ES2932375T3

ES2932375T3 - Mecanismo de bombeo

Info

Publication number: ES2932375T3
Application number: ES21189510T
Authority: ES
Inventors: Andrej Getze; Linus Götz; Matthias Röhl
Original assignee: Lutz Pumpen GmbH
Current assignee: Lutz Pumpen GmbH
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2023-01-18
Anticipated expiration: 2041-08-03
Also published as: EP3967883B1; HUE060397T2; US20220082108A1; CN114183391A; US11555506B2; EP3967883A1; DE102020124007A1; PL3967883T3

Abstract

Debido al principio de funcionamiento de una bomba de barril o contenedor, el eje de transmisión es significativamente más largo que en turbomáquinas comparables. Para evitar que el árbol de transmisión se abra de forma oscilante, el estado de la técnica prevé un montaje múltiple dentro del tubo guía del árbol. El funcionamiento en seco de la bomba es fundamental aquí debido al calor por fricción que se genera en los cojinetes. El eje de transmisión no se toca durante el funcionamiento sin vibraciones. Solo cuando el eje de transmisión se abre hace contacto con el anillo de soporte, que a su vez evita que el eje de transmisión entre en contacto con el tubo guía del eje. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Mecanismo de bombeo

La presente solicitud se refiere a un mecanismo de bombeo para una bomba de tambor o de inmersión, que comprende una carcasa de bomba y un eje impulsor alojado en la misma y montado de manera rotativa en un tubo guía de eje sobre un rodamiento en el lado del rotor y un acoplamiento de mecanismo de bombeo.

Un mecanismo de bombeo de este tipo ya es conocido por el documento de patente DE 2334495 A1. En dicho documento, sin embargo, se proporciona un rodamiento del eje impulsor mediante una pluralidad de rodamientos de soporte dentro de un tubo de soporte. De este modo se evitan oscilaciones críticas, sin embargo, el eje impulsor entra en contacto con los rodamientos de soporte y, por lo tanto, se apoya en los mismos.

También se conoce un mecanismo de bombeo de este tipo por el documento de patente DE 2505919 A1, que presenta una carcasa de rodamiento que es introducida a presión en un tubo de soporte que rodea el eje impulsor y soporta el eje impulsor de manera rotativa, pero sin juego.

Además, se hace referencia a los documentos de patente GB 1215969 A y GB 651619 A.

A partir del estado de la técnica, ya se conocen numerosos mecanismos de bombeo de este tipo. A este respecto, se hace referencia adicionalmente a los documentos de patente JP S57163198 A, KR 101715604 B1, US 5441 390 A y JP 2001220605 A.

En particular, en el caso de bombas de tambor o de inmersión, el eje impulsor es significativamente más largo que en otras turbomáquinas comparables debido a su principio de funcionamiento. Por lo tanto, el estado de la técnica actual proporciona, en particular en mecanismos de bomba sin una junta de estanqueidad, un montaje múltiple del eje impulsor dentro del tubo guía de eje.

Sin embargo, los requisitos de tolerancia de fabricación y la complejidad técnica aumentan significativamente de este modo. La operación en seco, que conduce a altas temperaturas en los rodamientos, es particularmente problemática en este caso, porque la temperatura de dichos rodamientos no puede ser descargada al medio, mientras que la velocidad de rotación puede llegar a ser muy alta por falta de carga. En particular, esto puede evitarse con materiales específicos o un sistema de lubricación cerrado.

La primera de estas dos soluciones conduce a mayores costes de material, mientras que la segunda solución debe considerarse crítica, ya que el lubricante puede salirse del rodamiento, en particular después de un desgaste correspondiente, y contaminar el medio.

A la luz de lo anterior, la operación en seco actualmente es considerada como un error en el estado de la técnica y debe ser evitada o al menos limitada temporalmente en gran medida. Por lo tanto, se requiere una monitorización constante de la bomba a fin de detectar la operación en seco y reaccionar en consecuencia a la misma. En particular en el campo de la prevención de explosiones, este problema se ve de nuevo considerablemente exacerbado debido a los usos en dicho campo y a la certificación requerida de la bomba. Partiendo de este problema, el objeto de la presente invención es el de proporcionar un mecanismo de bombeo que pueda operar con seguridad incluso durante una operación en seco.

Esto se logra con un mecanismo de bombeo de acuerdo con las características de la reivindicación independiente 1. Además, las realizaciones convenientes de un mecanismo de bombeo de este tipo se pueden encontrar en las siguientes reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con la invención, un mecanismo de bombeo, preferentemente el mecanismo de bombeo de una bomba de tambor o de inmersión, comprende un eje impulsor en un tubo guía de eje. El eje impulsor se sujeta en el lado del accionamiento de bomba a través de un acoplamiento de mecanismo de bombeo, mientras que está montado de manera rotativa en el lado del módulo de estanqueidad en un rodamiento. Este rodamiento también es utilizado como rodamiento normal y, además del montaje simple del eje impulsor, también permite diseñar la bomba sin una junta de estanqueidad.

A diferencia del estado de la técnica, entre el acoplamiento de mecanismo de bombeo y el rodamiento del módulo de estanqueidad no está dispuesto ningún rodamiento intermedio. Por el contrario, la invención proporciona uno o más anillos de soporte que se introducen en el tubo guía de eje o en el módulo de estanqueidad y se fijan allí de manera que el eje impulsor se extienda a través del al menos un anillo de soporte. En este caso, el al menos un anillo de soporte tiene un diámetro interno mayor que el diámetro externo del eje impulsor, de manera que el eje impulsor no entra en contacto con el anillo de soporte, en la medida en que dicho eje impulsor rota de una manera sin oscilaciones en el estado descargado. Solo cuando el eje impulsor oscila de manera ascendente debido a la velocidad de rotación y la carga, y en particular alcanza una frecuencia de resonancia, sí entra en contacto con el al menos un anillo de soporte que, solo en esta situación, asegura que el eje impulsor no golpee el tubo guía de eje. Con el fin de amortiguar la oscilación que se produce en función del punto operativo, en la región superior del módulo de estanqueidad está dispuesto al menos un anillo de soporte. Con un rodamiento de este tipo no se producen temperaturas elevadas ni siquiera en caso de operación en seco, ya que en los rodamientos intermedios no se produce fricción. La fricción en el anillo de soporte solo ocurre cuando se produce una oscilación. Por lo tanto, se puede prescindir de los rodamientos intermedios adicionales y del uso de lubricantes o materiales específicos.

El diámetro interno del anillo de soporte está dimensionado y seleccionado de manera especialmente ventajosa de tal manera que dicho diámetro sea mucho mayor que el diámetro externo del eje impulsor guiado en el mismo, de modo que el eje impulsor no entre en contacto con el anillo de soporte durante la operación libre de oscilaciones, sino que sólo entra en contacto con el mismo en el caso de una oscilación ascendente.

Además, el anillo de soporte se puede fijar preferentemente en el tubo guía de eje o en el módulo de estanqueidad mediante un ajuste a presión. En la medida en que el anillo de soporte es un simple cilindro hueco fabricado de un material adecuado, se prescinde de medios de conexión mecánicos y químicos.

Los materiales preferidos para el anillo de soporte son en particular el carbono o la cerámica debido a que permiten una ligera fricción, tienen una alta durabilidad y pueden ser utilizados en el campo de la prevención de explosiones a fin de evitar la formación de chispas.

Por último, puede ser ventajoso el hecho de disponer varios anillos de soporte en el tubo guía de eje, cuyos anillos no entren en contacto con el eje impulsor cuando el eje impulsor está en la posición de reposo o durante la operación en seco libre de oscilaciones. De esta manera, se puede contrarrestar desde el principio la aparición de una oscilación resonante en diferentes puntos.

La invención descrita anteriormente se explica con mayor detalle a continuación con referencia a una realización. En los dibujos:

La Figura 1 muestra un mecanismo de bombeo de acuerdo con la invención que tiene un eje impulsor, que se sujeta en un acoplamiento de mecanismo de bombeo y en un rodamiento en el módulo de estanqueidad y que se extiende entre los mismos a través de un anillo de soporte solo con juego, en una vista lateral en sección transversal,

La Figura 2 muestra un detalle de la Figura 1 en la región del módulo de estanqueidad, con un anillo de soporte presionado en el tubo guía de eje, también en una vista lateral en sección transversal, y

La Figura 3 muestra una variante de la Figura 2 con un anillo de soporte presionado en el módulo de estanqueidad, en una vista lateral en sección transversal.

La Figura 1 muestra un mecanismo de bombeo 1 que tiene una carcasa de bomba tubular en la que se aloja un eje impulsor 6 rodeado por un tubo guía de eje 5. Un mecanismo de bombeo 1 de este tipo se puede utilizar para una bomba de tambor o de inmersión. En este caso, el mecanismo de bombeo 1 es introducido en el recipiente desde la cara superior, hasta que un módulo de estanqueidad 2 entra en contacto con el extremo libre del mecanismo de bombeo 1 en la región del denominado sumidero de bomba. Como resultado de una rotación del eje impulsor 6 con un rotor 9, que está conectado en el extremo al lado del módulo de estanqueidad 2 del eje impulsor 6 para rotación conjunta, el medio en el recipiente es transportado hacia arriba entre la pared de la carcasa de bomba 4 y el tubo guía de eje 5 hacia una salida, en la que es llevado hasta un punto de llenado. Un motor de bomba (no mostrado) que está conectado operativamente al acoplamiento de mecanismo de bombeo 3 puede ser utilizado como el accionamiento.

Durante la operación del motor de bomba y la rotación asociada del eje impulsor, puede ocurrir una operación en seco, es decir, una rotación del eje impulsor 6 sin que se transporte un medio en la carcasa de bomba 4. Debido a la ausencia de rodamientos intermedio entre el acoplamiento de mecanismo de bombeo 3 y un rodamiento extremo 8 en el módulo de estanqueidad 2, sin embargo, no se genera calor por fricción en tales rodamientos intermedios durante la operación en seco, como resultado de lo cual el mecanismo de bombeo 1 mostrado también puede ser operado en operación en seco. Sin embargo, si el eje impulsor 6 se encuentra oscilando, ya sea en operación en seco o bajo carga, en el peor de los casos en el intervalo de las frecuencias de resonancia, que conducen a ondas estacionarias, se puede producir una desviación considerable del eje impulsor y golpear dicho eje. eje impulsor contra la pared del tubo guía de eje 5.

Como se muestra con mayor detalle en la Figura 2, la invención evita esto. En la región del módulo de estanqueidad 2, el eje impulsor 6 se guía a través de un anillo de soporte 7, que está configurado como un cilindro hueco fabricado de carbono o de cerámica, y se presiona en el tubo guía de eje 5. Si, y solo si, el eje impulsor 6 oscila, éste golpea la superficie interior del anillo de soporte 7, cuyo diámetro interno es mayor que el diámetro externo del eje impulsor 6. Por lo tanto, se evita cualquier fricción en el anillo de soporte 7 durante una operación silenciosa; sin embargo, también se evita cualquier oscilación ascendente del eje impulsor 6, ya que el anillo de soporte 7, en el caso de una cierta desviación del eje impulsor 6, evita cualquier desviación adicional. La Figura 3 muestra una variante de la Figura 2, en la que el anillo de soporte 7 no está alojado en el tubo guía de eje 5, sino en el módulo de estanqueidad 2. El anillo de soporte 7 también es estacionario en este caso, mientras que el eje impulsor 6 puede rotar libremente. El eje impulsor 6 sólo entra en contacto con el anillo de soporte 7 en el caso de una oscilación ascendente de dicho eje impulsor y, de este modo, se evita un aumento de la oscilación. Las dos soluciones se pueden usar alternativamente o también de manera acumulativa, si se usa una pluralidad de anillos de soporte 7.

Por lo tanto, se ha descrito anteriormente un mecanismo de bombeo que puede ser operado con seguridad incluso en operación en seco, sin necesidad de rodamientos fabricados de materiales específicos o de un sistema de lubricación cerrado.

Lista de signos de referencia

1 mecanismo de bombeo

2 módulo de estanqueidad

3 acoplamiento de mecanismo de bombeo

4 carcasa de bomba

5 tubo guía de eje

6 eje impulsor

7 anillo de soporte

8 rodamiento

9 rotor

Claims

REIVINDICACIONES

1. Mecanismo de bombeo para una bomba de tambor o de inmersión, con una carcasa de bomba (4) y un eje impulsor (6) alojado en la misma y montado de manera rotativa en un tubo guía de eje (5) sobre un rodamiento en el lado del rotor (8) y un acoplamiento de mecanismo de bombeo (3),

caracterizado porque el eje impulsor (6) se guía además libremente entre el rodamiento (8) y el acoplamiento de mecanismo de bombeo (3), siendo guiado el eje impulsor (6) de manera no rotativa por un anillo de soporte (7) que está fijo en relación con la carcasa de bomba (4) y que tiene un diámetro interno mayor que el diámetro externo del eje impulsor (6) guiado en el mismo.

2. Mecanismo de bombeo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el diámetro interno del anillo de soporte (7) es mucho mayor que el diámetro externo del eje impulsor (6) guiado en el mismo de modo que el eje impulsor (6) no entra en contacto con el anillo de soporte (7) durante una operación libre de vibraciones.

3. Mecanismo de bombeo de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque el al menos un anillo de soporte (7) está alojado en el tubo guía de eje (5), preferentemente a presión.

4. Mecanismo de bombeo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el al menos un anillo de soporte (7) está alojado en un módulo de estanqueidad (2), preferentemente a presión.

5. Mecanismo de bombeo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el rodamiento (8) y/o el al menos un anillo de soporte (7) están fabricados a partir de un material de carbono o material cerámico.

6. Mecanismo de bombeo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una pluralidad de anillos de soporte (7) están distribuidos a lo largo del tubo guía de eje (5).