ES2269470T3

ES2269470T3 - Procedimiento y maquinaria para el transporte de medios.

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Publication number: ES2269470T3
Application number: ES01978142T
Authority: ES
Inventors: Jan W. Beenker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2007-04-01
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: IL154779A; JP5231706B2; AU2002210359A1; JP2004509270A; BR0113901B1; MXPA03002184A; DE50110636D1; EP1317626B1; KR20030051652A; IL154779A0; HK1062841A1; CN1474912A; CA2422579A1; BR0113901A; KR100907118B1; ATE335130T1; CA2422579C; DE10146190A1; EP1317626A1; WO2002023043A1

Abstract

Procedimiento para el transporte de medios transportables, en particular gaseosos, líquidos, pastosos o con capacidad de fluencia, dentro de una cámara de transporte que presenta al menos una entrada y una salida, y mediante al menos un elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44) resiliente, accionado transversalmente o longitudinalmente en la dirección de transporte del medio, de la cámara de transporte, caracterizado - porque el accionamiento se ejerce como movimiento ondulatorio pulsante, - porque el elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44) resiliente está realizado de forma rígida a flexión, - porque la aplicación de fuerza en el elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44), elástico se realiza a través de puntos de aplicación de fuerza discretos, colocados articuladamente, - porque a causa de la realización rígida a flexión del elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44), el movimiento ondulatorio generado por deflexión en los puntos discretos de aplicación de fuerza continúa más allá de los puntos de aplicación de fuerza, - porque una onda migratoria orientada de forma definida se genera en el medio para su transporte.

Description

Procedimiento y máquina para el transporte de medios.

Estado de la técnica

La invención parte de un procedimiento o una máquina (máquina motriz de desplazamiento, o similares) para el transporte de materiales transportables, (gaseosos, fluidos, pastosos o con capacidad de fluencia), según el género de la reivindicación principal o la reivindicación dependiente 2. Los dispositivos de transporte, con un elemento de pared deformable elásticamente, de la cámara de trabajo, son conocen por lo general como bombas de membrana, por ejemplo, con el accionamiento de biela oscilante (patentes DE 637 586C o DE-OS 2212322 o DE-OS 19919908 y DE-PS 2211096) o con el accionamiento de disco oscilante (DE-OS 4244619) o similares, también como la bomba de manguera, donde asimismo el accionamiento de los elementos de pared deformables elásticamente que limitan parcialmente la cámara de trabajo (membrana, pared de manguera o similares) se produce por fuerzas que actúan transversalmente sobre estos elementos de pared respecto a la dirección de flujo del material a desplazar. Según la función de una máquina de trabajo se suministra energía a este accionamiento, y se transmite correspondiente al material para el transporte, tratándose siempre de un transporte intermitente, es decir, no lineal. Conforme a la función de estas máquinas motrices de desplazamientos conocidas, por ejemplo, para una bomba de péndulo se genera una onda permanente con puntos de intersección fijos en el eje imaginario, por lo que se obtiene también una amplia compensación de amplitud de la onda máxima y de la onda mínima. También en las bombas de membrana accionadas con paletas (véase arriba la patente US 4854836), en las que varias paletas dispuestas una tras otra producen una onda de transporte para el material a transportar (allí en bomba de manguera), se trata de ondas permanentes. Así, en las bombas de manguera o bombas similares, la manguera se aprieta como en un movimiento de rodadura de un neumático, para de nuevo expandirse después y producir un movimiento de succión. Se trata correspondientemente de un accionamiento que produce una onda permanente, que va y viene regularmente, o de un movimiento continuado en forma de onda

La desventaja de este método conocido de accionamiento consiste, ante todo, en un desgaste relativamente grande, ya que la limitación lateral de la onda está siempre en el mismo punto, es decir, la carga máxima siempre tiene lugar en el mismo punto, fuera de que aquí correspondientemente se produzcan puntos muertos que, en máquinas que funcionan lentamente, por ejemplo, para medios viscosos a transportar, requieren un esfuerzo variable, que funciona análogamente a la frecuencia de funcionamiento, de las fuerzas de accionamiento. En caso necesario deben preverse dispositivos adicionales para superar estos puntos muertos.

En otro procedimiento conocido para el transporte de especialmente materiales pastosos o con capacidad de fluencia, por ejemplo, se transporta el material a través de un tornillo sin fin en un espacio abierto hacia arriba, por ejemplo, un canal, con la desventaja de que se originan perdidas considerables, a causa del rozamiento entre el tornillo sin fin y el material o también el canal.

También se conocen bombas de membrana en las que se produce el accionamiento mediante elementos piezoeléctricos (DE-OS 198934536 y DE-OS 3618106) con, básicamente, las mismas desventajas, y especialmente apropiados también solo para pequeñas cantidades de transporte.

No por último, también son conocidos procedimientos para el accionamiento de barcos (De-GM 7712359), en los que el material, en este caso agua, se transporta en una cámara que se extiende en la dirección de marcha del barco con una entrada en el lado delantero y una salida en el lado trasero. El barco se mueve causa del empuje del agua transportada y la disposición correspondiente de la entrada y la salida, que se encuentran ampliamente bajo el nivel del agua. También aquí es válido que las pérdidas por accionamiento del agua son proporcionalmente elevadas.

La invención y sus ventajas

El procedimiento según la invención con las propiedades caracterizadoras de la reivindicación principal, o la máquina de transporte según la invención y las propiedades caracterizadoras de la reivindicación dependiente 2, tienen la ventaja de que los puntos de intersección, producidos en el transporte del medio a causa del accionamiento, de las ondas producidas por el tipo de accionamiento, migran en la dirección de flujo del medio, es decir, no permanecen en una posición o los puntos de intersección migran con el medio en la dirección de flujo junto con un eje ficticio de flujo.

Ondas migratorias semejantes se conocen en la naturaleza, en la traslación de serpientes, anguilas, y similares. Correspondientemente, el desgaste para una máquina semejante está repartido en esencia uniformemente en las partes de impulso e impulsadas, y se realiza también un transporte esencialmente uniforme del medio. Por el sistema de accionamiento se consigue, a causa de un movimiento adicional, superpuesto al movimiento básico, de otra forma orientado, una pulsación que está configurada según la invención, de forma que se genera la onda migratoria en el medio. Por ello, se evita un rozamiento entre los elementos móviles de pared y la pared fija, o se evita una salida lo que, entre otros, conduce a un menor desgaste en la máquina según la invención y también a un nivel menor de ruido, así como, la posibilidad de empleo de materiales resistentes a flexión en una pared flexible. Ya que los materiales, en especial los elementos de pared deformables elásticamente, soportan menos solicitaciones, como en los motores conocidos, estos materiales pueden estar configurados tanto de otra forma como también más delgados, pero también pueden emplearse materiales novedosos que no habrían aparecido por las exigencias en los motores conocidos. A los materiales semejantes empleados a partir de ahora pertenecen ante todo y entre otros plásticos reforzados con fibras, que pueden hacerse impermeables al gas por la inclusión de capas metálicas delgadas, de forma que la máquina motriz de desplazamiento según la invención podría llevarse también a nuevos campos de aplicación, como por ejemplo, en el campo de refrigeración y acondicionamiento de aire. Así puede realizarse, según la invención, automáticamente el reajuste de los elementos deformables elásticamente en la dirección de la presión y/o succión, a diferencia de las máquinas motrices de desplazamiento conocidas genéricas.

Según una realización ventajosa de la máquina de transporte según la invención, puede conseguirse una estanqueidad que discurre transversalmente respecto a la dirección de flujo, con los elementos de pared deformables elásticamente en cooperación con los elementos de pared opuestos a ellos, que limitan la cámara de trabajo, y que son generalmente rígidos, similar a una bomba de manguera, en la que las paredes opuestas unas a otras se comprimen generalmente de forma lineal transversal. Por una cooperación semejante de elementos de pared fijos y generalmente deformables, según la distancia a que permanece entre los elementos de pared opuestos unos a otros, puede controlarse también el caudal del medio hasta una estanqueidad efectiva que permite también una presión elevada.

Según una realización ventajosa correspondiente de la invención, se asume una función correspondiente de válvula por la cooperación de los elementos deformables elásticamente con la abertura de entrada y/o salida de la cámara de trabajo. Tan pronto como los elementos elásticos de pared cierran la abertura de entrada, puede transportarse el medio también bajo mayor presión hasta la abertura de salida por el accionamiento correspondiente de los elementos de pared, e inversamente, puede conseguirse una succión del medio por el cierre de la abertura de salida y aumento de la cámara de trabajo para al mismo tiempo abrir la abertura de entrada.

La realización correspondiente de la invención puede configurar la estanqueidad dada transversalmente respecto a la dirección de flujo o la proximidad entre el elemento elástico de pared y el elemento fijo de pared que migra en la dirección de flujo, por lo que puede influirse correspondientemente en la onda migratoria del medio.

Según una realización básica de la invención, el elemento de pared deformable elásticamente de la cámara de trabajo está configurado como membrana, que puede solicitarse correspondientemente de modo transversal respecto a la dirección de flujo para el accionamiento deseado. Una membrana semejante presenta preferiblemente una extensión longitudinal, por ejemplo, ovalada, donde en un extremo longitudinal está dispuesta la abertura de entrada y en el otro la abertura de salida. De forma ventajosa puede conseguirse para la función de la máquina una sujeción y sellado ventajoso mediante una membrana semejante, tanto para las máquinas de operación rápida, como también para las máquinas de operación lenta. Por el tipo de sujeción puede conseguirse, según la construcción para determinadas realizaciones, un efecto natural de reajuste.

Según una realización especial de la invención, el accionamiento está formado por un mecanismo de manivela y una biela que transmite el movimiento de carrera sobre los elementos elásticos de pared donde, para la generación de la onda migratoria, la biela se guía durante su movimiento de carrera pendular en dirección de carrera a lo largo de una trayectoria predeterminada, de forma que la biela fuera de cada movimiento pendular causado por el mecanismo de manivela experimenta una fuerza adicional de desplazamiento (movimiento basculante), que discurre transversalmente a la dirección de flujo. Este movimiento basculante, considerado por el guiado de levas, producido por el movimiento pendular, puede ser una guía de trayectoria de levas a una distancia de la biela entre el mecanismo de manivela y el elemento elástico de pared, pero también puede estar dispuesto sobre el lado opuesto del elemento elástico de pared, del mecanismo de manivela. Es solo determinante, que se superpone al movimiento pendular ocasionado por el mecanismo de manivela, una magnitud de casi perturbación, que hace de una onda permanente dada por el movimiento de carrera, una onda migratoria.

Según una realización ventajosa correspondiente de la invención, para la transmisión del movimiento basculante pendular que genera la onda migratoria sobre el elemento elástico de pared sirve un soporte en unión de forma resiliente lateralmente. Por ello, se consigue un grado correspondiente de libertad entre los extremos de salida de la biela y el punto de contacto de los elementos elásticos de pared en la dirección transversal.

Según una realización correspondiente de la invención, un bloque deslizante sirve como soporte en unión de forma, que está dispuesto entre el extremo de biela y el elemento de pared deformable elásticamente.

Según una realización ventajosa correspondiente de la invención, el soporte en unión de forma presenta una extensión rectangular en forma de barra, donde el movimiento basculante del soporte en unión de forma se transmite directamente sobre el elemento móvil de pared. Por ello, este movimiento basculante pendular se transfiere indirectamente al medio a transportar, lo que por un lado, ocasiona un efecto pulsante, y por otro lado, una onda migratoria.

Según una realización ventajosa adicional de la invención, entre la biela y los elementos elásticos de pared, está dispuesta una placa resiliente resistente a flexión, a través de la que se transmite el movimiento basculante pendular, efectuado durante la carrera, de gran superficie sobre los elementos elásticos de pared. Por ello, esta placa puede cooperar flotando con los elementos elásticos de pared, o estar unida con estos, y correspondientemente estar colocada flotando hacia el extremo de biela. Es determinante que esta placa puede ejercer un efecto correspondiente de apoyo sobre los elementos elásticos de pared, de forma que, por otros motivos prácticos, ésta puede estar formada por una membrana blanda.

Según una realización ventajosa correspondiente de la invención, la placa está formada de un material elástico, por ejemplo, de acero o plástico endurecido.

Según la invención, las características de las reivindicaciones 9 a 12, pueden transmitirse a otros medios de accionamiento, en todo caso siempre cuando un accionamiento se realiza transversalmente respecto a la pared elástica o la membrana y cuando existen problemas similares.

Según una realización ventajosa adicional de la invención, la acción pulsante se consigue mediante varios elementos de accionamiento dispuestos perpendicularmente respecto a la dirección de flujo y unos tras otros, así como actúan controladamente sobre los elementos de pared deformables elásticamente (véase arriba el documento US 4854836 o también el documento US 5961298).

Según una realización ventajosa correspondiente de la invención, como también en ejemplos de realización descritos arriba, los elementos de pared deformables elásticamente están configurados como membrana con una extensión longitudinal correspondiente al accionamiento de varios elementos. Esta membrana puede estar configurada ovalada o casi rectangular, lo que esencialmente depende de que funciones adicionales tiene que asumir la membrana, por ejemplo, funciones de válvula, o según cuantos elementos de accionamiento están previstos uno tas otros, o similares. Según una realización ventajosa adicional de la invención, un árbol de levas, con los desplazadores de corredera que están asociados con las levas, que engranan al menos indirectamente a la membrana (véase también la reivindicación 9 a 12) para su accionamiento, sirve como membrana. En este caso, puede tratarse también de una biela accionada por un mecanismo de manivela o de desplazadores transversales, palancas oscilantes o similares, que engranan en los elementos elásticos de pared. Así puede también pensarse que para el accionamiento sirve un tipo de tornillo sin fin, cuyo eje de giro discurre en la dirección de flujo, y cuyo flanco exterior eficaz durante el accionamiento engrana en forma de tornillo en la membrana. Acorde con el radio del tornillo sin fin está configurada luego cóncavamente hacia la cámara también la pared fija de limitación opuesta a la membrana, de la cámara de trabajo, con aberturas de entrada y salida existentes al principio y al final de esta cámara de trabajo configurada en forma de túnel.

Así, según una realización ventajosa adicional de la invención, está configurada en forma de tubo la carcasa de máquina, sirviendo la pared de tubo como elemento fijo de pared.

Según una realización adicional, también correspondiente en caso especial de la invención, en la carcasa de máquina están dispuestas dos membranas en paralelo una respecto a otra, donde el accionamiento está dispuesto entre las membranas de manera doblemente activa. Por ello, un accionamiento puede realizarse similarmente como en un dispositivo de cilindros antagónicos, donde una ventaja especial consiste en que el transporte causado correspondientemente por un accionamiento se realiza desplazado respecto a otros, por lo que, excepto la elevada capacidad de transporte, puede conseguirse también un transporte uniforme.

Según una realización ventajosa, general pero también correspondiente de la invención, la carcasa en forma de tubo presenta una sección transversal circular de la cámara de trabajo. A diferencia de la carcasa plana, igualmente posible, en la que la membrana siempre entra en contacto de nuevo con la pared fija, por lo que se genera un determinado efecto de válvula, puede optimizarse una máquina semejante, que presenta una carcasa circular, como máquina de flujo, en la que no tiene lugar ningún contacto entre la membrana y la pared fija opuesta.

Según una realización ventajosa adicional de la invención, el accionamiento se realiza por fuerzas magnéticas transmitidas al menos indirectamente. Especialmente para pequeñas bombas en el campo médico o de las micro-bombas puede ser ventajoso este tipo de accionamiento.

Según una realización ventajosa correspondiente de la invención, las fuerzas magnéticas o las fuerzas piezoeléctricas se generan y también se controlan eléctricamente. De esta manera pueden generarse y moverse a través de bobinas de excitación de forma fácil, por ejemplo, campos electromagnéticos de migración, como en un motor lineal sincrónico, y por ello se acciona una membrana. Especialmente en micro-bombas a baja presión o en compresores pequeños hasta aproximadamente 500 kPa, esto puede realizarse también por campos lineales o electromagnéticos que migran linealmente o en curvas. Así pueden cerrarse asimismo de nuevo en modo de onda migratoria por la propia fuerza de resorte. El sistema total puede concebirse en capas individuales, también análogamente a los chips, hasta casi un valor crítico higroscópico. El accionamiento puede realizarse por bobinas de excitación, en empleo similar al de los altavoces, o también por palancas oscilantes con transformación correspondiente del movimiento.

Una máquina de transporte del tipo según la invención, en la que el accionamiento actúa en modo pulsante sobre el medio, de forma que se genera una onda migratoria en el medio, puede realizarse no solo en varias maneras mecánicamente, sino también el campo de aplicación de esta invención es correspondientemente diverso. Así puede emplearse la invención para bombas en gamas altas y medias de potencia, como también en micro-tamaño, en el que las hojas de bombeo en forma de onda pueden emplearse como elementos elásticos de pared. Especialmente también en el campo médico de micro-técnica puede emplearse la invención, allí donde un accionamiento por eje no podría alojarse. Otro campo de aplicación es en compresores igualmente en grandes máquinas hasta para micro-realizaciones.

Según una realización ventajosa adicional concerniente a la aplicación de la invención, sirve para el accionamiento de barcos o similares. A través de la "onda de migración" según la invención se realiza un tipo de traslación sinuosa, como por peces y serpientes o la traslación bombeando de medusas, donde el accionamiento básico, similar al de una hélice de barco, se logra por succión en un lado y expulsión por otro lado. En este caso, se emplea la invención como máquina de tipo dinámico. Así, como puede pensarse una propulsión de elefantes de mar sobre suelo fangoso o lodoso, así también puede pensarse un empleo como casi vehículo anfibio en ambientes lodosos, pero posiblemente también sobre arena. La aplicación inversa de la invención sería el fondo de canal, en las que la carga a granel podría transportarse por el accionamiento en forma de onda migratoria del suelo – similar al transporte vibratorio sobre bandas transportadoras. Según un empleo ventajoso concerniente al accionamiento de barcos de la invención, está prevista en un casco debajo del nivel del agua, una abertura de entrada en la proa y una abertura correspondiente de salida en la popa y una cámara de trabajo situada entre ambas, donde el accionamiento de la membrana adyacente a la cubierta puede realizarse de manera muy diferente. Así pueden estar dispuestos también uno junto a otros dos sistemas de accionamiento de este tipo, para maniobrar con ello también el barco según la capacidad diferente de transporte o puede tratarse de bombas tubulares con ordenación de compartimentos como accionamiento disponible de botes.

Según una realización ventajosa básica de la invención, el elemento de pared deformable elásticamente está configurado como membrana y está sujeto en la zona de borde, donde permanece en la sección transversal, siempre visto desde la membrana, un contorno ondulado, similar al de la membrana de los altavoces. Por ello, se evita que al atravesar la membrana del plano de sujeción se origine un atasco, ya que naturalmente, la sección transversal es menor en la zona de sujeción que en la zona de salida de la membrana, esta zona de sujeción de la misma membrana debe cogerse, como también la zona de salida de la membrana, en la que se ajusta, por ejemplo, a la pared fija. El contorno ondulado hace posible, similar al del altavoz, altas frecuencias sin desventajas por batanado.

Según una realización ventajosa adicional de la invención, están integrados perfiles accionados hidráulica o neumáticamente en la superficie de la membrana, por lo que la membrana misma está en posición de moverse continuamente en forma de onda. Según una realización ventajosa adicional de la invención, elementos piezoeléctricos planos y largos y/o en forma de fibra están integrados como perfiles flexibles en la membrana, para deformarla, por ejemplo, por un accionamiento según la invención. La deformación de los elementos de superficie por los elementos piezoeléctricos se conoce en las alas de los aviones y los rotores de helicópteros.

Otras ventajas y configuraciones ventajosas de la invención pueden deducirse de la descripción siguiente del dibujo y las reivindicaciones.

Dibujo

Dos ejemplos de realización del objeto de la invención están representados en el dibujo y se describen detalladamente a continuación. Muestran:

Fig. 1 una sección transversal a través de una bomba según la línea I-I en la figura 2;

Fig. 2 una sección transversal según la línea II-II en la figura 1;

Fig. 3 una sección longitudinal parcial según la línea III-III en la figura 2;

Fig. 4 seis posiciones diferentes de trabajo a escala reducida;

Fig. 5 un segundo ejemplo de realización fuertemente simplificado, en corte transversal y longitudinal y en posiciones diferentes de trabajo;

Fig. 6 una variante del segundo ejemplo de realización;

Fig. 7 un contorno optimizado de membrana y

Fig. 8 una aplicación como accionamiento de barcos.

Descripción de los ejemplos de realización

En el primer ejemplo de realización representado en las figuras 1 a 4 se explica la invención mediante una bomba. En una carcasa de bomba 1 está dispuesto un mecanismo de manivela 2 con un disco excéntrico 4 dispuesto sobre un árbol de accionamiento 3 y una biela 5 accionada por éste. La biela presenta en su zona superior una leva 6 que está guiada en una trayectoria 7 de la carcasa de bomba 1, de forma que la biela 5 realiza un movimiento basculante causado por la trayectoria 7 y la leva 6 en su movimiento pendular y de carrera causado a través del mecanismo de manivela.

En el extremo superior, la biela 5 actúa sobre un bloque deslizante 8 que transmite el movimiento basculante pendular de carrera a través de un soporte en unión de forma 9 a una placa elástica 10. La placa elástica 10 continúa en la zona del soporte en unión de forma, por consiguiente, no solo con el movimiento de carrera de la biela, sino también con su movimiento pendular basculante. Este movimiento se transmite por la placa elástica 10 a una membrana 11, que está sujeta en su zona de borde por rebordes 12 entre la carcasa 1 y una tapa de cierre 13. Entre la membrana 11 y la tapa de cierre 13 está encerrada la cámara de trabajo de bomba, que se alimenta a través de una abertura de entrada 15 con un medio a transportar, que se desaloja luego a través de una abertura de salida 16 desde la cámara de trabajo de bomba 14. Las partes 17 y 18 de la membrana 11, situadas frente a los orificios de la abertura de entrada 15 y de la abertura de salida 16, actúan en estos orificios como válvulas. Tan pronto como la membrana 11 con estas partes 17 o 18 se mueve hacia abajo, se abre esta válvula, y tan pronto como ocupa la posición representada en la figura 1, cierran estas partes 17, 18 las aberturas 15 o 16.

En la figura 4 se muestra una acción de bombeo mediante seis posiciones de trabajo:

: En la posición 4.6, el mecanismo de manivela 2 ha presionado totalmente la membrana 11 a la tapa de cierre 13, por lo que, tanto la abertura de entrada 15 como la abertura de salida 16 están cerradas.

: En la posición 4.1 puede verse que, a pesar del giro a derechas según la flecha IV del árbol de accionamiento 3, la placa en unión de forma 9 se vuelca hacia la izquierda, por lo que la membrana 11 abre la abertura de entrada 15 hacia la cámara de trabajo de bomba 14, a través de la placa elástica 10, de forma que puede entrar aquel medio a transportar.

: En la posición 4.2 se realiza otro giro del árbol de accionamiento 3, con la consecuencia del aumento de volumen de la cámara de trabajo de bomba 14.

: En la posición 4.3 la biela ha alcanzado su punto más bajo, donde la abertura de entrada 15 de la cámara de trabajo de bomba 14 está cerrada de nuevo por la membrana 14, sin embargo la abertura de salida 16 todavía no se ha abierto.

: Esto tiene lugar después en la posición 4.4, en la que el soporte en unión de forma 9 está volteado hacia la derecha, por lo que la abertura de entrada 15 permanece bloqueada; pero se abre la abertura de salida 16, de forma que en la cámara de trabajo 14 ahora reducida, el medio puede salir desalojado por la membrana 11.

: En la posición 4.5 se muestra que al continuar el giro se reduce ulteriormente la cámara de trabajo de bomba 14 para ocupar luego finalmente la posición mostrada en la figura 4.6.

Este ciclo mostrado en la figura 4 se repite para cada giro del árbol de accionamiento 3, donde a causa del guiado de leva 6, 7 de la biela 5, éste fuera de su movimiento de carrera realiza un movimiento basculante pendular con su cara frontal superior, que por un lado, ejerce un efecto pulsante sobre el medio a transportar, y por otro lado, produce una onda migratoria en el medio transportado.

En el segundo ejemplo de realización representado fuertemente simplificado en la figura 5, están dispuestas dos membranas de transporte 19 opuestas una a otra, en una carcasa de bomba 20 que se extiende casi tubularmente, y se accionan por un árbol de levas 21, dispuesto entre las membranas de transporte 19, para la generación de una onda migratoria. El transporte del medio, que está indicado por la flecha IV, se realiza aquí en la dirección longitudinal del árbol de levas 21. El disco excéntrico 22 del árbol de levas 21 engrana en este caso cada vez a través de una corredera, en cuya abertura central 24 opera el disco excéntrico 22, así como a través de cada placa elástica 25 en la membrana de transporte 19. La corredera 23 se guía en este caso en trayectorias 26 de la carcasa 20. La onda migratoria no se obtiene aquí por esta guía corredera, sino más por la asignación de cuatro levas con su efecto que produce una tras otra sobre la membrana. La función no es correspondientemente lineal. En cada caso se obtiene por el empleo de dos membranas un transporte casi doble, donde las dos cámaras de trabajo, a causa de la organización de levas, transportan, visto temporalmente, una tras otra ligeramente desplazadas.

En la figura 5 se muestran en las representaciones individuales 5.1 a 5.6 fases diferentes del transporte, que a continuación se describen detalladamente. En cada caso, en 27 y 28 se encuentra cada vez una abertura de entrada y en 29 ó 30 cada vez una abertura de salida. Las cámaras de trabajo de bomba están señaladas con 31 y 32.

En la fase 5.1 ó 5.2 la abertura de entrada 27 de la cámara de trabajo de bomba 31 está cerrada, mientras que la abertura de entrada 28 de la cámara de trabajo de bomba 32 está abierta ampliamente a causa del retraso del árbol de levas 21. La abertura de salida 29 y la abertura de salida 20, por el contrario, están abiertas de forma que el medio a transportar puede salir. En la fase 5.3 el árbol de levas está girado 90º, por lo que la membrana 19 empuja el medio a transportar fuera de la cámara de trabajo 31 a través de la abertura de salida 29, y por otro lado succiona a través de la abertura de entrada 27. En la cámara de trabajo de bomba 32, por el contrario, se succiona todavía a través de la abertura de entrada 28 en la zona central por el aumento del volumen de la cámara, mientras que ha terminado el proceso de transporte en la abertura de salida 30, ya que la membrana 19 se ajusta en esa zona a la carcasa de bomba 20. En las fases 5.4, 5.5, para las que la posición 4.4 corresponde conforme a una sección por la línea VII-VII, en esa posición de corte, la membrana inferior de transporte 19 se ajusta a la carcasa de bomba 20, de forma que la abertura de entrada 20 está casi cerrada. En esta fase el árbol de levas ha girado de nuevo 90º. La cámara superior de trabajo de bomba 31 ha aumentado correspondientemente al lado izquierdo, mientras que ha transportado al lado derecho a través de la abertura de salida 29. En la fase 5.6, el árbol de levas ha girado de nuevo 90º, la abertura de salida 29 está cerrada y la abertura de entrada 27 está todavía abierta, de forma que el medio puede entran conforme a la flecha V en la cámara de trabajo de bomba 31. La cámara de trabajo de bomba 32, por el contrario, transporta el medio hacia la abertura de salida 30, mientras que a través de la abertura de entrada 28 entra el medio en la cámara.

Naturalmente un dispositivo semejante de transporte puede trabajar también con solo una membrana, para capacidad de transporte correspondientemente limitada. También así es posible según la invención obtener una transporte en forma de cascada, en el que en lugar de un árbol de levas se empleen sistemas electromecánicos de accionamiento. Así puede estimularse una cascada por una pluralidad de transductores electromecánicos mediante un generador de frecuencia, donde el generador tiene tanta salidas como transductores pueden conectarse en la cascada. Estas salidas del generador de frecuencia están desplazadas en fase una frente a otra cada vez en 90º para una cascada de 4 etapas. Además, la cascada se acciona en una secuencia ascendente con igualmente fase ascendente. Según la invención se genera una onda que se propaga con una disposición semejante y la cascada, alimentada con esto, de los sistemas de carrera mediante una membrana alargada unida a ellos. La velocidad de propagación, altura de carrera y tiempo de ascenso se regulan mediante la frecuencia del generador.

En la figura 6 está representada una variante de este segundo ejemplo de realización, en el que solo la carcasa de bomba 33 presenta una sección circular, aunque están configurados el accionamiento con el árbol de levas 21, así como las membranas 19, según el ejemplo de realización representado en la figura 5. Por ello, al girar el árbol de levas no llega más la membrana 19 a la pared de la carcasa de bomba 33, de forma que tiene lugar un transporte continuo, como es típico en las máquinas de flujo, en lugar de un transporte con correspondientes interrupciones.

En la figura 7 se explica mediante las líneas de función, para que diseño de membranas, o con el elemento de pared fijo que coopera con la membrana, se origina un mínimo de pérdidas de curvatura. Por ello es posible sujetar fijamente las zonas de borde de la membrana de forma no desplazable.

En la posición 7.1 se muestra en la figura 7 el ejemplo clásico de una cámara de trabajo con una pared interior 34 ligeramente ondulada hacia arriba y una membrana 35 correspondientemente curvada hacia fuera, que limitan en común la cámara de trabajo 36 y se aproximan asintóticamente en sus zonas de borde 37, en las que está sujeta la membrana. Para el recorrido de trabajo, previsto por la flecha VIII, de la membrana hacia la pared 34 fija se realiza un tipo de compresión de la membrana en su plano, que alcanza su punto más elevado aproximadamente en la línea XII. La compresión está relacionada con que la carcasa está fija con la pared 34 fija y los puntos de sujeción 37, mientras que la membrana 35 necesita una superficie de sujeción esencialmente mayor en su posición de salida, como en la posición según la línea IX.

En la posición 7.2 de la figura 7 se muestra el diseño según la invención en el que la pared 38 fija presenta un diseño en forma de labios, donde, por el contrario, la membrana 39 ocupa una forma ligeramente curvada en su posición de salida, es decir, inferior. Al desplazarse hacia arriba la membrana transita la línea media X, donde, como puede verse claramente, no hay problema de curvatura a causa del diseño en forma de onda.

En la posición 7.3 de la figura 7 se muestra un ejemplo constructivo con una carcasa de bomba 40 y la membrana 39 que cierra la cámara de trabajo de bomba 36.

En la posición 7.4 se muestra solo que la membrana 41 puede sujetarse fijamente por un reborde 42, sin que pueda esperarse un mayor trabajo de flexión o se origine una carga especial en los puntos de sujeción de la membrana 41.

En la figura 8 se muestra una posibilidad adicional de aplicación de la invención, como medio de accionamiento para un barco. También aquí se simplifica fuertemente la representación. Con 43 está señalado el fondo de quilla de un barco, encima del que está dispuesta una cámara de trabajo 45 limitada por una membrana 44. Esta cámara de trabajo presenta una abertura de entrada 46 y una abertura de salida 47. Por el accionamiento de la membrana de la forma descrita arriba, se succiona agua del entorno del barco a través de la abertura de entrada, y se expulsa a través de la abertura de salida después de recorrer la cámara de trabajo. Naturalmente se conoce la impulsión de un barco a causa del principio de desplazamiento. Aquí es ventajoso el efecto de arrastre, de forma que una propulsión también podría pensarse sobre lodo o fango, y posiblemente también sobre tipos de arena granular no pegajosa. Un barco semejante tendría un carácter de vehículo anfibio bajo determinadas condiciones, lo que para áreas lodosas sería una ventaja. El accionamiento de la membrana 44 puede realizarse naturalmente de muy diferente manera, tal como para unas ruedas de molino de viento provistas sobre el barco, que podrían accionar la membrana a través de una transmisión correspondiente.

De la misma manera, la membrana puede ser usada para impulsar un barco, según la invención, al invertir la función puede usarse la membrana para el transporte de fluidos, pero también lodo, carga a granel, como por ejemplo arena o similares, donde la membrana puede conformar el fondo de un canal abierto y está accionada correspondientemente.

Todas las características representadas en la descripción, las reivindicaciones siguiente y los dibujos pueden ser esenciales para la invención tanto individualmente como también en cualquier combinación.

Lista de referencia

1: Carcasa de bomba

2: Mecanismo de manivela

3: Árbol de accionamiento

4: Disco excéntrico

5: Biela

6: Leva

7: Trayectoria

8: Bloque deslizante

9: Soporte en unión de forma

10: Placa elástica

11: Membrana resistente a flexión

12: Reborde

13: Tapa de cierre

14: Cámara de trabajo de bomba

15: Abertura de entrada

16: Abertura de salida

17: Parte de 11

18: Parte de 11

19: Membrana de transporte

20: Carcasa de bomba

21: Árbol de levas

22: Disco excéntrico

23: Corredera

24: Abertura central

25: Placa elástica

26: Trayectoria

27: Abertura de entrada

28: Abertura de entrada

29: Abertura de salida

30: Abertura de salida

31: Cámara de trabajo de bomba

32: Cámara de trabajo de bomba

33: Carcasa de bomba

34: Pared fija

35: Membrana

36: Cámara de trabajo

37: Zona de borde

38: Pared fija

39: Membrana resistente a flexión

40: Carcasa de bomba

41: Membrana resistente a flexión

42: Reborde de bisagra

43: Fondo de quilla

44: Membrana

45: Cámara de trabajo

46: Abertura de entrada

47: Abertura de salida

I: Sección

II: Sección

III: Sección

IV: Dirección de giro

V: Dirección de flujo

VI: Sección

VII: Sección

VIII: Recorrido

IX: Línea

X: Pasos intermedios

Claims

1. Procedimiento para el transporte de medios transportables, en particular gaseosos, líquidos, pastosos o con capacidad de fluencia, dentro de una cámara de transporte que presenta al menos una entrada y una salida, y mediante al menos un elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44) resiliente, accionado transversalmente o longitudinalmente en la dirección de transporte del medio, de la cámara de transporte, caracterizado

-: porque el accionamiento se ejerce como movimiento ondulatorio pulsante,

-: porque el elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44) resiliente está realizado de forma rígida a flexión,

-: porque la aplicación de fuerza en el elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44), elástico se realiza a través de puntos de aplicación de fuerza discretos, colocados articuladamente,

-: porque a causa de la realización rígida a flexión del elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44), el movimiento ondulatorio generado por deflexión en los puntos discretos de aplicación de fuerza continúa más allá de los puntos de aplicación de fuerza,

-: porque una onda migratoria orientada de forma definida se genera en el medio para su transporte.

2. Máquina, en particular para realizar el procedimiento según la reivindicación 1,

-: con una cámara de trabajo (14, 31, 32, 36, 45) que puede estar recorrida en el sentido de flujo del medio a transportar por una abertura de entrada hacia una abertura de salida (15, 16, 25, 27 a 30, 46, 47), que presenta al menos un elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44) deformable elásticamente y

-: con al menos un accionamiento (2 a 10, 21 a 26) que actúa sobre el elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44) deformable elásticamente para su acción de transporte en un punto de aplicación de fuerza

caracterizado porque

-: el accionamiento (2 a 10, 21 a 26) ejerce un trabajo pulsante sobre el elemento de pared (11, 19, 39, 41, 44) deformable y con ello sobre el medio, de forma que

-: una "onda migratoria" se genera en el medio desde la abertura de entrada hasta la abertura de salida (15, 16, 25, 27 a 30, 46, 47),

-: porque el elemento de pared deformable elásticamente está realizado resistente a flexión y

-: porque la aplicación de fuerza del accionamiento en el elemento de pared deformable elásticamente se realiza a través de una unión articulada entre el accionamiento y el punto de aplicación de fuerza, de forma que

-: el movimiento ondulatorio generado por la deflexión en los puntos de aplicación de fuerza sigue más allá de los puntos de aplicación de fuerza.

3. Máquina según la reivindicación 2, caracterizada porque con los elementos de pared (10, 11, 19) deformable elásticamente en cooperación con los elementos de pared (13, 24) generalmente rígidos, opuestos a estos elementos, que delimitan la cámara de trabajo (14, 26, 31, 32) puede conseguirse una estanqueidad que migra transversalmente a la dirección del flujo (V) (con una aproximación de los elementos de pared).

4. Máquina según la reivindicación 3, caracterizada porque las partes (17, 18) de los elementos de pared (11, 19) deformables elásticamente cooperan en forma de una válvula con la abertura de entrada y/o la abertura de salida (15, 16, 25).

5. Máquina según la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque la estanqueidad dada entre los elementos de pared (11, 19) deformables elásticamente y los elementos de pared (13, 20) rígidos por su accionamiento (2 a 10, 21 a 26), en particular el collar de transporte, migra ulteriormente en la dirección de flujo (V) del medio.

6. Máquina según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada porque al menos una parte de los elementos de pared (11, 19) deformables elásticamente está configurada como membrana, que se acciona mediante el accionamiento (2 a 10, 21 a 26), generando de forma pulsante una onda migratoria en el medio.

7. Máquina según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque

-: una biela (5) transmite un movimiento de carrera sobre los elementos de pared (10, 11, 19) deformables elásticamente

-: porque para la generación de la onda migratoria, la biela (5) se guía durante su movimiento de carrera pendular en la dirección de carrera a lo largo de una trayectoria (7) predeterminada, de forma que

-: la biela (5); o sus lados finales que actúan sobre los elementos de pared (10, 11, 19) deformables elásticamente, fuera de cada movimiento pendular causado por el mecanismo de manivela (2), experimenta una fuerza adicional de desplazamiento (movimiento basculante), que discurre transversalmente a la dirección de flujo.

8. Máquina según la reivindicación 7, caracterizada porque un soporte en unión de forma (8) que cede transversalmente a la dirección de carrera está presente para la transmisión del movimiento basculante pendular que produce la onda migratoria sobre los elementos de pared (11) deformables elásticamente.

9. Máquina según la reivindicación 8, caracterizada porque un bloque deslizante sirve como soporte en unión de forma entre el extremo de la biela y el elemento de pared (10, 11) deformable elásticamente.

10. Máquina según la reivindicación 7, 8 ó 9, caracterizada porque el soporte en unión de forma (8, 9) presenta una extensión rectangular en forma de barra que discurre transversalmente respecto a la dirección del flujo.

11. Máquina según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizada porque una placa (18) resiliente, que determina el movimiento de los elementos de pared (11) deformables elásticamente está dispuesta entre el soporte en unión de forma (9) y los elementos de pared (11) deformables elásticamente.

12. Máquina según la reivindicación 11, caracterizada porque la placa (10) está compuesta de material elástico, en particular metal, plástico reforzado o similares.

13. Máquina según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque el trabajo pulsante (accionamiento) puede obtenerse mediante varios elementos de accionamiento (21 a 26) dispuestos transversalmente respecto a la dirección de flujo (V) y de forma sucesiva, así como que actúan de forma controlada sobre los elementos de pared (19) deformables elásticamente.

14. Máquina según la reivindicación 13, caracterizada porque los elementos de pared deformables elásticamente están configurados como membrana (19) con una extensión longitudinal que corresponde al accionamiento de varios elementos (21, 22).

15. Máquina según la reivindicación 14, caracterizada porque un árbol de levas (21), con los desplazadores de corredera (23 a 26) que están asociados con las levas (22), que engranan al menos indirectamente en la membrana (19) para su accionamiento, sirve como accionamiento.

16. Máquina según la reivindicación 14, caracterizada porque la carcasa de máquina (20) está configurada en forma de tubo y porque la pared tubular (20, 22) sirve como elemento de pared rígido.

17. Máquina según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la carcasa de máquina (20) están dispuestas dos membranas (19) en paralelo entre sí, y el accionamiento (21 a 26) está dispuesto entre las membranas (19) de manera doblemente activa.

18. Máquina según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa (33) tubular presenta una sección transversal de cámara de trabajo de forma circular.

19. Máquina según una de las reivindicaciones 2 a 17, caracterizada porque las fuerzas magnéticas o fuerzas piezoeléctricas transmitidas al menos indirectamente sirven como accionamiento.

20. Máquina según la reivindicación 19, caracterizada porque las fuerzas magnéticas o fuerzas piezoeléctricas se generan y/o controlan eléctricamente.

21. Máquina según la reivindicación 19 ó 20, caracterizada porque los elementos de pared deformables elásticamente presentan un material magnetizable.

22. Máquina según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque esta sirve para el accionamiento de barcos o similares.

23. Máquina según la reivindicación 22, caracterizada por el empleo en o bajo un casco de barco con una abertura de entrada (46) colocada bajo el nivel del agua y una abertura de salida (47) correspondiente en la zona de popa del barco y una cámara de trabajo (45) colocada entre los dos.

24. Máquina según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento de pared (39, 41) deformable elásticamente está montado en la zona de borde (42) configurado como membrana y presenta en sección, independientemente de la posición de reglaje, siempre un contorno ondulado que presenta un comportamiento prácticamente neutro de compresión/expansión.

25. Máquina según la reivindicación 24, caracterizada porque en las superficies de membrana (según los contornos 7.1 a 7.4), están integrados perfiles accionables hidráulica o neumáticamente por lo que la membrana misma es capaz de moverse continuamente en forma de onda.

26. Máquina según una de las reivindicaciones 19 a 25, caracterizada porque están como perfiles flexibles integrados en la membrana elementos piezoeléctricos alargados/planos y/o en forma de fibra.