ES2295340T3 - Bomba de desplazamiento de fluido con tope de contrapresion. - Google Patents

Bomba de desplazamiento de fluido con tope de contrapresion. Download PDF

Info

Publication number
ES2295340T3
ES2295340T3 ES02728628T ES02728628T ES2295340T3 ES 2295340 T3 ES2295340 T3 ES 2295340T3 ES 02728628 T ES02728628 T ES 02728628T ES 02728628 T ES02728628 T ES 02728628T ES 2295340 T3 ES2295340 T3 ES 2295340T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
blades
pump according
rotating
thickness
radius
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES02728628T
Other languages
English (en)
Inventor
Arthur Vanmoor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NL1018833A external-priority patent/NL1018833C1/nl
Priority claimed from NL1019337A external-priority patent/NL1019337C1/nl
Priority claimed from US10/036,036 external-priority patent/US6632145B2/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Application granted granted Critical
Publication of ES2295340T3 publication Critical patent/ES2295340T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/082Details specially related to intermeshing engagement type pumps
    • F04C18/084Toothed wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/006Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of dissimilar working principle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/006Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of dissimilar working principle
    • F01C11/008Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of dissimilar working principle and of complementary function, e.g. internal combustion engine with supercharger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/084Toothed wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C2/16Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/01Load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Una bomba de desplazamiento de fluido, que comprende un alojamiento formado con una cámara (30) que tiene una pared (20) definida por dos aberturas cilíndricas que se cortan entre sí, que definen ejes de cilindro respectivos y dos ejes giratorios o muñones (31) dispuestos y montados respectivamente de modo giratorio alrededor de ejes respectivos coaxiales con dichos ejes de cilindros, llevando cada uno de dichos ejes giratorios (31) un álabe que asciende helicoidalmente (9a, 9b) que cierra herméticamente contra dicha pared (20) de dicho alojamiento y que se aplican entre sí, caracterizada porque dichos álabes (9a, 9b) tienen un espesor decreciente desde dichos ejes giratorios (31) a una periferia exterior de los mismos, y una superficie redondeada convexa que se extiende desde dicho eje giratorio (31) hacia fuera.

Description

Bomba de desplazamiento de fluido con tope de contrapresión.
El invento se refiere a una bomba de desplazamiento de fluido, que comprende un alojamiento formado con una cámara que tiene una pared definida por dos aberturas cilíndricas que se cortan mutuamente que definen ejes de cilindros respectivos y dos ejes giratorios o muñones dispuestos y montados respectivamente de modo giratorio alrededor de ejes respectivos coaxiales con dichos ejes de cilindros, llevando cada uno de dichos ejes giratorios un álabe o paleta que asciende helicoidalmente que cierra herméticamente contra dicha pared de dicho alojamiento y que se aplican entre sí, para bombear materiales en fase líquida y/o gaseosa.
La bomba de fluido es útil, como se ha descrito en mis solicitudes anteriores, en el contexto de un sistema de salida de un motor de combustión interna o un motor de turbina y un sistema de entrada para inyectar fluido al proceso de combustión. El sistema de entrada, en ese caso, incluye una bomba de desplazamiento, específicamente para usar con aire y agua, que puede ser utilizada como una bomba de compresión de gas en el motor de combustión interna y la turbina.
Las bombas de desplazamiento de fluido están sujetas a una variedad de aplicaciones en ingeniería. Por ejemplo, tales bombas son utilizadas en sistema de compresión tales como compresores de aire y como bombas de fluido. Por ejemplo, la memoria de la patente británica nº 265.659 de Bernhard describe un motor de combustión interna con puesta a presión del combustible separada de la cámara de combustión. Allí, el combustible es puesto a presión en un compresor y el combustible puesto a presión es alimentado desde la bomba al motor a través de un conjunto de lumbreras u orificios.
La patente norteamericana nº 1.287.268 de Edwards describe un sistema de propulsión para un vehículo a motor. Allí, un compresor formado con impulsores helicoidales que se aplican mutuamente entre sí bombea a un motor de combustión interna que está también formado con impulsores helicoidales que se aplican entre sí mutuamente. El motor de combustión interna acciona un generador, que bombea fluido hidráulico a motores hidráulicos individuales que están dispuestos en cada una de las ruedas. Los impulsores de Edwards están formados con álabes o paletas "planos" de un espesor constante desde el eje giratorio o muñón radialmente hacia fuera a su punta más exterior.
La eficiencia de las bombas de fluido con álabes de impulsor que se aplican entre sí depende del cierre hermético que se forma en efecto entre los álabes. Mientras el cierre hermético exterior es obtenido de un modo relativamente fácil con una pared de alojamiento correspondiente, el cierre hermético interior entre los álabes, es decir, en la posición en la que los álabes se solapan es bastante difícil de obtener. En el sistema de Edwards de la técnica anterior, por ejemplo, los álabes planos no cierran herméticamente de un modo suficiente uno contra otro y la eficiencia correspondiente de la bomba de doble impulsor es por ello relativamente baja. Ciertas aplicaciones de la bomba de fluido requieren un cierre hermético mejor y un mejor impedimento del flujo de retorno.
La patente norteamericana nº 1.698.802 describe una bomba de desplazamiento de fluido con un álabe en un rotor izquierdo que tiene una superficie curvada convexa y un álabe en un rotor derecho que tiene una superficie curvada cóncava. Por ello, la aplicación de los álabes de los dos rotores es sólo posible en la superficie inferior en las gargantas de los tornillos y el parámetro exterior de los tornillos respectivamente.
El documento GB 2.182.393 A describe una bomba de tornillos que engranan entre sí, en la que las anchuras de las roscas de los tornillos de un tornillo en sus raíces son mayores que las anchuras en los círculos de paso. La superficie del álabe tiene una superficie redondeada cóncava que se extiende desde la pared periférica del eje giratorio radial hacia fuera y que se une a una superficie redondeada convexa en la periferia exterior del álabe.
El documento DE 297 20 541 U1 muestra en principio un álabe con la misma forma que se ha descrito en el documento GB 2 2.182.393 A mientras en el documento DE 199 41 787 A1 la superficie del álabe comienza con una línea recta que se extienden desde la pared periférica del eje giratorio radial hacia fuera.
Es un objeto del invento proporcionar una bomba de desplazamiento de fluido, que supere las desventajas de los dispositivos y métodos conocidos hasta ahora de este tipo general y que esté además mejorada en términos de eficiencia e impedimento del flujo de retorno, y que permita esencialmente una salida de bombeo continuo con un flujo de retorno despreciable.
Con los anteriores y otros objetos a la vista se ha proporcionado, de acuerdo con el invento, una bomba de desplazamiento de fluido, en la que dichos álabes tienen un espesor decreciente desde dichos ejes giratorios a una periferia exterior de los mismos, y una superficie redondeada convexa que se extiende desde dicho eje giratorio hacia fuera.
En una realización alternativa del invento, los álabes aumentan de espesor desde el eje giratorio hacia fuera. Detalles de la realización alternativa sobresaldrán a partir de la siguiente descripción de las figuras.
De acuerdo con una característica adicional del invento, dicha superficie redondeada está definida por un radio de curvatura en una sección radial de dichos álabes, siendo dicho radio mayor que un diámetro de dichos álabes. Preferiblemente, el radio de curvatura es aproximadamente tres veces el diámetro de dichos álabes.
Con los anteriores y otros objetos a la vista se ha proporcionado también, de acuerdo con el invento, una bomba, en la que dichos álabes (9a, 9b) tienen un espesor (H2) y ascienden helicoidalmente a lo largo de dicho eje giratorio (31) con un espaciamiento (L) mayor que el espesor de dichos álabes (9a, 9b), y teniendo dichos álabes (9a, 9b) una superficie redondeada convexa que se extiende desde dicho eje giratorio (31) hacia fuera.
En una realización preferida, la relación del espaciamiento entre las vueltas de los álabes (la parte anterior menos el espesor del álabe) al espesor de los álabes se encuentra entre 5/4 y 2.
Los ejes giratorios son preferiblemente cilíndricos, es decir su pared periférica está definida por líneas paralelas entre sí.
De acuerdo con una característica añadida del invento, la superficie redondeada está definida por un radio de curvatura en una sección radial de los álabes, siendo el radio mayor que un diámetro de los álabes. En una realización preferida, el radio de curvatura es aproximadamente tres veces el diámetro de los álabes.
De acuerdo con otra característica del invento, el álabe en cada uno de los ejes giratorios tiene una pendiente de subida helicoidal de aproximadamente 7º y los álabes son sustancialmente trapezoidales en sección radial desde el eje giratorio a una periferia de los mismos.
De acuerdo de nuevo con una característica añadida del invento, el álabe de una hélice de la doble hélice está separado en una distancia definida por los álabes de la otra hélice de la doble hélice.
De acuerdo con una característica concomitante del invento, los álabes encierran un ángulo de entre aproximadamente 45º y casi 90º con los ejes giratorios del cilindro.
Otros rasgos que son considerados como característicos del invento están descritos en las reivindicaciones adjuntas.
Aunque el invento está ilustrado y descrito aquí como realizado en una bomba de desplazamiento de fluido con tope al flujo de retorno, sin embargo no está destinado a ser limitado a los detalles mostrados, ya que pueden hacerse distintas modificaciones y cambios estructurales en él dentro del marco e intervalo de equivalencias de la reivindicación.
La construcción y método de funcionamiento del invento, sin embargo, junto con objetos y ventajas adicionales del mismo serán mejor comprendidos a partir de la siguiente descripción de realizaciones específicas cuando son leídas en conexión con los dibujos adjuntos.
La fig. 1 es una vista en sección parcial y alzado lateral de una bomba de desplazamiento de fluido de acuerdo con el invento;
La fig. 2 es una vista en planta superior sobre los álabes del impulsor y el alojamiento de la fig. 1;
La fig. 3 es una vista en planta del alojamiento;
La fig. 4 es una vista en planta sobre los álabes del impulsor;
La fig. 5 es una vista lateral de dos estructuras de álabe que se aplican entre sí mutuamente;
La fig. 6 es una vista agrandada del detalle indicado en la fig. 5;
La fig. 7 es una sección axial a través del eje giratorio y un álabe de una realización preferida del invento;
La fig. 8 es una vista en sección diagramática de una realización alternativa de la estructura de álabe;
La fig. 9 es una vista en sección diagramática de otra realización alternativa de la estructura de álabe;
La fig. 10 es una vista en sección diagramática de aún otra realización alternativa de la estructura de álabe;
La fig. 11 es una vista en sección diagramática de otra realización alternativa de la estructura de álabe;
La fig. 12 en una vista en sección diagramática de aún otra realización alternativa de la estructura de álabe;
La fig. 13 es una vista de sección diagramática de una orientación alternativa de la estructura de álabe;
La fig. 14 en una vista en alzado de dos álabes de este impulsor de igual orientación antes de su aplicación entre ellos; y
La fig. 15 es una vista en alzado de los mismos, después de que los dos álabes han sido insertados uno en otro.
Con referencia ahora a las figuras del dibujo en detalle y en primer lugar, particularmente a la fig. 1 del mismo, se ha visto una vista en alzado de dos impulsores que se aplican entre sí con una perfil de sección de las paredes laterales de un alojamiento y una vista diagramática de un sistema de accionamiento. La bomba de fluido es un sistema de doble impulsor, con un primer impulsor 9A accionado por un primer engranaje 14A y un segundo impulsor 9B accionado por un segundo engranaje 14B. La realización del impulsor es un sistema de desplazamiento positivo y, al mismo tiempo, una membrana de contrapresión. Cuando los impulsores acanalados giran, la circulación 11 de fluido (por ejemplo aire, líquido, fluido hidráulico) es "empaquetada" a la cámara 30 formada entre un eje giratorio o muñón 31 de impulsor cilíndrico, una pared 20 de alojamiento, y un álabe 9B. Cada impulsor tiene un álabe respectivo 9A y 9B.
Siguiendo el trayecto helicoidal de la cámara 30, cada cámara formada entre las vueltas del álabe 9B es cerrada por el álabe 9A de la estructura de impulsor adyacente. Dependiendo de la velocidad rotacional del sistema impulsor y del tamaño de las cámaras 30, los impulsores 9A y 9B forman una bomba de presión con desplazamiento positivo hacia una cámara de alta presión. La circulación 11 de fluido está a menor presión que en la cámara de alta presión, situada por encima de los alojamientos en la fig. 1. Cuando los álabes 9A y 9B del impulsor giran, se abren y se cierran distintas cámaras apiladas verticalmente de modo que dan como resultado una circulación positiva desde la parte inferior al lado de alta presión en la parte superior. Al mismo tiempo, cualesquiera impulsos y explosiones debidos, por ejemplo, a una combustión de combustible en una cámara en el lado de alta presión o cualquier otra contrapresión serán impedidos de fluir en sentido inverso más allá de los álabes 9A y 9B. En otras palabras, la bomba impulsora está siempre cerrada con respecto a un flujo de retorno directo del fluido fuera del lado de alta presión.
Los impulsores 9A y 9B pueden ser accionados a velocidad variable. A fin de sincronizar los álabes 9A y 9B, están conectados a través de ruedas de engranajes 14A y 14B, respectivamente, conectadas a sus ejes giratorios 31. Un accionamiento 26 está ilustrado diagramáticamente hacia la izquierda del engranaje 14A. El accionamiento 26 puede ser por ejemplo, un engranaje de una cremallera dentada, un motor eléctrico, un sistema de realimentación accionado por la salida de los ejes giratorios 31, o cualquier accionamiento controlado similar. Cualquier tipo de control de velocidad puede ser puesto en práctica para el sistema impulsor. Es también posible desde Lugo, el accionamiento de los árboles 31 directamente con motores de accionamiento directos. Los dos ejes de giro están aplicados con las ruedas de engranaje 14A y 14B engranadas.
La fig. 2 es una vista en planta axial del sistema impulsor que muestra la aplicación o engrane de los dos álabes 9A y 9B y la colocación muy próxima de los álabes de impulsor dentro de las paredes 20. La fuerza de desplazamiento positiva del sistema impulsor es así solo perjudicada ligeramente por el flujo de retorno y las fugas entre los álabes del impulsor 9A, 9B y las paredes 20 y, despreciablemente, entre el eje giratorio 31 y el álabe adyacente 9A o 9B. Los álabes 9A y 9B cierran herméticamente de modo estanco contra la pared 20 del alojamiento. En una realización ejemplar de la nueva bomba de fluido, el espaciamiento entre la periferia exterior de los álabes y la superficie interior de la pared es del orden de unos pocos 0,0254 mm por ejemplo 0,1-0,4 mm. Dependiendo de su uso, la bomba de fluido puede ser cerrada herméticamente de modo adicional con una capa de cierre hermético de silicona prevista en el interior de la pared del alojamiento y/o en la periferia de los álabes 9A y 9B.
Con referencia a las figs. 2 y 3, el alojamiento del sistema de desplazamiento positivo está definido por paredes 20 con partes simétricas rotacionalmente. En la realización ilustrada con los dos impulsores que se aplican entre sí, el alojamiento tiene dos arcos circulares que se cortan que esencialmente corresponden a la periferia de los álabes 9A y 9B en su posición de aplicación. Una anchura D de la abertura del alojamiento en la que los ejes de giro del impulsor están dispuestos giratoriamente corresponde a una suma de los diámetros de los álabes 9A y 9B del impulsor menos el solapamiento O. El solapamiento O a su vez, corresponde esencialmente a la profundidad de acanalado o estriado de los impulsores, es decir la diferencia en el radio de los álabes 9A, 9B y el radio del árbol 31. La anchura D también puede ser expresada como la suma de dos veces el diámetro d del árbol 31 más dos veces la profundidad de acanalado de los impulsores.
Como se ha visto en las figs. 4 y 5, los álabes o el acanalado helicoidal de los álabes están desplazados en aproximadamente 180º de modo que distribuyan la descarga de bombeo de cada una de las cámaras 30 en el lado de alta presión. En otras palabras, es ventajoso que las cámaras 30 alcancen la posición superior en la que se vacían en el lado de alta presión alternativamente. En el caso de dos álabes, desplazamiento debería estar por ello en la proximidad de 180º.
Si se usan tres o más ejes de giro de impulsor, el alojamiento 20 requiere una modificación correspondiente y, ventajosamente, el desplazamiento giratorio del acanalado del impulsor puede ser distribuido consiguientemente por 360º/n, donde n es el número de ejes de giro del impulsor.
El volumen de las cámaras 30 y la velocidad rotacional de los impulsores definen la presión de la bomba y el desplazamiento de volumen por tiempo de la inyección del impulsor. Con referencia a la fig. 6, el volumen de cada cámara 30 corresponde aproximadamente a la integral doble del ángulo giratorio diferencial d\theta tomado a través de 360º y el radio diferencial dr tomado a partir del radio r del árbol 30 al radio R del álabe de impulsor 9A, 9B, multiplicado por el espaciamiento z entre álabes, menos la parte de volumen del álabe adyacente que se aplica en el espacio en el centro entre los dos ejes de giro.
A fin de maximizar el cierre hermético entre los álabes, y así el cierre hermético de la pared que impide el flujo de retorno, los álabes 9A y 9B son modificados en términos de su curvatura. A este respecto, la ilustración en las figs. 1, 5 y 6 es simplificada para mostrar los álabes con un espesor constante desde el eje 31 a sus periferias. Con referencia a la fig. 7 que es una vista en sección tomada diagonalmente a través del centro del eje giratorio 31 de uno de los impulsores, los álabes están curvados desde el eje hacia fuera con respecto a su espesor. Las mediciones y relaciones entre las distintas dimensiones están mejor ilustradas con referencia a un ejemplo específico.
En la realización ejemplar, los álabes 9 tienen un diámetro D = 125 mm. El eje giratorio 31 tiene un diámetro d = 25 mm. El radio r de los álabes, es r = 50 mm, medido desde la periferia del eje giratorio 31 a su periferia exterior. El ángulo de pendiente ascendente de los álabes 9 que se enrollan helicoidalmente es de aproximadamente 7º. Como una operación de producción intermedia, los álabes pueden ser estrechados por un ángulo de estrechamiento \varphi = 3º. Es decir, el ángulo \alpha formado entre la pared periférica del eje giratorio 31 y el álabe 9 es \alpha = 90º + \varphi = 93º en la parte superior y en la parte inferior. Además, los álabes 9 están curvados desde el interior hacia fuera con un radio de curvatura R = 400 mm. La posición del origen del radio R (es decir el centro del arco) está definida por el ángulo \varphi. Por ejemplo, si \varphi = 0, entonces los álabes no están estrechados, y el origen de R se encuentra en la pared periférica del eje giratorio 31. Si los álabes están estrechados con \varphi > 0, entonces el origen de R es movido al eje giratorio 31 por la cantidad apropiada definida por el ángulo \varphi. Modelando la nueva forma de los álabes, el inventor ha sido capaz de confirmar que un cierre hermético apropiado y superior es creado entre los impulsores que se aplican entre sí.
La fig. 8 ilustra una alternativa en la que los álabes 9 están solo estrechados con el ángulo \varphi. Las superficies no están redondeadas. En una realización precedida de esta alternativa, el ángulo \varphi = 3º.
La fig. 9 ilustra aún otra alternativa. Aquí los álabes no están estrechados, sino solamente curvados. De nuevo el radio R = 400 mm y el origen del arco se encuentra en la pared periférica del eje giratorio 31. Consiguientemente el ángulo de intersección \alpha entre el álabe 9 y el eje giratorio 31 es \alpha = 90º.
La fig. 10 ilustra otra variación. Aquí, el inventor ha reconocido que ciertos fluidos (usualmente fluidos de menor viscosidad) requieren un cierre hermético menos apropiado entre los álabes. Consiguientemente, aquí, un espaciamiento o separación L entre los arrollamientos de álabe que define la parte anterior del impulsor, es mayor que un espesor H del álabe 9 (obsérvese que la distancia L no es la parte anterior del arrollamiento helicoidal, la parte anterior sería definida por el espaciamiento L más la altura del álabe, es decir L + H). Aquí, la diferencia es \DeltaD = (L-H)/2. La reducción del espaciamiento L al espesor H puede ser desde el 80% hasta como mucho un 50%. En otras palabras, una relación L/H puede oscilar desde 5/4 a 2. En las realizaciones con el estrechamiento del álabe y la curvatura definida por el radio R, los parámetros L y H deben ser definidos dependiendo de la distancia r desde el eje giratorio 31. Es decir, en ese caso, \DeltaD = L(r) - H(r) y el espaciamiento L y la altura H del álabe 9 son preferiblemente elegidos de tal modo que \DeltaD sea constante.
Las figs. 11 y 12 ilustran aún otra variación del concepto del invento. En la fig. 11 los álabes 9 tienen una protuberancia en sección. Es decir, la altura H del álabe varía desde H_{1} en el eje giratorio 31 a H_{2} aproximadamente a la mitad de su extensión radial, y luego vuelve a la altura H_{1} en su periferia exterior. La realización de la fig. 12 es similar, excepto en que el álabe 9 se adelgaza considerablemente en su periferia exterior a una altura H_{3} < H_{1} < H_{2}.
La realización ilustrada en la fig. 13 proporciona un ángulo de ataque \theta entre el álabe 9 y el eje giratorio que es diferente de 90º. En una realización preferida, el ángulo \theta = 70º. Debería comprenderse que la realización con la orientación no ortogonal de los álabes, es decir, el ángulo \theta \neq 90º, no es exclusivo de las variaciones redondeadas y/o estrechadas que están ilustradas en las figs. 8, 9, 11 y 12. Además el espaciamiento incrementado \DeltaD ilustrado en la fig. 10 puede ser utilizado en está realización también.
Se comprenderá que, de un par de álabes, uno puede estado enrollado hacia la derecha y el otro puede estar enrollado hacia la izquierda. En ese caso, una rotación en sentido contrario de los dos álabes conduce a una elevación de ambos de los espacios 30. Si los dos álabes están enrollados en el mismo sentido, entonces los álabes serán hechos girar en la misma dirección. En el caso anterior, sin embargo, una cantidad de fricción sustancialmente reducida resultará entre los dos conjuntos de álabes. También, si los álabes adyacentes ascienden en el mismo sentido, los ejes giratorios deben ser desplazados de su paralelismo por dos veces su ángulo de la parte anterior. Esto está ilustrado diagramáticamente en las figs. 14 y 15.

Claims (17)

1. Una bomba de desplazamiento de fluido, que comprende un alojamiento formado con una cámara (30) que tiene una pared (20) definida por dos aberturas cilíndricas que se cortan entre sí, que definen ejes de cilindro respectivos y dos ejes giratorios o muñones (31) dispuestos y montados respectivamente de modo giratorio alrededor de ejes respectivos coaxiales con dichos ejes de cilindros, llevando cada uno de dichos ejes giratorios (31) un álabe que asciende helicoidalmente (9a, 9b) que cierra herméticamente contra dicha pared (20) de dicho alojamiento y que se aplican entre sí, caracterizada porque dichos álabes (9a, 9b) tienen un espesor decreciente desde dichos ejes giratorios (31) a una periferia exterior de los mismos, y una superficie redondeada convexa que se extiende desde dicho eje giratorio (31) hacia fuera.
2. La bomba según la reivindicación 1ª, en la que dicha superficie redondeada convexa está definida por un radio (R) de curvatura en una sección radial de dichos álabes (9a, 9b), siendo mayor dicho radio (R) que un diámetro (D) de dichos álabes 9a, 9b.
3. La bomba según la reivindicación 2ª, en la que dicho radio (R) de curvatura es aproximadamente tres veces el diámetro (D) de dichos álabes (9a, 9b).
4. La bomba según la reivindicación 1ª, en la que dicho álabe (9a, 9b) en cada uno de dichos ejes giratorios (31) tiene una pendiente de subida helicoidal de aproximadamente 7º y dichos álabes (9a, 9b) son sustancialmente trapezoidales en sección radial desde dicho eje giratorio (31) a una periferia de los mismos.
5. La bomba según la reivindicación 1ª, en la que dichos álabes (9a, 9b) están formados de tal modo que una rotación en sentido contrario de los álabes que se aplican entre sí (9a, 9b) da como resultado un desplazamiento ascendente de dichos alabes (9a, 9b).
6. La bomba según la reivindicación 1ª, en la que dichos ejes giratorios (31) son ejes giratorios cilíndricos.
7. La bomba según la reivindicación 1ª, en la que dicho álabe (9a, 9b) de una hélice de dicha doble hélice están espaciados en una distancia (z) definida por dichos álabes (9a, 9b) de la otra hélice de dicha doble hélice.
8. La bomba según la reivindicación 1ª, en la que dichos ejes de cilindro y dichos ejes giratorios (31) son paralelos entre sí.
9. La bomba según la reivindicación 1ª, en la que dichos ejes giratorios (31) encierran un ángulo uno con otro, y dicho ángulo corresponde a dos veces un ángulo de pendiente de subida de dichos álabes (9a, 9b).
10. La bomba según la reivindicación 1ª, en la que dichos álabes (9a, 9b) encierran un ángulo de entre aproximadamente 45º y casi 90º con dichos ejes de cilindro.
11. Una bomba de desplazamiento de fluido, que comprende un alojamiento formado con una cámara (30) que tiene una pared (20) definida por dos aberturas cilíndricas que se cortan entre sí que definen ejes de cilindro respectivos y dos ejes giratorios (31) dispuestos respectivamente y montados giratoriamente alrededor de ejes respectivos coaxiales con dichos ejes de cilindros, llevando cada uno de dichos ejes giratorios (31) un álabe que asciende helicoidalmente (9a, 9b) que cierra herméticamente contra dicha pared (20) de dicho alojamiento y que se aplican entre sí, caracterizada porque dichos álabes (9a, 9b) tienen un espesor (H2) y ascienden helicoidalmente a lo largo de dicho eje giratorio (31) con un espaciamiento (L) mayor que el espesor de dichos álabes (9a, 9b), y dichos álabes (9a, 9b) tienen una superficie redondeada convexa que se extiende desde dicho eje giratorio (31) hacia fuera.
12. La bomba según la reivindicación 11ª, en la que una relación del espaciamiento (L) al espesor (H2) de los álabes (9a, 9b) se encuentra entre 5/4 y 2.
13. La bomba según la reivindicación 11ª, en la que dicha superficie redondeada está definida por un radio (R) de curvatura en una sección radial de dichos álabes (9a, 9b), siendo dicho radio (R) mayor que un diámetro (D) de dichos álabes (9a, 9b).
14. La bomba según la reivindicación 13ª, en la que dicho radio (R) de curvatura es aproximadamente tres veces el diámetro (D) de dichos álabes (9a, 9b).
15. La bomba según la reivindicación 11ª, en la que dichos álabes (9a, 9b) tienen un espesor creciente desde dicho eje giratorio (31) radialmente hacia fuera.
16. La bomba según la reivindicación 11ª, en la que el espesor (H1) de dichos álabes (9a, 9b) en dicho eje giratorio (31) es sustancialmente igual al espesor (H1) en la periferia exterior.
17. La bomba según la reivindicación 11ª, en la que el espesor (H3) de dichos álabes (9a, 9b) en la periferia exterior es menor que el espesor (H1) en dicho eje giratorio (31).
ES02728628T 2001-08-27 2002-03-28 Bomba de desplazamiento de fluido con tope de contrapresion. Expired - Lifetime ES2295340T3 (es)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1018833 2001-08-27
NL1018833A NL1018833C1 (nl) 2001-08-27 2001-08-27 Verbeteringen voor supermotor.
NL1019337A NL1019337C1 (nl) 2001-11-09 2001-11-09 Pomp.
NL1019337 2001-11-09
NL1019406 2001-11-20
US10/036,036 US6632145B2 (en) 2000-02-14 2001-12-31 Fluid displacement pump with backpressure stop
PCT/US2002/009986 WO2003019009A1 (en) 2001-08-27 2002-03-28 Fluid displacement pump with backpressure stop

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2295340T3 true ES2295340T3 (es) 2008-04-16

Family

ID=27483714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES02728628T Expired - Lifetime ES2295340T3 (es) 2001-08-27 2002-03-28 Bomba de desplazamiento de fluido con tope de contrapresion.

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1421282B1 (es)
AT (1) ATE377709T1 (es)
DE (1) DE60223388T2 (es)
ES (1) ES2295340T3 (es)
WO (1) WO2003019009A1 (es)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1698802A (en) * 1924-04-07 1929-01-15 Montelius Carl Oscar Josef Device for transferring energy to or from alpha fluid
GB240285A (en) * 1924-09-08 1925-10-01 Waldau Maschf Improvements in or connected with screw pumps
GB419338A (en) * 1933-01-03 1934-11-09 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to screw pumps or compressors
NL223660A (es) * 1956-12-31 1900-01-01
US2931308A (en) * 1957-03-29 1960-04-05 Improved Machinery Inc Plural intermeshing screw structures
US3198582A (en) * 1962-09-12 1965-08-03 Warren Pumps Inc Screw pump
DE3249585C2 (de) * 1982-09-07 1989-07-27 Ford Werke Ag Zahnradpumpe f}r inkompressible Medien
GB2182393A (en) * 1985-11-04 1987-05-13 Ngk Insulators Ltd Intermeshing screw pump
FR2668209B1 (fr) * 1990-10-18 1994-11-18 Hitachi Koki Kk Pompe d'aspiration moleculaire.
DE4224969C1 (de) * 1992-07-29 1993-09-30 Heinrich Moeller Förderschraubenpaar für rotierende Verdrängerpumpen
DE29720541U1 (de) * 1997-11-19 1999-03-18 SIHI Industry Consult GmbH, 25524 Itzehoe Schraubenspindel-Gaspumpe
DE19941787B4 (de) * 1999-09-02 2011-06-16 Leybold Vakuum Gmbh Schraubenvakuumpumpe mit Schraubengängen mit sich verändernder Steigung

Also Published As

Publication number Publication date
EP1421282B1 (en) 2007-11-07
ATE377709T1 (de) 2007-11-15
DE60223388D1 (de) 2007-12-20
WO2003019009A1 (en) 2003-03-06
DE60223388T2 (de) 2008-08-28
EP1421282A1 (en) 2004-05-26
EP1421282A4 (en) 2005-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7479000B2 (en) Gear pump
US7922468B2 (en) Gear pump with improved inlet port
US20150030492A1 (en) Rotary Machine
ES2283899T3 (es) Bomba de tornillo.
US6530365B2 (en) Fluid displacement pump with backpressure stop
ES2306681T3 (es) Bomba rotatoria de desplazamiento positivo con rotores helicoidales.
ES2295340T3 (es) Bomba de desplazamiento de fluido con tope de contrapresion.
JP6236064B2 (ja) 最適化された入口及び出口を有するロータリーピストンポンプ
ES2369901T3 (es) Bomba con engranaje interior con llenado mejorado.
US8647089B2 (en) Dual rotor pump
US3865523A (en) Continuous flow rotary pump
US6632145B2 (en) Fluid displacement pump with backpressure stop
ES2586839T3 (es) Mecanismo de rotor
EP1709310B1 (en) Improvements in intersecting vane machines
CN102032176A (zh) 大流量组合线型螺杆泵
KR100530447B1 (ko) 3중트로코이달 로터를 갖는 압축기유니트 및 이를 갖는 콤프레셔
US12012962B2 (en) Fluid transfer device
RU2197641C1 (ru) Роторный насос
KR940018568A (ko) 유체압축기
CN110863995A (zh) 一种壳体带有导向流道的低温潜液泵
CN208330718U (zh) 高密封性齿轮油泵
KR800001827Y1 (ko) 조력 양수펌프
KR200343567Y1 (ko) 3중트로코이달 로터를 갖는 압축기유니트 및 이를 갖는 콤프레셔
WO2015104597A1 (ru) Трохоидальный насос
JP2015048725A (ja) 内接式ギアポンプ