ES2773696T3 - Edge Mounted O-Ring Pump - Google Patents
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Abstract
Una bomba de fluido (10) que comprende: una carcasa de la bomba (12); una parte de la pared de entrada (14) situada adyacente a la carcasa de la bomba y que incluye una parte extendida (14a) que se extiende en general paralela a una superficie de la pared interna (12a) de la carcasa 5 de la bomba; un motor (16) alojado dentro de la carcasa de la bomba; un rodete (20) que responde al motor; un dispositivo de retención del rodete (22) dispuesto adyacente al rodete y que incluye un borde redondeado (38) en una esquina periférica superior del dispositivo de retención del rodete (22); y una junta tórica (36) situada en el borde redondeado, ejerciendo la junta tórica una fuerza no perpendicular sobre la superficie de la pared interna (12a) de la carcasa de la bomba para formar una junta hermética contra la superficie de la pared interna (12a) de la carcasa de la bomba; donde la junta tórica (36) ejerce una fuerza que forma aproximadamente un ángulo de 45 grados con relación a la superficie de la pared interna (12a) de la carcasa de la bomba (12); donde únicamente una parte pequeña de la junta tórica (36) se asienta en el borde redondeado del dispositivo de retención del rodete (22); y caracterizada por que la junta tórica también forma una junta hermética contra la parte extendida de la parte de la pared de entrada.A fluid pump (10) comprising: a pump housing (12); a portion of the inlet wall (14) located adjacent to the pump casing and including an extended portion (14a) extending generally parallel to a surface of the inner wall (12a) of the pump casing 5 ; a motor (16) housed within the pump housing; an impeller (20) that responds to the motor; an impeller retainer (22) disposed adjacent the impeller and including a rounded edge (38) at an upper peripheral corner of the impeller retainer (22); and an O-ring (36) located on the rounded edge, the O-ring exerting a non-perpendicular force on the surface of the inner wall (12a) of the pump casing to form a seal against the surface of the inner wall ( 12a) from the pump casing; wherein the O-ring (36) exerts a force that forms approximately a 45 degree angle relative to the inner wall surface (12a) of the pump casing (12); where only a small portion of the O-ring (36) sits on the rounded edge of the impeller retainer (22); and characterized in that the O-ring also forms a seal against the extended portion of the inlet wall portion.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Bomba con junta tórica montada en el bordeRim Mounted O-Ring Pump
CampoCountryside
La presente exposición se refiere a bombas de fluido y más en particular a una bomba de fluido que incluye una junta tórica montada en el borde, que mejora de manera significativa la presión que se puede generar dentro de la bomba sin fugas pasada la junta tórica.The present disclosure relates to fluid pumps and more particularly to a fluid pump that includes a rim mounted O-ring, which significantly improves the pressure that can be generated within the pump without leaking past the O-ring.
AntecedentesBackground
Las juntas tóricas se utilizan con frecuencia en diversos tipos de bombas para proporcionar una junta hermética entre dos superficies paralelas y de manera más habitual entre dos superficies metálicas paralelas. De manera habitual, dichas juntas tóricas se utilizan en superficies metálicas, enfrentadas y planas. No obstante, en ciertas aplicaciones donde las presiones internas a las que es necesario bombear un fluido, tal como un pozo de sondeo de aguas subterráneas profundas, son significativas, dichas implementaciones de junta tórica convencional están relativamente limitadas en la presión interna que pueden admitir antes de que se produzca una fuga.O-rings are frequently used in various types of pumps to provide a tight seal between two parallel surfaces and more commonly between two parallel metal surfaces. Such O-rings are commonly used on flat, facing, metal surfaces. However, in certain applications where the internal pressures to which it is necessary to pump a fluid, such as a deep groundwater borehole, are significant, such conventional O-ring implementations are relatively limited in the internal pressure that they can support before of a leak.
La posibilidad de mejorar la presión interna de bombeo que una bomba de fluido, por ejemplo, una bomba de fluido utilizada en perforaciones de pozos de sondeo de agua subterránea, extendería la capacidad de las bombas existentes y permitiría a las bombas existentes admitir unas presiones internas más elevadas incluso de lo que es posible en la actualidad con juntas tóricas montadas de manera convencional. En particular, la posibilidad de admitir presiones internas mayores sería especialmente útil en bombas de fluido regenerativas, que son capaces de generar presiones internas significativamente mayores, y que se utilizan en perforaciones especialmente profundas que se extienden 100 metros o más por debajo de la superficie del terreno.The possibility of improving the internal pumping pressure than a fluid pump, for example a fluid pump used in groundwater borehole drilling, would extend the capacity of existing pumps and allow existing pumps to support internal pressures Higher even than is currently possible with conventionally mounted O-rings. In particular, the ability to accept higher internal pressures would be especially useful in regenerative fluid pumps, which are capable of generating significantly higher internal pressures, and which are used in especially deep boreholes that extend 100 meters or more below the surface of the tank. ground.
El documento EP 1327781 expone una bomba en la que todas las piezas de la bomba que entran en contacto con el material que se bombea se fabrican con un material que cumple los requisitos adecuados para la esterilidad, o están revestidas con dicho material. La cubierta de inducción y la carcasa del canal de flujo, como todos los demás componentes estáticos abiertos a las cavidades funcionales, son herméticos entre sí.EP 1327781 discloses a pump in which all parts of the pump that come into contact with the material being pumped are made of a material that meets the appropriate requirements for sterility, or are lined with such material. The induction hood and the flow channel housing, like all other static components open to the functional cavities, are hermetic from each other.
El documento EP 2366905 expone una bomba multietapa que comprende una camisa externa con un orificio de succión y un orificio de suministro, dispuestos en un extremo con una cubierta de recubrimiento, y en el extremo opuesto con un anillo de cierre hidráulico que soporta un motor eléctrico asociado con los elementos de bombeo rotativos. La cubierta de recubrimiento y el anillo de cierre hidráulico están acoplados a los extremos de la camisa externa a través de unos medios de fijación con la interposición de empaquetaduras anulares. Cada empaquetadura está alojada en un asiento anular definido mediante un área con forma anular, presente en la cubierta de recubrimiento y el anillo de cierre hidráulico, y mediante un área anular con forma contraria presente en el extremo correspondiente de la camisa externa, opuestas entre sí.Document EP 2366905 discloses a multistage pump comprising an outer jacket with a suction port and a supply port, arranged at one end with a covering cover, and at the opposite end with a hydraulic sealing ring supporting an electric motor. associated with rotating pumping elements. The cover cover and the lantern ring are attached to the ends of the outer jacket through a fixing means with the interposition of annular packings. Each gasket is housed in an annular seat defined by an annular-shaped area, present in the cover cover and lantern ring, and by a counter-shaped annular area present in the corresponding end of the outer jacket, opposite each other. .
El documento JP H06-229393 expone una bomba en la que se dispone un rodete en una cubierta del lado de admisión y se proporciona un orificio de apertura comunicado con una cámara del rotor en la parte terminal del lado de admisión de un bastidor del motor en un motor encapsulado. Se proporciona una placa terminal para bloquear la cámara del rotor en la parte terminal del lado de descarga del bastidor del motor. Se proporciona una parte del cuerpo principal con un separador ciclónico provista de una parte cilíndrica, una parte circular que se extiende desde la parte cilíndrica, un orificio de admisión dispuesto en la parte cilíndrica y un orificio de descarga dispuesto en la parte terminal de la parte circular integrada en el exterior de la placa terminal y en la cubierta del lado de descarga. Se proporciona un orificio de apertura comunicado con la cámara del rotor hacia dentro de la dirección radial de la placa terminal.JP H06-229393 discloses a pump in which an impeller is arranged in an intake side cover and an opening hole communicated with a rotor chamber is provided in the intake side end portion of an engine frame in an encapsulated motor. An end plate is provided to lock the rotor chamber at the end portion of the discharge side of the motor frame. A main body part is provided with a cyclone separator provided with a cylindrical part, a circular part extending from the cylindrical part, an intake port arranged in the cylindrical part, and a discharge port arranged in the end part of the part. circular integrated on the outside of the end plate and on the discharge side cover. An opening hole communicating with the rotor chamber is provided inwardly in the radial direction of the end plate.
CompendioCompendium
En un aspecto de la presente invención se proporciona una bomba de fluido tal como se define en la reivindicación 1.In one aspect of the present invention there is provided a fluid pump as defined in claim 1.
Descripción breve de los dibujosBrief description of the drawings
Los dibujos descritos en la presente únicamente tienen una finalidad ilustrativa y no pretenden limitar en modo alguno el alcance de la presente exposición.The drawings described herein are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present disclosure in any way.
La figura 1 es una vista de una sección transversal lateral parcial de una bomba de acuerdo con una realización de la presente exposición;Figure 1 is a partial side cross-sectional view of a pump in accordance with one embodiment of the present disclosure;
la figura 2 es una vista ampliada de una parte de la bomba mostrada en la figura 1, que muestra incluso con más detalle un área donde se monta una junta tórica de la presente exposición en un borde de uno de los componentes de la bomba; yFigure 2 is an enlarged view of a part of the pump shown in Figure 1, showing in even more detail an area where an O-ring of the present disclosure is mounted on an edge of one of the components of the bomb; and
la figura 3 ilustra unas gráficas de las presiones internas que se alcanzan en la bomba utilizando una junta tórica convencional y la nueva construcción de junta tórica montada en el borde de la presente exposición.Figure 3 illustrates graphs of the internal pressures that are achieved in the pump using a conventional O-ring and the new edge-mounted O-ring construction of the present disclosure.
Descripción detalladaDetailed description
La siguiente descripción tiene simplemente una naturaleza ejemplar y no pretende limitar la exposición, aplicación o los usos de la presente, estando determinado el alcance de protección de la presente invención mediante las reivindicaciones adjuntas.The following description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the disclosure, application or uses herein, the scope of protection of the present invention being determined by the appended claims.
Haciendo referencia a la figura 1, se muestra una bomba 10 de acuerdo con una realización de la presente exposición. La bomba 10 es una bomba regenerativa construida en gran parte de acuerdo con la descripción proporcionada en la solicitud no provisional de EE. UU. en tramitación con n.° de serie 15/100.904, presentada el 1 de junio de 2016 (16783-000123-US-NPB). La bomba 10 de la presente exposición difiere únicamente de la bomba mostrada en la solicitud de EE. UU. en tramitación con n.° de serie 15/100.904 en la junta hermética, que se dispone adyacente a un rodete de la bomba regenerativa, tal como se describirá a continuación con detalle.Referring to FIG. 1, a pump 10 is shown according to one embodiment of the present disclosure. Pump 10 is a regenerative pump built largely in accordance with the description provided in co-pending U.S. Non-Provisional Application Serial No. 15 / 100.904, filed June 1, 2016 (16783-000123 -US-NPB). The pump 10 in the present disclosure differs only from the pump shown in copending US application Serial No. 15 / 100,904 at the seal, which is disposed adjacent to an impeller of the regenerative pump, such as as will be described below in detail.
Continuando con la referencia a la figura 1, la bomba 10 incluye en general una carcasa de la bomba metálica y tubular 12 que tiene una pared terminal de la carcasa 14 con unos orificios de entrada de fluido 15. Dentro de la carcasa de la bomba 12 hay un motor 16, que puede ser un motor alimentado con CC o CA, que tiene un eje de salida 18. El siguiente análisis hará referencia a un motor de CC, aunque se apreciará que la bomba 10 es igualmente adecuada de utilizar con motores de CA o CC.Continuing with reference to Figure 1, pump 10 generally includes a tubular, metallic pump housing 12 having a housing end wall 14 with fluid inlet ports 15. Inside pump housing 12 There is a motor 16, which can be a DC or AC powered motor, having an output shaft 18. The following discussion will refer to a DC motor, although it will be appreciated that pump 10 is equally suitable for use with DC motors. AC or DC.
El eje de salida 18 del motor de CC 16 acciona un rodete 20 por medio de una conexión a un dispositivo de retención del rodete 22. El rodete 20 se dispone entre el dispositivo de retención del rodete 22 y una carcasa del rodete 24. Un casquillo terminal de salida 26 se dispone en un extremo opuesto de la carcasa de la bomba 12 e incluye un agüero de descarga 28, a través del cual se bombea fuera de la bomba el fluido que ha entrado en la bomba 10. Se puede acoplar un tubo adecuado (no se muestra) al agujero de descarga 28, a través del cual se puede bombear el fluido hacia arriba en la perforación, dentro de la cual está situada la bomba 10, hasta un tanque o depósito de recogida. Un conducto 30 forma un medio para realizar una conexión eléctrica con el motor de CC 16 con el fin de alimentar el motor de CC. Dentro de la carcasa de la bomba 12 también hay situada una placa de circuito 32 para ayudar a controlar el motor de CC 16 y controlar el funcionamiento global de la bomba 10.The output shaft 18 of the DC motor 16 drives an impeller 20 through a connection to an impeller retainer 22. The impeller 20 is disposed between the impeller retainer 22 and an impeller housing 24. A bushing Outlet terminal 26 is provided at an opposite end of the pump housing 12 and includes a discharge hole 28, through which fluid that has entered pump 10 is pumped out of the pump. suitable (not shown) to discharge hole 28, through which fluid can be pumped upward in the bore, within which pump 10 is located, to a collecting tank or reservoir. A conduit 30 forms a means for making an electrical connection to the DC motor 16 in order to power the DC motor. Within the pump housing 12 there is also located a circuit board 32 to help control the DC motor 16 and to control the overall operation of the pump 10.
Haciendo referencia a la figura 2, se muestra el área rodeada con un círculo etiquetada 2 en la figura 1 de una forma muy ampliada. El dispositivo de retención del rodete 22 incluye un canal de suministro 34 formado en este, y el rodete 20 incluye un canal 20a que se comunica con el canal de suministro 34 y se utiliza para bombear fluido a un canal de descarga (no es visible en la figura 2) en la carcasa del rodete 24. Dispuesto en una esquina de la interfaz del dispositivo de retención del rodete 22 y de la carcasa del rodete 24 hay una junta tórica 36 que sella el área de la interfaz entre estos dos componentes. La junta tórica 36 se soporta en una nueva configuración montada en el borde que proporciona un comportamiento de la bomba mejorado de manera significativa al hacer posible que se pueda admitir una presión interna aumentada de manera significativa en la bomba 10.Referring to Figure 2, the circled area labeled 2 in Figure 1 is shown in a greatly enlarged manner. The impeller retention device 22 includes a supply channel 34 formed therein, and the impeller 20 includes a channel 20a that communicates with the supply channel 34 and is used to pump fluid into a discharge channel (not visible in FIG. 2) in the impeller housing 24. Disposed at one corner of the interface of the impeller retainer 22 and the impeller housing 24 is an O-ring 36 that seals the interface area between these two components. O-ring 36 is supported in a new rim-mounted configuration that provides significantly improved pump performance by making it possible for significantly increased internal pressure to be accommodated in pump 10.
El montaje en el borde de la junta tórica 36 se logra disponiendo un borde redondeado 38 en una esquina periférica superior del dispositivo de retención del rodete 22. La junta tórica 36 únicamente está asentada de manera parcial dentro del borde redondeado 38. El radio de curvatura del borde redondeado 38 es preferentemente de manera aproximada el mismo, y más preferentemente de manera exacta el mismo, que el radio de la junta tórica 36. La pared terminal de la carcasa 14 incluye una parte extendida 14a que tiene una superficie plana 14b que está en contacto con la junta tórica 36 y ayuda a provocar una deformación controlada de la junta tórica 36. La junta tórica 36 también está en contacto con una superficie plana superior 24a de una pata 24b de la carcasa del rodete 24. Todos los contactos de la junta tórica 36 con la superficie plana 14b de la parte extendida 14a, así como también con la superficie plana superior 24a de la pata de la carcasa del rodete 24b y con el borde redondeado 38 cooperan para provocar la deformación de la junta tórica de una manera controlada, de modo que sobresalga a lo largo de la flecha direccional 40. La flecha direccional 40 se extiende en general formando aproximadamente un ángulo de 45 grados con relación a la carcasa de la bomba 12. El ángulo de 45 grados del abultamiento proporciona una primera componente vectorial que empuja hacia arriba contra la superficie plana 14b de la parte extendida 14a de la pared terminal de la carcasa 14, al tiempo que de manera simultánea empuja hacia fuera a lo largo de un vector horizontal contra una superficie de la pared interna 12a de la carcasa de la bomba 12. Esto facilita la creación simultánea de tres superficies de sellado con una única junta tórica 36: una primera junta hermética entre la superficie plana 14b y el dispositivo de retención del rodete 22; una segunda junta hermética entre la superficie superior 24a de la carcasa del rodete 24 y la superficie de la pared interna 12a de la carcasa 12; y una tercera junta hermética entre la superficie de la pared interna 12 y el lado derecho de la junta tórica 36.Edge mounting of the O-ring 36 is accomplished by providing a rounded edge 38 at an upper peripheral corner of the impeller retainer 22. The O-ring 36 is only partially seated within the rounded edge 38. The radius of curvature of the rounded edge 38 is preferably approximately the same, and more preferably exactly the same, as the radius of the O-ring 36. The end wall of the housing 14 includes an extended portion 14a having a flat surface 14b that is in contact with the O-ring 36 and helps to cause a controlled deformation of the O-ring 36. The O-ring 36 is also in contact with a flat upper surface 24a of a leg 24b of the impeller housing 24. All contacts of the O-ring 36 with the flat surface 14b of the extended portion 14a, as well as with the upper flat surface 24a of the impeller housing leg 24b and with the rounded edge or 38 cooperate to cause deformation of the O-ring in a controlled manner so that it protrudes along directional arrow 40. Directional arrow 40 extends generally at approximately a 45 degree angle relative to the housing of the pump 12. The 45 degree angle of the bulge provides a first vector component that pushes up against the flat surface 14b of the extended portion 14a of the end wall of the casing 14, while simultaneously pushing out along the pump. along a horizontal vector against a surface of the internal wall 12a of the pump housing 12. This facilitates the simultaneous creation of three sealing surfaces with a single O-ring 36: a first seal between the flat surface 14b and the device impeller retention 22; a second seal between the upper surface 24a of the casing of the impeller 24 and the surface of the inner wall 12a of the casing 12; and a third seal between the inner wall surface 12 and the right side of the O-ring 36.
La junta tórica soportada en el borde 36 mostrada en las figuras 1 y 2 hace posible gestionar unas presiones internas de la bomba significativamente más elevadas, lo que no sería posible con un montaje de junta tórica convencional. La figura 3 ilustra las presiones aumentadas de manera significativa que admite la junta tórica 36 con relación a una junta tórica convencional. En la figura 3, la gráfica 42 representa las presiones que se pueden alcanzar utilizando la junta tórica 36, mientras que la gráfica 44 representa las presiones que se pueden alcanzar mediante una junta tórica convencional.The edge supported O-ring 36 shown in Figures 1 and 2 makes it possible to handle significantly higher internal pump pressures, which would not be possible with a conventional O-ring assembly. Figure 3 illustrates the significantly increased pressures supported by the O-ring 36 with relative to a conventional O-ring. In Figure 3, Graph 42 represents the pressures that can be achieved using the O-ring 36, while Graph 44 represents the pressures that can be achieved using a conventional O-ring.
La junta tórica montada en el borde 36 de la bomba 10 de la presente descrita en la presente no requiere la inclusión de partes componentes adicionales en la bomba, ni requiere grandes modificaciones de los componentes internos de la bomba. La construcción de la junta tórica montada en el borde 36 tampoco requiere modificaciones significativas en el procedimiento de ensamblaje para ensamblar la bomba 10, ni añade de manera apreciable al coste o complejidad global de la bomba 10. Las presiones significativamente aumentadas que la bomba 10 puede admitir, hacen posible que se utilice para bombear líquidos desde profundidades que hasta ahora han sido imposibles al bombear con una construcción de sellado de junta tórica convencional. The rim-mounted O-ring 36 of the present pump 10 described herein does not require the inclusion of additional component parts in the pump, nor does it require extensive modifications to the internal components of the pump. The construction of the edge-mounted O-ring 36 also does not require significant modifications to the assembly procedure for assembling pump 10, nor does it add appreciably to the overall cost or complexity of pump 10. The significantly increased pressures that pump 10 can admit, make it possible for it to be used to pump liquids from depths that have hitherto been impossible when pumping with a conventional O-ring seal construction.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
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US201662378965P | 2016-08-24 | 2016-08-24 | |
US15/670,022 US20180058464A1 (en) | 2016-08-24 | 2017-08-07 | Pump Having Edge Mounted O-Ring Seal |
Publications (1)
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ES2773696T3 true ES2773696T3 (en) | 2020-07-14 |
Family
ID=59655986
Family Applications (1)
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