B O B A
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención . se refiere a una bomba, de preferencia una bomba hidráulica.
DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR En la actualidad, existen diferentes tipos de bombas electromecánicas que se utilizan para impulsar fluidos, en general se constituyen de una cámara que contiene la parte electromagnética, que se constituye básicamente por una estator y por un rotor inducido, asi como otra cámara con una parte hidráulica, formada básicamente por la turbina hidráulica que impulsa el liquido. Por lo tanto, las cámaras electromagnéticas e hidráulicas deben aislarse una de la otra, de modo a evitar que el liquido llegue al estator y al rotor inducido, causando cortocircuitos y otros daños irreparables. De este modo, para posibilitar ese aislamiento de las cámaras y una transmisión de movimiento de rotación, del rotor hacia la turbina hidráulica, es necesario una serie de aparatos mecánicos, como rodamientos, ejes, soportes de bujes, bujes de rodamientos, sistemas de refrigeración, cojinetes estancos de aislamiento hidráulico, entre otros. Los bujes de rodamientos, por ejemplo, tienen la función de soportar el eje del rotor, en el cual está montada la jaula del rotor, de tal modo que, cuando es inducida por
Ref: 140644 fuerzas magnéticas del estator, el rotor gira, auxiliado por estos rodamientos. En general, los bujes se lubrifican con aceite o grasa, a modo de disminuir la fricción y el desgaste entre las partes en contacto. El rotor se conecta a la turbina hidráulica en una de las extremidades de su eje, que se encuentra formada por palas o paletas, las cuales, cuando se induce el rotor, inician un movimiento giratorio que impulsa el liquido a ser bombeado . Para impedir que la temperatura de ambos, del rotor y estator alcancen niveles no deseados, durante su funcionamiento, se utilizan sistemas de refrigeración externa, que en general se constituyen de ventiladores. Tales sistemas de ref igeración consisten, en general, de hélices acopladas a la extremidad del eje del rotor, externas a la bomba y opuestas a la turbina hidráulica, que aprovecha la rotación de éste y gira para refrigerar tanto el estator como el rotor. Las bombas de la técnica anterior, para evitar que el liquido pase de la cámara hidráulica a la cámara electromagnética, dependen del perfecto funcionamiento de las obturaciones mecánicas. Este contacto indeseable del liquido con el estator y el rotor puede causar, como ya mencionamos, cortocircuitos, bien como una disminución de la lubricación de los bujes, que resulta en una posible traba del rotor.
Por lo tanto, podemos verificar que el hecho de que las bombas de la técnica anterior posean cámaras aisladas en forma hidráulica, en que el rotor inducido, localizado en una cámara estanca, transmite el giro por medio de su eje, a una turbina hidráulica ubicada en la otra cámara de paso de líquidos, se hace necesario que tales bombas posean una serie de mecanismos de obstrucción (cierre) para evitar la ocurrencia de daños que puedan inutilizarlas. Además, con la utilización y el consecuente desgaste de estos mecanismos, estas bombas pierden su eficiencia mecánica. De este modo, esta combinación posee el inconveniente de incurrir en costos elevados, por el hecho de involucrar piezas caras, un proceso de fabricación complejo, y un mantenimiento constante para mantener las bombas en funcionamiento. En vista de esto, la presente invención tiene como objetivo principal, simplificar la composición de una bomba tradicional a través de la eliminación de obstrucciones tales como sellos mecánicos o cojinetes estancos aislados, de bujes de rodamientos, ejes y de sistemas de refrigeración externa, como los ventiladores, que disminuyen las posibilidades de que la misma se dañe. Esta nueva motobomba suministra, aún, la refrigeración del conjunto estator-rotor a través de la circulación del propio fluido a ser bombeado, como se describe en la Solicitud de Patente PI 0004206-4. Además de eso, la presente invención también tiene como objetivo proporcionar una nueva bomba que sea más compacta que las actuales y que tenga una fabricación y montaje simple, en vista de su menor número de componentes, de manera que resulte una mejor automatización y reducción de costos. Otro objetivo de esta invención, es proveer una bomba que sea más eficiente, o sea, que presente menor perdida de energía. Además, tiene como objetivo proveer una motobomba más segura, protegida y libre de los efectos de la corrosión, que posibilite la inmersión y la instalación de la misma en ambientes agresivos y sin refrigeración. Aún otro objetivo de la presente invención, es proveer una bomba con un bajo nivel de ruido y que se lubrifique por el propio fluido circulante.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN: Esta invención logra todos esos objetivos a través de una bomba que comprende un bastidor, que tiene, por lo menos, una primera cámara vedada a fluidos, y por lo menos una segunda cámara adyacente a la primera cámara, que define un paso de fluidos y tiene una abertura de entrada y otra de salida de los fluidos. Las cámaras se separan, una de la otra, por medio de paredes, de preferencia, de polímero inyectado . La bomba aún comprende un estator ubicado en la primera cámara, que en una modalidad preferida, se ubica en una posición adyacente a las paredes que separan la primera de la segunda cámara, de modo que, por transmisión de calor, el fluido que circula por la segunda cámara lo refrigera. Se proporciona un conjunto de rotor y turbina solidarios, integralmente ubicadas en la segunda cámara, ubicándose por lo menos una porción del conjunto en forma concéntrica con relación al estator. El estator induce este conjunto para impulsar un fluido a partir de la abertura de entrada hacia la abertura de salida. Cuando la bomba se encuentra en funcionamiento, al menos una película de fluido se mantiene alrededor del conjunto para permitir una rotación perfecta con una mínima fricción y sin necesidades de bujes. El espacio entre el conjunto y el estator, denominado de entrehierro, se llena en forma sustancial por las paredes de la primera y segunda cámaras, que incluyen, aún, la película de fluido circulante entre estas. Un componente metálico, que se denomina jaula del rotor, compuesto de preferencia por hierro y aluminio, posible de inducirse por el estator, se provee en el interior del conjunto, estanque a los fluidos. Tal conjunto es, en una modalidad preferida, hecho de material polimérico y además, se vacía para definir un paso para la turbina, interna al rotor. En posibles modalidades de esta invención, la turbina del conjunto se compone por palas de turbina para centrifugar los fluidos. De este modo, cuando ocurre el funcionamiento de una posible modalidad de la bomba, el fluido, después de atravesar la abertura de entrada de la segunda cámara, entra en el conjunto rotor y turbina, pasa a través del paso interno, y, después de alcanzar las palas de la turbina, es impulsado en dirección a la abertura de salida . No obstante, una parte del fluido, en lugar de salir directamente por la abertura de salida, circula alrededor de la primera cámara y refrigera, por transmisión de calor, el estator. De este modo, se elimina la necesidad de un sistema de ventilación externa, pues el cambio de calor entre el fluido circulante y el conjunto impulsor resultará en la refrigeración de este conjunto, de modo que su temperatura permanezca siempre a niveles deseables para su buen funcionamiento. Además de esto, el fluido circulante también se utilizará como lubricante. Una película del fluido circulante pasará entre las paredes de la segunda cámara y el conjunto del rotor y la turbina, y permitirá que éste, debido a las fuerzas inductoras, consiga realizar el movimiento giratorio fluctuante dentro de la segunda cámara. En vista de lo expuesto anteriormente, la bomba de la presente invención proporciona una configuración más simple con un costo de fabricación menos oneroso, por el hecho de componerse básicamente por un medio de inducción y un medio de transmisión de movimientos, semejantes a aquellos conocidos en la técnica anterior, tal como estatores y rotores, que eliminan la utilización del ventilador, bien como la de bujes de rodamientos, ejes y sellos mecánicos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS. Esta invención se describirá en detalle, con base en las figuras siguientes. Las figuras muestran: La figura 1 es una vista lateral en corte transversal de una motobomba común de la técnica anterior; y
La figura 2 es una vista lateral en corte transversal del dispositivo para impulsar los fluidos de esta invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FIGURAS La figura 1 muestra una motobomba actual, que se encuentra en la técnica anterior, que comprende un estator bobinado 4, un rotor 5 y bujes de rodamiento 3, los cuales soportan el< eje 9 en el cual está montada la jaula de este rotor 5. El eje 9 es responsable por la transmisión de la fuerza motriz oriunda del rotor 5 por la inducción del campo magnético del estator 4. Se puede verificar aún en esa figura, la existencia de un ventilador 1, responsable por la ref igeración del conjunto del estator-rotor, y de tapas 2 que se ubican en ambos lados del rotor 5, que soportan los bujes de rodamiento. Además de lo anterior, para obtener un buen funcionamiento de este tipo de motobomba, es imprescindible que haya una centralización perfecta del rotor 5 con relación al estator 4, a modo de evitar el contacto entre el hierro magnético de los mismos. En la motobomba representada por la figura 1, ese espacio entre el rotor 5 y el estator 4, llamado de entrehierro, se encuentra lleno de aire. La figura 1 ilustra aun sellos mecánicos 8, muy utilizados en las motobombas de la técnica anterior, para garantizar el aislamiento y la separación entre la parte eléctrica y la parte hidráulica de la motobomba, constituyéndose la parte hidráulica por la turbina 7 y por el espiral 6. La figura 2, por otro lado, ilustra una modalidad preferida de la presente invención, donde se puede constatar la ausencia de algunos de esos componentes mostrados en la figura 1. Esta modalidad ilustra una bomba 10 que comprende un bastidor 14 que tiene una primera cámara 19 estanque a líquidos y una segunda cámara interna 17 con, por lo menos, una abertura de entrada 15 y otra de salida de fluidos 16, que define un paso 18 entre las aberturas. El bastidor 14 puede constituirse de material polimérico o cualquier otro tipo de material adecuado para condiciones e intemperies determinadas . Un conjunto rotor y turbina solidarios 11, ubicado en la cámara 17 para posibilitar el impulso de los fluidos que pasan por la cámara. Este conjunto se constituye de material polimérico, y, además se vacía para definir un paso para la turbina, interna al rotor. En esta modalidad, la turbina del conjunto se compone por palas para centrifugar los fluidos. De este modo, cuando funciona, el fluido, después de atravesar la abertura de entrada 15 de la cámara 17, entra en el conjunto rotor y turbina 11, pasa a través del paso interno, y, después de alcanzar las palas de la turbina, es impulsado en dirección a la abertura de salida 16. El bastidor 14 aún posee una primera cámara 19, estanque a los fluidos que circulan por la segunda cámara 17. El bastidor tiene tanto sus paredes externas como las paredes que dividen la segunda cámara 17 de la primera 19, formadas de material polimérico inyectable. Aún el estator 12, que puede ser cualquiera de uno de los dos conocidos en la técnica anterior, se instala en esta primera cámara 19 para inducir, por medio de un campo magnético, el accionamiento de la rotación del conjunto rotor y turbina 11, ubicados en la segunda cámara 17, de circulación de fluidos. Esa modalidad de la bomba de la presente invención posee su segunda cámara 17, aún define otros pasos, distintos a los de la abertura de entrada para la abertura de salida, de modo que parte de los fluidos circulen por esta cámara. Tales pasos, en esta modalidad, hacen que el fluido circule alrededor de la primera cámara 19, que refrigera, por transmisión de calor, el estator 12, ubicado en ésta. Además, una pequeña parte del fluido que entra por la abertura de entrada 15 y circula por la segunda cámara 17, pasa por el medio de comunicación 13 entre las paredes de la segunda cámara 17 y el conjunto rotor y turbina 11, que crea una película de fluido constante, que posibilita que este conjunto gire de manera libre sumergido en el líquido, sin tener contacto con las paredes de la segunda cámara 17, durante el funcionamiento de la bomba. De este modo, la película funciona como un soporte al conjunto 11 y, al mismo tiempo, un lubricante que prácticamente elimina la fricción entre las paredes de la segunda cámara y de éste, y que da como resultado un nivel de ruido muy bajo. A pesar de encontrarse el conjunto 11 sumergido en el líquido, sin contacto con las paredes de la segunda cámara 17, el campo magnético emitido por el estator 12 mantiene aquel en una posición de equilibrio, en torno de su eje, de modo que, en su movimiento rotacional, las fuerzas magnéticas evitan que el conjunto contacte las paredes de la segunda cámara 17. En vista de lo expuesto, se verifica que, por el hecho de que la segunda cámara 17 contenga pasajes que posibilitan al líquido circular por su interior, se obtiene una reducción en el nivel de ruidos, y aún, se elimina la necesidad de lubricantes industríales y sistemas de refrigeración externa. Por el hecho de que la bomba se compone básicamente de material polimérico inyectado, y que tiene una reducción de componentes (no incluir piezas de cierre hermético como cojinetes estancos de aislamiento y sellos mecánicos) en relación con aquellas de la técnica anterior, su montaje se torna más simple y menos costoso. Además, las perdidas de energía pasan a ser mínimas, en virtud de la baja fricción entre el conjunto rotor y turbina 11 y las paredes de la segunda cámara 17. Otro aspecto importante de la presente invención, es ratificar que el espacio entre el estator 4 y el rotor 5 de las bombas de la técnica anterior, los llamados entrehierros, se llenan con aire. En la presente invención, por otro lado, además de la capa de líquido 13, existe la pared polimérica, tanto de la segunda cámara 17 como del conjunto rotor y turbina 11, que garantiza la perfecta centralización de los materiales magnéticos del estator 12 y del conjunto 11, bien como, una posición de equilibrio de éste, en torno de su eje, de modo que, cuando se produce su movimiento giratorio, se evita el contacto con las paredes de la segunda cámara 17. Además de eso, esta invención también proporción a una bomba libre de los efectos de la corrosión, pues solamente la superficie cubierta con el polímero tendrá contacto con el fluido. Este, por lo tanto, podrá ser agresivo, sin causar ningún daño a la motobomba. Además, por el hecho de utilizar el propio líquido como ref igerante, la bomba de la presente invención puede instalarse en ambientes sin ventilación o sumergidos.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos o productos a que la misma se refiere.