ES2908784T3

ES2908784T3 - Dispositivo de bomba

Info

Publication number: ES2908784T3
Application number: ES13737796T
Authority: ES
Inventors: Carl Stähle
Original assignee: Frideco AG
Current assignee: Frideco AG
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: WO2014206431A1; EP3014127B1; EP3014127A1; PL3014127T3; DK3014127T3

Abstract

Dispositivo de bomba axial (12) con un impulsor (20) y con al menos un elemento de acoplamiento de flujo (32) que tiene al menos una superficie de contacto (33), que se configura para dividir un medio a transportar; el elemento de acoplamiento de flujo (32) se incorpora como un elemento de sujeción del estator (31) que se configura para conectar un núcleo de estator (34), que lleva el impulsor (20), a un manguito del estator (36), que guía el medio a transportar en el interior, a través de una conexión de soporte de carga, en donde la superficie de contacto (33) tiene una curvatura convexa al menos con respecto a una dirección de separación, caracterizado porque una distancia (42) entre el impulsor (20) y el elemento de sujeción del estator (31) es equivalente a al menos el 25 % de un diámetro (44) del impulsor (20).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de bomba

Técnica anterior

La invención se refiere a un dispositivo de bombeo axial de acuerdo con el preámbulo de acuerdo con la reivindicación 1.

Se han propuesto dispositivos de bombeo que cuentan con elementos de acoplamiento de flujo en forma de tornillos o elementos de soporte del estator, que presentan superficies de empuje que se destinan a dividir una cantidad de material a transportar, en cuyo caso las superficies de tope se diseñan cada una como bordes con el fin de ejercer la menor resistencia posible.

Por ejemplo, un dispositivo de bombeo con un impulsor y un elemento de soporte del estator se conoce por el documento US 3075 743 A, en donde se proporciona un diseño especial de los pares de palas en el impulsor y el elemento de soporte del estator para una reducción real del ruido y un mayor rendimiento del dispositivo de la bomba.

Además, la publicación US 3398694 A propone una bomba de flujo diagonal o radial con palas de estator radiales.

En particular, la tarea de la invención es para proporcionar un dispositivo genérico con propiedades mejoradas con respecto al daño a la cantidad de material a transportar. De acuerdo con la invención, la tarea se soluciona mediante las características de la reivindicación de patente 1, mientras que las modalidades ventajosas y otras modalidades de la invención pueden obtenerse de las reivindicaciones dependientes.

Ventajas de la invención

La invención se basa en un dispositivo de bombeo que se diseña como un dispositivo de bombeo axial, con un impulsor y con al menos un elemento de acoplamiento de flujo que presenta al menos una superficie de empuje que se destina a dividir un medio a transportar, en particular en flujos parciales.

Se propone que la superficie de empuje presente una curvatura convexa al menos con respecto a una dirección de división. "Elemento de acoplamiento de flujo" significa en particular un elemento que presenta al menos dos lados externos, preferiblemente al menos sustancialmente opuestos, a lo largo de los cuales se guía el medio a transportar en al menos un estado operacional. Por "superficie de empuje" debe entenderse en particular como una superficie en la que el medio a transportar se divide en cantidades parciales, que se guían en particular en diferentes lados del elemento de acoplamiento de flujo. En particular, la superficie de empuje corresponde a una superficie del elemento de acoplamiento de flujo que se dirige en dirección opuesta con respecto a un movimiento relativo del medio a transportar al elemento de acoplamiento de flujo del medio a transportar. "Dirección de división" significa en particular una dirección que, al menos en un estado operacional, corresponde a una dirección de un movimiento relativo del medio a transportar con respecto a la superficie de empuje. Se entiende por dispositivo de bombeo, en particular, como un dispositivo destinado a transportar material a lo largo de una cierta distancia, conduciendo esta distancia, en particular, desde un primer punto a un segundo punto situado a un nivel superior. En particular, el dispositivo de bombeo presenta al menos un impulsor proporcionado para poner en movimiento el medio a transportar por medio de un movimiento de rotación. Se entenderá por "proporcionado" específicamente conformado, diseñado y/o equipado. Por el hecho de que un objeto se proporciona para una función específica, debe entenderse en particular que el objeto cumple y/o realiza esta función específica en al menos una aplicación y/o estado operacional. Por el hecho de que la superficie de empuje presenta una "curvatura", debe entenderse en particular que al menos el 70 %, en particular al menos el 90 % de la superficie de empuje, en particular al menos transversalmente con respecto a un recorrido de la superficie de empuje, presenta al menos un radio de curvatura que es superior a 3 mm, en particular superior a 5 mm, ventajosamente superior a 10 mm, particularmente de forma ventajosa superior a 20 mm. En particular, un radio de curvatura de la curvatura es superior al 2 %, en particular superior al 3 %, ventajosamente superior al 5 %, de un diámetro de un puerto de entrada del dispositivo de bombeo. El "recorrido" de la superficie de empuje significa, en particular, una línea formada por puntos de la superficie de empuje, cuya superficie normal se encuentra al menos sustancialmente paralela al menos a un movimiento relativo del elemento de acoplamiento de flujo al medio a transportar, movimiento que está presente en el punto y/o un intervalo cercano del punto. En particular, el puerto de entrada se forma por un elemento de carcasa que encierra en particular el impulsor y/u otro elemento de transporte.

El diseño de acuerdo con la invención puede lograr, en particular, un bajo nivel de daño al medio a transportar. En particular, puede transportarse agua mezclada con peces, en particular anguilas o también otras criaturas vivas, en particular para pasar por presas, los peces preferiblemente sobreviven al transporte vivos, en particular al menos sustancialmente ilesos. En particular, puede lograrse que objetos suaves y duros, en particular objetos con un recubrimiento y/o un núcleo suave, en particular frutas y/o vegetales, por ejemplo, tomates o naranjas, que se guían en el líquido, puedan transportarse en al menos el estado sustancialmente intacto.

Además, se propone que la superficie de empuje, en particular al menos un recorrido de la superficie de empuje se extienda transversalmente con respecto a una dirección de transporte principal. Una "dirección de transporte principal" debe entenderse en particular como una dirección de transporte central que se extiende en particular desde un puerto de entrada hasta un puerto de salida. En particular, la dirección de transporte principal es al menos sustancialmente paralela a un eje de rotación del impulsor. En particular, la dirección de transporte principal se ejecuta a lo largo de una curva que corresponde a un promedio de todas las curvas de movimiento posibles a través del dispositivo de bombeo en una operación típica. En particular, al menos una parte importante, en particular al menos el 50 %, ventajosamente al menos el 70 %, preferiblemente al menos el 90 %, de un recorrido de la superficie de empuje con respecto a al menos un paralelo de la dirección de transporte principal presenta un ángulo correspondiente a al menos 10°, en particular a al menos 15°, ventajosamente a al menos 40°, preferentemente a al menos 50°. En particular, al menos una parte importante, en particular al menos el 50 %, ventajosamente al menos el 70 %, preferentemente al menos el 90 %, de un recorrido de la superficie de empuje con respecto a al menos una dirección paralela de la dirección de transporte principal tiene un ángulo correspondiente a un máximo de 75°, en particular un máximo de 65°, ventajosamente un máximo de 55°, preferentemente un máximo de 45°. Un guiado suave y/o un daño reducido del medio a transportar, puede lograrse particularmente.

Además, el dispositivo de bombeo axial podría presentar un elemento de acoplamiento de flujo adicional que se diseña como un impulsor. Ventajosamente, la superficie de empuje se forma, al menos parcialmente, por una superficie delantera de una pala del impulsor, que corresponde particularmente a una superficie del elemento de acoplamiento de flujo adicional diseñado como un impulsor, que se dirige en dirección opuesta con respecto a un movimiento relativo del medio a transportar al elemento de acoplamiento de flujo del medio a transportar. Un "impulsor" debe entenderse particularmente como un elemento que se proporciona para poner en movimiento el medio a transportar por medio del movimiento de rotación. En particular, un extremo interno de la superficie de empuje del impulsor, en particular de la pala del impulsor, se encuentra fuera de un centro del impulsor con respecto a una proyección sobre un plano perpendicular al eje de rotación, es particularmente más del 5 %, ventajosamente más del 10 %, especialmente ventajosamente más del 20 %, preferiblemente más del 30 %, de un radio del impulsor alejado del eje de rotación. En particular, la superficie de empuje presenta un recorrido en forma de espiral con respecto a una proyección en un plano perpendicular al eje de rotación al menos cerca del centro, en donde un radio de curvatura es superior a 2 mm, en particular superior a 4 mm, ventajosamente superior a 10 mm, y/o superior al 2 %, en particular superior al 4 %, de un diámetro del impulsor. Un guiado suave y/o un daño reducido del medio a transportar, puede lograrse particularmente.

Se propone además que el impulsor presente al menos una pala de impulsor en forma de hoz. Por una pala de impulsor "en forma de hoz" debe entenderse particularmente como una pala de impulsor, cuya superficie de empuje en operación se ejecuta angularmente por delante de las áreas internas de la superficie de empuje en las áreas exteriores. En particular, puede lograrse un bajo nivel de daño al medio a transportar, ya que los puntos estrechos entre un extremo externo de la superficie delantera y una pared del impulsor, en particular una carcasa del impulsor y/o una parte de la carcasa del estator, se evitan particularmente.

Se propone además que el impulsor presente al menos dos palas del impulsor cuyas superficies delanteras que forman superficies de empuje curvas se fusionan entre sí. En particular, un área de transición de las superficies de empuje forma una superficie de empuje adicional del impulsor, a lo largo del recorrido del cual al menos un punto presenta una normal de superficie que es al menos sustancialmente paralela al eje de rotación, preferiblemente idéntica a él. Por "sustancialmente paralelo" debe entenderse en particular que se incluye un ángulo inferior a 10°, en particular inferior a 5°, ventajosamente inferior a 2°, preferentemente inferior a 1°. En particular, puede lograrse un guiado suave y/o un daño reducido del medio a transportar, ya que en particular pueden evitarse los puntos estrechos entre las palas del impulsor y/o entre un cubo y las palas del impulsor.

De acuerdo con la invención, el elemento de acoplamiento de flujo se diseña como un elemento de soporte del estator y se proporciona para conectar un núcleo de estator que lleva el impulsor con una carcasa de estator que lleva el medio a transportar en el interior. En particular, el núcleo del estator se proporciona para guiar y/o sujetar un eje de accionamiento del impulsor. En particular, la carcasa del estator presenta un diámetro interior que corresponde al menos sustancialmente a la suma del diámetro exterior del núcleo del estator y el diámetro del puerto de entrada. En particular, el elemento de acoplamiento de flujo se estrecha desde la superficie de empuje en la dirección de transporte principal, en particular desde un extremo del elemento de acoplamiento de flujo que mira hacia el flujo hasta un extremo del elemento de acoplamiento de flujo que mira hacia fuera del flujo. En particular, el elemento de acoplamiento de flujo presenta un perfil alargado y/o deformado en forma de lágrima y/o de hidroala. En particular, el elemento de soporte del estator presenta una longitud con respecto a la dirección de transporte principal que corresponde al menos al 50 % del ancho del elemento del estator. El grosor del elemento del estator resulta de un radio de curvatura dado de la superficie de empuje. Ventajosamente, el elemento de soporte del estator se diseña como un componente fundido, alternativamente como un componente soldado o un componente de plástico. En particular, el elemento de soporte del estator se suelda a la carcasa del estator y/o al núcleo del estator. En particular, el elemento de soporte del estator presenta en las áreas de conexión con y/o en las áreas de transición a la carcasa del estator y/o al núcleo del estator, un radio de curvatura transversal a la dirección de transporte principal que es superior a 1 cm, en particular superior a 2 cm. Preferiblemente, el elemento de soporte del estator se diseña como una pala del estator y se proporciona para desviar el medio puesto en movimiento giratorio, en particular por el impulsor, desde una trayectoria helicoidal hasta una trayectoria al menos sustancialmente lineal. Particularmente, puede conseguirse un guiado suave y/o un bajo daño del medio a transportar.

Se propone además que el elemento de soporte de flujo formado como un elemento de soporte del estator presente al menos una cavidad, en particular un canal. Preferiblemente, la cavidad se proporciona para guiar al menos un cable desde un espacio dispuesto fuera de la carcasa del estator hasta una unidad de accionamiento dispuesta en el núcleo del estator. Preferiblemente, la unidad de accionamiento se diseña como un motor. En particular, la unidad de accionamiento se destina a accionar el impulsor. Ventajosamente, la cavidad se forma al menos en un intervalo cercano de la superficie de empuje. En particular, la cavidad pasa a través del elemento de soporte del estator, en donde en particular un grosor de pared a un espacio formado entre la carcasa del estator y el núcleo del estator es al menos 3 mm, ventajosamente al menos 5 mm, preferiblemente al menos 1 cm. En particular, pueden lograrse ahorros de material. En particular, puede lograrse un bajo nivel de daños en el medio a transportar, ya que en particular pueden prescindirse de elementos de accionamiento adicionales, en particular ejes, que tendrían que ser conducidos en particular en el medio a transportar y que podría dar lugar a otros puntos estrechos, puede prescindirse de ellos.

Además, se propone que el elemento de acoplamiento de flujo diseñado como un elemento de soporte del estator, en particular al menos el recorrido de la superficie de empuje, esté al menos parcialmente, en particular al menos en una proyección sobre un plano perpendicular a la dirección de transporte principal, diseñado en espiral, en donde una dirección de enrollamiento corresponde a una dirección en la que el medio transportado por el impulsor se enrollaría alrededor del núcleo del estator en ausencia del elemento de acoplamiento de flujo y/o que corresponde a una dirección de rotación del impulsor. Preferiblemente, el elemento de soporte del estator se extiende a lo largo de la dirección de transporte principal al menos en secciones, particularmente al menos en el extremo de salida, al menos sustancialmente paralelo a la dirección de transporte principal y/o al eje de rotación del impulsor. En particular, el elemento de acoplamiento de flujo diseñado como un elemento de soporte del estator es al menos parcialmente helicoidal, en donde una dirección de enrollamiento corresponde a una dirección en la que el medio transportado por el impulsor se enrollaría alrededor del núcleo del estator en ausencia del elemento de acoplamiento de flujo y/o que corresponde a una dirección de rotación del impulsor. Preferiblemente, el elemento de acoplamiento de flujo presenta un diseño al menos parcialmente helicoidal con un ángulo de inclinación que se hace mayor a medida que aumenta la distancia al impulsor. Particularmente, puede lograrse una transición de flujo mejorada en el área entre los elementos de acoplamiento de flujo. En particular, puede lograrse un guiado suave y/o un daño reducido del medio a transportar, ya que se guía esencialmente a lo largo de la dirección natural del movimiento y se fuerza menos en una trayectoria específica. En particular, puede lograrse una alta resistencia de torque, particularmente cuando se pone en marcha el impulsor.

Se propone además que el dispositivo de bombeo presente precisamente un elemento de soporte del estator. En particular, presenta una superficie de empuje que, al menos en un lugar, ventajosamente en todo, presenta un radio de curvatura superior a 4 cm, en particular superior a 8 cm. En particular, puede lograrse un guiado suave y/o un daño reducido del medio a transportar, ya que sólo un elemento se interpone en el flujo del medio a transportar y/o puede usarse un radio de curvatura particularmente grande. Con el fin de lograr un alto grado de estabilidad y/o resistencia de torque, particularmente al poner en marcha el impulsor, se sugiere que el elemento de soporte del estator se enrolle alrededor del núcleo del estator en un ángulo de al menos 90°, particularmente al menos 180°, ventajosamente sobre al menos 360°. Alternativamente, también es posible que el dispositivo de bombeo presente al menos dos elementos de acoplamiento de flujo diseñados como elementos de soporte del estator. En particular, los elementos de soporte del estator se diseñan y/o disponen al menos sustancialmente a distancias angulares iguales alrededor del núcleo del rotor. En particular, al menos dos de los elementos de soporte del estator se disponen a diferentes distancias del puerto de entrada con respecto a la dirección de transporte principal con el fin de lograr una sección transversal de flujo alta.

Se propone además que la curvatura de la superficie de empuje presente un radio de curvatura creciente al menos en una gran porción del recorrido de la superficie de empuje en la dirección de la dirección de transporte principal. En particular, la superficie de empuje presenta un radio de curvatura más pequeño al menos cerca de un extremo externo que cerca de un extremo interno. Alternativamente, es posible que la superficie de empuje, en particular la superficie de empuje del elemento de acoplamiento de flujo diseñado como un elemento de soporte del estator, tenga un radio de curvatura más pequeño al menos cerca de un extremo interno que cerca de un extremo externo. En particular, al menos en proyección sobre un plano perpendicular a la dirección de transporte principal, los bordes de la superficie de empuje forman un ángulo de abertura de al menos 5°, en particular de al menos 10°, ventajosamente de al menos 15°. En particular, puede lograrse un guiado suave y/o un daño reducido del medio a transportar.

También se propone que al menos una parte de la superficie de empuje se diseñe en forma de una silla de montar. Por el hecho de que al menos una parte de la superficie de empuje se diseña en forma de una silla de montar, debe entenderse en particular que la superficie de empuje presenta una curvatura convexa a lo largo de una primera dirección, en particular transversal al recorrido de la superficie de empuje, y una curvatura cóncava a lo largo de una segunda dirección, preferentemente a lo largo del recorrido. Ventajosamente, las cantidades de los radios máximos de curvatura de las curvaturas en diferentes direcciones se desvían entre sí en un máximo del 50 %. Ventajosamente, el área en forma de silla de montar se forma por una parte de la superficie de empuje que está más alejada de un puerto de entrada con respecto a la dirección de transporte principal. En particular, la superficie de empuje del elemento de acoplamiento de flujo diseñado como un impulsor presenta un diseño en forma de silla de montar en un centro y/o al menos en un intervalo cercano al centro del impulsor. Ventajosamente, la superficie de empuje del elemento de acoplamiento de flujo diseñado como un elemento de soporte del estator presenta un diseño en forma de silla de montar en una región de sujeción del elemento de soporte del estator al núcleo del estator y/o a la carcasa de estator. En particular, puede lograrse un guiado suave y/o un daño reducido del medio a transportar, ya que en particular pueden evitarse áreas con radios de curvatura pequeños.

De acuerdo con la invención, una distancia entre el impulsor y el elemento de soporte del estator corresponde al menos al 25 %, particularmente al menos al 40 %, ventajosamente al menos al 60 %, preferentemente al menos al 100 % del diámetro del impulsor. En particular, puede lograrse un guiado suave y/o un daño reducido y/o deterioro del medio a transportar, ya que se permite particularmente que el medio a transportar salga de una esfera de acción inmediata del impulsor antes de que entre en una esfera de acción del elemento de soporte del estator.

También se propone que el impulsor presente al menos una pala del impulsor, cuya superficie principal orientada en la dirección opuesta a una dirección de transporte principal presenta una inclinación con respecto a la dirección de transporte principal, que aumenta desde el exterior hacia el interior. En particular, puede lograrse un guiado suave y/o un daño reducido del medio a transportar, ya que pueden evitarse en particular los puntos estrechos entre la pala del impulsor y una pared del impulsor.

Ventajosamente, un dispositivo de bombeo de acuerdo con la invención presenta tanto al menos un impulsor de acuerdo con la invención como al menos uno, en particular al menos dos, elementos de acoplamiento de flujo diseñados como elementos de soporte del estator de acuerdo con la invención. Alternativamente, es posible que un dispositivo de bombeo de acuerdo con la invención combine un impulsor convencional con al menos un elemento de acoplamiento de flujo diseñado como un elemento de soporte del estator de acuerdo con la invención, o que un dispositivo de bombeo combine elementos de soporte de estator convencionales con al menos un elemento de acoplamiento de flujo diseñado como un impulsor. Además, es posible que un impulsor de acuerdo con la invención se use en un dispositivo de bombeo radial. Además, es posible combinar varios dispositivos de bombeo de acuerdo con la invención en serie para formar una bomba de acuerdo con la invención, en particular con el fin de lograr una menor velocidad del impulsor para el mismo volumen de transporte, o alternativamente con el fin de lograr mayores alturas de bombeo y/o velocidades de bombeo más altas.

Dibujos

Otras ventajas pueden verse en la siguiente descripción de los dibujos. Los dibujos muestran las modalidades de la invención. Los dibujos, la descripción y las reivindicaciones contienen numerosas características en combinación. El especialista también considerará ventajosamente las características individualmente y las combinará para formar otras combinaciones útiles.

Los dibujos muestran:

Figura 1 dos modalidades ilustrativas de los dispositivos de bomba axial de acuerdo con la invención, en una posición lado a lado, en una vista parcialmente seccionada,

Figura 2 una sección esquemática a través de un elemento de acoplamiento de flujo diseñado como un elemento de soporte del estator a lo largo de la línea II-II o II'-N' en la Figura 1,

Figura 2a una sección de acuerdo con la Figura 2 a través de un elemento de soporte del estator sin cavidad, Figura 3 una vista superior de un elemento de acoplamiento de flujo diseñado como un impulsor con líneas de contorno indicadas,

Figura 3a una sección parcial a lo largo de la línea recta MI-MI en la Figura 3,

Figura 4 una vista lateral del impulsor de acuerdo con la Figura 3,

Figura 5 una vista seccional en perspectiva de dos unidades de estator de acuerdo con la invención en la Figura 1,

Figura 6 una vista superior a lo largo de una dirección de transporte principal en las unidades de estator de acuerdo con la Figura 1,

Figura 7 un diseño alternativo de una unidad de estator en una vista de acuerdo con la Figura 6,

Figura 8 un diseño alternativo de una unidad de estator en una vista de acuerdo con la Figura 6,

Figura 9 un diseño alternativo de una unidad de estator en una vista de acuerdo con la Figura 6,

Figura 10 un diseño alternativo de una unidad de estator en una vista de acuerdo con la Figura 6, Figura 11 un diseño alternativo de una unidad de estator en una vista de acuerdo con la Figura 6,

Figura 12 un diseño alternativo de un impulsor de acuerdo con la invención en una vista superior a lo largo del eje de rotación,

Figura 13 el diseño alternativo del impulsor de acuerdo con la invención de la Figura 12 en una vista lateral, Figura 14 un diseño alternativo de un impulsor de acuerdo con la invención en una vista superior a lo largo del eje de rotación,

Figura 15 un diseño alternativo del impulsor de acuerdo con la invención de la Figura 14 en una vista lateral, Figura 16 un diseño alternativo de un impulsor de acuerdo con la invención en una vista superior a lo largo del eje de rotación, y

Figura 17 el diseño alternativo del impulsor de acuerdo con la invención en una variante cerrada de la Figura 16 en una vista lateral,

Figura 17a el diseño alternativo del impulsor de acuerdo con la invención en una variante abierta de la Figura 16 en una vista lateral,

Figura 18 diseño alternativo de un elemento de acoplamiento de flujo de acuerdo con la invención diseñado como un elemento de soporte del estator en una vista lateral en perspectiva, y

Figura 19 es un diseño de acuerdo con la Figura 18 en una vista superior en perspectiva.

Descripción de las modalidades ilustrativas

La Figura 1 muestra en la mitad izquierda una bomba 10a con un dispositivo de bombeo 12a diseñado como un dispositivo de bombeo axial. El dispositivo de bombeo 12a presenta un impulsor 20a que forma un primer elemento de acoplamiento de flujo 22a. Además, el dispositivo de bombeo presenta una unidad de estator 30a. La unidad de estator 30a presenta un núcleo de estator 34a, una carcasa de estator 36a y dos elementos de acoplamiento de flujo 32a diseñados como elementos de soporte del estator 31a que conectan el núcleo del estator a la carcasa del estator. El núcleo del estator 34a soporta el impulsor 20a y presenta una unidad de accionamiento 35a para accionar el impulsor 20a. Los elementos de soporte del estator 31a se disponen en lugares opuestos del núcleo del estator 34a. Los elementos de soporte del estator 31a presentan esencialmente la misma forma externa. El núcleo del estator 34a se dispone de manera fluida detrás del impulsor 20a. La carcasa del estator 36a forma una pared del impulsor 20a. El medio a transportar, en este caso agua con peces que nadan libremente, se pone en movimiento mediante una rotación del impulsor 20a y se guía dentro de la carcasa del estator 36a. El impulsor 20a se diseña cilíndricamente. El impulsor 20a se diseña para estar abierto de modo que los canales de transporte se formen por espacios entre el impulsor 20a y un elemento estático que encierra el impulsor 20a, en este caso la carcasa del estator 36a.

Alternativamente, es posible que el impulsor se rodee por un elemento de carcasa que se monta por separado de la carcasa del estator y/o el núcleo del estator se dispone fluidamente en frente del impulsor. También es posible que el impulsor se diseñe para ser cónico y/o cerrado.

Los elementos de acoplamiento de flujo 32a diseñados como elementos de soporte de estator 31a presentan cada uno una superficie de empuje 33a proporcionada para dividir un medio transportado por el impulsor 20a. El primer elemento de acoplamiento de flujo 22a diseñado como un impulsor 20a presenta dos superficies de empuje 23a, 24a cada una parcialmente formada por superficies delanteras de las palas del impulsor 25a, 26a del impulsor 20a. Las superficies de empuje 23a, 24a, 33a presentan curvaturas convexas 53, 54 con respecto a una dirección de división relevante (Figura 2, Figura 3a). Las superficies de empuje 23a, 24a, 33a se extienden oblicuamente con respecto a una dirección de transporte principal 40a. La dirección de transporte principal 40a corresponde a un eje de rotación del impulsor 20a y se dirige desde un puerto de entrada diseñado en el impulsor 20a hacia un puerto de salida diseñado en la carcasa del estator 36a. Un diámetro de la carcasa del estator 36a se ensancha en la zona del núcleo del estator 34a, detrás del impulsor 20a, para lograr un flujo uniforme. La carcasa del estator 36a se estrecha en el lado del núcleo del estator que se aleja del impulsor.

Las palas del impulsor 25a, 26a del elemento de acoplamiento de flujo 22a, que se diseña como un impulsor 20a, se diseñan en forma de hoz (Figura 3 y Figura 4). Las superficies de empuje curvas 23a, 24a de las palas del impulsor 25a, 26a se unen entre sí. Un área de transición de las superficies de empuje 23a, 24a de las palas del impulsor 25a, 26a forma una superficie de empuje adicional 27a, que cubre un centro 28a del impulsor 20a en proyección perpendicular al eje de rotación. La superficie de empuje adicional 27a se diseña en forma de una silla de montar. Las superficies de empuje 23a, 24a se extienden desde el centro 28a del impulsor 20a oblicuamente hacia la dirección de transporte principal 40a.

Los elementos de acoplamiento de flujo 32a, diseñados como elementos de soporte del estator 31a, cada uno presenta una cavidad 37a, que se proporciona para guiar los cables para la adquisición de datos de suministro de energía, control y/o medición desde un espacio dispuesto fuera de la carcasa del estator 36a a la unidad de accionamiento 35a dispuestos en el núcleo del estator 34a y/o para ahorrar material en caso de alta estabilidad y/o alto radio de curvatura. Además, puede lograrse el mismo flujo en los diferentes lados del núcleo del estator (Figura 2).

En un diseño alternativo, es posible, especialmente con el fin de lograr mejores características de flujo, que solo uno de los elementos de soporte del estator 31a presente una cavidad 37a para guiar los cables de alimentación, mientras que los otros elementos de soporte del estator tienen una forma más delgada y pueden hacer sin cavidad (Figura 2a).

Además, es posible que se conduzca a través de la cavidad un medio alternativo, en particular un eje de transmisión para impulsar el impulsor, retirando así la necesidad de un motor en el núcleo del estator y, en particular, permitiendo lograr un diseño más delgado.

El elemento de acoplamiento de flujo 32a diseñado como un elemento de soporte del estator 31a parcialmente se diseña en forma de espiral, en donde una dirección de enrollamiento corresponde a una dirección en la que el medio transportado por el impulsor 20a se enrollaría alrededor del núcleo del estator 34a en ausencia del elemento de acoplamiento de flujo 32a (Figuras 5 y 6). La superficie de empuje 33a del elemento de acoplamiento de flujo relevante 32, diseñado como un elemento de soporte del estator 31a, forma un diseño en forma de silla de montar 39a cerca del núcleo del estator, el recorrido de la superficie de empuje 33a presenta una curvatura cóncava con respecto a la dirección de transporte principal 40a. El elemento de soporte del estator 31a presenta un radio de curvatura creciente de la superficie de empuje 33a desde el exterior hacia el interior. En una proyección sobre un plano perpendicular a la dirección de transporte principal 40a, los bordes de las superficies de empuje 33a forman un ángulo de abertura 50a de 10°.

Las curvaturas de las superficies de empuje 23a, 24a, 33a presentan un radio de curvatura creciente en una gran parte del recorrido de la respectiva superficie de empuje 23a, 24a, 33a en la dirección de transporte principal 40a. Cerca de la carcasa del estator 36a y del núcleo del estator 34a, los elementos de soporte del estator 31a presentan un ensanchamiento, en particular por una junta de soldadura extendida o preferiblemente por un radio de fundición extendido, lo que conduce a una buena conexión con el elemento del estator relevante y, en particular, debido a un gran radio de curvatura, en particular superior a 5 mm, ventajosamente superior a 1 cm, a un guiado de flujo más suave.

La distancia 42a entre el impulsor 20a y el elemento de soporte del estator 31a es el 50 % del diámetro 44a del impulsor 20a.

Las figuras muestran otra modalidad de la invención ilustrativa. Las siguientes descripciones y los dibujos se limitan esencialmente a las diferencias entre las modalidades ilustrativas, de manera que en principio también puede hacerse referencia a los dibujos y/o la descripción de las otras modalidades ilustrativas, en particular de las Figuras 1 a 6, con respecto a los componentes con la misma designación, en particular con respecto a los componentes con los mismos signos de referencia. Para distinguir las modalidades ilustrativas, la letra a se coloca después de los signos de referencia de la modalidad ilustrativa en las Figuras 1 a la 6. En las otras modalidades ilustrativas, la letra a se sustituye por las letras b a la m.

Las Figuras 1, 3, 4 muestran en la mitad derecha un diseño con elementos de acoplamiento de flujo 32b diseñados como elementos de soporte del estator 31b, en donde estos presentan una superficie de empuje 33b que tiene un radio de curvatura creciente desde el interior hacia el exterior transversal al recorrido de la superficie de empuje. Un diseño en forma de silla de montar 39b presenta la superficie de empuje 33b en un intervalo cercano de una carcasa de estator 36b. La carcasa del estator 36b, 36b' se diseña en dos partes, una segunda parte de la carcasa del estator 36b' se proporciona para encajar el impulsor 20b. El diseño en dos partes mejora las propiedades de mantenimiento y ensamble. Además, un extremo de la carcasa del estator 36b que se aleja del impulsor presenta un extremo cilíndrico no ahusado opuesto al área del núcleo del estator 34b.

La Figura 7 muestra una unidad de estator 30c de un dispositivo de bombeo de acuerdo con la invención, que presenta precisamente un elemento de soporte del estator 31c que conecta un núcleo de estator 34c a una carcasa de estator 36c. El elemento de soporte del estator 31c forma un elemento de acoplamiento de flujo 32c con una superficie de empuje curvada 33c, cuyo radio es mayor que el 50 % de la distancia entre el núcleo del estator 34c y la carcasa del estator 36c.

En un diseño alternativo con un solo elemento de soporte del estator, también es posible para el elemento de soporte del estator formar una superficie de empuje que se ejecute al menos esencialmente perpendicular a una dirección de transporte principal y cuyo recorrido solo presente una curvatura en los puntos de conexión con el núcleo del rotor y/o la carcasa del rotor que se dirige en la dirección opuesta a la dirección de transporte principal. En particular, en tal diseño, el elemento de soporte del estator se extiende desde la superficie de empuje en forma de hidroala.

En diseños adicionales, es posible que el elemento de soporte del estator se soporte por puentes auxiliares, en donde el elemento de soporte del estator se proporciona sustancialmente para soportar el peso del núcleo del estator y el puente auxiliar se proporciona sustancialmente para absorber el torque durante el arranque y operación del impulsor.

Además, es posible que un diseño de acuerdo con la invención, en particular en presencia de un solo elemento de acoplamiento de flujo 32c diseñado como un elemento de soporte del estator 31c y/o en particular para una mejor desviación y/o guiado del medio a transportar, presenta al menos un elemento de acoplamiento de flujo adicional 32c', 32c", que, a partir de la carcasa del estator 36c o del núcleo del estator 34c, se proyecta en el espacio entre la carcasa del estator 36c y el núcleo del estator 34c, en donde, con respecto a la carcasa del estator opuesto 36c o, respectivamente, del núcleo del estator opuesto 34c, queda una separación que es, en particular, suficientemente grande para permitir el paso de la fruta o los animales, en particular pescado, contenidos en el medio a transportar.

La Figura 8 muestra una unidad de estator 30d con dos elementos de soporte de estator 31d, 31'd de diseño diferente. Los elementos de soporte del estator 31d, 31'd presentan superficies de empuje 33d, 33'd con diferentes radios de curvatura. Los radios de curvatura de un primer elemento de soporte del estator 31d son esencialmente el doble de grandes que los radios de curvatura de un segundo elemento de soporte del estator 31'd. Cada uno de los elementos de soporte del estator 31d, 31'd se diseña sustancialmente de forma simétrica con respecto a una dirección radial. Solo el primer elemento de soporte del estator 31d presenta una cavidad para guiar los cables.

La Figura 9 muestra una unidad de estator 30e con tres elementos de soporte de estator 31e, 31'e, 31"e diseñados de manera similar. Los elementos de soporte del estator 31e, 31'e, 31"e se disponen en un ángulo de 120° entre sí. Las superficies de empuje 33e, 33'e, 33"e de los elementos de soporte del estator 31e, 31'e, 31"e presentan un radio de curvatura al menos sustancialmente constante desde el interior hacia el exterior. En particular, es posible en tal diseño que un recorrido de la superficie de empuje 33e, 33'e, 33"e se alinee al menos esencialmente perpendicular a la dirección de transporte principal.

La Figura 10 muestra diseños similares a los diseños de las Figuras 1 y 6 en una mitad izquierda y una mitad derecha. La Figura 10 muestra las unidades de estator 30f, 30g, cada una con elementos de soporte de estator 31f, 31g, en donde los elementos de soporte de estator 31f, 31g se fusionan esencialmente tangencialmente en el núcleo del estator 34f, 34g y la carcasa del estator 36f, 36g en una proyección perpendicular a una dirección de transporte principal.

La Figura 11 muestra una unidad de estator 30h en un diseño comparable a la Figura 10, en donde la unidad de estator 30h presenta elementos de soporte de estator 31h que, con respecto a una proyección en la dirección de transporte principal, en las áreas de transición desde el elemento de soporte del estator 31h a la carcasa del estator 36h o al núcleo del estator 34h, respectivamente, presentan radios de curvatura que son mayores que el 20 % de la distancia entre el núcleo del estator 34h y la carcasa del estator 36h.

Las Figuras 12 y 13 muestran un impulsor 20i en una configuración cerrada (mitad superior) y abierta (mitad inferior), que presenta una curvatura esencialmente esférica en su centro 28i en la dirección opuesta a la dirección principal. El impulsor 20i presenta dos palas del impulsor 25i, 26i, cada una de las cuales forma una superficie de empuje 23i, 24i. Las superficies de empuje 23i, 24i presentan un radio de curvatura creciente desde el exterior hacia el interior. En un extremo interno de las superficies de empuje 23i, 24i, estas se unen tangencialmente a la curvatura central y cada una presenta un diseño en forma de silla de montar 39i, 39'i en el área de transición. En el diseño cerrado, el impulsor 20i presenta una carcasa de impulsor 21i que se conecta firmemente con el impulsor 20i y que a su vez se guía en un elemento de carcasa, en este caso una carcasa del estator 36i. La carcasa del impulsor 21i puede sobresalir más allá de la punta de las palas del impulsor 25i, 26i (línea continua) o estar al mismo nivel (línea discontinua). En un diseño abierto, un elemento de carcasa estático del impulsor 20i, en este caso la carcasa del estator 36i, presenta un hombro 38i, detrás del cual los extremos de las palas del impulsor 25i, 26i del impulsor 20i se guían y/o protegidos con el fin de proteger el medio a transportar de daños por las palas del impulsor 25i, 26i.

Las Figuras 14 y 15 muestran un impulsor 20j de acuerdo con la invención en diseño cerrado (mitad superior) y abierto (mitad inferior), cuyo diseño es comparable a la modalidad ilustrativa de acuerdo con las Figuras 1, 3 y 4, en donde las superficies de empuje 23j, 24j de dos palas del impulsor 25j, 26j del impulsor 20j se unen entre sí en el centro 28j del impulsor 20j y forman un diseño en forma de silla de montar 39j en el centro 28j. Por el contrario, un diámetro completo de las palas del impulsor 25j, 26j se extiende solo en un ángulo de aproximadamente 90° alrededor del centro 28j, de modo que se evita la compresión del medio a transportar entre las diferentes palas del impulsor 25j, 26j. Además, cada una de las palas del impulsor 25j, 26j se extiende aproximadamente 180° con respecto al centro 28j.

Las Figuras 16, 17 y 17a muestran un impulsor 20k, 20k' de acuerdo con la invención en diseño cerrado (mitad superior de la Figura 16 y Figura 17) y abierto (mitad inferior de la Figura 16 y Figura 17a), que cuenta con una única pala del impulsor 25k. Al igual que las palas del impulsor de los ejemplos anteriores, la pala del impulsor 25k se diseña para tener forma de hoz en la entrada. Como en los ejemplos anteriores, una superficie de empuje 23k de la pala del impulsor 25k termina fuera del centro 28k del impulsor 20k. Como en los ejemplos anteriores, un radio de curvatura de la superficie de empuje 23k aumenta hacia el centro 28k. La pala del impulsor 25k presenta una superficie principal 29k que mira hacia una dirección de transporte principal 40k y que presenta una inclinación con respecto a la dirección de transporte principal 40k, que aumenta desde el exterior hacia el interior. Debido a la muy baja inclinación de la superficie principal 29k y al diseño cerrado, aquí se omite un diseño de un hombro en la carcasa del estator 36k.

En la versión abierta de acuerdo con la Figura 17a, en la que una superficie principal 29k' de la pala del impulsor único 25k' presenta esencialmente una inclinación constante, se prefiere un diseño con hombro 38k'.

Las Figuras 18 y 19 muestran una unidad de estator 30m con un núcleo de estator 34m, una carcasa de estator 36m y un elemento de acoplamiento de flujo 32m diseñado como un elemento de soporte del estator 31m que conecta el núcleo de estator 34m a la carcasa de estator 36m. El elemento de acoplamiento de flujo 32m presenta un diseño helicoidal que se enrolla alrededor del núcleo del estator 34m. El elemento de acoplamiento de flujo 32m se extiende sobre un ángulo de aproximadamente 180° alrededor del núcleo del estator 34m. El elemento de acoplamiento de flujo 32m se extiende a una distancia a lo largo de una dirección de transporte principal 40m que corresponde aproximadamente a un diámetro de la carcasa del estator 36m. Un ángulo de inclinación de la espiral con respecto a la dirección de transporte principal 40m cambia continuamente a lo largo de la dirección de transporte principal 40m de aproximadamente 75° a aproximadamente 0°. Una superficie de empuje 33m del elemento de acoplamiento de flujo 32m presenta una curvatura que esencialmente tiene un radio de curvatura que aumenta desde el exterior, en la carcasa del estator 36m, hacia el interior, en el núcleo del estator 34m. La superficie de empuje 33m forma un diseño en forma de silla de montar 39m en un punto más atrasado con respecto a un flujo local. El diseño en forma de silla de montar 39m se diseña en un área de un extremo de la superficie de empuje 33m donde el radio de curvatura llega a ser máximo.

Además, se debe señalar que cualquier combinación de los diferentes impulsores y los diferentes elementos de soporte del estator se consideran diseños de acuerdo con la invención.

Signos de referencia

10 Bomba

12 Dispositivo de bombeo

20 Impulsor

21 Carcasa del impulsor

22 Elemento de acoplamiento de flujo

23 Superficie de empuje

24 Superficie de empuje

25 Pala del impulsor

26 Pala del impulsor

27 Superficie de empuje

28 Centro

29 Superficie principal

30 Unidad de estator

31 Elemento de soporte del estator

32 Elemento de acoplamiento de flujo

33 Superficie de empuje

34 Núcleo del estator

35 Unidad de accionamiento

36 Carcasa del estator

37 Cavidad

38 Hombro

39 Diseño en forma de silla de montar

40 Dirección de transporte principal

42 Distancia

44 Diámetro

50 Ángulo de abertura

53 Curvatura

54 Curvatura

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de bomba axial (12) con un impulsor (20) y con al menos un elemento de acoplamiento de flujo (32) que tiene al menos una superficie de contacto (33), que se configura para dividir un medio a transportar; el elemento de acoplamiento de flujo (32) se incorpora como un elemento de sujeción del estator (31) que se configura para conectar un núcleo de estator (34), que lleva el impulsor (20), a un manguito del estator (36), que guía el medio a transportar en el interior, a través de una conexión de soporte de carga, en donde la superficie de contacto (33) tiene una curvatura convexa al menos con respecto a una dirección de separación,

caracterizado porque una distancia (42) entre el impulsor (20) y el elemento de sujeción del estator (31) es equivalente a al menos el 25 % de un diámetro (44) del impulsor (20).

2. Dispositivo de bomba axial (12) de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque la superficie de contacto (33) se extiende oblicuamente con relación a una dirección de transporte principal (40).

3. Dispositivo de bomba axial (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque el impulsor (20) comprende al menos una pala del impulsor en forma de hoz (25, 26).

4. Dispositivo de bomba axial (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque el impulsor (20) comprende al menos dos palas del impulsor (25, 26) cuyas superficies delanteras, que forman superficies de empuje curvas (23, 24), se fusionan entre sí.

5. Dispositivo de bomba axial (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque el elemento de acoplamiento de flujo (32), que se incorpora como un elemento de sujeción del estator (31), comprende al menos un espacio hueco (37), que se configura para guiar al menos un cable desde un espacio dispuesto fuera del manguito del estator (36) a una unidad de accionamiento (35) que se dispone en el núcleo del estator (34).

6. Dispositivo de bomba axial (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque el elemento de acoplamiento de flujo (32), que se incorpora como un elemento de sujeción del estator (31), se implementa al menos parcialmente en forma de espiral, en donde una dirección de embobinado corresponde a una dirección en la que un medio transportado por el impulsor (20) se enrollaría alrededor del núcleo del estator (34) si no hubiera un elemento de acoplamiento de flujo (32) presente.

7. Dispositivo de bomba axial (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque existe precisamente un elemento de sujeción del estator (31).

8. Dispositivo de bomba axial (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque la curvatura de la superficie de contacto (33) tiene un radio de curvatura creciente al menos en una gran porción del contorno de la superficie de contacto (33) en una dirección de transporte principal (40).

9. Dispositivo de bomba axial (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque la superficie de contacto (33) presenta una implementación en forma de silla de montar.

10. Dispositivo de bomba axial (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque la distancia (42) corresponde al menos al 40 % del diámetro (44) del impulsor (20).

11. Dispositivo de bomba axial (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque el impulsor (20) comprende al menos una pala del impulsor (25, 26) cuya superficie principal (29), que se orienta en sentido contrario a una dirección de transporte principal (40), tiene una inclinación con relación a la dirección de transporte principal (40) que aumenta de afuera hacia adentro.

12. Bomba (10) con dispositivo de bombeo axial (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.