MXPA98008882A - Impulsor para bomba de tipo centrifuga o semiaxial - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un rotor de bomba tipo centrífuga o semi-axial, el rotor de bomba se utiliza en una bomba que bombea aguas residuales, la bomba tiene un alojamiento de bomba formado generalmente espiral, con una entrada cilíndrica, el rotor de bomba estácaracterizado porque comprende:una periferia que define un primer diámetro;un cubo que define un segundo diámetro;y por lo menos una aleta que tiene un borde de barrido trasero con una primera conexión con el cubo en el segundo diámetro del mismo y una segunda conexión con la periferia en el primer diámetro del mismo, el borde guía barre en un sector deángulo ( ) el cual varía entre 125 grados y 195 grados, según medido en un sistema de coordenadas con un origen en el centro del cubo, elángulo ( ) del sector estádefinido entre la primera conexión y la segunda conexión.

Description

DE BOMBA DE TIPO CENTRIFUGA, O SEMI-AXIAL, PA EN UNA BOMBA PARA BOMBEAR AGUAS RESIDUALES Descripción de la invención La invención es concerniente con un rotor de bomba y más precisamente con un rotor de bomba para bombas centrífugas o semi-axiales para el bombeo de fluidos, principalmente aguas residuales. En la literatura, hay muchos tipos de bombas y rotores de bombas para este propósito descrito, sin embargo, todas tienen ciertas desventajas. Los más preocupantes son los problemas concernientes con la obturación y la baja eficiencia. Las aguas residuales o cloacales (de alcantarilla) contienen muchos tipos diferentes de contaminantes, la cantidad y estructura de los cuales dependen de la temporada o estación del año y del tipo de área de la cual el agua emana. En las ciudades, el material plástico, artículos higiénicos, textiles, etc., son comunes, en tanto que las áreas industriales pueden producir partículas de desgaste. La experiencia demuestra que los problemas peores son los jirones o rebabas y los semejantes los cuales se adhieren a los bordes delanteros de los alabes y se enrollan alrededor del cubo del rotor. Tales incidentes provocan frecuentes intervalos o interrupciones del servicio y una eficiencia reducida. En agricultura y en la industria de la pulpa se utilizan diferentes clases de bombas especiales, las cuales REF: 28321 deben manejar paja, hierbas, hojas y otros tipos de material orgánico. Para este propósito, los bordes delanteros de los alabes se barren hacia atrás con el fin de provocar que los contaminantes sean alimentados o expulsados hacia afuera a la periferia, en lugar de adherirse a los bordes. Diferentes tipos de medios de desintegración se utilizan frecuentemente para cortar el material y hacer el flujo más fácil. Ejemplos se muestran en los documentos SE-435 952, SE-375 831 y US-4 347 035. A medida que los contaminantes en las aguas residuales son de otros tipos más difíciles de manejar y a medida que los tiempos de operación para las bombas de aguas residuales son normalmente mucho más largos, las bombas especiales mencionadas anteriormente, no satisfacen los requerimientos cuando se bombea agua residual o aguas cloacales, ni desde un punto de confiabil±dad ni desde un punto de vista de eficiencia. Una bomba para aguas cloacales o aguas residuales opera frecuentemente hasta 12 horas al día, lo cual significa que el consumo de energía depende en gran parte de la eficiencia total de la bomba. Las pruebas han demostrado que es posible mejorar la eficiencia hasta por 50% para una bomba de aguas residuales de acuerdo a la invención, en comparación con las bombas de agua residuales conocidas. Ya que el costo del ciclo de vida para una bomba impulsada eléctricamente es determinado en general normalmente por el costo de energía (aproximadamente 80%) , es evidente que tal incremento sensacional será extremadamente importante. En la literatura, los diseños de los rotores de bomba se describen muy en general, en especial con respecto al barrido de los bordes delanteros. No existe una definición que no sea ambigua del barrido. Las pruebas han demostrado que el diseño de la distribución del ángulo de barrido sobre los bordes delanteros es muy importante con el fin de obtener la capacidad de autolimpieza necesaria del rotor de la bomba. La naturaleza de los contaminantes también requiere diferentes ángulos de barrido con el fin de proporcionar una buena función. La literatura no da ninguna información con respecto a lo que se necesita con el fin de obtener un deslizamiento, transporte de los contaminantes hacia afuera, en una dirección radial a lo largo de los bordes delanteros de los alabes. Lo que se menciona en general es que los bordes deben ser de ángulo obtuso, de recorrido o barrido hacia atrás. Véase por ejemplo, SE-435 952. Cuando se bombean contaminantes más pequeños tales como hierba u otro material orgánico, los ángulos relativamente pequeños pueden ser suficientes con el fin de obtener el transporte radial y también para desintegrar los contaminantes en la ranura entre el rotor de la bomba y el alojamiento o caja o carcaza circundante. En la práctica, la desintegración se obtiene al ser cortadas las partículas por medio del contacto con el rotor y el alojamiento cuando el primero gira a una velocidad periférica de 10 a 25 m/s. Este proceso de corte es mejorado por las superficies que se proveen con dispositivos de corte, ranuras o los semejantes. Compárese el documento SE-435 952. Tales bombas se usan para el transporte de pulpa, estiércol, etc. Cuando se diseña un rotor de bomba que tiene bordes delanteros de alabes de recorrido o barrido hacia atrás con el fin de obtener una autolimpieza, surge un conflicto entre la distribución del ángulo de barrido, el desempeño y otros parámetros de diseño. En general, es cierto que un ángulo de barrido incrementado significa un menor riesgo de obturación, pero al mismo tiempo la eficiencia disminuye. La invención efectúa una posibilidad de diseñar el borde delantero del alabe de una manera óptima, con respecto a la obtención de las diferentes funciones y califica en el bombeo confiable y económico de aguas residuales que contienen contaminantes, tales como rebabas o jirones, fibras, etc.

La invención se describe más en detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. La figura 1 muestra una vista tridimensional de un rotor de bomba de acuerdo con la invención, La figura 2 muestra un corte radial a través de una bomba mostrada esquemáticamente de acuerdo a la invención, en tanto que la figura 3 muestra una vista axial esquemática de la entrada al rotor y La figura 4 es un diagrama que muestra la distribución del ángulo del borde delantero del alabe como función de un radio estándar. En los dibujos el número 1 representa un alojamiento de bomba centrífuga, que tiene una entrada cilindrica 2. 3 representa un rotor de bomba con un cubo cilindrico 4 y un alabe 5. 6 representa el borde delantero del alabe, que tiene una conexión 7 al cubo y una periferia 8. 9 representa la ranura entre el alabe y la pared del alojamiento de la bomba y 10 el borde posterior del alabe. 11 representa la dirección de rotación y 12 el extremo del cubo. Finalmente ?T representa el ángulo del sector entre la conexión 7 del borde delantero al cubo y la periferia 8 del borde delantero . Como se menciona anteriormente, es una ventaja diseñar los bordes delanteros 6 de los alabes barridos hacia atrás con el fin de asegurarse que los contaminantes se deslicen hacia la periferia en lugar de adherirse a los bordes o enrollarse alrededor del cubo 4. Al mismo tiempo, sin embargo, la eficiencia decrece bastante cuando el ángulo de barrido se incrementa. De acuerdo a la invención, el alabe 6 está diseñado con su borde delantero 7 fuertemente barrido hacia atrás. Este es definido como la diferencia del ángulo ?T en un sistema de coordenadas cilindrico entre la conexión del borde delantero al cubo 4 y la periferia 8. De acuerdo a la invención, dicha diferencia será de entre 125 y 195 grados, de preferencia 140 a 180 grados. Esto es posible, sin pérdida de la posibilidad de una buena eficiencia, gracias al hecho de que el borde delantero 6 está localizado dentro de la parte cilindrica 2 del alojamiento de la bomba. Con el fin de hacer posible esta localización del borde delantero 6, el cubo 4 del rotor es diseñado estrecho. La relación del diámetro entre la conexión 7 del borde delantero al cubo y la periferia 8 es de solamente 0.1 a 0.4, de preferencia 0.15 a 0.35. Esta relación pequeña también tiene la ventaja de que el paso libre a través del rotor es amplio, lo que hace posible que pasen contaminantes más grandes . De acuerdo a una modalidad preferida de la invención, la conexión 7 al cubo 4 del borde delantero 6 se localiza adyacente al extremo 12 del cubo, esto es, no hay ninguna punta sobresaliente, lo cual disminuye el riesgo de que los contaminantes se enrollen alrededor de la parte central del rotor. De acuerdo a todavía otra modalidad preferida de la invención, el borde delantero 6 está localizado en un plano perpendicular al eje del rotor, esto es, en donde z es constante. Esto significa que el ángulo de barrido será esencialmente constante, independiente del flujo. Ya que las bombas de aguas residuales operan dentro de un campo muy amplio, esto significa que el rotor de la bomba puede ser diseñado de manera óptima e independiente de las condiciones de operación esperadas . 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 a que la misma se refiere. Habiéndose descrito la invención como antecede, ser reclama como propiedad lo contenido en las siguientes

Claims (4)

1. Reivindicaciones 1. Un rotor de bomba de tipo centrífuga, o semi-axial, para ser utilizado en una bomba para bombear aguas residuales, que comprende un cubo y uno o varios alabes unidos, el rotor gira en un alojamiento para bomba formado principalmente en espiral, que tiene una entrada cilindrica, caracterizado porque el alabe o los alabes están diseñados con bordes delanteros de barrido hacia atrás, el ángulo del sector ?T, en un sistema de coordenadas con origen en el centro del eje del rotor, entre la periferia del borde delantero y la conexión del borde delantero al cubo es de 125-195 grados, de preferencia 140-180 grados.
2. 2. Un rotor de bomba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el borde delantero del alabe cae en un plano perpendicular al eje del rotor y dentro del área de la entrada de la bomba de forma cilindrica, en donde la velocidad absoluta del medio bombeado es esencialmente axial.
3. 3. Un rotor de bomba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la conexión del borde delantero al cubo está localizada adyacente al extremo del cubo.
4. 4. Un rotor de bomba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación del diámetro entre la conexión del borde delantero al cubo y la periferia del borde delantero es de entre 0.1 y 0.4, de preferencia 0.15 a 0.35.