ES2956863T3 - Dispositivo para proteger una bomba eléctrica contra sobrepresiones - Google Patents

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Francesco Sinico
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Abstract

Un dispositivo (10) para proteger una bomba eléctrica contra sobrepresiones, que comprende un cuerpo principal (11) que forma una cavidad (12) con un eje de extensión (100) que es sustancialmente paralelo a un eje de extensión del cuerpo principal (11) y un elemento de control de flujo (30) que puede deslizarse en la cavidad (12) a lo largo del eje de extensión (100) de la cavidad entre una posición cerrada, en la que el elemento de control de flujo (30) afecta a una entrada (13) de la cavidad (12) que se puede conectar fluidamente a un puerto de entrega (53) de una bomba eléctrica (50), y una posición abierta, en la que el elemento de control de flujo (30) despeja al menos parcialmente la entrada (13) de manera que para colocarlo en conexión fluídica con una salida (14) de dicha cavidad (12), medios elásticos (40) diseñados para empujar el elemento de control de flujo (30) en respuesta a la presión que está presente en el puerto de entrega (53) . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para proteger una bomba eléctrica contra sobrepresiones
La presente invención se refiere a una bomba eléctrica sumergida o sumergible, comprendiendo además dicha bomba al menos un dispositivo para proteger dicha bomba eléctrica contra sobrepresiones.
Como es sabido, las bombas eléctricas son máquinas hidráulicas accionadas eléctricamente diseñadas para levantar o mover líquidos que, una vez aspirados, se dirigen hacia dispositivos de usuario de diversa índole.
El documento WO2009/010844 A1 divulga una bomba eléctrica según el estado de la técnica. La bomba tiene medios de válvula de seguridad que conectan las regiones de entrada y salida.
Las bombas eléctricas se insertan generalmente en sistemas de bombeo, sistemas de elevación de agua y en sistemas hidráulicos en general, que a menudo están sujetos a variaciones bruscas de presión provocadas por interrupciones instantáneas del flujo debidas, por ejemplo, al cierre brusco de una válvula.
Estas interrupciones repentinas crean fenómenos hidráulicos más conocidos como martilleo.
El martilleo consiste esencialmente en una ola de choque de presión que se genera debido a la inercia de una columna de líquido en movimiento que choca contra una pared e intenta invertir su flujo.
La intensidad del martilleo y el valor de la presión máxima de la ola pueden alcanzar niveles tales que arruinan los conductos y dañan irreparablemente las bombas eléctricas.
En consecuencia, las bombas eléctricas se protegen contra el martilleo generalmente insertando vasos de expansión en los sistemas hidráulicos, es decir, componentes hidráulicos que están constituidos esencialmente por un recipiente rígido dividido en dos cámaras de volumen variable, una que contiene el líquido del circuito y la otra que contiene un fluido compresible, generalmente aire, que se precarga a una presión determinada.
Estos vasos de expansión contienen en su interior una membrana elástica que delimita las dos cámaras mencionadas anteriormente.
Aunque esta solución es ventajosa en algunos aspectos, no está exenta de inconvenientes.
De hecho, hay que tener en cuenta que los vasos de expansión ocupan incluso un espacio considerable y, por tanto, su instalación se ve a menudo obstaculizada por el limitado espacio disponible.
Dicha membrana, a menudo está sujeta a desgaste y roturas y, por tanto, el mantenimiento de los vasos puede resultar caro.
El objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo para proteger una bomba eléctrica contra sobrepresiones que solucione los inconvenientes de la técnica anterior citada.
Dentro de este objetivo, un objeto de la invención es proporcionar un dispositivo que sea capaz de compensar o suprimir aumentos instantáneos de la presión del fluido bombeado por una bomba eléctrica y que al mismo tiempo tenga una ocupación de espacio limitada.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo que ayude a evitar sustancialmente todos los fenómenos destructivos relacionados con las sobrepresiones y, específicamente, que permita contrastar el fenómeno conocido como martilleo.
Otro objeto de la invención es proporcionar un dispositivo que sea confiable y tenga una alta precisión en su funcionamiento.
Otro objeto de la invención es proporcionar un dispositivo que sea relativamente sencillo de proporcionar y que pueda obtenerse a costos competitivos.
Este objetivo, así como estos y otros objetos que resultarán más evidentes a continuación, se consiguen mediante una bomba eléctrica sumergida o sumergible de acuerdo con la reivindicación 1.
Otras características y ventajas de la invención resultarán más evidentes a partir de la descripción de una realización preferida pero no exclusiva de un dispositivo y de una bomba eléctrica de acuerdo con la invención, ilustrada a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en donde:
La Figura 1 es una vista en perspectiva despiezada del dispositivo de acuerdo con la invención;
La Figura 2 es una vista en perspectiva despiezada de una bomba eléctrica de acuerdo con la invención;
La Figura 3 es una vista superior de la bomba eléctrica de la Figura 2;
La Figura 4 es una vista en sección, tomada a lo largo del plano IV-IV de la Figura 3, del dispositivo según la invención, instalado en una bomba eléctrica de acuerdo con la invención;
La Figura 5 es una vista a escala ampliada de una parte de la sección transversal de la Figura 4.
Con referencia a las figuras, el dispositivo para proteger una bomba eléctrica contra sobrepresiones, de acuedo con la invención, se muestra solo en la vista despiezada de la Figura 1, en la que se designa generalmente con el número de referencia 10.
En el caso específico, el dispositivo 10 está diseñado para montarse en una bomba eléctrica 50 según la invención, mostrada en las Figuras 2 a 5.
El dispositivo 10 comprende un cuerpo principal 11 que, junto con un cuerpo secundario 21, forma una cavidad 12 que tiene una forma sustancialmente cilíndrica y alargada a lo largo de un eje de extensión 100.
Una entrada 13, diseñada para colocarse en conexión fluida con un puerto de entrega 53 de la bomba eléctrica 50, y una salida 14, que está en conexión fluida con el entorno en el que se encuentra la bomba eléctrica 50, están formadas en los dos lados extremos opuestos de la cavidad 12.
En el caso específico, la entrada 13 está formada por una abertura pasante formada en el cuerpo secundario 21, que tiene una forma sustancialmente cilíndrica y se inserta al menos parcialmente de manera fija o extraíble en la cavidad 12.
El cuerpo secundario 21 está provisto de una rosca, no mostrada en las figuras, que está roscada de forma complementaria a la cavidad 12.
En cambio, la salida 14 está formada próxima a una cabeza contorneada 15 que sobresale axialmente desde un extremo del cuerpo principal 11.
Ventajosamente, la cabeza contorneada 15 está provista de una serie de aberturas radiales 17 en comunicación fluida con la salida 14.
Las aberturas radiales 17 están configuradas preferiblemente para permitir una salida del agua a lo largo de una dirección que es transversal al eje de extensión 100.
En el caso concreto, la cabeza contorneada 15 tiene sustancialmente la forma de un prisma con base hexagonal, sobre el que se apoya una pirámide o una pirámide truncada y en el que se abren seis aberturas radiales 17.
Sin embargo, es evidente para el experto en la técnica que la cabeza contorneada del dispositivo de acuerdo con la invención puede tener forma y dimensiones variables, y, asimismo, el número y las características geométricas de las aberturas radiales pueden variar.
En el extremo del cuerpo principal 11 que está opuesto al extremo del que sobresale la cabeza contorneada 15 hay en cambio una parte roscada 18 diseñada para acoplarse a una parte roscada complementaria correspondiente 54 de un acoplamiento que está previsto en la bomba eléctrica 50 y está dispuesto en comunicación fluida con el puerto de entrega 53 de este último.
Ventajosamente, se proporciona una primera ranura sustancialmente anular 19 en la superficie exterior del cuerpo principal 11 y está dispuesta entre la cabeza contorneada 15 y la parte roscada 18.
La primera ranura 19 está configurada para alojar primeros medios de sellado 20, por ejemplo una primera junta tórica, que están diseñados para estar dispuestos entre la cabeza contorneada 15 y dicho acoplamiento proporcionado en la bomba eléctrica 50 cuando el dispositivo 10 está montado en dicha bomba.
Un elemento de control de flujo 30 está alojado en la cavidad 12 y puede deslizarse dentro del dispositivo 10 a lo largo del eje de extensión 100.
Más precisamente, el elemento de control de flujo 30 puede moverse entre una posición cerrada, en la que afecta a la entrada 13, y una posición abierta, en la que el elemento de control de flujo 30 despeja al menos parcialmente la entrada 13 para colocarla en conexión fluídica con la salida 14.
En la práctica, en la posición abierta, el puerto de entrega 53 está en conexión fluida con el entorno en el que está situada la bomba eléctrica 50.
El elemento de control de flujo 30 comprende un cuerpo cilindrico 35 del cual sobresale un pasador 31, en un extremo axial; dicho pasador está alojado de manera deslizante en un asiento deslizante 16 que está formado en la cabeza contorneada 15 y es sustancialmente paralelo al eje de extensión 100.
En cambio, se forma un soporte 32 en el extremo del elemento de control de flujo 30 que está opuesto a aquel del cual sobresale el pasador 31 y contribuye a formar una segunda ranura 33 que está configurada para acomodar segundos medios de sellado 34, que por ejemplo consisten en un segunda junta tórica.
Los segundos medios de sellado 34 están configurados para cooperar, en la posición cerrada, con un asiento de tope 22 que está formado por el cuerpo secundario 21 alrededor de la entrada 13.
Convenientemente, el dispositivo 10 también comprende medios elásticos 40 que ajustan la posición del elemento de control de flujo 30 en respuesta a la presión que está presente en el puerto de entrega 53.
En el caso específico, los medios elásticos 40 consisten en un resorte 41 que está montado coaxialmente en el elemento de control de flujo 30.
Los dos extremos opuestos del resorte 41 se apoyan respectivamente contra el soporte 32 y contra el interior de la cabeza contorneada 15.
Ventajosamente, el resorte 41 está calibrado para comprimirse elásticamente cuando se excede un valor de presión preestablecido en el puerto de entrega 53, para permitir el deslizamiento axial del elemento de control de flujo 30, produciendo la transición de la posición cerrada a la posición abierta.
Por ejemplo, para una bomba eléctrica 50 dicho umbral de presión se puede fijar en un valor de aproximadamente 12 bares.
Cuando se excede el umbral de presión, la entrada 13 se coloca en conexión fluida con la salida 14 y en consecuencia el puerto de entrega 53 está en conexión fluida con el entorno en el que se encuentra la bomba eléctrica 50, un entorno en el que el agua que provocó la sobrepresión se expulsa.
En el caso concreto, la bomba eléctrica 50 es de tipo sumergida o sumergible y comprende un cuerpo de bomba 51 que forma una cámara en cuyo interior se alojan uno o más impulsores, no visibles en las figuras y girados por un motor eléctrico.
La cámara está provista de un puerto de entrada 52 y del puerto de entrega 53 ya mencionado.
Sin embargo, es evidente para el experto en la técnica que en realizaciones alternativas de la presente invención, no mostradas, la bomba eléctrica podría configurarse de manera diferente sin perder generalidad por ello.
La bomba eléctrica 50 según la invención comprende un dispositivo 10, que está montado preferiblemente en el puerto de entrega 53.
El funcionamiento del dispositivo y de la bomba eléctrica según la invención es sencillo y directo.
En caso de un aumento repentino en la presión dentro del puerto de entrega 53, por ejemplo, causado por martilleo generado por el intento de bombear agua a una tubería que está bloqueada por alguna razón, cuando se excede un valor de presión preestablecido, el empuje del resorte 41 se supera y el elemento de control de flujo 30 pasa de la posición cerrada a la posición abierta, en la que el puerto de entrega 53 está conectado fluidamente con el entorno en el que se encuentra la bomba eléctrica 50, y el agua que provocó la sobrepresión se expulsa por medio de las aberturas radiales 17.
En la práctica se ha encontrado que la invención logra los objetivos y propósitos propuestos, proporcionando un dispositivo para proteger una bomba eléctrica contra sobrepresiones que permite compensar o suprimir aumentos instantáneos en la presión del fluido bombeado por una bomba eléctrica y al mismo tiempo tiene una ocupación modesta del espacio, tanto que puede instalarse sustancialmente sobre cualquier tipo de bomba eléctrica.
En particular, el dispositivo de acuerdo con la invención ayuda a evitar sustancialmente todos los fenómenos destructivos relacionados con las sobrepresiones y permite aún más específicamente contrastar el fenómeno conocido como martilleo.
Además, el dispositivo de acuerdo con la invención tiene un funcionamiento fiable y preciso, además de ser relativamente sencillo de proporcionar y de obtener a costos competitivos.
La invención así concebida es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas; además, todos los detalles podrán sustituirse por otros elementos técnicamente equivalentes.
En la práctica, los materiales utilizados, siempre que sean compatibles con el uso específico, así como las formas y dimensiones eventuales, podrán ser cualesquiera de acuerdo con los requerimientos y el estado de la técnica.
Cuando las características técnicas mencionadas en cualquier reivindicación van seguidas de signos de referencia, esos signos de referencia se han incluido con el único fin de aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y, en consecuencia, dichos signos de referencia no tienen ningún efecto limitativo sobre la interpretación de cada elemento identificado como ejemplo mediante tales signos de referencia.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Una bomba eléctrica sumergida o sumergible (50), que comprende un cuerpo de bomba (51) provisto de una cámara adaptada para acomodar al menos un impulsor girado por medios de motor, comprendiendo dicha cámara al menos un puerto de entrada (52) y al menos un puerto de entrega (53), comprendiendo además dicha bomba (50) al menos un dispositivo (10) para proteger dicha bomba eléctrica (10) contra sobrepresiones, comprendiendo dicho dispositivo (10) un cuerpo principal (11) que forma una cavidad (12) con un eje de extensión (100) que es sustancialmente paralelo a un eje de extensión de dicho cuerpo principal (11) y un elemento de control de flujo (30) que puede deslizarse en dicha cavidad (12) a lo largo de dicho eje de extensión (100) de la cavidad entre una posición cerrada, en la que dicho elemento de control de flujo (30) afecta a una entrada (13) de dicha cavidad (12) que está conectada fluídicamente a un puerto de entrega (53) de dicha bomba eléctrica (50), y una posición abierta, en la que dicho elemento de control de flujo (30) despeja al menos parcialmente dicha entrada (13) para colocarla en conexión fluídica con el entorno en el que se coloca la bomba eléctrica (50) a través de una salida (14) de dicha cavidad (12), medios elásticos (40) diseñados para empujar dicho elemento de control de flujo (30) en respuesta a una presión que está presente en dicho puerto de entrega (53), estando dicho dispositivo (10) montado en dicho puerto de entrega (53).
2. La bomba (50) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho cuerpo principal (11) comprende una cabeza contorneada (15) provista de un asiento (16) para el deslizamiento de un pasador (31) que sobresale de dicho elemento de control de flujo (30), estando dicho asiento deslizante (16) formado sustancialmente de forma paralela a dicho eje de extensión (100) de la cavidad.
3. La bomba (50) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho cuerpo principal (11) comprende una pluralidad de aberturas radiales (17) para la salida del agua, estando dichas aberturas radiales (17) formadas en dicha cabeza contorneada (15) y estando conectada a dicha salida (14).
4. La bomba (50) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho cuerpo principal (11) comprende una parte roscada (18) para acoplarse a una parte roscada complementaria (54) de un acoplamiento en conexión fluídica con dicho puerto de entrega (53).
5. La bomba (50) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho cuerpo principal (11) comprende una primera ranura (19) que está dispuesta entre dicha cabeza contorneada (15) y dicha parte roscada (18), dicha primera ranura (19) estando adaptada para alojar primeros medios de sellado (20) que pueden disponerse entre dicha cabeza contorneada (15) y dicha bomba eléctrica (50) sustancialmente en dicha parte roscada complementaria (54).
6. La bomba (50) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende un cuerpo secundario (21) que está asociado con dicho cuerpo principal (11) y está parcialmente insertado en dicha cavidad (12), dicho cuerpo secundario (21) que forma dicha entrada (13) y un asiento de tope (22) para dicho elemento de control de flujo (30).
7. La bomba (50) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho elemento de control de flujo (30) comprende un soporte (32) que está dispuesto en una posición opuesta con respecto a dicho pasador (31), formando dicho soporte (32) una segunda ranura (33) adaptada para acomodar segundos medios de sellado (34) que cooperan con dicho asiento de tope (22) en dicha posición cerrada.
8. La bomba (50) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dichos medios elásticos (40) comprenden al menos un resorte (41) que está montado coaxialmente en dicho elemento de control de flujo (30), dicho resorte (41) haciendo tope contra dicho soporte (32) y contra dicha cabeza contorneada (15) sustancialmente en dicho asiento deslizante (16).
9. La bomba (50) según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho resorte (41) está calibrado para comprimirse elásticamente cuando se excede un valor de presión preestablecido en dicho puerto de entrega (53) para permitir el deslizamiento axial de dicho elemento de control de flujo (30) y determinar la transición desde dicha posición cerrada a dicha posición abierta.
ES20184373T 2019-07-25 2020-07-07 Dispositivo para proteger una bomba eléctrica contra sobrepresiones Active ES2956863T3 (es)

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