PT959254E - Bomba centrifuga vedada radialmente - Google Patents

Description

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DESCRICÃO “Bomba centrífuga vedada radialmente” O presente invento refere-se a uma bomba centrífuga vedada radialmente.

Nos sistemas onde se escoam fluidos incompressíveis, como por exemplo, água, existem sempre máquinas que proporcionam o movimento, a elevação e, em geral, o fornecimento de energia à água do circuito. As bombas são as máquinas que executam esta função, as bombas, que de acordo com as características de trabalho, são classificadas como bombas alternativas, axiais, centrífugas, etc.

As bombas centrífugas pertencem à família das turbomáquinas; nestas bombas, a permuta de energia entre a máquina e o fluido é realizada através de forças hidrodinâmicas, as quais são exercidas pelas pás da máquina contra o fluido, uma vez que as ditas pás estão em movimento relativo relativamente ao dito fluido.

Como se sabe, as bombas centrífugas têm estado presentes no mercado desde há muito tempo, as ditas bombas, de acordo com a sua estrutura básica, compreendem uma caixa exterior, dentro da qual um impulsor, accionado por um veio ligado a um motor, pode rodar. As ditas bombas têm, entre a caixa e o impulsor, anéis de vedação adequados, os quais executam a sua função ao longo das suas linhas ou porções de geração, das superfícies opostas, as quais são, em geral, substancialmente cilíndricas e coaxiais ao dito impulsor. Além disso, exteriormente à caixa e/ou à câmara do fluido, a bomba tem chumaceiras lisas ou de rolamentos, a fim de realizar a ligação rotativa do veio, ao qual o impulsor está fixado por estrias, à dita caixa. As ditas bombas têm circuitos auxiliares e tanques, os quais estão associados às chumaceiras, de modo a conterem e distribuírem a massa lubrificante ou óleo das chumaceiras.

Como se sabe, as ditas bombas causam uma séria diminuição na eficiência da maquina devido as importantes fugas através dos vedantes, em especial entre as câmaras de alta e de baixa pressão.

Além disso, o funcionamento da maquina apresenta com frequência altos riscos ambientais uma vez que a mesma é ruidosa e poluidora, por causa da presença de circuitos auxiliares para lubrificação das chumaceiras e da produção

87 402 ΕΡ 0 959 254/ΡΤ 2 de massas lubrificantes e óleos já usados. De facto, devido às fugas de lubrificante dos vedantes dos circuitos auxiliares, o ambiente é contaminado por um agente altamente poluidor; além disso, o lubrificante descarregado da maquina, por exemplo, quando o dito lubrificante é mudado, tem que ser armazenado e deitado fora de maneira adequada.

Finalmente, a estrutura das ditas bombas é extremamente volumosa e complexa uma vez que a mesma requer, além dos já mencionados circuitos de lubrificante auxiliar, o uso de chumaceiras para bloqueio axial do veio. DE 142 214 C refere-se a uma bomba centrífuga de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. O objectivo do presente invento é eliminar as desvantagens da técnica conhecida, através da realização de uma bomba centrífuga, a qual consegue altos níveis de eficiência.

Outro objectivo do invento é realizar uma bomba centrífuga, a qual tem dimensões axiais extremamente reduzidas e, em consequência, o peso extremamente reduzido.

Um outro objectivo do invento é realizar uma bomba sem aparelhos de lubrificação auxiliares e sem tanques de óleo ou massa.

Por último mas não menos importante objectivo do invento é realizar uma bomba pouco dispendiosa e fiável.

Estes objectivos são conseguidos, de acordo com o presente invento, realizando uma bomba centrífuga vedada radialmente de acordo com a reivindicação 1, a qual aqui é considerada como referência. A bomba tem, com vantagem anéis de vedação com dimensões mais pequenas em comparação com a técnica conhecida e os quais são reusáveis se os ditos anéis forem feitos, por exemplo, de ferro fundido cromado.

Além disso, a bomba tem pares de anéis do mesmo tamanho, associados à caixa e/ou ao impulsor, os ditos anéis são adequados para suportar uma força axial, os mesmos não colocam qualquer problema de ovalização e reduzem fortemente os problemas da expansão térmica e da deflexão do veio, 3 87 402 ΕΡ 0 959 254/ΡΤ especialmente quando ο veio tem um certo comprimento importante, entre suportes. O fabrico da bomba, de acordo com o invento, é simplificado uma vez que as superfícies a serem maquinadas, entre as quais se realiza a vedação, são planas; a montagem é simplificada porque a centragem é extremamente fácil e o uso e manutenção são também muito simples e baratas, uma vez que não existe possibilidade de gripagem e por causa da maior facilidade para revestir e tratar as superfícies planas.

Finalmente, a bomba tem um impacto ambiental muito baixo, uma vez que não descarrega massas e óleos gastos muito poluentes, os quais têm de ser deitados fora de uma maneira adequada.

Naturalmente, tudo isto tem como resultado custos de compra, manutenção e funcionamento fortemente reduzidos, além de fiabilidade, simplicidade e rapidez aumentadas durante o funcionamento e manutenção.

As características e vantagens da bomba centrífuga vedada radialmente, de acordo com o invento serão melhor compreendidas a partir da descrição que se segue de um exemplo não limitativo, com referência aos desenhos esquemáticos anexos, nos quais: a Fig. 1 é uma vista em corte da bomba de acordo com o invento; a Fig. 2 é uma vista em corte de um pormenor da bomba de acordo com o invento; a Fig. 3 é uma vista em alçado lateral da bomba de acordo com o invento; a Fig. 4 é uma vista em corte de um pormenor da bomba de acordo com o invento e de acordo com uma segunda concretização; a Fig. 5 é uma vista em corte de um pormenor da bomba de acordo com o invento e de acordo com uma terceira concretização; a Fig. 6 é uma vista em corte de um pormenor da bomba de acordo com o invento e uma quarta concretização; 4 87 402 ΕΡ 0 959 254/ΡΤ

Referindo-nos às figuras acima é mostrada, uma bomba centrífuga, indicada pelo número 1, em que um veio 4, ao qual está fixo por estrias um impulsor 5, está ligado rotativa mente, dentro de uma caixa 2. A caixa 2 e o impulsor 5 têm superfícies opostas 21, 22, perpendiculares ao eixo do impulsor, e meios de vedação e protecção 6 estão colocados entre as ditas superfícies a fim de evitar fugas de água da câmara de alta pressão para a câmara de baixa pressão e a fim de proteger as superfícies dos componentes principais da bomba. Os ditos meios 6 compreendem um anel de vedação, o qual está ligado de modo desmontável à caixa 2, através de meios de bloqueio 7, como por exemplo, rebites, outros dispositivos mecânicos e/ou agentes decolagem, ou, como no exemplo, parafusos. O impulsor 5, durante o funcionamento, transmite forças centrífugas à água, as ditas forças aumentam a eficiência da vedação, uma vez que afastam a água do eixo do impulsor 5.

Além disso, o anel 6 permite a centragem automática do impulsor 5 dentro da caixa 2 sem a necessidade de proporcionar elementos de fixação axial. De facto, o anel 6 pode transmitir forças axiais para a caixa 2 e para o impulsor 5, as ditas forças mantêm, de um modo natural e autónomo, o impulsor 5 na sua posição correcta dentro da caixa 2.

Numa concretização diferente, a bomba, de acordo com o invento, tem um anel de vedação 6, ligado de modo destacável ao impulsor 5 (Figura 4) por meio de parafusos 7; uma concretização adicional da bomba de acordo com o invento, tem um par de anéis de vedação 6, de modo que um primeiro anel está ligado ao impulsor 5 e um segundo anel está ligado à caixa 2 (Figura 5).

Os anéis 6 são feitos de materiais de desgaste com um coeficiente de atrito pequeno, a fim de ter um elemento de desgaste, o qual será substituído quando a deterioração material for tal que o mesmo deixa de garantir o devido funcionamento da bomba. Os ditos anéis são, de preferência, feitos de fibras sintéticas, materiais cerâmicos, pós sinterizados, materiais ferrosos revestidos com materiais adequados, por exemplo, anéis dc ferro fundido cromados. O veio 4 é ligado rotativamente à caixa 2 por meio de duas chumaceiras lisas 23, 24 as quais são posicionadas num primeiro e num segundo alojamentos cilíndricos 8, 9 da caixa 2. Nas extremidades das caixas 8, 9 a caixa tem um 5 87 402 ΕΡ 0 959 254/ΡΤ rebordo 18, para permitir a ligação destacável de uma tampa 10 ou de meios de vedação 12. A tampa 10 fecha o dito alojamento 8 e forma uma primeira câmara 11, adequada para conter água. Além disso, a tampa 10 pode ter uma abertura para ligar a dita câmara 11 ao ambiente exterior, sendo a dita abertura fechada por um hujão roscado 17.

Um dispositivo hidráulico de ligação 16 liga a câmara 11 a uma câmara de alta pressão 20, de modo a permitir que a passagem da água da câmara 20 para a câmara 11, isto permitirá a lubrificação da chumaceira lisa 23, pois a dita câmara 11 está em comunicação com a dita chumaceira. O alojamento 9, em que a segunda chumaceira lisa 24 está posicionada, tem a sua porção frontal fechada pelos meios de vedação 12, os quais permitem ao veio 4 projectar-se da caixa de bomba 2 e ser ligado a uma máquina não mostrada nas figuras. Os meios de vedação 12 definem, na extremidade do alojamento 9 da chumaceira 24, uma câmara 14, a qual está virada para a chumaceira 24, a dita câmara está ligada a câmara de alta pressão 20 através de um dispositivo hidráulico de ligação 16 e através dos meios de vedação 12. Por conseguinte, a água vinda da câmara de alta pressão 20, lubrifica tanto a chumaceira 23, posicionada no alojamento 8 como a chumaceira 24 posicionada no alojamento 9.

Uma concretização adicional da bomba de acordo com o invento tem anéis de vedação 6 posicionados entre a caixa 2 e o impulsor 5, os ditos anéis exercem, de acordo com o invento, a sua acção de vedação ao longo das superfícies radiais e dos rolamentos de esferas 30, os quais suportam o veio 44. (Figura 6).

Uma outra concretização da bomba de acordo com o invento, tem anéis de vedação, os quais exercem a sua acção vedante ao longo de superfícies radiais e das chumaceiras de roletes, as quais suportam o veio e ligam rotativamente o dito veio à caixa.

Nesta concretização da bomba, não há necessidade para dispositivos de bloqueio axiais, uma vez que o anel de vedação executa esta função (não mostrada). O funcionamento da bomba, de acordo com o invento, é como segue. 87 402 ΕΡ 0 959 254/ΡΤ J,

A água de admissão da bomba é enviada para uma câmara de baixa pressão 19 pelo impulsor 5, que cede energia à água, coloca a dita água sob alta pressão e descarrega a mesma na câmara de alta pressão 20. A vedação entre as câmaras 19, 20 é garantida pelos anéis de vedação 6, os quais, uma vez que são ligados de maneira desmontável à caixa 2, se movem em relação ao impulsor 5. Os ditos anéis obstruem com muita eficiência a passagem da água da câmara de alta pressão para a câmara de baixa pressão, uma vez que as forças centrífugas, transmitidas à água pelo impulsor, ajudam a execução da dita acção de obstrução.

Numa concretização simplificada (não mostrada), o espaço tomado pelo anel ou anéis é tomado por correspondentes porções da caixa 2 e do impulsor 5, e a vedação é realizada é realizada ao longo de superfícies opostas 21, 22. Neste caso, a fim de ter uma melhor garantia do desempenho da vedação, as superfícies podem ser tratadas de modo a ter uma melhor resistência ao deslizamento e ao desgaste.

Além disso, o veio da bomba, de acordo com o invento, estando ligado rotativamente à caixa 2 por meio de um par de chumaceiras lisas 23. As ditas chumaceiras são lubrificadas usando a mesma água tratada pela bomba e vinda da câmara de alta pressão 20 através dos dispositivos de ligação 16. A bomba, de acordo com o invento, não precisa de chumaceiras axiais ou outros componentes adequados para exercer forças axiais; de facto, os próprios anéis de vedação 6 permitem a permuta da força ao longo de eixo, entre o rotos 5 e a caixa 2.

Na prática, tem-se observado que a bomba, de acordo com o invento, é especialmente vantajosa por causa da alta eficiência que se consegue.

Além disso, a bomba é particularmente vantajosa de um ponto de vista ambiental, uma vez que a mesma reduz o ruído e os agentes poluentes, tais como massas e óleos usados.

Finalmente, os baixos custos do fabrico, manutenção e de funcionamento da dita bomba tornam o todo sistema pouco dispendioso. 7 87 402 ΕΡ 0 959 254/ΡΤ A bomba, como aqui descrita, pode ser sujeita a diversas modificações e alterações sem se sair do âmbito do invento; além disso, todos os pormenores podem ser substituídos por elementos tecnicamente equivalentes.

Na prática, os materiais e dimensões podem ser alterados à vontade, de acordo com as necessidades.

Lisboa, 30. MOV.

Por TM.P. S.p.A. Termomeccanica Pompe

DA CUNHA FERREIRA

Ag. Of. Pr. Ind.

Rua das Flores, 74--4-.° 1200-195 LISBOA

Claims (11)

1. 87 402 ΕΡ 0 959 254/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Bomba centrífuga com vedação radial, compreendendo uma caixa (2) à qual está ligado um veio (4) de modo a poder rodar, e um impulsor (5), ligado ao dito veio (4), e livre para poder rodar dentro da dita caixa (2), a dita caixa (2) e o dito impulsor (5), os quais têm movimento relativo, têm superfícies opostas (21, 22), as quais estão substancialmente perpendiculares ao eixo do dito impulsor (5) e as quais formam a vedação, caracterizado por a dita vedação compreender, pelo menos, um anel de vedação (6) a que está ligado, de modo destacável, por elementos bloqueio (7).
2. 2 - Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender meios vedação e de protecção de deslizamento (6), posicionado entre as ditas superfícies (21, 22) com movimento relativo, de modo a melhorar a acção de vedação e a proteger os principais componentes da bomba de contactos mútuos possíveis ou de impurezas fluidas.
3. 3 - Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dito anel estar ligado de modo destacável, pelo menos, ao impulsor (5).
4. 4 - Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por estar ligado de modo destacável, pelo menos, à caixa (2).
5. 5 - Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os ditos anéis de vedação (6) serem feitos de material com um baixo coeficiente de atrito.
6. 6 - Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os ditos elementos de bloqueio (7) serem parafusos.
7. 7 - Bomba centrífuga de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizada por a dita bomba compreender, pelo menos, as chumaceiras lisas (23, 24), posicionadas em alojamentos substancialmente cilíndricos (8, 9) da caixa (2), as ditas chumaceiras (23, 24) estarem posicionadas entre a dita caixa (2) e o dito veio (4) e serem lubrificadas pelo mesmo líquido tratado pela bomba. 87 402 ΕΡ 0 959 254/ΡΤ 2/2
8. 8 - Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por a porção frontal do dito primeiro alojamento (8) ser fechada por uma tampa (10), que define uma primeira câmara (11), ligada hidraulicamente à dita chumaceira lisa (23).
9. 9 - Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por a dita caixa (2) ter, junto do dito segundo alojamento (9), meios de vedação (12), associados ao dito veio (4), os quais definem, pelo menos, uma segunda câmara (14) ligada hidraulicamente às ditas chumaceiras lisas (24).
10. 10 - Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por ter, pelo menos, um dispositivo de ligação hidráulica (16) entre a dita primeira câmara (11) e uma câmara de alta pressão (20) da bomba, a fim de fornecer o fluido lubrificante necessário à dita chumaceira (23).
11. 11 - Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por ter um dispositivo de ligação hidráulica (16) entre a segunda câmara (14) e a dita câmara de alta pressão (20) da bomba, a fim de fornecer o fluido lubrificante necessário à dita chumaceira (24). Lisboa, 50. M3'J. 2801 Por TM.P. S.p.A. Termomeccanica Pompe - O AGENTE OFICIAL -

    Eng." ANTÓNIO JOÃO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. ind. Rua das Flores, 74-4·° 1200495 LISBOA