WO2020009562A1 - Bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético - Google Patents
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Definitions
- the magnetic displacement positive displacement hydraulic pump of the present invention refers to a device capable of transforming the mechanical energy provided by an external motion generator into hydraulic energy. This energy will be used to move a fluid through a pipe connected to the pump flanges.
- the use of this pump can be destined to various areas in the industry, such as pharmaceutical, food, biomedical, agricultural, mechanical, construction, transport, mining, etc. This is due to its versatility to transfer mechanical energy to fluids of different viscosities, with a dosage proportional to the angular displacement of the motor shaft.
- EP1 172561 discloses a magnetic drive pump for automotive use, which has an internal lobe mechanism.
- This type of pumps is characterized by not being balanced because the axes of the gears are not concentric, which can cause unwanted vibrations, in addition to the fact that in this type of pumps the wear suffered by the moving parts is greater because there is a minimum contact between the ridges of the lobes.
- the pressure that this device is capable of generating is limited to the strength of the magnets.
- the configuration of magnets with magnetic shield provided in the hydraulic positive displacement pump with magnetic drag of the present invention is capable of maintaining the connection between gear and rotor, which causes a higher output pressure with respect to the input energy. This provides a greater range. of possible applications; Not only the automaker.
- US2010130327 is related to a positive displacement pump whose drive is by electromagnetic means. Its application is in the automotive field. Its operating principle allows the second gear to be rotated by polarizing the coils or windings that are arranged outside the pump and inside the main housing. The amount of fluid displaced, which is handled inside it, depends on the dimensions of the cavities generated between the main and secondary gears. The space required to operate this pump, due to all the components that make it up and the way in which they are distributed, represent a voluminous structure compared to the volume of fluid displaced.
- Figure 1 illustrates an exploded view of the positive displacement hydraulic pump with magnetic drive of the present invention.
- Figure 2 illustrates the rotor and a detail of the magnetic element and its corresponding magnetic shield from an isometric view.
- Figures 3a and 3b illustrate the detail of a magnetic shield from a side view and an isometric view respectively.
- Figure 4 illustrates in detail the cover of the casing of the positive displacement hydraulic pump with magnetic drag from a rear view.
- Figure 5 illustrates a cross section of the positive displacement hydraulic pump with magnetic drag and the details of the parts that comprise it.
- Figure 6a illustrates an example of application of the technology, in particular applied to a fluid lifting process.
- Figure 6b illustrates an example of the application of technology, in particular applied to a hydraulic bicycle.
- Figure 6c illustrates an example of application of the technology, in particular applied to a hemodialysis process.
- the positive displacement hydraulic pump with magnetic drag of the present invention is comprised of a single housing (1) made of resistant material and with non-magnetic and even paramagnetic characteristics, such as engineering plastics, composite polymers and Nonferrous metals.
- the characteristics of shape and size of the housing (1) may vary according to the application, also the housing (1) in the preferred embodiment of the invention has a driving gear housing (1 d) and with at least one housing for a driven gear (1 e), an inlet flange (1 a), at least one outlet flange (1 b), an independent rotor housing (1f) and a process fixing means (1 c).
- the positive displacement hydraulic pump with magnetic drag contains a conductive gear (2) made of some material with low friction characteristics on its contact faces (machined with its polished faces or mirror finish) or some other material with low coefficient of friction like PTFE.
- the positive displacement hydraulic pump with magnetic drive is comprised of at least one driven gear (3) made of some material with low friction characteristics on its contact faces, with a polished machining preferably mirror finish or of some other material with low coefficient of friction such as PTFE.
- the dimensions of the driven gear (3) are smaller than the driving gear (2), this in order to reduce the space that a positive displacement pump with a similar pumping capacity would commonly occupy.
- Each driven gear (3) is arranged in the housing for driven gear (1 e) inside the housing (1).
- the independent rotor (6) is made of a solid material preferably of some composite polymer or non-ferrous metal and has a connection (6b) arranged at the center to engage an external motion generator (G).
- Said independent rotor (6) comprises on its periphery a plurality of grooves for each element of a plurality of magnetic shields (7).
- the magnetic shields (7) are made of a material of high magnetic permeability such as the sweet iron or special alloys of Iron-Nickel-Copper-Molybdenum.
- each element of the plurality of magnetic shields (7) has a magneto housing (7a).
- the magnetic shields (7) are further characterized by having a trapezoidal profile shown in Fig.
- each element of the plurality of Magnetic shields (7) contains an element of the plurality of magnets (51) inserted in the magneto housings (7a).
- the independent rotor (6) with its respective magnetic shields (7) and their respective magnets (51) is inserted into the independent rotor housing (1f) of the housing (1); It is considered a clearance or air gap (D) illustrated in Fig. 5 in Detail C.
- the above is for the independent rotor (6) to rotate without friction inside the independent rotor housing (1 f) of the housing (1).
- the conductive gear (2) is comprised of a plurality of internal cavities (2a) around its core, which have a trapezoidal transverse shape and have the function of receiving magnetic shields (4). Said internal cavities (2a) are arranged in an equidistant circular arrangement where each element of the plurality of magnetic shields (4) is inserted.
- the magnetic shields (4) are made of a material of high magnetic permeability such as the sweet iron or special alloys of Iron-Nickel-Copper-Molybdenum, where each element of the plurality of magnetic shields (4) has a housing for magneto (4th).
- the magnetic displacement positive displacement hydraulic pump of the present invention comprises a cover (8) with a flat internal surface and an external surface containing a plurality of stress distribution structures (8a).
- the cover (8) has an opening for driven gear and an independent rotor opening, as it is to be appreciated, one of the objectives of the cover (8) is to cover in a highly hermetic manner the internal mechanisms of the pump and which are described in advance This sealing is achieved by means of holes located on the periphery of the lid (8) in conjunction with the plurality of stress distribution structures (8a), said plurality of holes located on the periphery of the lid (8) coincide with a plurality of holes arranged on the periphery of the housing (1), such that the independent rotor (6) is secured in the independent rotor housing (1f) of the housing (1) of the positive displacement hydraulic pump with drag magnetic.
- the cover (8) comprises on its external surface a plurality of structures of stress distribution (8a), which press some sealing means contained in the grooves (8b), (8c) and (8d), which can be made of Viton®, Neoprene®, Polyurethane or PTFE as required by the application of the technology.
- the positive displacement hydraulic pump with magnetic drag contamination of the working fluid is avoided because its housing is hermetically sealed.
- the positive displacement hydraulic pump with magnetic drag does not use any type of mechanical seal and does not use time gears, so its compact design allows you to take better advantage of the space around you.
- the positive displacement hydraulic pump with magnetic drag solves the technical problems that are involved with the use of mechanical seals, such as: working fluid contamination, mechanical seal breakdown due to shaft offset, mechanical seal breakdown due to face breakage contact, etc.
- the lobular shape combined with the polished finish of the contact faces between the conductive gear (2) and the driven gear (3) allows a perfect assembly, which is characterized by a tangential contact point (Fig. 5 Detail B) that varies its position on the contact surfaces of the lobe and the cavity.
- the independent rotor (6) begins to rotate, it drives the driving gear (2) through the set of magnetic forces formed between the plurality of magnets (5) and the plurality of magnets (51) enhanced with their respective magnetic shields ( 4) and (7).
- an air gap (D) of 0.05mm and up to 1.5mm between the housing (1) and the independent rotor (6) is essential, as shown in Fig. 5 Detail C.
- the magnetic displacement positive displacement hydraulic pump of the present invention has 3 main stages of operation and for demonstration purposes, the external motion generator (G) is a motor that rotates at certain constant revolutions per minute clockwise, more specifically, the present invention, also provides a method of positive displacement of fluid with magnetic drag by means of the pump already described and illustrated, wherein said The method includes the steps of: Admission, where at the moment when the angular movement of the external movement generator (G) connected to the independent rotor (6) begins, which in turn magnetically drags the driving gear (2) generating a pressure negative due to the separation between ridges and valleys of the lobular shape of the conductive gear (2) and the driven gear (3), this negative pressure or vacuum pressure introduces the fluid through the channel of the inlet flange (1 a) filling the valleys between the lobes of the conductive gear (2) and the corresponding ones of the driven gear;
- the three stages a) -c) occur simultaneously, that is, while a portion of the fluid is forced to enter the positive displacement hydraulic pump with magnetic drag, another portion of fluid with similar characteristics is transported between the valleys peripherals of the gears and in turn another portion of the fluid is forced to be ejected from the mechanism.
- figure 6a refers to a fluid lifting system located in an underground tank where the positive displacement hydraulic pump (100), with the aid of a non-return valve admits the fluid from the lower tank (T1), to its subsequent deposit in an elevated tank (T2).
- the fluid transmission system of a hydraulic bicycle is illustrated in the example in Figure 6b.
- the positive displacement hydraulic pump with magnetic drive (100) provides the necessary oil flow to the actuators (A1, A2, A3, A4) from a synthetic oil container (C1).
- a hemodialysis system is referred to where the positive displacement hydraulic pump with magnetic drag (100) transports blood from an extremity through an intravenous catheter that passes through the supply of Heparin (B1) and a pressure gauge (11) to the dialyzer (D1). Subsequently, dialyzed blood passes through a trap and air detector (X1) along with another indicator (I2) to be re-entered into the bloodstream by opening the valve (V1).
- X1 trap and air detector
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Abstract
La presente invención se refiere a un dispositivo que transforma la energía mecánica provista por un generador de movimiento externo, en energía hidráulica; esta energía se utilizará para desplazar un fluido a través de una tubería conectada a las bridas de la bomba. El uso de esta bomba puede ser destinado a diversas áreas en la industria, tales como la farmacéutica, alimenticia, biomédica, agraria, mecánica, de construcción, de transporte, de minería, etc.; esto se debe a su versatilidad para transferir la energía mecánica a fluidos de distintas viscosidades, con una dosificación proporcional al desplazamiento angular del eje del motor. El movimiento del generador de movimiento es transferido al interior del dispositivo mediante un eje rotor arreglo único de elementos magnéticos dotados de escudos magnéticos y de los problemas técnicos que se involucran con el uso de sellos mecánicos, tales como: contaminación del fluido de trabajo, avería del sello mecánico por desfase de ejes provocando fugas, avería del sello mecánico por rotura de caras de contacto provocando fugas del fluido hacia el exterior.
Description
BOMBA HIDRÁULICA DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO CON ARRASTRE
MAGNÉTICO.
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN.
La bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de la presente invención se refiere a un dispositivo capaz de transformar la energía mecánica provista por un generador de movimiento externo en energía hidráulica. Esta energía se utilizará para desplazar un fluido a través de una tubería conectada a las bridas de la bomba. El uso de esta bomba puede ser destinado a diversas áreas en la industria, tales como la farmacéutica, alimenticia, biomédica, agraria, mecánica, de construcción, de transporte, de minería, etc. Esto se debe a su versatilidad para transferir la energía mecánica a fluidos de distintas viscosidades, con una dosificación proporcional al desplazamiento angular del eje del motor.
ANTECEDENTES.
En la actualidad existen dispositivos rotativos magnéticos que transforman la energía mecánica en energía hidráulica, tales como el de la patente EP1 172561 , la cual divulga una bomba de arrastre magnético para uso automotriz, la cual presenta un mecanismo de lóbulos internos. Este tipo de bombas se caracteriza por no ser balanceadas porque los ejes de los engranes no son concéntricos, lo que puede ocasionar vibraciones no deseadas, además de que en este tipo de bombas el desgaste que sufren las partes en movimiento es mayor pues existe un mínimo contacto entre las crestas de los lóbulos. La presión que este dispositivo es capaz de generar queda limitada a la fuerza de los magnetos. La configuración de magnetos con escudo magnético provista en la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de la presente invención es capaz de mantener la conexión entre engrane y rotor, lo que provoca una mayor presión de salida con respecto a la energía de entrada. Esto proporciona una mayor gama
de aplicaciones posibles; no sólo la automotriz.
Por otro lado, la patente US2010130327, está relacionada con una bomba de desplazamiento positivo cuyo accionamiento es por medios electromagnéticos. Su aplicación está en el ámbito automotriz. Su principio de funcionamiento permite hacer girar el segundo engrane mediante la polarización de las bobinas o devanados que están dispuestos fuera de la bomba y dentro de la carcasa principal. La cantidad de fluido desplazado, que se maneja en su interior, depende de las dimensiones de las cavidades generadas entre el engrane principal y el secundario. El espacio que se requiere para operar esta bomba, debido a todos los componentes que la conforman y la manera en que están distribuidos, representan una estructura voluminosa comparada con el volumen de fluido desplazado.
Parte de la energía eléctrica que no es aprovechada se transforma en calor inducido por los devanados. En este tipo de bombas es importante monitorear la temperatura de trabajo porque los imanes tienden a perder sus propiedades cuando son sobre-calentados, este calor también dilata los engranes internos provocando desgaste. Adicionalmente, el calentamiento generado en los devanados se transfiere al interior de la bomba, alterando las propiedades del fluido. Así mismo, la fuerza de los electroimanes se encuentra limitada porque el aumento del flujo de corriente provoca un aumento de temperatura, el cual puede llegar a fundir el aislante de los devanados provocando corto circuito, y por consecuencia una disminución de la capacidad de bombeo.
Al igual que en la patente EP1 172561 , en esta patente también se generan vibraciones no deseadas ya que sus ejes de rotación no son concéntricos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.
La figura 1 , ilustra un despiece de la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de la presente invención.
La figura 2, ilustra el rotor y un detalle del elemento magnético y su correspondiente escudo magnético desde una vista isométrica.
Las figuras 3a y 3b, ilustran el detalle de un escudo magnético desde una vista lateral y una vista isométrica respectivamente.
La figura 4, ilustra a detalle la tapa de la carcasa de la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético desde una vista posterior.
La figura 5, ilustra una sección transversal de la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético y los detalles de las partes que la conforman.
La figura 6a, ilustra un ejemplo de aplicación de la tecnología, en particular aplicado a un proceso de elevación de fluido.
La figura 6b, ilustra un ejemplo de aplicación de la tecnología, en particular aplicado a una bicicleta hidráulica.
La figura 6c, ilustra un ejemplo de aplicación de la tecnología, en particular aplicado a un proceso de hemodiálisis.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE INVENCIÓN.
Con apoyo en las figuras, la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de la presente invención se comprende de una única carcasa (1 ) fabricada de material resistente y con características no magnéticas e incluso paramagnéticas, tales como plásticos de ingeniería, polímeros compuestos y metales no ferrosos. Las características de forma y tamaño de la carcasa (1 ) pueden variar según la aplicación, asimismo la carcasa (1 ) en la modalidad preferida de la invención cuenta con un alojamiento de engrane conductor (1 d) y con al menos un alojamiento para un engrane conducido (1 e), una brida de entrada (1 a), al menos una brida de salida (1 b), un alojamiento para rotor independiente (1f) y un medio de fijación a proceso (1 c).
En su interior, la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético contiene un engrane conductor (2) fabricado de algún material con características de baja fricción en sus caras de contacto (maquinado con sus caras pulidas o acabado espejo) o de algún otro material con bajo coeficiente de fricción
como el PTFE.
En la modalidad preferida de la invención, la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético se comprende de al menos un engrane conducido (3) fabricado de algún material con características de baja fricción en sus caras de contacto, con un maquinado pulido preferentemente acabado espejo o de algún otro material con bajo coeficiente de fricción como el PTFE. Las dimensiones del engrane conducido (3) son menores al engrane conductor (2), esto con la finalidad de reducir el espacio que comúnmente ocuparía una bomba de desplazamiento positivo con una capacidad de bombeo similar. Cada engrane conducido (3) se encuentra dispuesto en los alojamientos para engrane conducido (1 e) al interior de la carcasa (1 ).
El rotor independiente (6) está fabricado de un material sólido preferentemente de algún polímero compuesto o metal no ferroso y cuenta con una conexión (6b) dispuesta al centro para acoplarse a un generador de movimiento externo (G). Dicho rotor independiente (6) comprende en su periferia de una pluralidad de ranuras para cada elemento de una pluralidad de escudos magnéticos (7). Los escudos magnéticos (7) son fabricados de un material de alta permeabilidad magnética como puede ser el fierro dulce o aleaciones especiales de Fierro-Níquel- Cobre-Molibdeno. Asimismo cada elemento de la pluralidad de escudos magnéticos (7) cuenta con un alojamiento para magneto (7a). Los escudos magnéticos (7) se caracterizan además por tener un perfil trapezoidal mostrado en la Fig. 3a que está dado por un ángulo b que actúa como medio de aseguramiento con el rotor independiente (6), a su vez cada elemento de la pluralidad de escudos magnéticos (7) contiene un elemento de la pluralidad de magnetos (51 ) insertados en los alojamientos para magneto (7a).
El rotor independiente (6) con sus respectivos escudos magnéticos (7) y sus respectivos magnetos (51 ) es insertado en el alojamiento para rotor independiente (1f) de la carcasa (1 ); se considera una holgura o espacio de aire (D) ilustrado en la Fig. 5 en el Detalle C. Lo anterior es para que el rotor independiente (6) gire sin fricción en el interior del alojamiento para rotor independiente (1 f) de la carcasa (1 ).
El engrane conductor (2) se comprende de una pluralidad de cavidades internas (2a) alrededor de su núcleo, las cuales tienen una forma transversal trapezoidal y tiene la función de recibir unos escudos magnéticos (4). Dichas cavidades internas (2a) están dispuestas en un arreglo circular equidistante en dónde se inserta cada elemento de la pluralidad de escudos magnéticos (4). Los escudos magnéticos (4) son fabricados de un material de alta permeabilidad magnética como puede ser el fierro dulce o aleaciones especiales de Fierro-Níquel-Cobre-Molibdeno, en dónde cada elemento de la pluralidad de escudos magnéticos (4) cuenta con un alojamiento para magneto (4a).
Los escudos magnéticos (4) se caracterizan además, por tener un perfil trapezoidal mostrado en la Fig. 3a que está dado por un ángulo oc que actúa como medio de aseguramiento entre el escudo magnético (4) y las cavidades internas (2a) del engrane conductor (2), a su vez cada elemento de la pluralidad de escudos magnéticos (4) contiene un elemento de la pluralidad de magnetos (5) insertados en los alojamientos para magneto (4a). Cabe señalar que pueden darse las dos siguientes combinaciones para los ángulos oc y b: oc = b o también oc <b.
La bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de la presente invención comprende una tapa (8) con una superficie interna plana y una superficie externa que contiene una pluralidad de estructuras de distribución de esfuerzo (8a). La tapa (8) tiene una abertura para engrane conducido y una abertura para rotor independiente, como es de apreciar, uno de los objetivos de la tapa (8) es cubrir de una manera altamente hermética los mecanismos internos de la bomba y que están descritos con anterioridad. Esta hermeticidad se logra por medio de barrenos situados en la periferia de la tapa (8) en conjunto con la pluralidad de estructuras de distribución de esfuerzo (8a), dicha pluralidad de barrenos situados en la periferia de la tapa (8) coinciden con una pluralidad de barrenos dispuestos en la periferia de la carcasa (1 ), de tal forma que se asegura el rotor independiente (6) en el alojamiento para rotor independiente (1f) de la carcasa (1 ) de la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético.
La tapa (8) comprende en su superficie externa una pluralidad de estructuras de
distribución de esfuerzo (8a), que oprimen algún medio de hermetizado contenido en las ranuras (8b), (8c) y (8d), el cual puede ser de Vitón®, Neopreno®, Poliuretano o PTFE según lo requiera la aplicación de la tecnología.
En la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético se evita la contaminación del fluido de trabajo debido a que su carcasa se encuentra herméticamente sellada. La bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético no hace uso de ningún tipo de sello mecánico y tampoco hace uso de engranes de tiempo, por lo que su diseño compacto permite aprovechar de una mejor manera el espacio a su alrededor.
La bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético resuelve los problemas técnicos que se involucran con el uso de sellos mecánicos, como podrían ser: contaminación del fluido de trabajo, avería del sello mecánico por desfase de ejes, avería del sello mecánico por rotura de caras de contacto, etc.
La forma lobular aunada al acabado pulido de las caras de contacto entre el engrane conductor (2) y el engrane conducido (3) permite un ensamble perfecto, el cual se caracteriza por un punto de contacto tangencial (Fig. 5 Detalle B) que varía su posición sobre las superficies de contacto del lóbulo y de la cavidad. Cuando el rotor independiente (6) comienza a girar, éste arrastra al engrane conductor (2) por medio del conjunto de fuerzas magnéticas formadas entre la pluralidad de magnetos (5) y la pluralidad de magnetos (51 ) potenciado con sus respectivos escudos magnéticos (4) y (7).
Para que el rotor independiente (6) gire libremente, es indispensable un espacio de aire (D) que va de 0.05mm y hasta 1.5mm entre la carcasa (1 ) y el rotor independiente (6) como se observa en la Fig. 5 Detalle C. Una vez establecido el contacto magnético entre el rotor independiente (6) y el engrane conductor (2). El engrane conductor (2) entra en contacto con el engrane conducido (3) tal como se muestra en la Fig. 5 Detalle B.
En la modalidad preferida, la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de la presente invención, cuenta con 3 principales etapas de funcionamiento y para efectos demostrativos, el generador de movimiento externo
(G) es un motor que gira a ciertas revoluciones por minuto constantes en sentido horario, más específicamente, la presente invención, además proporciona un método de desplazamiento positivo de fluido con arrastre magnético por medio de la bomba ya descrita e ilustrada, en donde dicho método comprende las etapas de: Admisión, en donde en el instante en que comienza el movimiento angular del generador de movimiento externo (G) conectado al rotor independiente (6), quien a su vez arrastra magnéticamente al engrane conductor (2) generando una presión negativa debido a la separación entre crestas y valles de la forma lobular del engrane conductor (2) y el engrane conducido (3), esta presión negativa o presión de vacío introduce el fluido por el canal de la brida de entrada (1 a) llenando los valles entre los lóbulos del engrane conductor (2) y los correspondientes del engrane conducido;
Transporte, en donde mientras el fluido de trabajo continúa llenando los valles de los engranes conductor (2) y el engrane conducido (3), el fluido que previamente se depositó en los valles antes mencionados, es transportado periféricamente en los huecos que se generan entre los valles y la pared de la única carcasa (1 ) hacia el canal de la brida de salida (1 b);
Expulsión, en donde durante esta etapa, el fluido que se ha transportado por los valles del engrane conductor (2) se encuentra con el fluido que se ha transportado por los valles del engrane conducido (3), debido al engranaje entre ambos: engrane conductor (2) y engrane conducido (3) mostrado, el fluido transportado es forzado a reducir su volumen, provocando que la presión en el fluido aumente y sea expulsado por la brida de salida (1 b).
Cabe mencionar que las tres etapas a)-c) ocurren simultáneamente, es decir, que mientras una porción del fluido es forzada a ingresar a la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético, otra porción de fluido con características similares es transportada entre los valles periféricos de los engranes y a su vez otra porción del fluido es forzada a ser expulsada del mecanismo.
Por otro lado, en las figuras 6a-6c se ilustran algunos ejemplos de aplicación de la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de la presente
invención, en donde:
El ejemplo de la figura 6a se refiere a un sistema de elevación de fluido ubicado en un depósito subterráneo en dónde la bomba hidráulica de desplazamiento positivo (100), con ayuda de una válvula anti retorno admite el fluido del tanque inferior (T1 ), para su posterior depósito en un tanque elevado (T2).
En el ejemplo de la figura 6b se ilustra el sistema de transmisión de fluido de una bicicleta hidráulica. En dónde la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético (100) proporciona el caudal de aceite necesario hacia los actuadores (A1 , A2, A3, A4) desde un contenedor de aceite sintético (C1 ).
En el ejemplo de aplicación de la figura 6c se hace referencia a un sistema de hemodiálisis dónde la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético (100) transporta sangre desde una extremidad mediante un catéter intravenoso que pasa por el suministro de Heparina (B1 ) y un indicador de presión (11 ) hasta el dializador (D1 ). Posteriormente la sangre dializada pasa a través de una trampa y detector de aire (X1 ) junto con otro indicador (I2) para ser reingresada al torrente sanguíneo mediante la apertura de la válvula (V1 ).
Claims
1. Una bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético, que comprende:
una carcasa (1 ) en donde dicha carcasa comprende un alojamiento de engrane conductor (1 d), un alojamiento para un engrane conducido (1 e) y un alojamiento de rotor independiente (1f), con una brida de entrada (1 a) y una brida de salida
(l e);
un engrane conductor (2) con dientes externos dispuesto en el alojamiento de engrane conductor (1 d) con una pluralidad de cavidades internas (2a) dispuestas en el núcleo del mismo para recibir unos elementos magnéticos (4,5);
Un rotor independiente (6) dispuesto en el alojamiento de rotor independiente
(lf) que comprende en su periferia unas cavidades (6a) que contienen elementos magnéticos (51 ) y una conexión (6b) dispuesta al centro para acoplarse a un generador de movimiento externo (G);
Un engrane conducido (3) con dientes externos dispuesto en el alojamiento para engrane conducido (1 e) e interconectado con los dientes externos del engrane conductor (2) para transmitir fluido comprimido de la brida de entrada (1 a) a la brida de salida (1 b);
Una tapa (8) fija y herméticamente adaptada a la carcasa (1 ).
2. La bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque los elementos magnéticos (4,5) se comprenden cada uno de un imán (5) cubierto por un escudo magnético (4) y en donde dichos elementos magnéticos se disponen en un arreglo circular y equidistantes respecto a uno de los otros.
3. La bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque los elementos
magnéticos (7, 51 ) se comprenden cada uno de un imán (51 ) cubierto por un escudo magnético (7) y en donde dichos elementos magnéticos se disponen en un arreglo circular y equidistantes respecto a uno de los otros.
4. La bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque la tapa (8) comprende barrenos situados en la periferia de la misma, los cuales coinciden con una pluralidad de barrenos dispuestos en la periferia de la carcasa (1 ), de tal forma que se asegura el rotor independiente (6) de la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético.
5. La bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque la tapa (8) comprende en su superficie externa una pluralidad de estructuras de distribución de esfuerzo (8a), tales como unas ranuras, que oprimen algún medio de hermetizado contenido en las ranuras (8b), (8c) y (8d), el cual puede ser de vitón®, neopreno®, poliuretano o PTFE.
6. Un método de desplazamiento positivo de fluido con arrastre magnético por medio de la bomba reclamada en la reivindicación 1 , que comprende las etapas de:
a) Admitir, en donde en el instante en que comienza el movimiento angular del generador de movimiento externo (G) conectado al rotor independiente (6), quien a su vez arrastra magnéticamente al engrane conductor (2) generando una presión negativa debido a la separación entre crestas y valles de la forma lobular del engrane conductor (2) y el engrane conducido (3), esta presión negativa o presión de vacío introduce el fluido por el canal de la brida de entrada (1 a) llenando los valles entre los lóbulos del engrane conductor (2) y los correspondientes del engrane conducido;
b) Transportar, en donde mientras el fluido de trabajo continúa llenando los valles de los engranes conductor (2) y el engrane conducido (3), el fluido que previamente se depositó en los valles antes mencionados, es transportado periféricamente en los huecos que se generan entre los valles y la pared de
la única carcasa (1 ) hacia el canal de la brida de salida (1 b);
c) Expulsar, en donde durante esta etapa, el fluido que se ha transportado por los valles del engrane conductor (2) se encuentra con el fluido que se ha transportado por los valles del engrane conducido (3), debido al engranaje entre ambos: engrane conductor (2) y engrane conducido (3) mostrado, el fluido transportado es forzado a reducir su volumen, provocando que la presión en el fluido aumente y sea expulsado por la brida de salida (1 b).
7. Un método de desplazamiento positivo de fluido con arrastre magnético de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque las tres etapas a)-c) ocurren simultáneamente, es decir, que mientras una porción del fluido es forzada a ingresar a la bomba hidráulica de desplazamiento positivo con arrastre magnético, otra porción de fluido con características similares es transportada entre los valles periféricos de los engranes y a su vez otra porción del fluido es forzada a ser expulsada del mecanismo.
8. Un sistema de elevación de fluido ubicado en un depósito subterráneo que comprende la bomba hidráulica de desplazamiento positivo (100) reclamada en la reivindicación 1 , con ayuda de una válvula anti retorno admite el fluido del tanque inferior (T1 ), para su posterior depósito en un tanque elevado (T2).
9. Un sistema de transmisión de fluido de una bicicleta hidráulica que comprende la bomba hidráulica de desplazamiento positivo (100) reclamada en la reivindicación 1 que proporciona el caudal de aceite necesario hacia unos actuadores (A1 , A2, A3, A4) desde un contenedor de aceite sintético (C1 ).
10. Un sistema de hemodiálisis que comprende la bomba hidráulica de desplazamiento positivo (100) reclamada en la reivindicación 1 , en donde la bomba hidráulica transporta sangre desde una extremidad mediante un catéter intravenoso que pasa por el suministro de Eparina (B1 ) y un indicador de presión
(11 ) hasta un dializador (D1 ) para que la sangre dializada pase a través de una trampa y detector de aire (X1 ) junto con otro indicador (I2) para ser reingresada al torrente sanguíneo mediante la apertura de una válvula (V1 ).
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3261298A (en) * | 1964-11-13 | 1966-07-19 | Curtis L Wilson | Magnetic pump coupling |
| US20070098576A1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-03 | Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. | Fluid pump having a simplified structure |
| US20070098584A1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-03 | Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. | Compact fluid pump having a simplified structure |
| CN201041156Y (zh) * | 2007-04-13 | 2008-03-26 | 吴德政 | 水循环泵结构 |
| DE102009028095A1 (de) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Robert Bosch Gmbh | Pumpe mit integriertem Elektromotor |
| US20130177459A1 (en) * | 2012-01-06 | 2013-07-11 | Richard Weatherley | Pump |
| US20160072362A1 (en) * | 2014-09-05 | 2016-03-10 | Steve Michael Kube | Hybrid Axial Flux Machines and Mechanisms |
| CN107255073A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-17 | 浙江乾麟缝制设备有限公司 | 一种电机内置式齿轮泵 |
-
2018
- 2018-07-03 MX MX2018008253A patent/MX2018008253A/es unknown
-
2019
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3261298A (en) * | 1964-11-13 | 1966-07-19 | Curtis L Wilson | Magnetic pump coupling |
| US20070098576A1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-03 | Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. | Fluid pump having a simplified structure |
| US20070098584A1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-03 | Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. | Compact fluid pump having a simplified structure |
| CN201041156Y (zh) * | 2007-04-13 | 2008-03-26 | 吴德政 | 水循环泵结构 |
| DE102009028095A1 (de) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Robert Bosch Gmbh | Pumpe mit integriertem Elektromotor |
| US20130177459A1 (en) * | 2012-01-06 | 2013-07-11 | Richard Weatherley | Pump |
| US20160072362A1 (en) * | 2014-09-05 | 2016-03-10 | Steve Michael Kube | Hybrid Axial Flux Machines and Mechanisms |
| CN107255073A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-17 | 浙江乾麟缝制设备有限公司 | 一种电机内置式齿轮泵 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHAVEZ, D.: "Politecnicos desarrollan bicicleta hidraulica", LA CRÓNICA DE HOY, 13 November 2017 (2017-11-13), XP055669034, Retrieved from the Internet <URL:http://www.cronica.com.mx/notas/2017/1052246.html#> [retrieved on 20190927] * |
| RAY SANCHEZ: "Prueba de bomba hidraulica para bicicleta ''hydro"", YOUTUBE, 6 August 2018 (2018-08-06), XP054980221, Retrieved from the Internet <URL:https://www.youtube.com/watch?v=a_6lIb2Pn6Q> [retrieved on 20190927] * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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