BRPI0706209A2 - sistema de vedação de anel flutuante flexìvel para bombas rotodinámicas - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE VEDAçãO DE ANEL FLUTUANTE FLEXìVEL PARA BOMBAS ROTODINáMICAS. Um sistema de vedação de anel flutuante (60) para bombas rotodinâmicas (10) compreende um anel flexivel que é estruturado para encaixar dentro de um canal circular formado por ranhuras geralmente concêntricas nos elementos de rotação e de não rotação da bomba, o anel ainda sendo dimensionado para sobrar com relação ao diâmetro interno da ranhura do elemento de rotação quando estático, e capaz de expansão radial sob forças centrifugas para fazer com que o anel flexivel flutue no canal circular durante a operação da bomba, ou deformação sob forças centrifugas ou de pressão, como lacunas entre o anel flexível e a ranhura no elemento não rotativo são minimizadas ou eliminadas.

Description

"SISTEMA DE VEDAÇÃO DE ANELFLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS"

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

Campo da Invenção: A presenteinvenção se relaciona às bombas rotodinâmicas, e serelaciona de forma especifica aos meios de restrição darecirculação de fluido e para a redução do desgaste entre oselementos de rotação e de não rotação das bombasrotodinâmicas, particularmente as bombas adequadas para omanuseio de pastas.

Descrição da Técnica

Relacionada: Bombas rotodinâmicas, como as bombascentrífugas, são comumente conhecidas e utilizadas para obombeamento de fluidos em muitos tipos de indústrias e paramuitas aplicações. As referidas bombas geralmentecompreendem um impulsor (elemento de rotação) alojado dentrode um corpo da bomba (elemento não rotativo) possuindo umaentrada de fluido e uma saida de fluido, ou descarga. Oimpulsor é tipicamente acionado por um motor externo aocorpo. O impulsor é posicionado dentro do corpo, de formaque o fluido ingressando na entrada do corpo seja entregueao centro ou olho do impulsor. A rotação do impulsor age nofluido principalmente pela ação das lâminas do impulsor,combinadas com a força centrifuga, move o fluido para asregiões periféricas do corpo para descarga da saida.

A ação dinâmica das lâminas,combinada com as forças centrífugas resultantes da rotaçãodo impulsor, produz gradientes de pressão dentro da bomba.Uma área de pressão menor é criada mais próxima do olho doimpulsor e uma área de maior pressão resulta no diâmetroexterno do impulsor e na parte voluta do corpo. Existe umaárea de mudança de pressão de maior para menor na lacunaradialmente estendida entre os componentes de rotação e denão rotação. A pressão diferencial dentro das bombas leva àrecirculação do fluido por meio da lacuna radial, entre asáreas de pressão alta baixa. A referida recirculação dofluido, tipicamente caracterizada como vazamento, resulta emuma conseqüente perda de desempenho da bomba e, na presençade particulas sólidas, um aumento dramático no desgaste.Portanto, as bombas são estruturadas com diversosdispositivos de vedação, tanto no lado do eixo do impulsorpara prevenir um vazamento externo quanto no lado da sucçãodo impulsor para prevenir o vazamento de recirculaçãointerno.

Sistemas eficazes de vedaçãosão conhecidos e empregados em bombas que processam umliquido claro. Por exemplo, a Patente Norte-Americana N04.909.707 de Wauligman, et al., descreve um anel de corpoflutuante que é posicionado na lacuna radial estendida deforma axial entre o impulsor e o corpo da bomba. Anéissimilares de vedação flutuante são descritos na PatenteNorte-Americana N0 4.97 6.444 de Richards e na Patente Norte-Americana N0 5.518.256 de Gaffal. A Patente Norte-AmericanaN0 6.082.964 de Kuroiwa revela um anel anular suportado queé, portanto, permitido flutuar no fluido ao redor. Osreferidos sistemas de vedação são direcionados para evitar ovazamento na lacuna radial estendida de forma axial entre oselementos de rotação e de não rotação. Esses sistemas devedação podem também incluir um elemento de anel dedesgaste. Um objetivo do anel de desgaste é reduzir odesgaste causado pelo contato dos componentes rigidos davedação.

Quando as bombas sãoutilizadas para processar as lâminas, a matéria particuladaabrasiva na lâmina causa um desgaste entre os elementos derotação e de não rotação (ou seja, fixa) da bomba. Odesgaste aumenta de forma drástica quando ocorre arecirculação do fluido conforme descrito anteriormente.Dessa forma, um meio de vedação eficaz entre os elementos debomba de rotação e fixo é desejável para reduzir de formaeficaz a recirculação do fluido entre os elementos derotação e fixo das bombas da lâmina, e, portanto, reduzir deforma eficaz o desgaste.

Diversos exemplos de sistemasde vedação para bombas de lâmina foram previamenterevelados. Alguns sistemas de vedação e/ou desgaste do anelforam revelados para o posicionamento em uma lacuna radialessencialmente estendida de forma axial entre o impulsor e ocorpo da bomba. Os referidos sistemas de vedação sãorevelados na Patente Norte-Americana N0 3.881.840 de Bunjese na Patente Norte-Americana N0 5.984.629 de Brodersen, et.Al., ambas das quais descrevem um anel fixo formado no corpoda bomba que interage com um elemento de projeção noimpulsor para fornecer uma vedação de labirinto e/ou anel dedesgaste. Deve-se observar que, em geral, as lacunas radiaisestendidas de forma axial não são bem adequadas paramanuseio de lâminas devido à alta probabilidade deaprisionamento de particula sólida entre os elementos derotação e de não rotação que causam um desgaste rápido noselementos da bomba.

As lacunas axiais estendidasde forma radial, ou lacunas cônicas que são substancialmenteestendidas de forma radial, são muito menos propensas aoaprisionamento de sólidos. A referida vedação e vazamentoque restringem os sistemas são amplamente utilizados embombas de lâminas. US 2004/0136825 de Addie, et al. revelauma projeção fixa tanto no corpo da bomba quanto no impulsorpara fornecer um sistema de restrição de vazamento entre oimpulsor e o corpo da bomba.

A Patente Norte-Americana N06.739.829 revela um elemento de anel flutuante posicionadoentre o impulsor e o corpo da bomba, que também éconfigurado com meios para receber e distribuir fluidoresfriado e limpo para a lacuna entre o impulsor e o corpoda bomba. Da mesma forma como outros sistemas de vedação, avedação do anel flutuante da patente 829 é objetivamentedimensionada e configurada para fornecer uma lacuna entre oimpulsor e o dispositivo de vedação para prevenir a fricçãoentre a vedação e o impulsor, e, portanto, prevenir atritosda vedação durante a rotação do impulsor. Um componentenecessário deste desenho, portanto, é a presença de umsistema de lavagem.Os sistemas de vedaçãoanteriores foram até agora especificamente direcionados parafornecer uma vedação que possua liberação suficiente deforma que não entre em contato com os elementos de rotaçãoda bomba, especificamente para reduzir ou prevenir odesgaste e os atritos na vedação. Como resultado, osreferidos sistemas de vedação podem ainda ser vulneráveis àrecirculação indesejável de fluido e desgaste entre oselementos de rotação e fixo da bomba. Além disso, acolocação de um sistema de vedação próximo ao olho doimpulsor em uma lacuna estendida de forma axial entre ocorpo e o impulsor não apresenta o meio mais eficaz deprevenção do aprisionamento de partícula sólida esubseqüente desgaste entre o corpo e o impulsor.

Dessa forma, seria vantajosona técnica fornecer um sistema de vedação relativamentesimples que não confiasse em um sistema de lavagem e quefornecesse de forma eficaz resistência à recirculação edesgaste entre os elementos de rotação e não rotação dabomba, e um dos quais é idealmente localizado dentro dabomba em uma posição onde a resistência à recirculação edesgaste pode ser mais eficaz.

BREVE RESUMO DA INVENÇÃO

De acordo com a presenteinvenção, um sistema de anel de vedação flutuante flexivel éfornecido para restringir a recirculação do fluido e limitaro desgaste entre os elementos de rotação e de não rotaçãodas bombas rotodinâmicas, e é configurado para ligar deforma eficaz a lacuna estendida de forma radial entre osreferidos elementos de rotação e de não rotação de forma queforneça uma resistência mais eficaz à recirculação do fluidoe desgaste. 0 sistema de anel de vedação flutuante flexivelé descrito no presente com relação ao uso em uma bombacentrifuga do tipo lâmina principalmente para reduzir odesgaste, mas pode ser adaptado para o uso em qualquer bombarotodinâmica com um aumento resultante no desempenho dabomba.

O sistema de anel de vedaçãoflutuante. flexivel da presente invenção compreendegeralmente um anel feito de material flexivel que torna oanel radialmente deformado sob a influência de forçascentrífugas ao girar. O anel é estruturado para encaixardentro de um canal circular formado por ranhuras circularesformadas em uma superfície substancialmente estendida deforma radial do corpo de bomba não rotativo e uma ranhuracircular formada em uma superfície substancialmenteestendida de forma radial do impulsor rotativo. O anelflexivel é dimensionado em um comprimento axial para seencaixar dentro do canal circular e preencher a lacuna axialestendida de forma radial entre o corpo da bomba e oimpulsor.

O anel flexivel éparticularmente dimensionado com um diâmetro interno que,quando posicionado no diâmetro interno da ranhura formada noimpulsor quando o. impulsor estiver estático (ou seja, nãorotativo), fornece um encaixe firme do anel flexivel nodiâmetro interno da ranhura do impulsor.

Conseqüentemente, o diâmetrointerno do anel flexivel é levemente menor que o diâmetrointerno da ranhura do impulsor, de forma que, quando o anelflexivel for instalado na ranhura do impulsor na montagem, oanel flexivel deve ser levemente estirado para se encaixarfirmemente no diâmetro interno da ranhura do impulsor e nãoondular quando o impulsor estiver estático.

Na rotação do impulsor, o anelflexivel se deforma radialmente sob forças centrífugas,minimizando, dessa forma, as lacunas entre o anel flexivel eo diâmetro externo das ranhuras nos elementos de rotação enão rotação. Dependendo da velocidade de rotação doimpulsor, o anel flexivel pode, de tempos em tempos, entrarem contato com o diâmetro externo do canal circular naparede do corpo fixo. Ainda dependendo da velocidade derotação, o anel flexivel pode girar em uma velocidadeindependente do impulsor. A habilidade resultante do anelflexivel em flutuar dentro do canal circular, e paraminimizar as lacunas, sob essas condições possui a vantagemde restringir a recirculação do fluido entre os elementos derotação e de não rotação da bomba, e também restringe apassagem de material abrasivo pela lacuna radial entre oselementos de rotação e de não rotação para limitar odesgaste entre eles.

Em todos os momentos durante aoperação da bomba, existe uma pressão diferencial em cadalado do anel flexivel, dessa forma agindo contra adeformação radial externa do anel flexível dentro do canalcircular. A referida pressão diferencial e a habilidade doanel em deformar radialmente podem, ser moderadas de formaeficaz pela presença de lâminas expelidas ou bombeadasinstaladas no anteparo do impulsor virada para dentro comrelação à lacuna radial e posicionada radialmente para forada colocação do anel flutuante flexivel. Além disso, aseleção das propriedades materiais do anel irá afetar estadeformação radial.

A colocação particular do',sistema de anel flutuante flexivel em uma lacuna axialestendida de forma radial entre os elementos de rotação e denão rotação da bomba fornece uma restrição mais eficaz darecirculação do fluido e desgaste que é eficaz com sistemasde vedação que são posicionados em uma lacuna radialestendida de forma axial entre os elementos da bomba derotação e de não rotação.

BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

Nos desenhos, que ilustram oque é atualmente considerado como sendo o melhor modo deconduzir a invenção:

a figura 1 é uma vista em perspectiva de uma parte de umabomba rotodinâmica que ilustra o posicionamentodo sistema de vedação de anel flutuante dapresente invenção;

a figura 2 é uma vista em seção cruzada de uma parte de umabomba ainda ilustrando o posicionamento dosistema de vedação do anel flutuante da presenteinvenção;

a figura 3 é uma vista ampliada do canal circular queilustra o anel flutuante empregando um anel maiselástico, e onde o elemento rotativo é estático;

a figura 4 é uma vista ampliada do canal circular queilustra o sistema de vedação do anel flutuanteonde o anel é feito de material menos elástico,e o elemento rotativo é estático;

a figura 5 é uma vista ampliada do canal circular,ilustrando ainda o sistema de vedação do anelflutuante em uma configuração alternativa docanal circular;

a figura 6 é uma vista ampliada do canal circular,ilustrando a posição do anel quando o elementode rotação gira em uma velocidade de forma que

as forças de pressão dominem sobre as forçascentrífugas; e

a figura 7 é uma vista ampliada do canal circular,ilustrando o sistema de vedação do anel

flutuante quando o elemento de rotação está emrotação com uma velocidade suficiente parapermitir que as forças centrífugas equilibrem aação das forças de pressão, dessa formapermitindo que o anel flexivel flutue.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

As figuras 1 e 2 ilustram umaparte de uma bomba rotodinâmica 10 geralmente compreendendoum corpo de bomba 12. 0 corpo de bomba ilustrado 12 égeralmente estruturado com uma entrada de fluido posicionadade forma axial 14, uma seção voluta 16 e uma saida de fluidoestendida de forma tangencial ou descarga 18. Naconfiguração do corpo de bomba particular 12 que é ilustradana figura 1, o corpo da bomba 12 é ainda estruturado com umrevestimento lateral de sucção integral 20 e um revestimentolateral de acionamento integral 22 (não visivel na figura 1).

De forma alternativa, o corpode bomba 12 pode ser formado com um revestimento lateral desucção separada 20 e um revestimento lateral de acionamentoseparado 22, conforme mostrado na figura 2.

A bomba ilustrada é de um tipode lâmina centrifuga. No entanto, a configuração da bombarotodinâmica 10 ilustrada nas figuras 1 e 2 serve comoexemplo somente e o sistema de vedação do anel flutuante dapresente invenção não é limitado ao uso no tipo de bombailustrada.

A bomba 10 compreende ainda umimpulsor 26 que gira dentro do corpo de bomba 12. Conformemelhor visto na figura 2, o impulsor 26 é conectado a umeixo de acionador 28 que se estende por meio do corpo debomba 12 e gira o impulsor 26. 0 impulsor 2 6 é configuradocom pelo menos uma lâmina 30 que se estende de forma radialpara fora de ou próxima ao olho 27 (figura 2) do impulsor26. A configuração do impulsor 2 6 pode variar de formaconsiderável. No entanto, somente a titulo de exemplo, oimpulsor 2 6 ilustrado é ainda configurado com um anteparofrontal 32 e um anteparo lateral 34. Conforme melhor vistona FIG. 1, o anteparo frontal 32 pode ser estruturado comuma ou mais lâminas expelidas 36, mas o impulsor também podeser estruturado sem lâminas expelidas.

Na presente invenção, oimpulsor 26 é formado com uma superficie estendida de formaradial 40. Uma ranhura estendida de forma axial 42 é formadana superficie 40 do impulsor 26. Da mesma forma, o corpo debomba 12 e especificamente o revestimento lateral de sucção20 aqui ilustrado é formado com uma superficie estendida deforma radial 44, a qual é oposta e espaçada da superficieestendida de forma radial 40 do impulsor 26. Uma lacunaaxial 46, conforme melhor visto na figura 2, é, portanto,formada entre as duas superfícies opostas 40, 44 e seestende em uma direção radial fora do eixo rotacional 48 doimpulsor 26.

A superficie estendida deforma radial 44 do corpo de bomba 12 é da mesma formaformada com uma ranhura estendida de forma axial 50, que égeralmente alinhada com a ranhura 42 formada na superficieradial 40 do impulsor 26. As ranhuras, geralmente, alinhadas42, 50 formam, dessa forma, um canal circular 52 (figura 2)que preenche a lacuna axial 4 6 entre o impulsor de rotação26 e o corpo de bomba fixa 12. Em particular, a ranhura 42do impulsor 2 6 é formada com um diâmetro, interno 56,conforme melhor visto na figura 1.

Um anel 60 é dimensionado comosendo recebido e posicionado dentro do canal circular 52formado pelas duas ranhuras 42, 50. O anel 60 é dimensionadoem um comprimento axial para encaixar dentro do canalcircular 52 formado pelas duas ranhuras 42, 50 e o anel 60preenche a lacuna axial estendida de forma radial 4 6 entre oimpulsor de rotação 26 e o corpo de bomba de não rotação 12.

A figura fornece umailustração ampliada do anel 60 posicionado dentro do canalcircular 52 e ilustra algumas das características adicionaisda presente invenção. Deve-se observar primeiro que asfiguras 3 e 4 ilustram particularmente o sistema de vedaçãodo anel flutuante da presente invenção quando o impulsor 26estiver estático ou não rotativo. Quando o impulsor 26 nãoestiver girando, pode-se observar que o anel flexível 60 édimensionado de forma que o diâmetro interno 62 do anelflexivel 60 entre em contato com o diâmetro interno 56 daranhura 42 do impulsor 26.

As figuras 3 e 4 ilustramainda o principio de que a largura radial da ranhura 42 noimpulsor 26 pode ser dimensionada de forma diferente dalargura radial da ranhura 50 no corpo da bomba 12. Ou seja,a largura radial da ranhura 42 é definida pela distânciaradial entre o diâmetro interno 56 e o diâmetro externo 64da ranhura 42. Da mesma' forma, a largura radial da ranhura50 no corpo da bomba 12 é definida pela distância radialentre o diâmetro interno 66 e o diâmetro externo 68 daranhura 50.

Conforme observado na figura3, a largura radial da ranhura 50 no corpo da bomba 12 podeser mais ampla que a largura radial da ranhura 42 noimpulsor 26. As vedações, em geral, irão acomodar odesalinhamento radial dos elementos de rotação e de nãorotação de uma bomba. Os desalinhamentos potenciais dasrespectivas ranhuras 42, 50 no impulsor 26 e o corpo dabomba 12 pode ser melhor acomodado na presente invenção aoformar uma ranhura 50 no corpo de bomba 12 que possui umalargura radial mais ampla, conforme observado nas figuras 3e 4. De forma ideal, a ranhura 42 no impulsor 26 e a ranhura50 no corpo da bomba 12 serão geralmente alinhadas de formaque o diâmetro externo 64 da ranhura 42 seja igual oulevemente menor que o diâmetro externo 68 da ranhura 50, e odiâmetro interno 56 da ranhura 42 seja levemente menor que odiâmetro interno 66 da ranhura 50.

No entanto, conforme visto nafigura 5, as ranhuras 42, 50 podem ser respectivamentedimensionadas de forma que o diâmetro externo 68 da ranhura50 no corpo de bomba 12 seja menor que o diâmetro externo 64da ranhura 42 (ou seja, conforme determinado por uma mediçãocomparativa do eixo central 48 da bomba) . Na referidaconfiguração, conforme observado na figura 5, o anelflexivel 60 pode, de tempos em tempos, entrar em contato como diâmetro externo 68 da ranhura 50 conforme descrito maiscompletamente abaixo.

As figuras 3 e 4 tambémilustram configurações alternativas do anel flexivel 60 ondeos materiais de diferente elasticidade são empregados noanel flexivel 60. de forma especifica, a figura 4 ilustra umanel flexível 60 que é feito de um material menos elásticoque, na montagem da bomba e na montagem do anel de vedaçãoflutuante flexível, o diâmetro interno 62 do anel flexível60 entrará em contato com o diâmetro interno 56 da ranhura42 no impulsor 26, mas a parte 70 do anel flexível 60 quereside na ranhura 50 no corpo da bomba 12 não encostará nodiâmetro interno 66 nem no diâmetro externo 68 da ranhura50.

De forma alternativa, conformeobservado na figura 3, o anel flexível 60 pode ser feito comum material mais elástico, de forma que, quando o impulsor26 estiver estático, o diâmetro interno 62 daquela parte 70do anel flexível 60 que reside na ranhura 50 no. corpo dabomba 12 incline-se levemente de forma radial para baixo, emdireção ao diâmetro interno 66, mas não entre em contato como diâmetro interno 66 da ranhura 50. Pode ser observado quea figura 4 representa também um posicionamento relativo deum anel mais elástico 60, conforme observado na figura 3,quando a rotação do impulsor 26 é de tal forma que odiâmetro interno 62 do anel flexível 60 ainda esteja emcontato com o diâmetro interno 56 da ranhura 42, mas a forçacentrifuga suficiente é exercida naquela parte 70 do anelflexível 60, que reside na ranhura 50 que a parte 70 começaa deformar radialmente para fora.

O anel flexível 60 da presenteinvenção é feito de material elástico, que possibilita que oanel 60 deforme radialmente para fora sob forças centrífugasaplicadas ao anel 60 por rotação do impulsor 26. O anel 60 éinversamente capaz de contrair de forma radial para dentronovamente, de forma que o diâmetro interno 62 do anelflexivel 60 entre em contato com o diâmetro interno 56 daranhura 42 quando o impulsor 2 6 parar de girar ou quando arotação do impulsor 26 não for suficiente para manter aexpansão radial do anel 60. O anel 60 pode ser feito comqualquer material adequado que forneça as capacidades dedeformação radial conforme descrito. Alguns materiaisexemplares incluem, entre outros, polímeros de baixafricção.

A figura 6 ilustra oposicionamento inicial do anel flexivel 60 quando o impulsor26 estiver girando. Ou seja, quando o impulsor 2 6 começar agirar em uma velocidade menor, o anel flexivel 60 começa agirar com o impulsor 2 6 como conseqüência do fato de que odiâmetro interno 62 do anel flexivel 60 está em contato como diâmetro interno 56 da ranhura 42, conforme previamentedescrito. Neste ponto, as forças devidas à pressãodiferencial que agem no anel flexivel 60 dominam sobre asforças centrífugas exercidas no anel 60 devido à rotação,que pode fazer com que o anel flexivel 60 entre em contatocom o diâmetro interno 66 da ranhura 50 no corpo de bomba12.

Conforme aumenta a velocidadede rotação do impulsor 26, as forças centrífugas que agemsobre o anel flexivel 60 fazem com que ele se deformeradialmente para fora, de forma que o diâmetro interno 62 doanel 60 não entre mais em contato com o diâmetro interno 56da ranhura 42 no impulsor 2 6 ou o diâmetro interno 66 daranhura 50 no corpo de bomba 12. Naquele ponto, o anel 60está flutuando no canal circular 52, conforme ilustrado nafigura 7.

Quando o impulsor 2 6 estivergirando durante a operação da bomba, uma pressão diferencialé criada, de forma que existe uma alta pressão no lado A doanel flexivel 60 e existe pressão baixa no lado B do anelflexivel 60. A pressão alta exercida no anel 60 do lado A doanel é contrabalanceada pelas forças centrífugas exercidasno anel flexivel 60, e o anel flexivel 60 é conseqüentementemantido em um estado de flutuação dentro do canal circular52, conforme ilustrado na figura 7. A flutuação do anelflexivel 60 no canal circular 52 reduz a fricção dasuperficie entre o anel flexivel 60 e as paredes internas docanal circular 52.

Conforme o anel flexivel 60começa a flutuar no canal circular 52, as forças centrífugasdo anel flexivel 60 diminuem e o anel flexivel 60 começará adeformar-se de maneira radial para dentro novamente com umcontato conseqüente entre o diâmetro interno 62 do anelflexivel 60 e o diâmetro interno 56 da ranhura 42 doimpulsor 26. Quando o referido contato é feito entre o anelflexivel 60 e a ranhura 42, as forças centrífugas novamenteagem sobre o anel flexivel 60 para fazer com que flutuedentro do canal circular 52. Dessa forma, o anel flexivel 60irá flutuar entre um primeiro estado de flutuação no canalcircular 52 livre do impulsor 26 e um segundo estado decontato do impulsor 26 conforme descrito. Esses estados deflutuação também são influenciados pela velocidade derotação do impulsor 26.

As pressões diferenciais entreo lado Aeo lado B do anel flexivel 60 ainda influenciam aposição do anel flexivel 60 no canal circular 52 a qualquerdeterminado momento. Conforme mostrado na figura 6, porexemplo, quando as forças de pressão no lado A dominam sobreas forças centrífugas exercidas no anel flexivel 60, o anelflexivel 60 pode ser forçado em contato com o diâmetrointerno 56 da ranhura 42 e que a parte 70 do anel flexivel60 reside na ranhura 50 do corpo de bomba 12 pode entrar emcontato com o diâmetro interno 66 da ranhura 50.

Novamente, a figura 7 ilustra uma situação, onde asforças de pressão no lado A do anel flexivel 60 sãocontrabalanceadas com as forças centrífugas exercidas noanel flexivel 60.

Pode-se observar também que aspressões diferenciais que são exercidas no anel flexivel 60são influenciadas pela existência de lâminas expelidasposicionadas ao longo da superfície radial do anteparo doimpulsor, e a configuração e/ou dimensão daquelas lâminasexpelidas. Ou seja, a existência das lâminas expelidas emgeral tende a diminuir as forças de pressão exercidas nalateral A do anel flexivel 60. Além disso, a dimensão docomprimento radial das lâminas expelidas irá influenciar asforças de pressão e, portanto, influenciar a deformaçãoradial do anel flexivel 60.O anel 60 que liga a lacunaaxial 46 aumenta a resistência hidráulica da lacuna axial 46para recirculação do fluido entre o impulsor rotativo 26 e ocorpo de bomba fixo 12. Conseqüentemente, a resistência darecirculação do fluido também aumenta a resistência apartículas abrasivas no fluido de infiltração entre oselementos de rotação e de não rotação da bomba, dessa formareduzindo o desgaste entre eles. Além disso, a habilidade doanel 60 em flutuar no canal circular 52 reduz as perdasmecânicas devido à fricção, e reduz o desgaste no próprioanel 60 como resultado da velocidade rotativa reduzida.

O anel 60 do sistema devedação do anel flutuante é mostrado nas figuras 1-5 comopossuindo essencialmente uma seção cruzada retangular. Noentanto, o anel 60 pode ser estruturado com uma geometriaseccional cruzada diferente daquela ilustrada. 0 anel 60pode ser- feito por qualquer meio bem conhecido e adequado,como por molde. Da mesma forma, as ranhuras 42, 50respectivamente formadas nos elementos de rotação e de nãorotação da bomba podem ser formados por quaisquer meiosadequados, como por molde ou por máquina. Pode-se ainda serapreciado que a simplicidade do canal circular 52 e dosistema do anel flexivel 60 facilitam amplamente a montagemdo sistema de vedação do selo flutuante durante a montagemda bomba.

Conforme ainda visto na figura2, a montagem do anel flutuante flexivel 74 da presenteinvenção pode ser empregada em conexão com o revestimentolateral de sucção 20 do corpo de bomba 12, conforme atéagora descrito, e pode ser empregada no revestimento lateralde acionamento 22 da mesma forma, para fornecer resistênciapara recirculação do fluido e desgaste entre o revestimentolateral de acionamento 22 e o impulsor 26.

O sistema de vedação do anelflutuante flexivel da presente invenção é particularmentedirecionado para uso em bombas rotodinâmicas do tipo que sãoutilizadas para processar pastas. No entanto, os comhabilidade na técnica irão apreciar as vantagens oferecidaspelo sistema de vedação do anel flutuante flexivel dapresente invenção e irão apreciar que a invenção possa seradaptada para o uso em uma variedade de tipos de bombasrotodinâmicas. Conseqüentemente, a referência ao presenteaos detalhes específicos ou configurações da invenção servecomo ilustração apenas e não como limitação.

Claims (17)

1. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DE ANELFLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", caracterizadopelo fato de compreender: um elemento não rotativo de umabomba rotodinâmica (10) possuindo uma superficie estendidade forma radial (40) e uma ranhura (42) formada na referidasuperficie estendida de forma radial (44) do referidoelemento não rotativo; um elemento rotativo da bomba (10)possuindo uma superficie estendida de forma radial (44) euma ranhura (42) formada na referida superficie estendida deforma radial (44) do referido elemento rotativo, que é emgeral alinhado com a referida ranhura (42) formada noreferido elemento de não rotação para, com isso, formar umcanal circular (52) ; e um anel flexivel dimensionado paraencaixar no referido canal circular, o referido anelflexivel (60) sendo radialmente deformado para flutuar deforma intermitente dentro do referido canal circular (52)quando a bomba estiver em operação.

2. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DE ANELFLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundo oreivindicado em 1, caracterizado pelo fato de que a referidaranhura do referido elemento de rotação possui um diâmetrointerno e o referido anel flexivel (60) possui um diâmetrointerno que é levemente menor que o referido diâmetrointerno da referida ranhura (56), de forma que, quando oreferido impulsor (26) não estiver girando, o referido anelflexivel (60) está em contato com o referido diâmetrointerno da referida ranhura (56).

3. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DE ANELFLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundo oreivindicado em 2, caracterizado pelo fato de que o referidoanel flexivel (60) é feito de um polímero de baixa fricção.

4. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DE ANELFLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundo Oreivindicado em 1, caracterizado pelo fato de que a referidaranhura (50) do referido elemento de rotação possui umalargura radial e a referida ranhura (50) do referidoelemento de não rotação possui uma largura radial que émaior que a referida largura radial da referida ranhura (50)do referido elemento de rotação.

5. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DE ANELFLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundo oreivindicado em 1, caracterizado pelo fato de que o referidoelemento de não rotação é o corpo de bomba (12) da bomba.

6. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DE ANELFLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundo oreivindicado em 5, caracterizado pelo fato de que o corpo dabomba (12) é o revestimento lateral de sucção (20) da bomba.

7. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DE ANELFLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundo oreivindicado em 5, caracterizado pelo fato de que o referidocorpo da bomba (12) é o revestimento lateral do acionador dabomba (10).

8. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DE ANELFLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundo oreivindicado em 5, caracterizado pelo fato de que o referidoelemento de rotação é um impulsor (26).

9. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DE ANELFLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", caracterizadopelo fato de compreender: um elemento fixo de uma bomba (10)possuindo uma superfície estendida de forma radial (40); umelemento de rotação da bomba (10) possuindo uma superfícieestendida de forma radial (40) oposta e espaçada de formaaxial (42) da referida superfície estendida de forma radial(40) do referido elemento fixo para formar uma lacuna axial(46) entre elas; uma ranhura (50) formada na referidasuperfície estendida de forma radial (44) do referidoelemento fixo e uma ranhura (50) formada na referidasuperfície estendida de forma radial (44) do referidoelemento de rotação geralmente alinhado com a referidaranhura (50) formada no referido elemento fixo para, dessaforma, fornecer um canal circular (52) preenchendo areferida lacuna axial (46); um anel flexível (60)posicionado dentro do referido canal circular (52) edimensionado para preencher a referida lacuna axial (46).

10. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DEANEL FLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundoo reivindicado em 9, caracterizado pelo fato de que oreferido canal circular (52) possui um diâmetro interno (66)definido pelo menos em parte pela referida ranhura (50) noreferido elemento de rotação, o referido anel flexível (60)possui um diâmetro interno (62) que é levemente menor que oreferido diâmetro interno da referida ranhura (56) parafornecer um encaixe firme do referido anel flexível (60) noreferido diâmetro interno (62) do referido elemento derotação quando o referido elemento de rotação não estivergirando.

11. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DEANEL FLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundoo reivindicado em 9, caracterizado pelo fato de que oreferido anel flexivel (60) " é deformado de maneira radialsob força centrifuga.

12. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DEANEL FLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundoo reivindicado em 11, caracterizado pelo fato de que oreferido anel flexivel (60) é ainda suficientemente flexivelde forma radial para deformar radialmente para dentro nareferida ranhura (50) formada no referido elemento de nãorotação sob forças de pressão.

13. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DEANEL FLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundoo reivindicado em 9, caracterizado pelo fato de que oreferido elemento de rotação é um impulsor (26).

14. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DEANEL FLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundoo reivindicado em 9, caracterizado pelo fato de que oreferido elemento fixo é uma parte (70) do corpo de bomba(12) de uma bomba.

15. " "SISTEMA DE VEDAÇÃO DEANEL FLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundoo reivindicado em 9, caracterizado pelo fato de que oreferido anel flexivel (60) é posicionado no lado de sucçãoda bomba.

16. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DEANEL FLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundoo reivindicado em 9, caracterizado pelo fato de que oreferido corpo de bomba (12) é o revestimento lateral doacionador (22) da bomba.

17. "SISTEMA DE VEDAÇÃO DEANEL FLUTUANTE FLEXÍVEL PARA BOMBAS ROTODINÂMICAS", segundoo reivindicado em 9, caracterizado pelo fato de que areferida ranhura (50) formada no referido elemento fixo e areferida ranhura (50) formada no referido elemento derotação possuem cada uma uma largura radial, a referidalargura radial da referida ranhura (50) no referido elementofixo sendo igual ou maior que a referida largura radial dareferida ranhura (50) no referido elemento de rotação.