MX2008012455A - Bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento. - Google Patents

Abstract

Una bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable que comprende un cuerpo, puertos de entrada y salida formados en dicho cuerpo, un eje conductor montado en forma giratoria en dicho cuerpo, un rotor accionado por dicho eje conductor y alineado coaxialmente con el mismo, una pluralidad de paletas que se extiende Radialmente colocadas en forma deslizante en dicho rotor, un pivote colocado en dicho cuerpo, una guía corrediza giratoria colocada en dicho pivote en dicho cuerpo y que tiene un eje central excéntrico al eje de dicho rotor, dichas paletas y dicha guía corrediza que están conectadas sucesivamente a dichos puertos de entrada y salida, un resorte que actúa en dicha guía corrediza para empujarla en una dirección, una primera cámara y una segunda cámara, cada una adecuadas para recibir una presión del fluido y cada una colocada entre dicho cuerpo y una superficie exterior de dicha guía corrediza, la primera cámara en comunicación fluida con una presión de descarga de salida de la bomba, y una válvula operable para presurizar y despresurizar en forma selectiva la segunda cámara.

Description

BOMBA DESLIZABLE DE PALETAS IMPULSORAS CON DESPLAZAMIENTO VARIABLE La invención se refiere a una bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable cuya posición está controlada por una diferencia de presión entre una fuente de presión constante y una fuente de presión variable, equilibrando la diferencia de presión una fuerza de compresión aplicada a la guia corrediza para establecer un flujo deseado y presión.

Un sistema de lubricación para un motor presuriza y distribuye el fluido lubricante a los circuitos del aceite del motor. Emplea un rotor y una guia corrediza con paletas múltiples y cavidades que pueden variar el volumen de fluido suministrado a los circuitos del aceite.

La deslizadera está desplazada excéntricamente del rotor para crear cámaras del fluido definidas por las paletas, el rotor y la superficie interior de la guia corrediza. Un resorte de compresión posiciona la guia corrediza para crear grandes cámaras fluidas implícitas. Cuando el motor requiere que la bomba suministre menos volumen de fluido, un regulador de presión dirige el fluido de la línea de salida a una cámara reguladora en la bomba. La presión en la cámara reguladora hace que la guía corrediza gire contra la fuerza del resorte para alinear más de cerca los centros del rotor y la guía corrediza, mediante lo cual se reduce el tamaño de cámaras fluidas. Esto reduce la cantidad de fluido que se introduce en la bomba desde la reserva de fluido y de igual manera la cantidad de flujo suministrada por la bomba y por consiguiente se reduce la presión del aceite también. presión del aceite también. Hay dos maneras de controlar la salida de la bomba. La primera es dirigir la linea de presión a la cámara reguladora por medio del regulador de presión para disminuir la salida de la bomba. La segunda es retirar la presión de la cámara reguladora por medio del regulador de presión mediante la descarga del fluido para aumentar la salida de la bomba.

Representante del oficio es la Patente de EEUU No. 4342545 (1982) a Schuster que revela una bomba del tipo con paletas con desplazamiento variable que tiene una pieza de anillo montado giratoria que puede ser controlada para variar la excentricidad entre el rotor y el anillo por lo tanto controlando el desplazami8ento de la bomba. El anillo está colocado en el pivote de tal manera que su centro siempre está localizado en un cuadrante con relación a los ejes a través del punto del pivote y el centro del rotor para mantener continuamente la fuerza de reacción neta del anillo, debido a la presión interna, dirigida a un extremo de la conexión del pivote en oposición a la presión de control del desplazamiento, la cual se imprime en una porción de la superficie exterior del anillo, mediante lo cual se mejora el control de la estabilidad durante todo el rango de desplazamiento .

Lo que se necesita es una bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable que tenga una guia corrediza cuya posición esté controlada por una diferencia de presión entre una fuente de presión constante y una fuente de presión variable, equilibrando esta diferencia en la presión una fuerza de compresión aplicada a la guia corrediza para establecer una magnitud de flujo deseada y presión. Esta invención satisface presión del aceite también. Hay dos maneras de controlar la salida de la bomba. La primera es dirigir la linea de presión a la cámara reguladora por medio del regulador de presión para disminuir la salida de la bomba. La segunda es retirar la presión de la cámara reguladora por medio del regulador de presión mediante la descarga del fluido para aumentar la salida de la bomba.

Representante del oficio es la Patente de EEUU No. 4342545 (1982) a Schuster que revela una bomba del tipo con paletas con desplazamiento variable que tiene una pieza de anillo montado giratoria que puede ser controlada para variar la excentricidad entre el rotor y el anillo por lo tanto controlando el desplazami8ento de la bomba. El anillo está colocado en el pivote de tal manera que su centro siempre está localizado en un cuadrante con relación a los ejes a través del punto del pivote y el centro del rotor para mantener continuamente la fuerza de reacción neta del anillo, debido a la presión interna, dirigida a un extremo de la conexión del pivote en oposición a la presión de control del desplazamiento, la cual se imprime en una porción de la superficie exterior del anillo, mediante lo cual se mejora el control de la estabilidad durante todo el rango de desplazamiento .

Lo que se necesita es una bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable que tenga una guia corrediza cuya posición esté controlada por una diferencia de presión entre una fuente de presión constante y una fuente de presión variable, equilibrando esta diferencia en la presión una fuerza de compresión aplicada a la guia corrediza para establecer una magnitud de flujo deseada y presión. Esta invención satisface esta necesidad. El principal aspecto de la invención es proporcionar una bomba deslizable de paletas impulsoras con deslizamiento variable que tiene una guia corrediza cuya posición está controlada por una diferencia de presión entre una fuente de presión constante y una fuente de presión variable, equilibrando esta diferencia en la presión una fuerza de compresión aplicada a la guia corrediza para establecer una magnitud de flujo y presión deseadas.

Se señalarán otros aspectos de la invención o serán obvios mediante la siguiente descripción de la misma y los dibujos que la acompañan.

La invención comprende una bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable que comprende un cuerpo, puertos de entrada y salida formadas en dicho cuerpo, un eje conductor montado en forma giratoria en dicho cuerpo, un rotor accionado por dicho eje conductor y alineado en forma coaxial con el mismo, una pluralidad de paletas que se extienden radialmente y que están colocadas en forma deslizable en dicho rotor, un pivote colocado en dicho cuerpo, una guia corrediza colocada en forma giratoria en dicho pivote en dicho cuerpo y que tiene un eje central excéntrico al eje de dicho rotor, una pluralidad de cámaras fluidas definida por dicho rotor, dichas paletas y dicha guia corrediza que están conectadas sucesivamente a dichos puertos de entrada y salida, un resorte que actúa en dicha guia corrediza para empujar dicha guia corrediza en una dirección, una primera cámara y una segunda cámara, cada una adecuadas para recibir una presión de fluido y cada una colocada entre dicho cuerpo y una superficie exterior de dicha guia corrediza, la primera cámara en comunicación fluida con la presión de descarga de salida de la bomba y una válvula operable para presurizar y despresurizar en forma selectiva la segunda cámara.

Los dibujos que se acompañan, que se incluyen y forman parte de la especificación, ilustran las incorporaciones predominantes de esta invención y junto con una descripción, sirven para explicar los principios de la misma. La Fig. 1 es una vista frontal de la bomba sin la cubierta exterior. La Fig. 2 es una vista despiezada de la bomba. La Fig. 3 e una vista frontal del cuerpo de la bomba sin la cubierta exterior, la guia corrediza y las paletas. La Fig. 4 es una proyección horizontal desde lo alto del rotor de la bomba. La Fig. 5 es un diagrama esquemático del circuito de fluido de la bomba. La Fig. 7 es una gráfica que describe el desempeño de la bomba incluyendo la magnitud de flujo y la presión. La Fig. 8 es una vista lateral de una válvula eléctrica. La Fig. 9 es una gráfica que describe el desempeño de la bomba incluyendo la magnitud de flujo y la presión.

La Fig. 1 es una vista frontal de la bomba sin la cubierta exterior. La bomba innovadora 100 comprende el cuerpo 10. El cuerpo 10 define una cavidad 11 dentro de la cual está colocada la guia corrediza 12 y el rotor 13. Una pluralidad de paletas deslizantes 14 está colocada radialmente alrededor del rotor 13. Cada paleta 14 se extiende radialmente desde una ranura 15 en el rotor 13. Cada paleta 14 es móvil dentro de cada ranura 15.

El eje de la bomba 16 está montado en forma giratoria en el cuerpo 10. Un extremo con ranuras 160 del eje de la bomba 16 acopla el rotor 13. En lo que el rotor 13 gira las paletas 14 son empujadas hacia fuera por medio de un par de anillos de control 17 y una fuerza centrípeta en un acoplamiento deslizante con la superficie 120 de la guía corrediza 12.

La guía corrediza 12 está acoplada giratoria con el cuerpo en una pieza de pivote 18. La guía corrediza 12 gira en la pieza de pivote 18 dentro de la cavidad 11 por lo cual describe un arco que define el rango operativo de movimiento de la. guía corrediza 12.

La posición de cada paleta 14 es una función de la posición de la guía corrediza 12 con respecto del anillo 17. El anillo 17 ocupa un espacio determinado por los extremos de las paletas 14. El anillo 17 es substancialmente concéntrico con respecto a la superficie 120.

La posición del anillo 17 con respecto al rotor 13 determina la posición radial de cada paleta 14 en cada ranura 15, lo que a su vez determina una posición dada de la guía corrediza 12 comparada con la posición del eje de rotación del rotor 13. Esta relación determina el volumen de cada una de las cámaras 21 entre el puerto de entrada 19 y el puerto de salida 20 para una velocidad dada del motor y por lo tanto una posición dada de la guía corrediza 12.

El cuerpo 12 define un par de puertos en forma de riñon 19, 20 los cuales comprenden un puerto de entrada y un puerto de salida, respectivamente, para la bomba 100. Las paletas 14, el rotor 13 y la superficie interior 120 forman una pluralidad de cámaras 21. Las cámaras 21 giran con el rotor 13 y se expanden y contraen durante su rotación, lo que se conoce bien en bombas del tipo de paletas.

El puerto de entrada 19 acepta el fluido de una fuente o reserva tal como un sistema de aceite del motor, no se muestra, y pasa el fluido a las cámaras 21 a la vez que el rotor 13 gira. Las paletas 14 mueven el fluido en las cámaras 21 del puerto de entrada 19 al puerto de salida 20. Como se observará en la Fig. 1, si el rotor 13 está girando en una dirección de las manecillas del relo , las cámaras 21 se están expandiendo continuamente por lo que crean una región de baja presión lo que ocasiona una afluencia de fluido en el área del puerto de entrada 19 y se contraen por lo cual se aumenta la presión del fluido lo que ocasiona una descarga de fluido en el área del puerto de salida 20.

El efecto combinado de la presión de control para cada una de las dos cámaras, es decir la cámara 22 y la cámara 23 que actúan en equilibrio con la fuerza de compresión del resorte 31 establece la posición de la guia corrediza 12. La cámara 22 se extiende alrededor de una porción de la circunferencia exterior de la guia corrediza 12 desde la pieza del anillo obturador 24 colocada en una ranura 26 hasta la pieza del anillo obturador 25 colocada en una ranura 27, ambas formadas en la guia corrediza 12. Cada pieza de los anillos obturadores 24 y 25 es empujada hacia afuera contra la superficie 28 por una pieza elástica de refuerzo 29, 30 respectivamente. La cámara 23 se extiende alrededor de una porción de la circunferencia exterior de la guia corrediza 12 desde la pieza del anillo obturador 24 a la pieza del pivote 18. El resorte 31 actúa en oposición a la suma de las presiones del fluido en las cámaras 22 y 23 de tal manera que la presión total en las cámaras 22 y 23 aumenta y por consiguiente el momento de fuerza de la guia corrediza alrededor de la pieza de pivote aumenta y la guia corrediza 12 se moverá en la dirección de las manecillas del reloj alrededor de la pieza de pivote 18. El momento de fuerza combinado ocasionado por la presión en las cámaras 22 y 23 se equilibra por la fuerza de compresión del resorte 31.

La presión en la cámara 22 es suministrada por el fluido en última comunicación con el puerto de salida 20 de la bomba 100 y por lo tanto está sujeta a la presión de salida de la bomba 100 o de un canal de retroalimentación a la galería del motor, ver la Fig. 5. La presión en la cámara 23 es suministrada por la comunicación fluida con una segunda fuente de presión también conectada al puerto de salida 20 de la bomba 100. La presión del fluido en la cámara 22 es proporcional a la presión de salida de la bomba 100. La presión del fluido en la cámara 23 depende de la velocidad de la bomba 100, es decir, para ciertas regímenes operativos debajo de una velocidad predeterminada, la presión en la cámara 23 es desfogada al ambiente, por ejemplo, una reserva de almacenamiento de aceite. Arriba de una velocidad predeterminada, la presión en la cámara 23 es equivalente a la presión en la cámara 22. A esto también se le llama como el "punto de cambio" y se puede ajusfar a cualquier velocidad dependiendo de la aplicación. La suma de las presiones y por lo tanto del momento de fuerza, en las cámaras 22 y 23 determina la posición de la guía corrediza 12. La posición de la guía corrediza 12 determina la presión de salida y la magnitud de flujo de la bomba. Bajo la mayor parte de las condiciones operativas, el eje de la guia corrediza 12 y por lo tanto de la superficie interior 120, se mueve entre la posición 32 durante condiciones de baja velocidad del motor a la posición 33 durante condiciones de alta velocidad del motor. En lo que las paletas 14 giran desde el puerto de entrada 19 al puerto de salida 20 se lleva a cabo una transición de presión con las cámaras 21.

Debido a que la superficie interior 120 está sujeta a la generación de presión interna en las cámaras 21, la guia corrediza 12 está desequilibrada inherentemente durante su operación. La fuerza neta de reacción resultante debido a la generación de presión interna pasa a través del eje central de la superficie 120. Se podrá apreciar que las fuerzas de reacción siempre suministran un momento en la dirección de las manecillas del reloj generado por la presión de control en las cámaras 22 y 23.

Las presiones en las cámaras 22 y 23 están equilibradas contra la fuerza del resorte 31 para que se pueda ajustar el desplazamiento de la bomba, y como resultado el del flujo, mediante la variación de las presiones de las cámaras. La bomba innovadora controla tanto el desplazamiento como el flujo de aceite para dos o más niveles de presión de salida sobre la presión de salida de la bomba o la presión de la galería del motor .

Típicamente, el nivel deseable de presión en la bomba para cada cámara es el nivel de presión requerido para producir el flujo apropiado de aceite para todas las velocidades y condiciones de carga del motor. En algunos casos, en rpm menores el motor no requiere un nivel alto de presión del aceite, por lo tanto una presión algo baja es aceptable, y por consiguiente también se reduce el flujo. La presión operativa baja y el flujo reducido se logran mediante la presurización de la cámara 23.

La magnitud requerida de la presión baja de aceite depende de los parámetros diferentes del motor, incluyendo si se trata de un motor de gas o de diesel, la complejidad del motor, la velocidad y carga del motor.

La bomba innovadora proporciona dos niveles de control. El primero es un control de presión sobre un rango de velocidad debido a la función variable de la bomba de paletas . El segundo se basa en la habilidad de la bomba de cambiar entre dos (o más) niveles de presión mediante el uso de dos (o más) cámaras 22, 23, que controlan la posición de la guia corrediza 12.

Una cubierta 70 está asegurada a la caja 10 mediante una pluralidad de sujetadores 37. Se evita la fuga de las cámaras 21 radial hacia fuera pasando de la cubierta 70 mediante contacto de superficie con superficie.

La Fig. 2 es una vista despiezada de la bomba. La posición del anillo 17 con respecto al rotor 13 determina la posición radial de cada paleta 14 en cada ranura 15, lo que a su vez, determina una posición de la guia corrediza 12 comparada a la posición del eje de rotación del rotor 13. Una orilla interior 14a de cada paleta 14 se apoya y desliza sobre la superficie 120 de la guia corrediza 12. La bomba puede usar un solo resorte 31, o puede usar por ejemplo, dos resortes 31a y 31 b.

La Fig. 3 es una vista frontal del cuerpo de la bomba sin la cubierta exterior, la guia corrediza, el rotor y las paletas. El puerto de entrada 19 y el puerto de salida 20 están colocados en el cuerpo 10. El conducto 34 transmite presión desde la galería principal del aceite 204 a la cámara 22, ver la Fig. 5. El conducto 35 transmite presión desde la galería principal de aceite 204 a la cámara 23, ver la Fig. 5. El conducto 34 está expuesto a la presión de salida de la bomba o a la presión de la galería del motor durante todas las condiciones operativas. La presión del fluido en el conducto 35 está determinada por la posición de la válvula 207, ver la Fig. 1.

La Fig. 4 es una proyección horizontal desde lo alto del rotor de la bomba. El rotor 13 comprende las ranuras 15 que están orientadas radialmente alrededor de la circunferencia exterior. Una paleta 14 está acoplada en forma deslizante en cada ranura 15. El eje conductor 16 acopla el rotor 16 a través del orificio con ranuras 36. El eje conductor 16 también puede estar ajustado a presión en el orificio 36. Cada ranura 15 comprende una longitud radial suficiente para dar cabida a todo el rango de movimiento de cada paleta 14. Durante la operación de la bomba, cada paleta 14 se mueve radialmente a una distancia predeterminada que depende de la posición de los anillos 17 con respecto al rotor 13.

La Fig. 5 es una proyección horizontal de la guía corrediza. La guía corrediza 12 comprende una superficie interior 120. Una orilla exterior de cada paleta 14 acopla en forma deslizante la superficie interior 120. La superficie interior 120 es cilindrica, aunque la forma se puede distorsionar ligeramente para dar cabida a las geometrías de diseño, por ejemplo una forma oval u oviforme. El pivote 18 acopla el retén 121. La ranura 26 y la ranura 27, cada una recibe las piezas de anillos obturadores 24 y 25, respectivamente para sellar una presión del fluido dentro de cada cámara 23 y 22, respectivamente. El resorte 31 se apoya en la superficie 122. Las piezas de anillos obturadores 24 y 25 pueden comprender cualquier material que tenga una compatibilidad adecuada con el fluido, por ejemplo, hules sintéticos y/o naturales.

La fig. 6 es un ejemplo de un diagrama esquemático del circuito del fluido de la bomba 200. El conducto 201 conecta la el puerto de salida 20 de la bomba a un filtro de aceite 202, al enfriador del aceite 203 y a una galería principal del aceite 204. La galería principal del aceite 204 está expuesta a la presión de salida de la bomba 100, sujeta a pérdidas por fricción que son normales en cualquier sistema de fluidos. La galería principal de aceite 204 también está conectada al sistema de aceite del motor 210. Este sistema se ofrece como ejemplo solamente y no describe la variedad de sistemas a los que la bomba innovadora y el sistema se puede aplicar.

Conectado a la galería principal de aceite 204 se encuentra el conducto 205 que se conecta a la cámara a través del conducto 34, ver la Fig. 1. Conectado al conducto 205 se encuentra el conducto 209. El conducto 209 está conectado a la válvula eléctrica 20, ver la Fig. 7. La válvula 207 se usa para conectar o desconectar en forma selectiva el conducto 209 a través del conducto 206 al conducto 35 y a la cámara 23 en la Fig. 1, con la presión del fluido en el conducto 205. De preferencia, la válvula 207 está contenida dentro del cuerpo 10. La válvula 207 se muestra en la Fig. 5 esquemáticamente separada de la bomba 100 para una fácil ilustración. Sin embargo, la válvula 207 también puede estar separada del cuerpo de la bomba 100 como se muestra esquemáticamente en la Fig. 5 para dar cabida a las limitaciones físicas variables requeridas por el espacio del sistema. La válvula 207 también puede comprender una válvula mecánica conocida en el oficio, por ejemplo, una válvula que regule una presión corriente abajo con base en una presión corriente arriba comúnmente conocida como una válvula reguladora de presión.

La fuerza total ejercida contra el resorte 31 por la guía corrediza 12 es la suma de los momentos de fuerza creados por la presión del fluido en la cámara 22 más la presión del fluido en la cámara 23, ambas actuando alrededor de la pieza de pivote 18.

En una primera velocidad operativa o menor, la válvula 207 esta ABIERTA por lo cual permite que la presión de la galería del motor entre a la cámara 23. La presión en la cámara 23 y combinada con la presión en la cámara 22 ocasiona que la guía corrediza 12 gire alrededor de la pieza de pivote 18 en una distancia curva hasta una posición donde el momento de fuerza ocasionada por las presiones combinadas en las cámaras 22 y 23 se equilibre mediante la fuerza de compresión del resorte 31. Las características de la bomba con la guía corrediza 12 en esta posición se muestran en la porción "A" de la Fig. 7. La presión en las cámaras 22 y 23 es proporcional a la velocidad de la bomba. En lo que aumenta la velocidad del motor y por lo tanto la velocidad de la bomba, también aumenta la presión en las cámaras 22 y 23. En esta condición operativa la salida de la bomba es un flujo y presión que es menor que el flujo y presión de la bomba con la válvula 207 cerrada (cámara 23 despresurizada) a la misma velocidad del motor. En la porción "A", la posición de la guia corrediza 12 y por lo tanto la del flujo de salida de la bomba y presión es una función de la presión en ambas cámaras 23 y 23.

En una condición operativa mayor que la primera velocidad operativa, la válvula 207 está cerrada por lo tanto la cámara 23 desfoga a la presión ambiente (aproximadamente 1 bar) . La presión en la cámara 23 ocasiona que la guia corrediza 12 gire alrededor de la pieza de pivote 18 a una distancia curva hasta alcanzar una posición de equilibro donde el momento de fuerza ocasionado por la presión el la cámara 2 esté balanceada por medio de la fuerza de compresión del resorte 31. La guia 12 gira debido a que al aumentar la velocidad de la bomba, la presión en la cámara 22 también aumenta, por lo que se incrementa la fuerza ejercida contra el resorte 31. Las características de la bomba con respecto a la guía corrediza 12 en esta posición se muestran mediante la porción B de la Fig. 7. El régimen operativa en la porción B también puede estar caracterizado como un modo pasivo ya que la cámara 23 es desfogada a la presión atmosférica y todo el movimiento del pivote y la posición de la guía corrediza 12 están determinados por el nivel de presurización de la cámara 22.

En una incorporación alterna se puede abrir la válvula 207 a una posición parcial con lo cual la guía corrediza 12 se mueve a una posición que es la posición intermedia A y la posición B, ocasionando una salida intermedia de la presión y el flujo. Al colocar la válvula 207 en cualquier posición totalmente abierta o totalmente cerrada se permite que la presión en la cámara 23 sea variable, mediante lo cual se suministra un rango de las posiciones de la guia corrediza para una presión de salida dada de la bomba .

En el caso de una falla de la válvula 207, la bomba continuará operando en un modo pasivo (la cámara 23 despresurizada) en tanto que satisface todos los requerimientos de aceite del motor. El modo operativo pasivo todavía es más eficiente que una bomba con desplazamiento fijo. Con la válvula 207 en operación, esta invención proporciona una mayor reducción de los caballos de fuerza sobre el diseño pasivo.

La Fig. 7 es un ejemplo de una gráfica que describe el desempeño de la bomba incluyendo la velocidad del fluido y la presión. Un rango de velocidades del motor está representado en el eje-x y un rango de las presiones de salida de la bomba también está representado en el eje-y. Un rango de las magnitudes de flujo de la bomba también está representado en el segundo eje-y en litros por minuto.

El rango de velocidad del motor es de 0 RPM a 8000 RPM. El rango de la presión es de 0 bar a 6.00 bar. El rango de magnitud del flujo de la bomba es de 0 litros/minuto a 90.00 litros/minuto.

Para efectos de ilustración se selecciona una velocidad de un motor de ~3,500 RPM para demostrar las características de la bomba innovadora. La transición entre las condiciones operativas "A" y "B" se describe como el "punto de cambio" en el centro de las curvas en la gráfica.

Para velocidades menores a -3,500 RPM la presión máxima de salida es aproximadamente 2.6 bar. La magnitud máxima del flujo es aproximadamente 20.0 litros/minuto.

Para velocidades mayores a ~3,500 RPM la presión de salida cambia rápidamente hasta una presión mínima de salida de aproximadamente 4.9 bar a 7,500 RPM. La magnitud de flujo cambia hasta un máximo de aproximadamente 28.0 litros/minuto a 7,500 RPM.

En el punto de transición el cambio de paso en la presión es aproximadamente 1.6 bar. El cambio de paso en el flujo es aproximadamente 5 1/min.

La transición en el desempeño es ocasionada por el giro de la guía corrediza 12 alrededor del pivote 18 ocasionado por la desactivación de la válvula 207 que desfoga la cámara 23 en condiciones atmosféricas ambientes. La válvula está controlada por una señal eléctrica transmitida por una unidad de control ambiental (UCA) , por ejemplo. Al alcanzar la velocidad del motor predeterminada, en este caso -3,500 RPM, la UCA 208 (ver la Fig. 6) indica a la válvula 207 por medio de una señal que se cierre, presurizando la cámara 23 con una presión del fluido igual a la de la galería principal de aceite 204.

Como se describió anteriormente, las presiones en las cámaras 22 y 23 crean un momento de fuerza y por lo tanto una fuerza que es mayor que la combinación de la fuerza del resorte 31 y la fuerza del fluido en las cámaras 21, por lo cual se ocasiona que el resorte 31 se comprima. Esto hace que la guía corrediza 12 gire. Al girar en la dirección de las manecillas del reloj la magnitud de flujo y la presión de salida disminuyen substancialmente a la velocidad predeterminada del motor debido a que se reduce el desplazamiento de la bomba.

Para efectos de comparación, las lineas punteadas en la porción A de la Fig. 7 debajo de ~3,500 RP describen el comportamiento de la presión de salida y la magnitud de flujo de una bomba en el caso donde la posición de la guia corrediza 12 solamente está controlada por una sola cámara de presión. En el caso de una sola cámara, a velocidades relativamente bajas del motor, es decir solo ligeramente mayores a la marcha mínima (~1,500 RPM), la bomba operaría a una presión de salida y magnitud de flujo comparativamente elevadas, de otra manera no requeridas por el motor. Esto es ineficiente. La bomba innovadora proporciona solamente la cantidad requerida de flujo y presión para una operación eficiente en velocidad bajas del motor. Esto se equipara a ahorros considerables de energía en el sistema. Sin embargo, a velocidades elevadas del motor la bomba puede realizar rápidamente y con precisión la transición a velocidades mayores de flujo y presiones de salida necesarias para satisfacer las demandas del motor.

La Fig. 8 es una vista lateral de una válvula eléctrica. La válvula 207 está acoplada con el cuerpo 10 de la bomba. La válvula 207 está conectada al arnés eléctrico del motor o del vehículo (no se muestra) . Un conector eléctrico (no se muestra) acopla la válvula 207 en el enchufe 208. Cuando la válvula 207 está desactivada, la presión es desfogada de la cámara 23, por lo que la bomba opera en la región "A". Cuando la válvula 207 está activada la presión del fluido entra en la bomba para operar en la región "B". Para evitar una falla del motor debido una presión inadecuada del fluido en alta velocidad, se debe desactivar la válvula eléctricamente para desfogar la presión de la cámara 23. Esto resulta en una situación a prueba de falla en alta velocidad, es decir, la cámara 23 es desfogada al momento de que ocurra una valla de la válvula 207.

La Fig. 9 es una gráfica que describe el desempeño de la bomba incluyendo la magnitud de flujo y la presión. Un rango de velocidades del motor está representado en el eje-x y un rango de las presiones de salida de la bomba está representado en el eje-y. También está representado un rango de las magnitudes del flujo de la bomba en el segundo eje-y.

El rango de velocidad del motor es de 0 RPM a 8000 RPM. El rango de la presión de salida es de 0 litros/minuto a 90 litros/minuto.

Para efectos de ilustración, se selecciona una velocidad del motor de ~2,000 RPM para demostrar las características de la bomba innovadora. La transición entre las condiciones operativas "A" y "B" se describe como el "punto de cambio" a aproximadamente 2,000 RPM.

En este ejemplo, la válvula 207 está desactivada al arranque y para velocidades del motor menores a 2,000 RPM, es decir, la cámara 23 está despresurizada y desfogada al ambiente. Para velocidades del motor menores a aproximadamente 2,000 RPM la presión máxima de salida de la bomba (Línea de Presión) es aproximadamente 3.6 bar. La velocidad máxima de flujo (Magnitud de flujo) es aproximadamente 25.0 litros/minuto.

Para velocidades del motor mayores a aproximadamente 2,000 RPM la presión de salida de la bomba (Linea de Presión) cambia rápidamente a una presión mínima de aproximadamente 2.4 bar a 2,000 RPM hasta 3.2 bar a aproximadamente 7,500 RPM. La magnitud de flujo (Magnitud de Flujo) cambia a un máximo de aproximadamente 23.0 litros/minuto a 7,500 RPM.

En el punto de transición el cambio de paso en la presión es aproximadamente 1.4 bar. El cambio de paso en el flujo es aproximadamente 5 1/min.

La transición en este ejemplo es ocasionada por la guía corrediza que gira alrededor del pivote 18 debido a la activación de la válvula 207 por lo que la cámara 23 se presuriza. La válvula 207 está controlada por una señal eléctrica transmitida por una unidad de control ambiental (UCA) , por ejemplo. Al alcanzar la velocidad del motor predeterminada, en este caso 2, 000 RPM, la UCA 208 (ver la Fig. 6) indica a la válvula 207 por medio de una señal que se cierre, presurizando la cámara 23 con una presión del fluido igual a la de la galería principal de aceite 204. En caso de una falla de la válvula 207 la cámara 23 se despresurizaría poniendo a la bomba en el modo de alta descarga de presión.

Aunque en el presente se ha descrito una forma de la invención, para aquellos expertos en el oficio será obvio que se pueden hacer variaciones en la construcción y relación de partes sin apartarse del principio y alcance de la invención que aquí se describe .

Claims (10)

Reivindicaciones Reivindicamos :

1. Una bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable que comprende: un cuerpo; puertos de entrada y salida en dicho cuerpo; un eje conductor montado en forma giratoria en dicho cuerpo; un rotor accionado por dicho eje conductor; una pluralidad de paletas que se extienden radialmente colocadas en dicho rotor; un pivote colocado en dicho cuerpo; una guia corrediza colocada giratoria en dicho pivote y que tiene un eje central excéntrico al eje de dicho rotor; una pluralidad de cámaras fluidas definida por dicho rotor, dichas paletas y dicha guia corrediza para empujar a esta última en una dirección; una primera cámara y una segunda cámara, cada una para recibir una presión del fluido y cada una colocada entre dicho cuerpo y una superficie de dicha guía corrediza; la primera cámara conectada a una salida de la bomba para descarga de la presión; y una válvula operable para presurizar en forma selectiva la segunda cámara a una presión mayor a la condición de presión atmosférica ambiente.

2. La bomba de desplazamiento variable como en la reivindicación 1 que además comprende un segundo resorte que actúa en paralelo con el resorte.

3. La bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable como en la reivindicación 1, en donde la válvula es eléctrica y está controlada por una unidad de control ambiental (UCA) .

4. La bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable como en la reivindicación lm, en donde la magnitud de descarga del flujo en la salida de la bomba disminuye al momento de la despresurización de la segunda cámara .

5. La bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable como en la reivindicación 1, en donde la segunda cámara está presurizada a una presión mayor a la presión atmosférica ambiental para velocidades del motor menores a una velocidad predeterminada del motor y está despresurizada a una presión atmosférica ambiente para velocidades del motor mayores a dicha velocidad predeterminada del motor.

6. La bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable como en la reivindicación 1, en donde la primera cámara y la segunda cámara están ambas en comunicación fluida con una presión de descarga de salida de la bomba.

7. La bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable que comprende: un cuerpo; puertos de entrada y salida en dicho cuerpo; un eje conductor montado en forma giratoria en dicho cuerpo; un rotor accionado por dicho eje conductor; una pluralidad de paletas que se extienden radialmente colocadas en dicho rotor; un pivote colocado en dicho cuerpo; una guia corrediza colocada giratoria en dicho pivote y que tiene un eje central excéntrico al eje de dicho rotor; una pluralidad de cámaras fluidas definida por dicho rotor, dichas paletas y dicha guia corrediza que están conectadas sucesivamente a dichos puertos de entrada y salida; un resorte que actúa en dicha guia corrediza para empujarla en una dirección; una primera cámara y una segunda cámara, cada una en comunicación fluida con la presión de descarga de aceite de la bomba y cada una colocada entre el cuerpo y una superficie exterior de dicha guia corrediza; y una válvula operable a una velocidad predeterminada de la bomba en donde la segunda cámara se cambia selectivamente entre una presión atmosférica ambiente y una presión de descarga de aceite de la bomba.

8. La bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable que comprende: un cuerpo; puertos de entrada y salida formados en dicho cuerpo; un eje conductor montado en forma giratoria en dicho cuerpo; un rotor accionado por dicho eje conductor y alineado coaxialmente en dicho rotor; una pluralidad de paletas que se extienden radialmente colocadas en forma deslizable en dicho rotor; un pivote colocado en dicho cuerpo; una guia corrediza colocada giratoria en dicho pivote en dicho cuerpo y que tiene un eje central excéntrico al eje de dicho rotor, una pluralidad de cámaras fluidas definidas por dicho rotor, dichas paletas y dicha guia corrediza que están conectadas sucesivamente a dichos puertos de entrada y salida; una primera cámara y una segunda cámara, cada una adecuada para recibir una presión del fluido y cada una colocada entre dicho cuerpo y en una superficie exterior de dicha guia corrediza; la primera cámara en comunicación fluida con una presión de descarga de salida de la bomba; y una válvula operable para presurizar y despresurizar en forma selectiva la segunda cámara.

9. La bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable como en la reivindicación 8, en donde la segunda cámara está presurizada a una presión mayor a la presión atmosférica ambiente para velocidades del motor menores a una velocidad predeterminada y está despresurizada a una presión atmosférica ambiente para velocidades del motor mayores a dicha velocidad predeterminada.

10. La bomba deslizable de paletas impulsoras con desplazamiento variable como en la reivindicación 8, en donde la segunda cámara se puede presurizar hasta aproximadamente una presión de descarga de salida de la bomba.