other industries, for example the food industry or the chemical industry, highly viscous fluids often have to be transported. An example of such a pump is described in DE4208202, which describes a centrifugal pump with an annular seal between a rotor and a casing. The annular seal has a clearance at least adjacent to a rotor inlet that is tilted, in the direction of a main flow of fluid at the rotor inlet, at an angle between 0 degrees and 60 degrees relative to the axis of rotation of the rotor.

Otro ejemplo de tal bomba se describe en CN101892989, que describe una bomba de aspiración doble y alta presión. La bomba incluye una cámara de aspiración, una carcasa de bomba, un impulsor, un eje, un dispositivo de sellado mecánico empaquetado dispuesto entre la carcasa de bomba y el eje, un dispositivo de sellado de aro de impulsor y un dispositivo de lavado de sellado mecánico, donde la cámara de aspiración incluye un orificio de aspiración, una sección de distribución de flujo y una sección en espiral; la sección de división de flujo incluye un paso izquierdo, un paso derecho y una pared de voluta entre el paso izquierdo y el paso derecho; la pared de voluta está provista de una lengüeta de distribución de agua que se extiende hacia el orificio de aspiración; y la superficie exterior de la sección de distribución de flujo de la cámara de aspiración está provista de al menos un nervio radial de refuerzo que rodea la sección de distribución de flujo con un círculo.Another example of such a pump is described in CN101892989, which describes a high pressure, double suction pump. The pump includes a suction chamber, a pump casing, an impeller, a shaft, a packaged mechanical sealing device arranged between the pump casing and the shaft, a impeller ring sealing device, and a sealing flushing device. mechanical, where the suction chamber includes a suction port, a flow distribution section and a spiral section; the flow division section includes a left pass, a right pass, and a volute wall between the left pass and the right pass; the volute wall is provided with a water distribution tab that extends into the suction port; and the outer surface of the flow distribution section of the suction chamber is provided with at least one radial reinforcing rib that surrounds the flow distribution section with a circle.

La viscosidad de un fluido es una medida del rozamiento interno generado en un fluido en circulación y una propiedad característica del fluido. Dentro de la estructura de esta solicitud, los términos “viscosidad” o “viscoso” se usan para designar la viscosidad cinemática del fluido y el término “fluido altamente viscoso” se entenderá en el sentido de que el fluido tiene una viscosidad cinemática de al menos 10-4 m2/s, que son 100 centistokes (cSt).Fluid viscosity is a measure of internal friction generated in a circulating fluid and a characteristic property of the fluid. Within the structure of this application, the terms "viscosity" or "viscous" are used to designate the kinematic viscosity of the fluid and the term "highly viscous fluid" will be understood as meaning that the fluid has a kinematic viscosity of at least 10-4 m2 / s, which is 100 centistokes (cSt).

Es conocida la utilización de bombas centrífugas para el bombeo de fluidos altamente viscosos. El bombeo de fluidos altamente viscosos con bombas centrífugas requiere una bomba de potencia considerablemente mayor que, por ejemplo, el bombeo de agua. Cuanto más alta es la viscosidad del fluido, mayor es la potencia que precisa la bomba para suministrar el volumen de bombeo requerido. Especialmente en la industria del petróleo y gas, el enfoque principal, al menos en el pasado, se ha centrado en el volumen de bombeo, es decir, el flujo generado por la bomba, y en la fiabilidad de la bomba más bien que en la eficiencia de la bomba. Sin embargo, hoy día se intenta lograr un uso más eficiente de la bomba. Es deseable tener la relación más alta posible de la potencia, especialmente la potencia hidráulica, distribuida por la bomba a la potencia necesaria para mover la bomba. Este deseo se basa principalmente en una mayor conciencia de la protección del medioambiente y una utilización responsable de los recursos disponibles, así como de los costos crecientes de la energía.The use of centrifugal pumps for the pumping of highly viscous fluids is known. Pumping highly viscous fluids with centrifugal pumps requires a considerably higher power pump than, for example, pumping water. The higher the viscosity of the fluid, the greater the power required by the pump to supply the required pumping volume. Especially in the oil and gas industry, the main focus, at least in the past, has been on the volume of pumping, i.e. the flow generated by the pump, and on the reliability of the pump rather than on the pump efficiency. However, nowadays an attempt is made to achieve a more efficient use of the pump. It is desirable to have the highest possible ratio of power, especially hydraulic power, delivered by the pump to the power needed to move the pump. This desire is mainly based on a greater awareness of environmental protection and a responsible use of available resources, as well as the increasing costs of energy.

Para mejorar la eficiencia de una bomba centrífuga para bombear fluidos altamente viscosos es conocido usar diseños específicos del impulsor, especialmente impulsores con altos coeficientes de carga. El coeficiente de carga del impulsor puede incrementarse, por ejemplo, incrementando el ángulo de salida del álabe o el número de álabes o la anchura de salida del impulsor. A pesar de estas medidas, todavía hay que mejorar aún más la eficiencia de una bomba para bombear fluidos altamente viscosos.To improve the efficiency of a centrifugal pump for pumping highly viscous fluids it is known to use specific impeller designs, especially impellers with high load coefficients. The load coefficient of the impeller can be increased, for example, by increasing the exit angle of the vane or the number of vanes or the exit width of the impeller. Despite these measures, the efficiency of a pump for pumping highly viscous fluids still needs to be further improved.

Por lo tanto, un objeto de la invención es proponer una nueva bomba centrífuga para transportar fluidos altamente viscosos que tiene una mejor eficiencia, es decir, una relación incrementada de la potencia distribuida por la bomba al bombear el fluido a la potencia que es suministrada a la bomba para mover la bombaTherefore, an object of the invention is to propose a new centrifugal pump for transporting highly viscous fluids that has a better efficiency, that is, an increased ratio of the power distributed by the pump when pumping the fluid to the power that is supplied to the pump to move the pump

La materia de la invención que logra este objeto se caracteriza por los elementos de la reivindicación independiente. Así, según la invención, se propone una bomba centrífuga para transportar un fluido altamente viscoso que tiene una viscosidad cinemática de al menos 10-4 m2/s, incluyendo una carcasa con al menos una primera entrada y una salida para el fluido, un impulsor para transportar el fluido desde la entrada a la salida, donde el impulsor está dispuesto en un eje rotativo para rotación alrededor de una dirección axial, e incluye una envuelta delantera mirando a la primera entrada de la bomba, donde la carcasa está provista de una abertura estacionaria de impulsor para recibir la envuelta delantera del impulsor y que tiene un diámetro, donde la envuelta delantera y la abertura estacionaria de impulsor forman un intervalo que tiene una longitud en la dirección axial, caracterizada porque el intervalo se extiende paralelo al eje, y porque la relación de la longitud del intervalo y el diámetro de la abertura de impulsor es al menos 0,092. The subject matter of the invention which achieves this object is characterized by the elements of the independent claim. Thus, according to the invention, a centrifugal pump is proposed to transport a highly viscous fluid that has a kinematic viscosity of at least 10-4 m2 / s, including a housing with at least a first inlet and an outlet for the fluid, an impeller for transporting the fluid from the inlet to the outlet, where the impeller is arranged on a rotating shaft for rotation about an axial direction, and includes a front casing facing the first inlet of the pump, where the casing is provided with an opening stationary impeller to receive the front impeller casing and having a diameter, where the front casing and the stationary impeller opening form an interval having a length in the axial direction, characterized in that the interval extends parallel to the axis, and in that the ratio of the interval length and the diameter of the impeller opening is at least 0.092.

La invención se basa en especial en el hallazgo de que la eficiencia de la bomba puede incrementarse al bombear fluidos altamente viscosos diseñando el intervalo entre la envuelta delantera del impulsor y la abertura estacionaria de impulsor considerablemente más corta de lo que se ha hecho en la técnica anterior.The invention is based in particular on the finding that pump efficiency can be increased by pumping highly viscous fluids by designing the gap between the impeller front casing and the stationary impeller opening considerably shorter than has been done in the art previous.

El intervalo, que también se denomina a veces el laberinto, es necesario para sellar el lado de alta presión del impulsor, más en concreto el espacio lateral, contra la entrada de la bomba. El impulsor está dispuesto en la abertura estacionaria de impulsor que es una parte de la bomba que es estacionaria con respecto a la carcasa y que está adaptada para recibir el impulsor. En el estado montado, el impulsor está situado en dicha abertura de impulsor de tal manera que el intervalo o el laberinto está entre la superficie circunferencial exterior de la envuelta delantera del impulsor y la superficie circunferencial interior de la abertura estacionaria de impulsor. Este intervalo tiene una longitud en la dirección axial que realiza un sellado entre el espacio lateral en el lado de alta presión del impulsor y la entrada de la bomba, que es el lado de presión baja de la bomba.The interval, which is also sometimes called the labyrinth, is necessary to seal the high pressure side of the impeller, more specifically the side space, against the pump inlet. The impeller is disposed in the stationary impeller opening which is a part of the pump which is stationary with respect to the casing and which is adapted to receive the impeller. In the assembled state, the impeller is located in said impeller opening such that the gap or labyrinth is between the outer circumferential surface of the forward impeller shell and the inner circumferential surface of the stationary impeller opening. This interval has a length in the axial direction that seals between the side space on the high pressure side of the impeller and the pump inlet, which is the low pressure side of the pump.

Durante la operación de la bomba, se genera reflujo que va desde el lado de alta presión del impulsor, que, en una bomba de una sola etapa, es la región cerca de la salida de la bomba, a través del espacio lateral, y a través del intervalo entre la envuelta delantera y la abertura estacionaria de impulsor, volviendo al lado de presión baja del impulsor.During pump operation, backflow is generated from the high pressure side of the impeller, which, in a single stage pump, is the region near the pump outlet, through the lateral space, and through of the gap between the front casing and the stationary impeller opening, returning to the low pressure side of the impeller.

El intervalo o el laberinto, respectivamente, está diseñado como una junta de holgura radial o laberinto, es decir, proporciona una holgura con respecto a la dirección radial. Por lo tanto, el flujo principal a través del intervalo es en dirección axial, es decir, paralelo al eje. Esto tiene que diferenciarse de una junta de holgura axial o laberinto que se extiende perpendicular u oblicuamente al eje, de modo que el flujo principal a través de una junta de holgura axial es en dirección radial u oblicua con respecto a la dirección radial. En una junta de holgura axial, la holgura en dirección axial cambia con un movimiento relativo de la parte estacionaria y la parte de giro en dirección axial, donde en una junta de holgura radial la holgura en dirección radial cambia al movimiento relativo de la parte estacionaria y la parte de giro en dirección radial.The gap or labyrinth, respectively, is designed as a radial clearance gasket or labyrinth, that is, it provides clearance with respect to the radial direction. Therefore, the main flow through the interval is in the axial direction, that is, parallel to the axis. This has to be differentiated from an axial clearance joint or labyrinth that extends perpendicular or obliquely to the axis, so that the main flow through an axial clearance joint is in a radial or oblique direction with respect to the radial direction. In an axial clearance joint, the clearance in the axial direction changes with relative movement of the stationary part and the turning part in the axial direction, where in a radial clearance joint the clearance in the radial direction changes with the relative movement of the stationary part and the turning part in the radial direction.

Un hallazgo esencial es que, por la longitud axial corta del intervalo (es decir, el laberinto) propuesta por la invención, las pérdidas de potencia a través del intervalo disminuyen, entre otros, debido a la reducida resistencia al arrastre en el espacio lateral. Por otra parte, cabe esperar que el acortamiento del intervalo dé lugar a una acción de sellado reducida, incrementando así el reflujo en la bomba. Sin embargo, un aumento del caudal de reflujo reduce la eficiencia de la bomba y por ello va en contra de una eficiencia mejorada. Por lo tanto, el hallazgo inesperado es que, acortando el intervalo con respecto a la dirección axial, la eficiencia general de bombeo aumenta a pesar del riesgo de un mayor caudal de reflujo.An essential finding is that, due to the short axial length of the interval (i.e. the labyrinth) proposed by the invention, the power losses through the interval decrease, among others, due to the reduced drag resistance in the lateral space. On the other hand, shortening the interval can be expected to result in a reduced sealing action, thus increasing the reflux in the pump. However, an increased reflux flow rate reduces pump efficiency and therefore runs counter to improved efficiency. Therefore, the unexpected finding is that, by shortening the interval with respect to the axial direction, the overall pumping efficiency increases despite the risk of increased reflux flow.

Según la invención, la longitud del intervalo no deberá exceder de 0,092 veces el diámetro de la abertura de impulsor.According to the invention, the length of the gap should not exceed 0.092 times the diameter of the impeller opening.

La longitud óptima del intervalo depende de varios factores, por ejemplo, la viscosidad del fluido. Así, dependiendo de la aplicación específica, puede ser preferible que la relación de la longitud del intervalo y el diámetro de la abertura de impulsor sea a lo sumo 0,073 y preferiblemente a lo sumo 0,055.The optimal length of the interval depends on several factors, for example, the viscosity of the fluid. Thus, depending on the specific application, it may be preferable that the ratio of the length of the gap and the diameter of the impeller opening is at most 0.073 and preferably at most 0.055.

También hay aplicaciones para las que es ventajoso que la relación de la longitud del intervalo y el diámetro de la abertura de impulsor sea a lo sumo 0,037 y preferiblemente a lo sumo 0,019.There are also applications for which it is advantageous that the ratio of the length of the gap and the diameter of the impeller opening is at most 0.037 and preferably at most 0.019.

Por razones prácticas también hay un límite inferior preferido para la longitud del intervalo. Según el diseño preferido, la relación de la longitud del intervalo y el diámetro de la abertura de impulsor es al menos 0,0001.For practical reasons there is also a preferred lower limit for the length of the interval. According to the preferred design, the ratio of the interval length and the diameter of the impeller opening is at least 0.0001.

Con el fin de generar el efecto de sellado deseado por el intervalo se prefiere tener una holgura radial entre la envuelta delantera y la abertura de impulsor que sea a lo sumo 0,0045 veces el diámetro de la abertura de impulsor. La holgura radial es la extensión del intervalo con respecto a la dirección radial, es decir, perpendicular a la dirección axial, y se puede considerar como la anchura del intervalo. Esta holgura radial es la distancia mínima entre la superficie circunferencial exterior de la envuelta delantera del impulsor y la superficie circunferencial interior de la abertura estacionaria del impulsor a lo largo del intervalo.In order to generate the desired sealing effect for the interval it is preferred to have a radial clearance between the front shell and the impeller opening that is at most 0.0045 times the diameter of the impeller opening. Radial clearance is the extension of the interval with respect to the radial direction, that is, perpendicular to the axial direction, and can be considered as the width of the interval. This radial clearance is the minimum distance between the outer circumferential surface of the forward impeller shell and the inner circumferential surface of the stationary impeller opening over the interval.

Las dos superficies que delimitan el intervalo pueden diseñarse como superficies niveladas.The two surfaces that delimit the interval can be designed as level surfaces.

Según otra realización, el intervalo incluye una pluralidad de partes planas consecutivamente dispuestas con respecto a la dirección axial, donde dos partes planas adyacentes están separadas respectivamente por una ranura. En tal realización, las dos superficies que delimitan el intervalo no están niveladas. La parte de la superficie circunferencial exterior de la parte delantera del impulsor que delimita el intervalo o la parte de la superficie circunferencial interior de la abertura estacionaria de impulsor que delimita el intervalo pueden estar provistas de una pluralidad de partes planas y ranuras entremedio. En tal realización la longitud del intervalo en dirección axial se define como la suma de las longitudes de todas las partes planas individuales en la dirección axial. Las ranuras no contribuyen a la longitud general del intervalo en la dirección axial. According to another embodiment, the interval includes a plurality of flat parts consecutively arranged with respect to the axial direction, where two adjacent flat parts are respectively separated by a slot. In such an embodiment, the two surfaces delimiting the interval are not level. The part of the outer circumferential surface of the front part of the impeller that delimits the interval or the part of the internal circumferential surface of the stationary opening of the impeller that delimits the interval can be provided with a plurality of flat parts and grooves in between. In such an embodiment the length of the gap in the axial direction is defined as the sum of the lengths of all the individual flat parts in the axial direction. The grooves do not contribute to the overall length of the gap in the axial direction.

Según una realización preferida, la abertura de entrada estacionaria incluye un aro de desgaste que delimita el intervalo con respecto a la dirección radial, estando dispuesto el aro de desgaste estacionario con respecto a la carcasa.According to a preferred embodiment, the stationary inlet opening includes a wear ring that delimits the interval with respect to the radial direction, the wear ring being arranged stationary with respect to the housing.

De forma suplementaria o como una medida alternativa, también es posible que el impulsor incluya un aro de desgaste que delimite el intervalo con respecto a la dirección radial, estando dispuesto el aro de desgaste estacionario con respecto al impulsor.In addition or as an alternative measure, it is also possible that the impeller includes a wear ring that delimits the interval with respect to the radial direction, the wear ring being arranged stationary with respect to the impeller.

La bomba centrífuga puede estar diseñada, por ejemplo, como una bomba de aspiración única o una bomba de aspiración doble, como una bomba de etapa única o como una bomba de etapas múltiples. Cuando la bomba está diseñada como una bomba de aspiración única, puede tener una envuelta trasera en el impulsor además de la envuelta delantera. En tal diseño también es posible que la envuelta trasera del impulsor forme un intervalo con una parte que es estacionaria con respecto a la carcasa. Este intervalo en la envuelta trasera puede diseñarse de la misma forma análoga, como se explica con respecto al intervalo en la envuelta delantera del impulsor.The centrifugal pump can be designed, for example, as a single suction pump or a double suction pump, as a single stage pump or as a multistage pump. When the pump is designed as a single suction pump, it can have a rear casing on the impeller in addition to the front casing. In such a design it is also possible for the rear impeller shell to form a gap with a part that is stationary with respect to the housing. This interval in the rear casing can be designed in the same analogous way, as explained with respect to the interval in the front casing of the impeller.

Según una realización preferida, la bomba centrífuga está diseñada como una bomba de aspiración doble, que tiene una segunda entrada para el fluido que está dispuesta de manera opuesta a la primera entrada de la bomba, donde el impulsor está diseñado como un impulsor de aspiración doble incluyendo álabes para transportar el fluido tanto desde la primera entrada como desde la segunda entrada a la salida.According to a preferred embodiment, the centrifugal pump is designed as a double suction pump, having a second fluid inlet that is arranged opposite to the first pump inlet, where the impeller is designed as a double suction impeller. including vanes to transport the fluid both from the first inlet and from the second inlet to the outlet.

Para tal diseño como una bomba de aspiración doble se prefiere que el impulsor incluya una segunda envuelta delantera orientada a la segunda entrada de la bomba, donde la carcasa está provista de una segunda abertura estacionaria de impulsor para recibir la segunda envuelta delantera del impulsor y que tiene un diámetro, donde la segunda envuelta delantera y la segunda abertura estacionaria de impulsor forman un segundo intervalo que tiene una longitud en la dirección axial, y donde la relación de la longitud del segundo intervalo y el diámetro de la segunda abertura de impulsor es a lo sumo 0,092.For such a design as a double suction pump it is preferred that the impeller includes a second front casing oriented to the second inlet of the pump, where the casing is provided with a second stationary impeller opening to receive the second front casing of the impeller and which has a diameter, where the second front casing and the second stationary impeller opening form a second interval having a length in the axial direction, and where the ratio of the length of the second interval and the diameter of the second impeller opening is a at most 0.092.

Dependiendo de la aplicación específica puede ser preferible que también la relación de la longitud del segundo intervalo y el diámetro de la segunda abertura de impulsor sea a lo sumo 0,073 y preferiblemente a lo sumo 0,055. También hay aplicaciones para las que es ventajoso que la relación de la longitud del segundo intervalo y el diámetro de la segunda abertura de impulsor sea a lo sumo 0,037 y preferiblemente a lo sumo 0,019.Depending on the specific application, it may be preferable that also the ratio of the length of the second gap and the diameter of the second impeller opening is at most 0.073 and preferably at most 0.055. There are also applications for which it is advantageous that the ratio of the length of the second gap and the diameter of the second impeller opening is at most 0.037 and preferably at most 0.019.

También para el segundo intervalo es ventajoso que haya una holgura radial entre la segunda envuelta delantera y la segunda abertura de impulsor que sea a lo sumo 0,0045 veces el diámetro de la segunda abertura de impulsor. Una medida especialmente preferida es que el intervalo y el segundo intervalo estén diseñados esencialmente de forma idéntica.Also for the second interval it is advantageous that there is a radial clearance between the second front casing and the second impeller opening that is at most 0.0045 times the diameter of the second impeller opening. An especially preferred measure is that the interval and the second interval are designed essentially identically.

Según una aplicación esencial, la bomba está diseñada para el uso en la industria del petróleo y gas.According to an essential application, the pump is designed for use in the oil and gas industry.

Otras medidas y realizaciones ventajosas de la invención serán evidentes por las reivindicaciones dependientes. La invención se explicará con más detalle a continuación con referencia a los dibujos. En ella se muestran en una representación esquemática:Other advantageous measures and embodiments of the invention will be apparent from the dependent claims. The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. In it they are shown in a schematic representation:

La figura 1 es una vista en sección transversal de una realización de una bomba según la invención.Fig. 1 is a cross sectional view of an embodiment of a pump according to the invention.

La figura 2 es una representación ampliada del detalle I de la figura 1.Figure 2 is an enlarged representation of the detail I of figure 1.

La figura 3 es un esbozo de la envuelta delantera y un aro de desgaste como parte de la abertura estacionaria de impulsor.Figure 3 is an outline of the front shell and a wear ring as part of the stationary impeller opening.

La figura 4 es como la figura 3, pero para una variante de la realización.Figure 4 is like Figure 3, but for a variant of the embodiment.

La figura 5 es una segunda variante para el diseño del intervalo entre la envuelta delantera y la abertura estacionaria de impulsor.Figure 5 is a second variant for the design of the gap between the front casing and the stationary impeller opening.

Y la figura 6 es una ilustración de una comparación de una bomba según la invención con bombas de la técnica anterior.And Figure 6 is an illustration of a comparison of a pump according to the invention with prior art pumps.

La figura 1 representa una vista en sección transversal de una realización de una bomba centrífuga según la invención que se indica en su entidad con el número de referencia 1. La figura 2 muestra una representación ampliada del detalle I de la figura 1. La bomba 1 está diseñada para transportar un fluido altamente viscoso, mientras que el término "altamente viscoso" tiene el significado de que la viscosidad cinemática del fluido es al menos 10-4 m2/s, que son 100 centistokes (cSt). Figure 1 represents a cross-sectional view of an embodiment of a centrifugal pump according to the invention indicated in its entity with the reference number 1. Figure 2 shows an enlarged representation of the detail I of Figure 1. Pump 1 It is designed to carry a highly viscous fluid, while the term "highly viscous" means that the kinematic viscosity of the fluid is at least 10-4 m2 / s, which is 100 centistokes (cSt).

En esta realización, la bomba 1 está diseñada como una bomba centrífuga de una sola etapa y doble aspiración. Este diseño es una realización preferida que en la práctica es útil para muchas aplicaciones. Naturalmente, la invención no se limita a este diseño. Una bomba según la invención también puede diseñarse como una bomba centrífuga de aspiración única o como una bomba centrífuga de etapas múltiples o como cualquier otro tipo de bomba centrífuga. En base a la descripción de la realización representada en la figura 1 y la figura 2 no es problema para los expertos idear una bomba según la invención, que esté diseñada como otro tipo de bomba, especialmente bomba centrífuga, por ejemplo, una bomba de aspiración única.In this embodiment, pump 1 is designed as a single stage, double suction centrifugal pump. This design is a preferred embodiment that is useful in practice for many applications. Naturally, the invention is not limited to this design. A pump according to the invention can also be designed as a single suction centrifugal pump or as a multistage centrifugal pump or as any other type of centrifugal pump. Based on the description of the embodiment represented in figure 1 and figure 2, it is not a problem for experts to devise a pump according to the invention, which is designed as another type of pump, especially centrifugal pump, for example, a suction pump only.

La bomba de aspiración doble 1 incluye una carcasa 2 con una primera entrada 3, una segunda entrada 3' y una salida 4 para el fluido a bombear. El fluido puede ser, por ejemplo, crudo, aceite o cualquier otro fluido hidrocarbono que sea altamente viscoso. La bomba 1 tiene un impulsor 5 con una pluralidad de álabes 51 para transportar el fluido desde la primera entrada 3 y la segunda entrada 3' a la salida 4. El impulsor 5 está dispuesto en un eje rotativo 6 para rotación alrededor de una dirección axial A. La dirección axial A la define el eje del eje 6 alrededor del que el impulsor 5 gira durante la operación. El eje 6 se hace girar por una unidad de accionamiento (no representada). La dirección perpendicular a la dirección axial A se denomina la dirección radial.The double suction pump 1 includes a casing 2 with a first inlet 3, a second inlet 3 'and an outlet 4 for the fluid to be pumped. The fluid can be, for example, crude oil, oil, or any other highly viscous hydrocarbon fluid. The pump 1 has an impeller 5 with a plurality of vanes 51 to transport the fluid from the first inlet 3 and the second inlet 3 'to the outlet 4. The impeller 5 is arranged on a rotating shaft 6 for rotation about an axial direction A. Axial direction A is defined by the axis of axis 6 about which impeller 5 rotates during operation. Axis 6 is rotated by a drive unit (not shown). The direction perpendicular to the axial direction A is called the radial direction.

La primera entrada 3 y la segunda entrada 3' están dispuestas de manera opuesta una a otra con respecto a la dirección axial A. Así, según la representación de la figura 1, el fluido fluye tanto desde el lado izquierdo como desde el lado derecho en la dirección axial A al impulsor 5, mientras que el fluido procedente de la primera entrada 3 fluye en dirección opuesta al impulsor 5 como el fluido procedente de la segunda entrada 3'. El impulsor 5 transporta el fluido procedente de la primera entrada 3 y el fluido procedente de la segunda entrada 3' en la dirección radial a la salida 4 de la bomba.The first inlet 3 and the second inlet 3 'are arranged opposite each other with respect to the axial direction A. Thus, according to the representation of figure 1, the fluid flows both from the left and from the right side in the axial direction A to the impeller 5, while the fluid from the first inlet 3 flows in the opposite direction to the impeller 5 as the fluid from the second inlet 3 '. The impeller 5 transports the fluid from the first inlet 3 and the fluid from the second inlet 3 'in the radial direction to the outlet 4 of the pump.

El impulsor 5 incluye una envuelta delantera 7 que cubre los álabes 51 y orientada a la primera entrada 3 de la bomba 1. Dado que en esta realización el impulsor 5 está diseñado como un impulsor de aspiración doble 5 incluye una segunda envuelta delantera 7' orientada a la segunda entrada 3' y que cubre los álabes 51 en el lado del impulsor 5 que mira a la segunda entrada 3'.The impeller 5 includes a front casing 7 covering the vanes 51 and oriented to the first inlet 3 of the pump 1. Since in this embodiment the impeller 5 is designed as a double suction impeller 5 it includes a second front casing 7 'oriented to the second inlet 3 'and covering the vanes 51 on the side of the impeller 5 facing the second inlet 3'.

La carcasa 2 está provista de una abertura estacionaria de impulsor 8 para recibir la envuelta delantera 7 del impulsor 5. La abertura estacionaria de impulsor 8 es estacionaria con respecto a la carcasa 2 de la bomba 1 y tiene una sección transversal circular con un diámetro D, mientras que el diámetro D designa el diámetro más pequeño de la parte de la abertura estacionaria de impulsor 8 que recibe la envuelta delantera 7.The casing 2 is provided with a stationary impeller opening 8 to receive the front casing 7 of the impeller 5. The stationary impeller opening 8 is stationary with respect to the casing 2 of the pump 1 and has a circular cross section with a diameter D , while the diameter D designates the smallest diameter of the part of the stationary impeller opening 8 that receives the front casing 7.

De manera análoga, la carcasa 2 incluye una segunda abertura estacionaria de impulsor 8' para recibir la segunda envuelta delantera 7' del impulsor 5.Similarly, housing 2 includes a second stationary impeller opening 8 'to receive the second front casing 7' of impeller 5.

En el estado montado, el impulsor 5 está dispuesto coaxialmente dentro de la abertura estacionaria de impulsor 8 de tal manera que la superficie circunferencial exterior de la envuelta delantera 7 mira a la superficie circunferencial interior de la abertura estacionaria de impulsor 8. Así, la envuelta delantera 7 y la abertura estacionaria de impulsor 8 forman un intervalo 9 (véase también la figura 3) entre la envuelta delantera 7 y la abertura estacionaria de impulsor 8. El intervalo 9 también se denomina laberinto. Tiene una forma esencialmente anular y realiza una acción de sellado, como se explicará a continuación. El intervalo 9 tiene una longitud L que es la extensión del intervalo 9 en la dirección axial A. El intervalo 9 se extiende paralelo al eje 6 o paralelo a la dirección axial A, respectivamente. Así, el reflujo fluye a través del intervalo 9 paralelo al eje 6 y en la dirección opuesta cuando el fluido fluye a través de la entrada respectiva 3. Así, visto en la dirección principal de flujo del fluido que entra a través de la entrada respectiva 3, la posición inicial del intervalo 9, es decir, la abertura a través de la que el fluido entra en el intervalo 9, está detrás de la posición final del intervalo 9, es decir, la abertura a través de la que el fluido sale del intervalo 9.In the assembled state, the impeller 5 is arranged coaxially within the stationary impeller opening 8 such that the outer circumferential surface of the front casing 7 faces the inner circumferential surface of the stationary impeller opening 8. Thus, the casing front 7 and stationary impeller opening 8 form an interval 9 (see also FIG. 3) between front casing 7 and stationary impeller opening 8. Interval 9 is also called a labyrinth. It is essentially annular in shape and performs a sealing action, as will be explained below. Interval 9 has a length L which is the extension of interval 9 in axial direction A. Interval 9 extends parallel to axis 6 or parallel to axial direction A, respectively. Thus, the reflux flows through the interval 9 parallel to axis 6 and in the opposite direction when the fluid flows through the respective inlet 3. Thus, seen in the main direction of flow of the fluid entering through the respective inlet 3, the initial position of interval 9, i.e. the opening through which the fluid enters interval 9, is behind the final position of interval 9, i.e. the opening through which the fluid exits of interval 9.

De manera análoga, un segundo intervalo 9' está formado entre la segunda envuelta delantera 7' y la segunda abertura estacionaria de impulsor 8'. El segundo intervalo 9' tiene una longitud L' en la dirección axial A y la segunda abertura estacionaria de impulsor 8' tiene un diámetro D'. El intervalo 9' se extiende paralelo al eje 6 o paralelo a la dirección axial A, respectivamente. Preferiblemente, aunque no necesariamente, la longitud L' es igual a la longitud L y el diámetro D' es igual al diámetro D. Dado que el diseño y la disposición del segundo intervalo 9' pueden ser idénticos al intervalo 9, la descripción siguiente solamente se referirá al intervalo 9. Se entenderá que esta descripción se aplica de forma análoga también para el segundo intervalo 9'.Similarly, a second gap 9 'is formed between the second front casing 7' and the second stationary impeller opening 8 '. The second interval 9 'has a length L' in the axial direction A and the second stationary impeller opening 8 'has a diameter D'. The interval 9 'extends parallel to axis 6 or parallel to axial direction A, respectively. Preferably, but not necessarily, length L 'is equal to length L and diameter D' is equal to diameter D. Since the design and arrangement of the second interval 9 'may be identical to interval 9, the following description only it will refer to interval 9. This description will be understood to apply analogously also to the second interval 9 '.

El intervalo 9 o el laberinto 9 sella un espacio lateral 10 situado en el lado de alta presión del impulsor 5 contra el lado de presión baja del impulsor 5 que está situado en la entrada 3. El espacio lateral 10 está situado en el lado de alta presión del impulsor 5 cerca de la salida 4 de la bomba 1 y delimitado por la envuelta delantera 7 del impulsor 5 así como por la carcasa 2 de la bomba 1. Durante la operación de la bomba 1, se genera un reflujo desde la zona de la salida 4 a través del espacio lateral 10. El reflujo pasa por el intervalo o el laberinto 9 fluyendo esencialmente en la dirección axial A, es decir, paralelo al eje 6 y llega al lado de presión baja del impulsor 5 junto a la primera entrada 3. Es obvio que el reflujo reduce la eficiencia de la bomba 1. The gap 9 or labyrinth 9 seals a side space 10 located on the high pressure side of the impeller 5 against the low pressure side of the impeller 5 which is located at the inlet 3. The side space 10 is located on the high side pressure of the impeller 5 near the outlet 4 of the pump 1 and delimited by the front casing 7 of the impeller 5 as well as by the casing 2 of the pump 1. During the operation of the pump 1, a reflux is generated from the area of the outlet 4 through the lateral space 10. The reflux passes through the interval or the labyrinth 9 flowing essentially in the axial direction A, that is, parallel to the axis 6 and arrives at the low pressure side of the impeller 5 next to the first inlet 3. It is obvious that reflux reduces the efficiency of pump 1.

Así, una de las funciones del intervalo 9 es proporcionar cierta acción de sellado para limitar el reflujo. Ésa es la razón por la que el intervalo 9 también se llama laberinto.Thus, one of the functions of interval 9 is to provide some sealing action to limit backflow. That is the reason why interval 9 is also called a maze.

La idea básica de la presente invención es acortar las longitudes L (véase la figura 2 y la figura 3) del intervalo 9 en la dirección axial A en comparación a las soluciones conocidas de la técnica anterior. Aunque cabría esperar que un acortamiento de la longitud L daría lugar a un reflujo incrementado que, a su vez, reduce la eficiencia de bombeo, se ha observado que, mediante el acortamiento de la longitud L del intervalo 9, la eficiencia general de la bomba 1 puede incrementarse.The basic idea of the present invention is to shorten the lengths L (see figure 2 and figure 3) of the interval 9 in the axial direction A compared to the known solutions of the prior art. Although it would be expected that a shortening of the length L would lead to increased reflux which, in turn, reduces the pumping efficiency, it has been observed that, by shortening the length L of the interval 9, the overall efficiency of the pump 1 can be increased.

Con referencia a la figura 2 y la figura 3, el diseño del intervalo 9 se explicará ahora con más detalle. En la realización según la figura 1, la abertura estacionaria de entrada 8 incluye un aro de desgaste 11 que delimita el intervalo 9 con respecto a la dirección radial. El aro de desgaste 11 mira a la superficie circunferencial exterior de la envuelta delantera 7 que se inserta en la abertura estacionaria de entrada 8. El aro de desgaste 11 está montado fijamente en la carcasa 2, así, el aro de desgaste 11 es estacionario con respecto a la carcasa 2.With reference to Figure 2 and Figure 3, the design of the interval 9 will now be explained in more detail. In the embodiment according to figure 1, the stationary inlet opening 8 includes a wear ring 11 that delimits the interval 9 with respect to the radial direction. The wear ring 11 faces the outer circumferential surface of the front casing 7 which is inserted into the stationary inlet opening 8. The wear ring 11 is fixedly mounted on the housing 2, thus, the wear ring 11 is stationary with relative to housing 2.

La figura 3 representa un esbozo de la envuelta delantera 7 y el aro de desgaste 11 como parte de la abertura estacionaria de impulsor 8 para entender de forma más clara las dimensiones del intervalo 9.Figure 3 depicts an outline of the front shell 7 and wear ring 11 as part of the stationary impeller opening 8 to better understand the dimensions of the gap 9.

Según la invención, la longitud L del intervalo 9 está diseñada de tal manera que la relación de la longitud L y el diámetro D de la abertura de impulsor 8 sea a lo sumo 0,092, es decir, L/D < 0,092. Como ya se ha indicado, el diámetro D designa el diámetro más pequeño de la abertura estacionaria de impulsor 8, es decir, el diámetro en la posición donde el aro de desgaste 11 está más próximo a la superficie circunferencial exterior de la envuelta delantera 7. La longitud L del intervalo 9 es la extensión en la dirección axial A de la zona donde la abertura estacionaria de impulsor 8 y la envuelta delantera 7 más se aproximan una a otra.According to the invention, the length L of the interval 9 is designed in such a way that the ratio of the length L and the diameter D of the impeller opening 8 is at most 0.092, that is, L / D <0.092. As already indicated, the diameter D designates the smallest diameter of the stationary impeller opening 8, that is, the diameter in the position where the wear ring 11 is closest to the outer circumferential surface of the front casing 7. The length L of the interval 9 is the extension in the axial direction A of the zone where the stationary impeller opening 8 and the front casing 7 are closest to each other.

En la disposición representada en la figura 3, el aro de desgaste 11 está diseñado con un saliente 111 en dirección radial. Consiguientemente, la longitud L del intervalo 9 es igual a la extensión del saliente 111 en la dirección axial 9. El segundo parámetro que define la geometría del intervalo 9 es la holgura radial R entre la envuelta delantera 7 y la abertura estacionaria de impulsor 8 o el aro de desgaste 11, respectivamente, a lo largo de la extensión axial del intervalo 9. La holgura radial R designa la holgura radial mínima a lo largo del intervalo 9.In the arrangement shown in Figure 3, the wear ring 11 is designed with a projection 111 in the radial direction. Accordingly, the length L of the interval 9 is equal to the extension of the projection 111 in the axial direction 9. The second parameter defining the geometry of the interval 9 is the radial clearance R between the front casing 7 and the stationary impeller opening 8 or the wear ring 11, respectively, along the axial extension of the interval 9. The radial clearance R designates the minimum radial clearance along the interval 9.

Se ha demostrado en la práctica que es ventajoso que la holgura radial R no exceda de 0,0045 veces el diámetro D de la abertura estacionaria de entrada 8, es decir, se cumple preferiblemente la condición R/D < 0,0045.It has been shown in practice that it is advantageous if the radial clearance R does not exceed 0.0045 times the diameter D of the stationary inlet opening 8, ie the condition R / D <0.0045 is preferably met.

La longitud óptima L del intervalo 9 depende de la aplicación respectiva. Hay varios factores que influyen en una opción apropiada de la longitud L del intervalo 9, por ejemplo, la viscosidad cinemática del fluido específico a bombear, el aumento de presión generado por la bomba, el flujo a través de la bomba u otros parámetros operativos de la bomba 1.The optimal length L of the interval 9 depends on the respective application. There are several factors that influence an appropriate choice of the length L of the interval 9, for example, the kinematic viscosity of the specific fluid to be pumped, the pressure increase generated by the pump, the flow through the pump or other operating parameters of pump 1.

Para un conjunto dado de parámetros operativos de la bomba 1, las longitudes L del intervalo 9 deberán reducirse preferiblemente con la viscosidad creciente del fluido a bombear.For a given set of pump 1 operating parameters, the lengths L of range 9 should preferably be reduced with increasing viscosity of the fluid to be pumped.

En la práctica y dependiendo de la aplicación puede ser preferible que la relación L/D no exceda de 0,073 o más preferiblemente que no exceda de 0,055, o aún más preferiblemente que no exceda de 0,037 o se prefiere específicamente que no exceda de 0,019.In practice and depending on the application it may be preferable that the L / D ratio does not exceed 0.073 or more preferably that it does not exceed 0.055, or even more preferably that it does not exceed 0.037 or it is specifically preferred that it does not exceed 0.019.

Según las realizaciones preferidas de la bomba 1, la relación L/D mínima es 0,0001, es decir, la longitud L del intervalo 9 es preferiblemente al menos 0,0001 veces el diámetro de la abertura estacionaria de impulsor 8 o el aro de desgaste 11, respectivamente.According to the preferred embodiments of pump 1, the minimum L / D ratio is 0.0001, that is, the length L of interval 9 is preferably at least 0.0001 times the diameter of the stationary impeller opening 8 or the ring of wear 11, respectively.

La figura 4 muestra en una representación similar a la figura 3 una variante de la realización de la bomba 1. Según esta variante, el impulsor 5 y más en concreto la envuelta delantera 7 del impulsor 5 incluye un aro de desgaste 11' que delimita el intervalo 9 con respecto a la dirección radial. El aro de desgaste 11' está fijamente conectado al impulsor 5 y gira con el impulsor 5. En esta variante, la abertura estacionaria de impulsor 8 también puede incluir un aro de desgaste 11, pero también puede diseñarse sin un aro de desgaste.Figure 4 shows in a representation similar to Figure 3 a variant of the embodiment of the pump 1. According to this variant, the impeller 5 and more specifically the front casing 7 of the impeller 5 includes a wear ring 11 'that delimits the interval 9 with respect to the radial direction. The wear ring 11 'is fixedly connected to the impeller 5 and rotates with the impeller 5. In this variant, the stationary impeller opening 8 can also include a wear ring 11, but can also be designed without a wear ring.

La figura 5 ilustra una segunda variante para el diseño del intervalo 9 entre la envuelta delantera 7 y la abertura estacionaria de impulsor 8. Según la segunda variante, la abertura estacionaria de impulsor 8 o el aro de desgaste 11, respectivamente, o como una alternativa (no representada) la envuelta delantera 7 está diseñada de tal manera que el intervalo 9 incluya una pluralidad de partes planas12 dispuestas consecutivamente con respecto a la dirección axial A, donde dos partes planas adyacentes 12 están separadas respectivamente por una ranura 13. En tal diseño, la longitud total L del intervalo 9 es la suma de las longitudes individuales L1, L2, L3, L4, L5 de todas las partes planas 12 en la dirección axial. La extensión de las ranuras no contribuye a las longitudes totales L del intervalo 9, es decir, L= L1+L2+L3+L4+L5. Se entenderá que el número de partes planas y ranuras, así como su diseño geométrico representado en la figura 5, tiene solamente un carácter ejemplar. Figure 5 illustrates a second variant for the design of the gap 9 between the front casing 7 and the stationary impeller opening 8. According to the second variant, the stationary impeller opening 8 or the wear ring 11, respectively, or as an alternative (not shown) the front shell 7 is designed in such a way that the interval 9 includes a plurality of flat parts12 arranged consecutively with respect to the axial direction A, where two adjacent flat parts 12 are respectively separated by a slot 13. In such a design , the total length L of the interval 9 is the sum of the individual lengths L1, L2, L3, L4, L5 of all the flat parts 12 in the axial direction. The extension of the grooves does not contribute to the total lengths L of interval 9, that is, L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5. It will be understood that the number of flat parts and grooves, as well as their geometric design represented in figure 5, is only exemplary.

La bomba 1 según la invención tiene una mejor eficiencia de bombeo en comparación con las bombas conocidas de la técnica actual. La eficiencia de bombeo designa la relación de la potencia distribuida por la bomba y la entrada de potencia para la bomba, es decir, la potencia que se usa para accionar la bomba. La potencia distribuida por la bomba es generalmente la potencia hidráulica generada por la bomba 1.The pump 1 according to the invention has a better pumping efficiency compared to the pumps known in the current art. Pumping efficiency designates the ratio of the power delivered by the pump to the power input for the pump, that is, the power used to drive the pump. The power distributed by the pump is generally the hydraulic power generated by pump 1.

La figura 6 ilustra una comparación de una bomba según la invención con bombas de la técnica anterior. El gráfico representa la eficiencia de bombeo P como una función de la viscosidad V del fluido transportado por la bomba. Para una mejor comprensión, el gráfico está estandarizado de tal manera que la eficiencia de bombeo P de las bombas de la técnica anterior es igual al eje de viscosidad horizontal V, es decir, la eficiencia de bombeo P para la bomba según la técnica anterior está siempre en el eje V para cada viscosidad. Así, el gráfico representa directamente el aumento de la eficiencia de bombeo de la bomba 1 según la invención en comparación con una bomba de la técnica anterior. La eficiencia de bombeo de la bomba según la invención se representa por la curva K. Como se puede ver claramente, tan pronto como la viscosidad del fluido es mayor que un valor específico V1, la bomba 1 según la invención tiene una mayor eficiencia de bombeo en comparación con la bomba de la técnica anterior. La ganancia de eficiencia aumenta con la viscosidad del fluido. El valor específico V1 de la viscosidad donde la bomba 1 según la invención es más eficiente que la bomba de la técnica anterior es generalmente menor que el valor de 10-4 m2/s. Así, para un fluido altamente viscoso, la bomba 1 según la invención tiene una mayor eficiencia de bombeo que la bomba de la técnica anterior.Figure 6 illustrates a comparison of a pump according to the invention with pumps of the prior art. The graph represents the pumping efficiency P as a function of the viscosity V of the fluid carried by the pump. For a better understanding, the graph is standardized in such a way that the pumping efficiency P of the prior art pumps is equal to the horizontal viscosity axis V, that is, the pumping efficiency P for the pump according to the prior art is always on the V axis for each viscosity. Thus, the graph directly represents the increase in the pumping efficiency of pump 1 according to the invention compared to a prior art pump. The pumping efficiency of the pump according to the invention is represented by curve K. As can be clearly seen, as soon as the fluid viscosity is greater than a specific value V1, the pump 1 according to the invention has a higher pumping efficiency. compared to the prior art pump. The efficiency gain increases with the viscosity of the fluid. The specific value V1 of the viscosity where the pump 1 according to the invention is more efficient than the prior art pump is generally less than the value of 10-4 m2 / s. Thus, for a highly viscous fluid, the pump 1 according to the invention has a higher pumping efficiency than the prior art pump.

Aunque se ha hecho referencia específica a efectos de explicación a una realización, donde la bomba 1 está diseñada como una bomba centrífuga de una sola etapa y doble aspiración, la invención no se limita de ninguna forma a tales realizaciones. La bomba según la invención también puede diseñarse como cualquier otro tipo de bomba centrífuga, por ejemplo, como una bomba de aspiración única o como una bomba de etapas múltiples. En particular, la invención es aplicable tanto a bombas centrífugas con un impulsor cerrado, es decir, un impulsor que tiene una envuelta delantera y una envuelta trasera, como a bombas centrífugas con un impulsor semiabierto, es decir, que tiene una envuelta trasera, pero no envuelta delantera. En tales diseños donde el impulsor tiene una envuelta trasera o una envuelta trasera solamente, el diseño del intervalo 9 según la invención puede ser usado para la envuelta trasera de forma análoga a la descrita en este documento con referencia a la envuelta delantera. Although specific reference has been made for purposes of explanation to an embodiment, where pump 1 is designed as a single stage, double suction centrifugal pump, the invention is in no way limited to such embodiments. The pump according to the invention can also be designed like any other type of centrifugal pump, for example, as a single suction pump or as a multistage pump. In particular, the invention is applicable both to centrifugal pumps with a closed impeller, i.e., an impeller having a front casing and a rear casing, and to centrifugal pumps with a semi-open impeller, i.e., having a rear casing, but not wrapped front. In such designs where the impeller has a rear shell or a rear shell only, the gap design 9 according to the invention can be used for the rear shell in a manner analogous to that described herein with reference to the front shell.

Claims (15)

REIVINDICACIONES 1. Una bomba centrífuga para transportar un fluido altamente viscoso que tiene una viscosidad cinemática de al menos 10-4 m2/s, incluyendo una carcasa (2) con al menos una primera entrada (3) y una salida (4) para el fluido, un impulsor (5) para transportar el fluido desde la entrada (3) a la salida (4), donde el impulsor (5) está dispuesto en un eje rotativo (6) para rotación alrededor de una dirección axial (A), e incluye una envuelta delantera (7) orientada a la primera entrada (3) de la bomba, donde la carcasa (2) está provista de una abertura estacionaria de impulsor (8) que recibe la envuelta delantera (7) del impulsor (5) y que tiene un diámetro (D), donde la envuelta delantera (7) y la abertura estacionaria de impulsor (8) forman un intervalo (9) que tiene una longitud (L) en la dirección axial (A), caracterizada porque el intervalo (9) se extiende paralelo al eje (6), y porque la relación de la longitud (L) del intervalo (9) y el diámetro (D) de la abertura de impulsor (8) es a lo sumo 0,092.1. A centrifugal pump to transport a highly viscous fluid that has a kinematic viscosity of at least 10-4 m2 / s, including a casing (2) with at least a first inlet (3) and an outlet (4) for the fluid , an impeller (5) to transport the fluid from the inlet (3) to the outlet (4), where the impeller (5) is arranged on a rotary axis (6) for rotation about an axial direction (A), and it includes a front casing (7) oriented to the first inlet (3) of the pump, where the casing (2) is provided with a stationary impeller opening (8) that receives the front casing (7) of the impeller (5) and having a diameter (D), where the front casing (7) and the stationary impeller opening (8) form an interval (9) that has a length (L) in the axial direction (A), characterized in that the interval ( 9) extends parallel to the axis (6), and because the ratio of the length (L) of the interval (9) and the diameter (D) of the impeller opening (8) is at most 0.092. 2. La bomba centrífuga según la reivindicación 1, donde la relación de la longitud (L) del intervalo (9) y el diámetro (D) de la abertura de impulsor (8) es a lo sumo 0,073 y preferiblemente a lo sumo 0,055.2. The centrifugal pump according to claim 1, wherein the ratio of the length (L) of the interval (9) and the diameter (D) of the impeller opening (8) is at most 0.073 and preferably at most 0.055. 3. La bomba centrífuga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la relación de la longitud (L) del intervalo (9) y el diámetro (D) de la abertura de impulsor (8) es a lo sumo 0,037 y preferiblemente a lo sumo 0,019.The centrifugal pump according to any of the preceding claims, wherein the ratio of the length (L) of the interval (9) and the diameter (D) of the impeller opening (8) is at most 0.037 and preferably at most 0.019. 4. La bomba centrífuga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la relación de la longitud (L) del intervalo (9) y el diámetro (D) de la abertura de impulsor (8) es al menos 0,0001.The centrifugal pump according to any of the preceding claims, wherein the ratio of the length (L) of the interval (9) and the diameter (D) of the impeller opening (8) is at least 0.0001. 5. La bomba centrífuga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que tiene una holgura radial (R) entre la envuelta delantera (7) y la abertura de impulsor (8) que es a lo sumo 0,0045 veces el diámetro (D) de la abertura de impulsor (8).The centrifugal pump according to any of the preceding claims, having a radial clearance (R) between the front casing (7) and the impeller opening (8) which is at most 0.0045 times the diameter (D) of the impeller opening (8). 6. La bomba centrífuga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el intervalo (9) incluye una pluralidad de partes planas (12) consecutivamente dispuestas con respecto a la dirección axial (A) y donde dos partes planas adyacentes (12) están separadas respectivamente por una ranura (13).The centrifugal pump according to any of the preceding claims, wherein the interval (9) includes a plurality of flat parts (12) consecutively arranged with respect to the axial direction (A) and where two adjacent flat parts (12) are respectively separated through a slot (13). 7. La bomba centrífuga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la abertura de entrada estacionaria (8) incluye un aro de desgaste (11) que delimita el intervalo (9) con respecto a la dirección radial, el aro de desgaste (11) estando dispuesto estacionario con respecto a la carcasa (2).The centrifugal pump according to any of the preceding claims, wherein the stationary inlet opening (8) includes a wear ring (11) that delimits the interval (9) with respect to the radial direction, the wear ring (11) being arranged stationary with respect to the casing (2). 8. La bomba centrífuga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el impulsor (5) incluye un aro de desgaste (11') que delimita el intervalo (9) con respecto a la dirección radial, estando dispuesto el aro de desgaste (11') estacionario con respecto al impulsor (5).The centrifugal pump according to any of the preceding claims, wherein the impeller (5) includes a wear ring (11 ') that delimits the interval (9) with respect to the radial direction, the wear ring (11') being arranged ) stationary with respect to the impeller (5). 9. La bomba centrífuga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que está diseñada como una bomba de aspiración doble, teniendo una segunda entrada (3') para el fluido que está dispuesta de manera opuesta a la primera entrada (3) de la bomba, donde el impulsor (5) está diseñado como un impulsor de aspiración doble (5) incluyendo álabes (51) para transportar el fluido tanto desde la primera entrada (3) como desde la segunda entrada (3') a la salida (4).The centrifugal pump according to any of the preceding claims, which is designed as a double suction pump, having a second inlet (3 ') for the fluid that is arranged opposite to the first inlet (3) of the pump, where the impeller (5) is designed as a double suction impeller (5) including vanes (51) to transport the fluid from both the first inlet (3) and the second inlet (3 ') to the outlet (4). 10. La bomba centrífuga según la reivindicación 9, donde el impulsor (5) incluye una segunda envuelta delantera (7') orientada a la segunda entrada (3') de la bomba, donde la carcasa (2) está provista de una segunda abertura estacionaria de impulsor (8) para recibir la segunda envuelta delantera (7') del impulsor y que tiene un diámetro (D'), donde la segunda envuelta delantera (7') y la segunda abertura estacionaria de impulsor (8') forman un segundo intervalo (9') que tiene una longitud (L') en la dirección axial (A), y donde la relación de la longitud (L') del segundo intervalo (9') y el diámetro (D') de la segunda abertura de impulsor (8') es a lo sumo 0,092.The centrifugal pump according to claim 9, where the impeller (5) includes a second front casing (7 ') oriented to the second inlet (3') of the pump, where the casing (2) is provided with a second opening stationary impeller (8) to receive the second front casing (7 ') of the impeller and having a diameter (D'), where the second front casing (7 ') and the second stationary impeller opening (8') form a second interval (9 ') having a length (L') in the axial direction (A), and where the ratio of the length (L ') of the second interval (9') and the diameter (D ') of the second impeller opening (8 ') is at most 0.092. 11. La bomba centrífuga según la reivindicación 9 o 10, donde la relación de la longitud (L') del segundo intervalo (9') y el diámetro de la segunda abertura de impulsor (8') es a lo sumo 0,073 y preferiblemente a lo sumo 0,055.11. The centrifugal pump according to claim 9 or 10, wherein the ratio of the length (L ') of the second interval (9') and the diameter of the second impeller opening (8 ') is at most 0.073 and preferably at at most 0.055. 12. La bomba centrífuga según alguna de las reivindicaciones 9-11, donde la relación de la longitud (L') del segundo intervalo (9') y el diámetro (D') de la segunda abertura de impulsor (8') es a lo sumo 0,037 y preferiblemente a lo sumo 0,019.12. The centrifugal pump according to any of claims 9-11, where the ratio of the length (L ') of the second interval (9') and the diameter (D ') of the second impeller opening (8') is a at most 0.037 and preferably at most 0.019. 13. La bomba centrífuga según alguna de las reivindicaciones 9-12 que tiene una holgura radial entre la segunda envuelta delantera (7') y la segunda abertura de impulsor (8') que es a lo sumo 0,0045 veces el diámetro (D') de la segunda abertura de impulsor (8).13. The centrifugal pump according to any of claims 9-12 having a radial clearance between the second front casing (7 ') and the second impeller opening (8') which is at most 0.0045 times the diameter (D ') of the second impeller opening (8). 14. La bomba centrífuga según alguna de las reivindicaciones 9-12, donde el intervalo (9) y el segundo intervalo (9') están diseñados esencialmente de forma idéntica.14. The centrifugal pump according to any of claims 9-12, wherein the interval (9) and the second interval (9 ') are essentially identical in design. 15. La bomba centrífuga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que está diseñada para el uso en la industria del petróleo y gas. 15. The centrifugal pump according to any of the preceding claims which is designed for use in the oil and gas industry.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109812420A (en) * 2017-11-18 2019-05-28 浙江豪贝泵业股份有限公司 A kind of sewage pump
JP7124422B2 (en) * 2018-04-27 2022-08-24 株式会社アイシン pump
CN113048066A (en) * 2021-04-14 2021-06-29 烟台盛泉泵业有限公司 Oil slurry pump for petroleum refining

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4913619A (en) 1988-08-08 1990-04-03 Barrett Haentjens & Co. Centrifugal pump having resistant components
HU217252B (en) * 1991-03-22 1999-12-28 Warman International Ltd. Centrifugal slurry pump
JPH11343996A (en) * 1998-04-02 1999-12-14 Miura Co Ltd Labyrinth seal structure of fluid machinery
DE50012259D1 (en) * 2000-01-11 2006-04-27 Sulzer Pumpen Ag Winterthur Turbomachine for a fluid with a radial sealing gap between stator and a rotor
US7775763B1 (en) 2007-06-21 2010-08-17 Florida Turbine Technologies, Inc. Centrifugal pump with rotor thrust balancing seal
JP5620208B2 (en) 2009-09-28 2014-11-05 株式会社荏原製作所 Double suction vertical pump with vortex prevention device
CN101892989B (en) * 2010-06-13 2012-05-09 西安航天泵业有限公司 High-pressure double suction pump
EP2466149A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-20 Sulzer Pumpen AG Flow engine for a fluid with a radial sealing gap and a stationary wear ring
RU2603214C2 (en) 2011-12-20 2016-11-27 Зульцер Мэнэджмент Аг Method and pump for transfer of highly viscous fluids
CN102606524A (en) * 2012-03-27 2012-07-25 上海阿波罗机械股份有限公司 Oil conveying main pump
CN203488425U (en) * 2013-08-06 2014-03-19 王财成 Centrifugal pump sealing structure and centrifugal pump
BR102016016335A2 (en) * 2015-10-14 2017-04-25 Sulzer Management Ag pump to drive a highly viscous fluid

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