ES2206123T3 - Bomba acoplada magneticamente. - Google Patents

Bomba acoplada magneticamente.

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ES2206123T3 ES00121890T ES00121890T ES2206123T3 ES 2206123 T3 ES2206123 T3 ES 2206123T3 ES 00121890 T ES00121890 T ES 00121890T ES 00121890 T ES00121890 T ES 00121890T ES 2206123 T3 ES2206123 T3 ES 2206123T3
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Abstract

Bomba (1) acoplada magnéticamente con rotor magnético de accionamiento (2) y con rotor magnético (5) de la bomba conectado con el rodete (4) de la bomba y cubeta hendida (3) metálica dispuesta entre ellos, fijada con la carcasa (9) de la bomba, así como con una instalación de medición de la temperatura (13) que se puede conectar con una unidad de evaluación, donde la instalación de medición de la temperatura (13) presenta un elemento sensor (12) conectado, aislado eléctricamente, directamente con la superficie envolvente del lado de la cubeta hendida (3) que está dirigido hacia el rotor magnético de accionamiento (2), caracterizada porque el elemento sensor (12) está dispuesto directamente en la región entre los imanes (6, 7) del rotor magnético de accionamiento (2) y del rotor magnético (5) de la bomba, respectivamente, y porque el elemento sensor (12) presenta al menos una punta aplanada, con preferencia al menos en la región de la conexión con la cubeta hendida (3).

Description

Bomba acoplada magnéticamente.
La presente invención se refiere a una bomba acoplada magnéticamente según el preámbulo de la reivindicación 1.
Una bomba de este tipo presenta, respectivamente, un rotor interior y un rotor exterior equipados habitualmente con imanes permanentes, que están separados uno de otro por medio de una cubeta tubular hendida o bien cubeta hendida de pared fina, que está dispuesta estáticamente entre ellos. Cuando ahora la cubeta hendida está constituida por un material metálico, se producen pérdidas por corrientes parásitas durante el funcionamiento de la bomba. Estas pérdidas conducen a un calentamiento de la cubeta hendida, que se transmite, por lo tanto, también sobre el medio de transporte. En el caso de una corriente volumétrica demasiado reducida, se incrementa de forma continua y en función de la corriente volumétrica la temperatura en la región del campo magnético de la cubeta hendida, puesto que el calor solamente se puede disipar en una medida insuficiente a través del medio de transporte.
Si ahora en adelante incluso no esté presente ningún medio de transporte, es decir, en el caso de una marcha en seco, se incrementa muy rápidamente la temperatura en la región del campo magnético de la cubeta hendida. Esto se debe a la capacidad reducida de transmisión de calor de los materiales metálicos adecuados para la cubeta hendida, que conducen junto con la sección transversal reducida de la cubeta hendida en esta región a una disipación de calor insuficiente en esta región.
Para medir y supervisar ahora esta temperatura, se emplean habitualmente sensores de temperatura, que detectan la temperatura del medio de transporte o de la cubeta hendida fuera de la región del campo magnético. Pero en este caso existe ahora el problema de que en el caso de una corriente volumétrica demasiado reducida o de una marcha en seco, no se detecta la temperatura máxima que aparece realmente en la cubeta hendida. Es decir, que se detecta una temperatura demasiado reducida o falsa y, además, en tales sensores de temperatura se plantea el problema de que poseen un comportamiento de reacción relativamente inerte, es decir, que solamente reproducen con retraso una subida rápida de la temperatura.
Para asegurar ahora tales bombas con cubeta hendida metálica frente a averías funcionales, como por ejemplo marcha en seco, funcionamiento sin alcanzar la corriente volumétrica mínima, exceso del punto de ebullición del medio de transporte en la región de la cubeta hendida, deposiciones en la región de la cubeta hendida o bien del rotor magnético o rodamientos defectuosos, o bien para detectarlas se emplean diferentes sensores, que detectan estas averías individualmente o en combinación y las conducen a una unidad de evaluación.
Así, por ejemplo, se conoce por el documento DE 43 03 629 una supervisión múltiple de una bomba centrífuga con acoplamiento magnético permanente y cubeta hendida metálica, que presenta una reacción rápida para la medición de la temperatura en la región del campo magnético de la cubeta hendida o bien del acoplamiento magnético permanente. En este caso se emplea la cubeta hendida propiamente dicha como parte del sensor de temperatura, lo que significa que éste en cualquier caso debe estar constituido por un material metálico conductor. En efecto, de esta manera se mide la temperatura directamente en el lugar de la fuente de calor (acoplamiento magnético permanente), pero esto se consigue a través de una tendencia a averías no deseada, que es provocada, por ejemplo, por oxidación, corrosión, impurezas químicas y variables perturbadoras eléctricas en la región de la cubeta hendida. Además, esta disposición de instalación de medición de la temperatura está expuesta a la formación de corriente parásita fuerte a través del acoplamiento magnético permanente, lo que conduce a un sensor de medición dependiente de la intensidad de campo magnético, que debe ser compensada eléctricamente. Esta compensación debe adaptarse en cada caso de una manera individual de acuerdo con el dimensionado del acoplamiento magnético. Un problema adicional de la solución mencionada consiste en que entre la instalación de medición de la temperatura y la línea de compensación se inserta una conexión de enchufe, que está sometida igualmente a la oxidación, corrosión, impurezas químicas y variables perturbadoras eléctricas. Además, en el caso de trabajos de mantenimiento en la bomba, existe el peligro de que se dañe mecánicamente esta conexión de enchufe, lo que puede conducir a un fallo completo o a un perjuicio no observado de las mediciones.
Además, se conoce por el documento US 5.525.039 igualmente una bomba acoplada magnéticamente, que presenta una cubeta hendida metálica entre los rotores de accionamiento y los rotores magnéticos de la bomba. Además, está presente una instalación de medición de la temperatura, que presenta, entre otras cosas, un sensor de temperatura, cuyo elemento sensor aislado eléctricamente está conectado junto a la región de los rotores magnéticos directamente con la superficie envolvente de la cubeta hendida.
El cometido de la presente invención consiste en encontrar una bomba centrífuga de este tipo con rotor interior y rotor exterior equipados con imán permanente, en la que se pueda realizar una detección fiable y exacta de la temperatura de la cubeta hendida en la región del acoplamiento magnético con influencia insignificante del acoplamiento magnético.
Este cometido se soluciona según la invención a través de las características de una bomba acoplada magnéticamente según la reivindicación 1.
Otras formas de realización según la invención se deducen de las características de las otras reivindicaciones 2 a 9.
A través de la disposición según la invención del elemento sensor directamente en la cubeta hendida entre los rotores de accionamiento y los rotores magnéticos de la bomba se puede detectar y medir la temperatura en esta región de una manera fiable y práctica sin interferencias. De una manera más ventajosa, esto se lleva a cabo también en el caso de la marcha en seco de la bomba, puesto que la medición se realiza de forma independiente de la corriente volumétrica del medio de transporte. Además, la conexión directa no es propensa a interferencias, corrosión e influencias exteriores, como pueden aparecer, por ejemplo, durante el montaje o desmontaje de la carcasa de la bomba. La medición se realiza, además, directamente en el lugar crítico, a saber, en la región del campo magnético del acoplamiento magnético directamente sobre la superficie de la cubeta hendida, de una manera más ventajosa en la región superior con la bomba montada o bien estacionaria.
De una manera más ventajosa, se puede suprimir una compensación eléctrica de la instalación de medición de la temperatura, cuando se reduce la influencia del campo magnético del acoplamiento magnético, por una parte, a través de una selección adecuada del material del elemento sensor de la instalación de medición de la temperatura y, por otra parte, a través de la realización aplicada con preferencia con punto de medición aislado eléctricamente frente a la envolvente de protección.
Además de la detección de la temperatura, la instalación de medición de la temperatura según la invención puede servir también como seguro de arranque, de manera que en el caso de una deformación de la cubeta hendida o en el caso de un cojinete dañado, en el que el rotor magnético de accionamiento funciona de forma no redonda o bien excéntrica y, por lo tanto, el rotor magnético de accionamiento roza en la cubeta hendida, se puede detectar una subida rápida de la temperatura. Cuando la instalación de medición de la temperatura está instalada con preferencia sobre el lado interior e la cubeta hendida, se puede producir incluso una rotura del elemento sensor propiamente dicho o de sus líneas de alimentación, lo que es reconocido eléctricamente a través de la unidad de evaluación.
Una instalación de medición de la temperatura de este tipo que reacciona de una manera rápida y fiable es especialmente adecuada para el empleo en zonas amenazadas de explosión, donde la temperatura máxima de la superficie de la bomba aparece y debe ser supervisada en la región del acoplamiento magnético en la cubeta hendida y en el empleo de medios de transporte que hierven fácilmente, en los que es decisiva una detección exacta y rápida de la temperatura de la cubeta hendida para poder excluir un exceso del punto de ebullición durante el funcionamiento de la bomba.
A continuación se explica en detalle un ejemplo de realización de la presente invención con la ayuda de figuras. En éste caso:
La figura 1 muestra una sección longitudinal esquemática a través de la región del acoplamiento magnético con cubeta hendida de una bomba acoplada magnéticamente según la invención.
En la figura 1 se representa de forma esquemática una parte de la sección longitudinal de una bomba 1 acoplada magnéticamente según la invención con rotor magnético de accionamiento 2, cubeta hendida 3 y rotor magnético 5 de la bomba conectado con el rodete 4 de la bomba. El rotor magnético de accionamiento 2 está equipado en su periferia con imanes permanentes 6, que están dispuestos frente a imanes permanentes 7 dispuestos en el rotor magnético 5 de la bomba sobre el lado interior. El rotor magnético de accionamiento 2 está conectado con el árbol de accionamiento 8, que es accionado a través de un motor, por ejemplo un motor eléctrico,
La cubeta hendida 3 está conectada estáticamente con la carcasa 9 de la bomba y sirve como separación entre la cámara 10 de la bomba y la cámara de accionamiento seca 11 de la bomba 1. Esta disposición provoca un acoplamiento magnético sin contacto entre el rotor magnético 5 de la bomba y el árbol de accionamiento 8.
En el intersticio de aire entre el rotor magnético de accionamiento 2 y el rotor magnético 5 de la bomba se alcanzan las máximas temperaturas en la cubeta hendida 3 debido a las corrientes parásitas, por lo que está dispuesto en este lugar según la invención el elemento sensor 12 de una instalación de medición de la temperatura 13 directamente, aislado eléctricamente, en la superficie interior, es decir, en la superficie de la cubeta hendida 3 del lado de la cámara de accionamiento. A través del aislamiento eléctrico se puede reducir en gran medida la influencia de las corrientes parásitas en la cubeta hendida sobre el elemento sensor 12 o bien sobre la instalación de medición de la temperatura 13, o bien se mueve en un alcance insignificante.
El elemento sensor 12 está configurado con preferencia aplanado al menos en el punto de unión con la cubeta hendida 3 y se conecta por medio de estañado, con preferencia estañado fuerte, soldadura por láser o encolado con la superficie de la cubeta hendida 3. El elemento sensor 12 se extiende con preferencia directamente desde el tubo de protección 14 de la instalación de medición de la temperatura 13 en este lugar, sin elemento de conexión adicional o similar. Cuando la instalación de medición de la temperatura 13 está conectada con preferencia con la cubeta hendida 3, se puede realizar la conexión directamente, es decir, especialmente sin conexión de enchufe, lo que excluye en gran medida la problemática convencional con interferencias, corrosión e influencias exteriores durante el montaje y desmontaje, por ejemplo, en trabajos de mantenimiento.
A través de esta disposición se pueden mantener reducida al mínimo, por una parte, la influencia del campo magnético, que se debe a los imanes permanentes 6 y 7, respectivamente, del rotor magnético de accionamiento 2 o bien del rotor magnético 5 de la bomba, con lo que se puede evitar una compensación eléctrica de la instalación de medición de la temperatura 13 y, por otra parte, se detecta de una manera directa y rápida la temperatura en el punto crítico de la cámara 10 de la bomba.
En el caso de una deformación de la cubeta hendida 3 debido a una presión demasiado alta en la cámara 10 de la bomba, se pone en contacto el elemento sensor 12 con el lado exterior del rotor magnético de accionamiento 2 y de esta manera o bien se puede registrar una subida muy rápida de la temperatura o se destruye el elemento sensor 12 a través del contacto, lo que conduce igualmente a una señal eléctrica que se puede evaluar de forma correspondiente. De esta manera, la instalación de medición de la temperatura 13 puede servir, además de para la simple detección de la temperatura, también como un medio para la detección de estados de presión inadmisibles en la cámara 10 de la bomba o bien de un cojinete dañado del árbol de accionamiento 8 o bien del rotor magnético de accionamiento 2.
A través de la disposición representada se lleva a cabo la medición de la temperatura de la cubeta hendida 3 de una manera totalmente independiente del medio de transporte y, por consiguiente, funciona tanto en el funcionamiento normal, como también en el caso de averías, como cuando no se alcanza la corriente volumétrica mínima, en caso de exceso del punto de ebullición del medio de transporte en la región de la cubeta hendida, acoplamiento magnético rebasado o marcha en seco.

Claims (6)

1. Bomba (1) acoplada magnéticamente con rotor magnético de accionamiento (2) y con rotor magnético (5) de la bomba conectado con el rodete (4) de la bomba y cubeta hendida (3) metálica dispuesta entre ellos, fijada con la carcasa (9) de la bomba, así como con una instalación de medición de la temperatura (13) que se puede conectar con una unidad de evaluación, donde la instalación de medición de la temperatura (13) presenta un elemento sensor (12) conectado, aislado eléctricamente, directamente con la superficie envolvente del lado de la cubeta hendida (3) que está dirigido hacia el rotor magnético de accionamiento (2), caracterizada porque el elemento sensor (12) está dispuesto directamente en la región entre los imanes (6, 7) del rotor magnético de accionamiento (2) y del rotor magnético (5) de la bomba, respectivamente, y porque el elemento sensor (12) presenta al menos una punta aplanada, con preferencia al menos en la región de la conexión con la cubeta hendida (3).
2. Bomba acoplada magnéticamente según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento sensor (12) está unidos por medio de estañado, con preferencia estañado fuerte, soldadura por láser o encolado con la superficie de la cubeta hendida (3).
3. Bomba acoplada magnéticamente según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque la instalación de medición de la temperatura (13) está configurada como termoelemento envolvente, y está dispuesta fuera del intersticio de aire entre la cubeta hendida (3) y el rotor magnético de accionamiento (2), conducida a través de la carcasa (9) de la bomba (1) acoplada magnéticamente.
4. Bomba acoplada magnéticamente según la reivindicación 3, caracterizada porque el extremo del tubo de protección (14) de la instalación de medición de la temperatura (13) está configurado de manera que está conducido hasta la proximidad inmediata del intersticio de aire entre la cubeta hendida (3) y el rotor magnético de accionamiento (2).
5. Bomba acoplada magnéticamente según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la instalación de medición de la temperatura (13) presenta un elemento de medición de la resistencia, con preferencia un elemento de resistencia de cerámica o de platino.
6. Bomba acoplada magnéticamente según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la bomba está configurada como bomba centrífuga.
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