ES2912974T3 - Junta estanca de eje que incluye una parte sin contacto situada hacia arriba, por ejemplo, un sello de laberinto, y un deflector situado hacia abajo - Google Patents

Abstract

Máquina rotativa para actuar sobre un fluido que comprende una carcasa estacionaria (2), un rotor (3) para interactuar con el fluido, un eje (4) para girar el rotor (3) alrededor de una dirección axial (A), una unidad de rodamiento (5) para soportar el rotor (3), y una disposición de sellado (6) para sellar la unidad de rodamiento (5) con respecto al rotor (3), donde el rotor (3) está dispuesto en la carcasa (2), y donde la disposición de sellado (6) comprende un elemento de sellado estacionario (61) que rodea el eje (4) y está diseñado para un sellado sin contacto del eje (4), donde la disposición de sellado (6) comprende además un anillo de rotor (62) para evitar un flujo axial a lo largo del eje (4) hacia el rotor (3), y una placa de cubierta (63), donde el anillo de rotor (62) está conectado de forma fija y rotativa al rotor (3) y está dispuesto axialmente adyacente al elemento de sellado (61), donde el anillo de rotor (62) comprende un borde radialmente exterior (622) que se extiende en la dirección axial (A) y rodea el elemento de sellado (61), donde la placa de cubierta (63) está fijada con respecto a la carcasa (2) y rodea el anillo de rotor (2) donde la placa de cubierta (63) tiene un borde exterior (631) que se extiende en la dirección axial (A), donde se forma una cámara de drenaje (64) entre el borde exterior (622) del anillo de rotor (62) y el borde exterior (631) de la placa de cubierta (63), y donde se proporciona un paso de descarga (65) para descargar la cámara de drenaje (64), caracterizada porque el borde radialmente exterior (622) del anillo de rotor (62) se ahúsa hacia el rotor (3).

Description

DESCRIPCIÓN

Junta estanca de eje que incluye una parte sin contacto situada hacia arriba, por ejemplo, un sello de laberinto, y un deflector situado hacia abajo

La invención se refiere a una máquina rotativa para actuar sobre un fluido según el preámbulo de la reivindicación independiente.

Una máquina rotativa para actuar sobre un fluido, por ejemplo, una bomba, un compresor, un soplador, un expansor o una turbina, comprende típicamente una carcasa estacionaria que encierra un rotor para interactuar con el fluido y un eje para girar el rotor alrededor de una dirección axial. El eje puede ser accionado por una unidad de accionamiento. La máquina rotativa incluye además al menos una unidad de rodamiento con un cojinete radial y/o axial (de empuje) para soportar el eje y el rotor. Normalmente, el rodamiento tiene una carcasa separada que está conectada de forma fija a la carcasa de la máquina rotativa. Dado que los rodamientos suelen requerir lubricación y/o refrigeración, se suministra a la unidad de rodamiento un lubricante, por ejemplo, un aceite o cualquier otro fluido adecuado. En muchas aplicaciones, este lubricante no debe filtrarse de la unidad de rodamiento al entorno ni entrar en contacto con el fluido sobre el que actúa la máquina rotativa para evitar cualquier contaminación de este fluido o del entorno con el lubricante. Además, se debe evitar que el lubricante fluya al rotor o entre en contacto con él. El lubricante, al salir de la unidad de rodamiento y entrar en contacto con el rotor, puede causar daños considerables e incluso fallos en la máquina.

Por lo tanto, es común en el estado de la técnica proporcionar una disposición de sellado para sellar la unidad de rodamiento con respecto al rotor y al entorno, de manera que el lubricante no pueda escapar de la unidad de rodamiento. La disposición de sellado encierra típicamente el eje del rotor en un lugar donde el eje del rotor sale de la unidad de rodamiento.

Básicamente, hay dos tipos diferentes de disposiciones de sellado para sellar un eje giratorio, a saber, las que tienen juntas estancas de contacto y las que tienen juntas estancas sin contacto. Las juntas estancas de contacto comprenden elementos de sellado que entran en contacto físico con el eje giratorio durante la rotación. Tal disposición es, por ejemplo, un prensaestopas, una caja prensaestopas o una junta estanca de labios. Una desventaja de las juntas estancas de contacto es que el contacto físico entre la junta estanca estacionaria y el eje giratorio supone un consumo de energía y, por tanto, reduce la eficiencia de la máquina rotativa. Además, especialmente en el caso de grandes diámetros del eje o de altas velocidades de rotación del eje, existe el riesgo de que las juntas estancas de contacto no puedan soportar las velocidades superficiales o se desgasten después de un tiempo de funcionamiento muy corto.

Las disposiciones de sellado con elementos de sellado sin contacto o de no contacto no tienen ningún contacto físico directo con el eje giratorio durante el funcionamiento normal. Un diseño bien conocido de un elemento de sellado sin contacto es el diseño de junta estanca de laberinto. Debido al contacto inexistente con el eje giratorio, estos elementos de sellado sin contacto provocan, como mínimo, pérdidas de fricción considerablemente menores y un desgaste notablemente menor. Sin embargo, una propiedad intrínseca de los elementos de estanquidad sin contacto es que siempre hay al menos un pequeño flujo de fuga a través del elemento de estanquidad a lo largo del eje. Debido a la distancia entre el eje giratorio y el elemento de sellado, no es posible sellar completamente alrededor del eje giratorio. El seguimiento del lubricante a lo largo del eje y a través del elemento de sellado da lugar al riesgo de que el lubricante escape al entorno o se filtre al rotor, donde causa daños o contaminaciones.

Durante el funcionamiento de la máquina rotativa, esta fuga a lo largo del eje del rotor puede incluso verse favorecida por las diferencias de presión generadas por el rotor, por ejemplo, por el impulsor del rotor en una bomba o en un compresor. Tales diferencias de presión pueden aspirar el lubricante de la unidad de rodamiento al rotor. WO 2008/042698 A1 describe en la figura 7 una configuración según el preámbulo de la reivindicación 1. Otro documento representativo de los antecedentes técnicos de la presente invención es US 6343794 B1.

Partiendo de este estado de la técnica, es por tanto un objeto de la invención proponer una máquina rotativa con una disposición de sellado mejorada que evite o al menos reduzca considerablemente un flujo de fuga a través de la disposición de sellado a lo largo del eje, de manera que, por ejemplo, un lubricante no pueda escapar de la unidad de rodamiento y entrar en contacto con el rotor. Además, la disposición de sellado tendrá las ventajas del diseño sin contacto.

La materia de la invención que satisface estos objetos se caracteriza por las características de la reivindicación independiente respectiva.

El anillo de rotor, que está dispuesto adyacente al elemento de sellado y conectado a prueba de torsión con el rotor para la corrotación con el rotor, impide un flujo axial a lo largo del eje hacia el rotor. Cualquier fluido, por ejemplo, un lubricante que escape del elemento de sellado a lo largo del eje, no puede seguir en dirección axial hacia el rotor debido al anillo de rotor. De este modo, el anillo de rotor detiene cualquier desplazamiento a lo largo de las superficies del eje. Debido a la rotación del anillo de rotor durante el funcionamiento, el lubricante que llega al anillo de rotor es transferido por fuerzas centrífugas alejándolo de la zona del eje en dirección radial hacia fuera. La placa de cubierta estacionaria que cubre el rotor impide que el lubricante que es empujado hacia fuera por el anillo de rotor pueda entrar en contacto o llegar al rotor en un lugar alejado del eje. El lubricante se recoge en una cámara de drenaje entre el anillo de rotor y la placa de cubierta. La cámara de drenaje está en comunicación de fluido con un paso de descarga para que el lubricante sea conducido fuera de la cámara de drenaje de manera controlada. Así, la disposición de sellado impide tanto un flujo de fuga hacia el rotor como una fuga al entorno sin renunciar a las ventajas de un sellado sin contacto. El anillo de rotor que encierra el eje tiene típicamente un diámetro interior que es como máximo tan grande como el diámetro interior del elemento de sellado. Preferiblemente, el diámetro interior del anillo de rotor es algo menor que el diámetro interior del elemento de sellado sin contacto, de modo que el anillo de rotor está en contacto físico directo con el eje.

El borde exterior de la placa de cubierta es ventajoso en particular para garantizar que el lubricante no pueda escapar de la cámara de drenaje al entorno. El borde exterior del anillo de rotor es ventajoso para recoger el lubricante que es desplazado radialmente hacia fuera por las fuerzas centrífugas generadas por el eje giratorio o el anillo de rotor, respectivamente.

Para mejorar aún más la acción de sellado del anillo de rotor con respecto a la dirección axial, se prefiere que el anillo de rotor tenga un borde radialmente interior provisto de una ranura circunferencial para recibir una junta estanca anular, preferiblemente una junta tórica, que encierre el eje.

Según una realización preferida, el anillo de rotor está separado del elemento de sellado con respecto a la dirección axial por un primer intervalo que está configurado como un ajuste deslizante. Así, con respecto a la dirección axial, el anillo de rotor está dispuesto lo más cerca posible del elemento de sellado sin poner en peligro la rotación sin contacto del anillo de rotor con respecto al elemento de sellado. La anchura del primer intervalo, es decir, su extensión en dirección axial, es por ejemplo inferior a 1 mm o aproximadamente 0,5 mm. Este ajuste deslizante reduce considerablemente el impacto de la diferencia de presión entre el rotor o la carcasa, respectivamente, y la unidad de rodamiento durante el funcionamiento. La succión de lubricante desde la unidad de rodamiento hacia el rotor se atenúa al menos notablemente.

Una medida ventajosa es cuando la placa de cubierta se diseña como una placa de cubierta en forma de anillo que tiene una región de borde interior que solapa el anillo de rotor con respecto a la dirección radial. El solapamiento entre el anillo de rotor y la placa de cubierta evita, o al menos reduce considerablemente, el riesgo de que pueda escapar lubricante entre el anillo de rotor y la placa de cubierta.

Preferiblemente, la región de borde interior de la placa de cubierta está separada del anillo de rotor por un segundo intervalo que está configurado como un ajuste deslizante. La extensión muy pequeña del segundo intervalo en dirección axial es ventajosa para evitar que el lubricante se filtre entre el anillo de rotor y la placa de cubierta. Además, el segundo intervalo muy estrecho también contribuye a la reducción del impacto de la diferencia de presión de forma análoga a como se ha explicado con respecto al primer intervalo.

Según la invención, el borde radialmente exterior del anillo de rotor se estrecha hacia el rotor. Mediante esta medida se garantiza que cualquier lubricante que se acumule en la superficie radialmente exterior del anillo de rotor se desplace o fluya en dirección de alejamiento del rotor.

A este respecto, una medida preferida adicional es que una superficie radialmente exterior del borde exterior del anillo de rotor esté configurada de manera que incluya un ángulo de inclinación con la dirección radial, siendo dicho ángulo de inclinación inferior a 90°, preferiblemente como máximo 85°.

Según una realización preferida, la placa de cubierta y el anillo de rotor están dispuestos en un rebaje anular dispuesto en la unidad de rodamiento. Por lo general, la unidad de rodamiento consta de una carcasa separada que está conectada de forma fija a la carcasa que contiene el rotor, por ejemplo, mediante tornillos o pernos. La carcasa de la unidad de rodamiento puede estar provista de un rebaje para recibir la disposición de sellado. El diámetro del rebaje en dirección radial es sólo algo mayor que el diámetro exterior de la placa de cubierta de la disposición de sellado para permitir un ajuste estrecho de la disposición de sellado en el rebaje.

Para realizar un sellado fiable entre el rebaje y la placa de cubierta dispuesta en el rebaje, se prefiere que la placa de cubierta comprenda un elemento de sellado en forma de anillo, preferiblemente una junta tórica, para el sellado entre el rebaje y la placa de cubierta, estando dispuesto dicho elemento de sellado en una ranura circunferencial en el borde exterior de la placa de cubierta. De este modo, el lubricante no puede escapar al entorno por fugas entre la pared que delimita el rebaje y el anillo de cubierta.

Especialmente en vista de un diseño sencillo, se prefiere que el paso de descarga esté diseñado como un orificio en la unidad de rodamiento.

La praxis ha demostrado que es particularmente adecuado que el paso de descarga tenga un diámetro interior de a lo sumo 20 mm, preferiblemente de a lo sumo 10 mm.

Según otra medida preferida, el paso de descarga está conectado a un canal de drenaje de la unidad de rodamiento. Ésta es una forma muy simple y eficiente de reciclar el lubricante al flujo de retorno de la unidad de rodamiento. Preferiblemente, el elemento de sellado de la disposición de sellado está diseñado como un sello de laberinto.

En una realización preferida, la máquina rotativa es un soplador, un compresor, una bomba, un expansor o una turbina.

En vista de una posible aplicación importante, la máquina rotativa puede ser diseñada como un soplador o un compresor en un sistema de aireación para proporcionar aire a un fluido, en particular agua.

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. Se muestran en una representación esquemática:

Figura 1: una ilustración de una realización de una máquina rotativa en una vista en perspectiva,

Figura 2: una ilustración esquemática de la realización en una vista en sección transversal,

Figura 3: un detalle de la figura 2 en una vista ampliada, y

Figura 4: similar a la figura 3, pero en una vista aún más ampliada.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva que ilustra una realización de una máquina rotativa según la invención que se designa en su entidad con el número de referencia 1. La figura 2 muestra una ilustración más esquemática de esta realización y la figura 3 una vista ampliada del detalle I de la figura 2. La figura 4 es una representación similar a la figura 4, pero en una vista aún más ampliada. En las figuras 1-4 se omite la representación de aquellas partes y componentes de la máquina rotativa 1 que no son esenciales para la comprensión de la invención.

A modo de ejemplo, la realización de la máquina rotativa 1 está diseñada como un compresor o un soplador para suministrar aire a un proceso. El compresor 1 aspira aire, por ejemplo, del entorno, lo comprime y lo expulsa para suministrarlo a un proceso. Según una aplicación importante, la máquina rotativa 1, diseñada como compresor o soplador, se utiliza en un sistema de aireación para suministrar aire a un fluido, en particular agua. Por ejemplo, en la industria del agua y, en particular, para el tratamiento de aguas residuales o aguas negras, tales compresores 1 se utilizan para enriquecer o mezclar el agua con aire.

No hace falta decir que la invención no se limita a este ejemplo específico ni a los compresores o sopladores, sino que se refiere a máquinas rotativas en general. A modo de ejemplo, la máquina rotativa 1 también puede ser una bomba, un expansor o una turbina.

Con referencia a las figuras 1-4, se explica ahora con más detalle la realización de la máquina rotativa.

La máquina rotativa 1 para actuar sobre un fluido comprende una carcasa estacionaria 2, un rotor 3, que puede incluir un impulsor con paletas (no mostrado), para interactuar con el fluido, por ejemplo, aire, y un eje 4 para girar el rotor 3 alrededor de una dirección axial A definida por el eje longitudinal del eje 4. El rotor 3 está dispuesto en la carcasa 2.

Una dirección perpendicular a la dirección axial A se denomina “dirección radial”. El término “axial” o “axialmente” se utiliza con el significado común de “en dirección axial” o “con respecto a la dirección axial”. De manera análoga, el término “radial” o “radialmente” se utiliza con el significado común de “en dirección radial” o “con respecto a la dirección radial”.

El eje 4 puede estar diseñado como parte integral del rotor 3, como se muestra, por ejemplo, en la figura 1. Alternativamente, también es posible configurar el eje 4 como una parte separada que se conecte operativamente al rotor 3 de cualquier manera adecuada para transmitir un par de torsión del eje 4 al rotor 3. El eje 4 es accionado por una unidad de accionamiento (no mostrada), por ejemplo, por un motor eléctrico.

La máquina rotativa 1 comprende además una unidad de rodamiento 5 (figura 2) para soportar el eje 4 y con ello el rotor 3 tanto con respecto a la dirección axial A como a la dirección radial. Para una mejor comprensión, la unidad de rodamiento 5 no se muestra en la figura 1. La unidad de rodamiento 5 comprende una carcasa 51 y al menos un rodamiento 52 que soporta el eje 4 de una manera conocida en la técnica. La carcasa 51 tiene un rebaje 53 en una de sus caras extremas axiales para recibir una disposición de sellado 6. Durante el funcionamiento, se suministra un lubricante, por ejemplo, un aceite u otro fluido adecuado, a la unidad de rodamiento 5 y, en particular, al rodamiento 52 para lubricarlo. El lubricante se suministra a la unidad de rodamiento 5 a través de una línea de entrada (no mostrada) que se extiende a través de la carcasa 51. La unidad de rodamiento 5 comprende además un canal de drenaje 54 para descargar el lubricante o el exceso de lubricante de la unidad de rodamiento 5. El lubricante que pasa por el canal de drenaje 54 se recicla a un depósito (no mostrado).

La carcasa 51 de la unidad de rodamiento se fija a la carcasa 2, por ejemplo, mediante tornillos o pernos (no mostrados).

La disposición de sellado 6 recibida en el rebaje 53 tiene la función de sellar la unidad de rodamiento 5 y evitar, en el mejor de los casos, que el lubricante escape de la unidad de rodamiento 5 por fugas a lo largo del eje 4. La disposición de sellado 6 está diseñada como una disposición de sellado dinámica 6, lo que significa que está adaptada para el sellado entre una parte giratoria, concretamente el eje 4, y un componente estacionario. La disposición de sellado 6 comprende un elemento de sellado estacionario 61 (no mostrado en la figura 1) que encierra el eje 4. El elemento de sellado 61 está diseñado como un elemento de sellado sin contacto 61, lo que significa que el elemento de sellado no tiene contacto físico directo con el eje 4 durante el funcionamiento normal. Preferiblemente, el elemento de sellado sin contacto 61 está diseñado como un sello de laberinto. Dado que los sellos de laberinto u otros tipos de sellado sin contacto son suficientemente conocidos en la técnica en muchas realizaciones diferentes, no es necesario dar explicaciones adicionales.

Según la invención, la disposición de sellado 6 comprende además un anillo de rotor 62 para impedir un flujo axial a lo largo del eje 4 hacia el rotor 3, una placa de cubierta 63 que está fijada con respecto a la carcasa 2 y rodea el anillo de rotor 62, así como una cámara de drenaje 64 que está formada entre el anillo de rotor 62 y la placa de cubierta 63 y un paso de descarga 65 para descargar la cámara de drenaje 64. El anillo de rotor 62 está conectado de forma fija y rotativa al rotor 3 y está dispuesto axialmente adyacente al elemento de sellado 61.

En la realización preferida mostrada en las figuras 1-4, el anillo de rotor 62 está fijado al rotor 3 mediante una pluralidad de tornillos 68. El anillo de rotor 62 tiene un diámetro interior, que está configurado de tal manera que el anillo de rotor 62 se ajusta estrechamente alrededor del eje 4 y está preferiblemente en contacto con el eje 4. Normalmente, el diámetro interior del anillo de rotor 62 es algo menor que el diámetro interior del elemento de sellado estacionario 61, ya que el elemento de sellado sin contacto 61 requiere un espacio libre entre el eje 4 y el elemento de sellado 61. Debido a que el anillo de rotor 62 es corrotativo con el eje 4, no requiere una holgura con respecto al eje 4, pero puede estar configurado para un enganche de sellado con el eje 4. Por lo tanto, cualquier flujo de lubricante que escape a través del elemento de sellado 61 a lo largo del eje 4 en la dirección axial A se detiene en el anillo de rotor 62 y no puede pasar al rotor 3. Con respecto a la dirección axial A, el anillo de rotor 62 constituye una barrera para el seguimiento del lubricante a lo largo del eje 4. El lubricante que llega al anillo de rotor 62 se ve obligado a desplazarse hacia el exterior. Este movimiento hacia el exterior es soportado por las fuerzas centrífugas que actúan sobre el lubricante.

Para mejorar la acción de sellado del anillo de rotor 62 con respecto a la dirección axial A, el anillo de rotor 62 tiene un borde interior radial que está provisto de una ranura circunferencial 621 que recibe una junta tórica de sellado que se presiona contra el eje 4.

Con respecto a la dirección axial A, el anillo de rotor 62 está dispuesto muy cerca del elemento de sellado estacionario 61. Entre el anillo de rotor 62 y el elemento de sellado estacionario 61 sólo hay un primer intervalo estrecho 66, es decir, el primer intervalo 66 está configurado como un ajuste deslizante que proporciona la holgura necesaria para permitir una rotación sin contacto del anillo de rotor 62 con respecto al elemento de sellado estacionario 61. Un valor típico de la extensión del primer intervalo 66 en la dirección axial es inferior a 2 mm, preferiblemente inferior a 1 mm y, por ejemplo, aproximadamente 0,5 mm.

La ventaja de la estrechez del primer intervalo 66 es la reducción de los impactos no deseados de las diferencias de presión que se producen durante el funcionamiento. Cuando el rotor 3 está, por ejemplo, comprimiendo aire durante el funcionamiento, esto da lugar a una baja presión en el lado del rotor 3 que da a la disposición de sellado 6. Por lo tanto, existe un diferencial de presión con la presión más baja en el lado del rotor 3 y la presión más alta en el lado de la unidad de rodamiento 5. Esta diferencia de presión tiende a succionar el lubricante de la unidad de rodamiento 5 a través de la disposición de sellado 6 hacia el rotor 3, lo cual es un problema conocido en las soluciones de la técnica actual. El ajuste deslizante estrecho, es decir, el primer intervalo estrecho 66 entre el anillo de rotor 62 y el elemento de sellado estacionario 61, reduce al menos considerablemente este efecto de succión indeseado causado por la diferencia de presión.

El anillo de rotor 62 comprende además un borde radialmente exterior 622 que se extiende en la dirección axial A y se aleja del rotor 3. El borde radialmente exterior 622 del anillo de rotor 62 rodea el elemento de sellado estático 61. Preferiblemente, el intervalo entre el borde exterior 622 y el elemento de sellado estático 61, que se extiende en la dirección axial A, también está configurado como un ajuste deslizante de manera análoga al primer intervalo 66. Esta medida reduce aún más los efectos negativos causados por el diferencial de presión durante el funcionamiento.

La placa de cubierta estacionaria 63 tiene forma de anillo y está fijada con respecto a la carcasa 2. El diámetro exterior de la placa de cubierta 63 es mayor que el diámetro de la cara de extremo del rotor 3 que mira a la disposición de sellado 6. Así, el borde exterior 631 de la placa de cubierta 63 sobresale por encima de la cara de extremo axial del rotor 3 con respecto a la dirección radial y protege el rotor 3 contra la penetración del lubricante, en particular el lubricante que se ha alejado de la región del eje por medio del anillo de rotor 62.

La placa de cubierta en forma de anillo 63 tiene una región de borde interior 632 que solapa el anillo de rotor 62 con respecto a la dirección radial. Para ello, el diámetro interior de la placa de cubierta 63 es menor que el diámetro exterior del anillo de rotor 62. El solapamiento entre el anillo de rotor 62 y la placa de cubierta 63 contribuye a cerrar todas las posibles vías de fuga a lo largo de las cuales el lubricante podría llegar al rotor 3, así como a la reducción del impacto del diferencial de presión ya descrito.

La región de borde interior 632 de la placa de cubierta 63 está separada del anillo de rotor 62 por un segundo intervalo 67 que se extiende en la dirección radial. Por las mismas razones y de forma análoga a la explicada con respecto al primer intervalo 66, el segundo intervalo 67 también está configurado como un ajuste deslizante, es decir, el segundo intervalo 67 está diseñado tan estrecho con respecto a la dirección axial A que sólo proporciona la holgura necesaria para una rotación sin contacto del anillo de rotor 62 con respecto a la placa de cubierta 63.

El borde exterior 631 de la placa de cubierta 63 se extiende en la dirección axial A lejos del rotor 3. En esta medida, el borde exterior 622 del anillo de rotor 62 y el borde exterior 631 de la placa de cubierta 63 delimitan la cámara de drenaje 64 en la que se recoge el lubricante que se desplaza hacia el exterior por medio del anillo de rotor 62. El borde exterior 622 del anillo de rotor 62 y el borde exterior 631 de la placa de cubierta 63 delimitan la cámara de drenaje con respecto a la dirección radial, es decir, el borde exterior 622 del anillo de rotor 62 -más precisamente la superficie radialmente exterior 623 del borde exterior 622- forma la pared radialmente interior de la cámara de drenaje 54 y el borde exterior 631 de la placa de cubierta 63 -más precisamente la superficie radialmente interior 634 del borde exterior 631- forma la pared radialmente exterior de la cámara de drenaje 54. Preferentemente, tanto la superficie radialmente exterior 623 del borde exterior 622 como la superficie radialmente interior 634 del borde exterior 631 se extienden oblicuamente con respecto a la dirección axial A. En particular, tanto el borde exterior 631 de la placa de cubierta 63 como el borde exterior 622 del anillo de rotor 62 están diseñados para ahusarse hacia el rotor 3, de manera que cualquier lubricante que se acumule en la superficie radialmente exterior 623 o en la superficie radialmente interior 634, respectivamente, se desplaza en dirección contraria al rotor 3 por medio de la gravedad. La superficie radialmente exterior 623 y la superficie radialmente interior 634 pueden -pero no necesariamente tienen que- extenderse paralelas entre sí, es decir, la inclinación de la superficie radialmente exterior 623 con respecto a la dirección axial A puede ser la misma que la inclinación de la superficie radialmente interior 634 con respecto a la dirección axial.

En particular, la inclinación de la superficie radialmente exterior 623 del borde exterior 622 del anillo de rotor es ventajosa para sacar el lubricante fuera del rotor 3. Como puede verse mejor en la figura 4, la superficie radialmente exterior 623 del borde exterior 622 del anillo de rotor 62 está configurada de manera que incluya un ángulo de inclinación a con la dirección radial, siendo el ángulo de inclinación a menor que 90° y mayor que 0°. Por lo tanto, la superficie radialmente exterior 623 está inclinada con respecto a la dirección axial A en un ángulo de 90° menos el ángulo de inclinación a.

Preferiblemente, el ángulo de inclinación a es como máximo de 85°. Por ejemplo, el ángulo de inclinación a puede estar comprendido entre 70° y 75° o incluso ser menor.

Como ya se ha dicho, la disposición de sellado 6 está dispuesta en el rebaje 53 de la carcasa 51 de la unidad de rodamiento. El diámetro del rebaje anular 53 corresponde esencialmente al diámetro exterior de la placa de cubierta 63 para permitir un ajuste estrecho de la placa de cubierta 63 en el rebaje 53. Es decir, el diámetro del rebaje anular 53 sólo excede del diámetro exterior de la placa de cubierta 63 en la medida necesaria para colocar la placa de cubierta 63 en el rebaje 53. Esta medida evita que el lubricante escape, en particular, de la cámara de drenaje 64 al entorno.

Para mejorar aún más la acción de sellado entre la placa de cubierta 63 y la superficie que delimita el rebaje 53, la placa de cubierta 63 comprende un elemento de sellado en forma de anillo, preferiblemente una junta tórica, para sellar entre el rebaje 53 y la placa de cubierta 63. El elemento de sellado está dispuesto en una ranura circunferencial 633 en el borde exterior 631 de la placa de cubierta 63.

El paso de descarga 65 para descargar la cámara de drenaje 64 está diseñado como un orificio en la unidad de rodamiento 5, más concretamente en la carcasa 51 de la unidad de rodamiento. Preferiblemente, el paso de descarga 65 tiene un diámetro interior de 20 mm como máximo, preferiblemente de 10 mm como máximo. El diámetro interior es, por ejemplo, de 8,5 mm. El paso de descarga 65 está conectado al canal de drenaje 54 de la unidad de rodamiento 5. De este modo, el lubricante se descarga de la cámara de drenaje 54 a través del paso de descarga 65 y se recicla al canal de drenaje 54.

Mediante la disposición de sellado 6 se evita de forma fiable que el lubricante que escapa a través del elemento de sellado estático 61 a lo largo del eje 4 entre en el rotor 3 o escape al entorno.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Máquina rotativa para actuar sobre un fluido que comprende una carcasa estacionaria (2), un rotor (3) para interactuar con el fluido, un eje (4) para girar el rotor (3) alrededor de una dirección axial (A), una unidad de rodamiento (5) para soportar el rotor (3), y una disposición de sellado (6) para sellar la unidad de rodamiento (5) con respecto al rotor (3), donde el rotor (3) está dispuesto en la carcasa (2), y donde la disposición de sellado (6) comprende un elemento de sellado estacionario (61) que rodea el eje (4) y está diseñado para un sellado sin contacto del eje (4), donde la disposición de sellado (6) comprende además un anillo de rotor (62) para evitar un flujo axial a lo largo del eje (4) hacia el rotor (3), y una placa de cubierta (63), donde el anillo de rotor (62) está conectado de forma fija y rotativa al rotor (3) y está dispuesto axialmente adyacente al elemento de sellado (61), donde el anillo de rotor (62) comprende un borde radialmente exterior (622) que se extiende en la dirección axial (A) y rodea el elemento de sellado (61), donde la placa de cubierta (63) está fijada con respecto a la carcasa (2) y rodea el anillo de rotor (2) donde la placa de cubierta (63) tiene un borde exterior (631) que se extiende en la dirección axial (A), donde se forma una cámara de drenaje (64) entre el borde exterior (622) del anillo de rotor (62) y el borde exterior (631) de la placa de cubierta (63), y donde se proporciona un paso de descarga (65) para descargar la cámara de drenaje (64),

caracterizada porque

el borde radialmente exterior (622) del anillo de rotor (62) se ahúsa hacia el rotor (3).

2. Una máquina rotativa según la reivindicación 1, donde el anillo de rotor (62) tiene un borde radialmente interior provisto de una ranura circunferencial (621) para recibir una junta estanca anular, preferentemente una junta tórica, que encierra el eje (4).

3. Una máquina rotativa según la reivindicación 1, donde el anillo de rotor (62) está separado del elemento de sellado (61) con respecto a la dirección axial (A) por un primer intervalo (66) que está configurado como un ajuste deslizante.

4. Una máquina rotativa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la placa de cubierta (63) está diseñada como una placa de cubierta en forma de anillo (63) que tiene una región de borde interior (632) que solapa el anillo de rotor (62) con respecto a la dirección radial.

5. Una máquina rotativa según la reivindicación 3, donde la región de borde interior (632) de la placa de cubierta (63) está separada del anillo de rotor (62) por un segundo intervalo (67) que está configurado como un ajuste deslizante.

6. Una máquina rotativa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde una superficie radialmente exterior (623) del borde exterior (622) del anillo de rotor (62) está configurada de manera que incluya un ángulo de inclinación (a) con la dirección radial, siendo dicho ángulo de inclinación (a) menor que 90°, preferiblemente como máximo 85°.

7. Una máquina rotativa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la placa de cubierta (63) y el anillo de rotor (62) están dispuestos en un rebaje anular (53) dispuesto en la unidad de rodamiento (5).

8. Una máquina rotativa según la reivindicación 7, donde la placa de cubierta (63) comprende un elemento de sellado en forma de anillo, preferiblemente una junta tórica, para sellar entre el rebaje (53) y la placa de cubierta (63), estando dispuesto dicho elemento de sellado en una ranura circunferencial (633) en el borde exterior (631) de la placa de cubierta (63).

9. Una máquina rotativa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el paso de descarga (65) está diseñado como un orificio en la unidad de rodamiento (5).

10. Una máquina rotativa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el paso de descarga (65) tiene un diámetro interior de a lo sumo 20 mm, preferiblemente de a lo sumo 10 mm.

11. Una máquina rotativa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el paso de descarga (65) está conectado a un canal de drenaje (54) de la unidad de rodamiento (5).

12. Una máquina rotativa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el elemento de sellado (61) de la disposición de sellado (6) está diseñado como un sello de laberinto.

13. Una máquina rotativa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la máquina rotativa es un soplador, un compresor, una bomba, un expansor o una turbina.

14. Una máquina rotativa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, diseñada como soplador o compresor en un sistema de aireación para suministrar aire a un fluido, en particular agua.