ES2318316T3 - Dispositivo de bloqueo del paquete del estator de bombas. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de bloqueo del paquete del estátor de una bomba, comprendiendo unos medios de carcasa (4) dispuestos para contener las etapas de bombeo de un fluido que se vaya a bombear, unos medios de brida (2) adecuados para cerrar dichos medios de carcasa (4), unos medios de tornillo (3, 8) que cooperan con unos medios de tuerca (5, 14) para fijar juntos dichos medios de brida (2) y dichos medios de carcasa (4) caracterizado porque dichos medios de tornillo (3, 8) tienen un contorno que es, por lo menos en un lado de rosca no activa (16), sustancialmente no complementario con un contorno adicional de dichos medios de tuerca (5, 14).
Description
Dispositivo de bloqueo del paquete de estátor de
bombas.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de bloqueo del paquete del estátor de difusores de
bomba, en particular bombas sumergibles centrífugas.
Un dispositivo de este tipo es adecuado para el
bloqueo del paquete de los difusores evitando de ese modo cualquier
movimiento de los mismos, en particular en una dirección axial, en
el interior de la carcasa cilíndrica de la bomba.
Son conocidos los dispositivos de bloqueo que
comprenden un par de bridas provistas en su diámetro exterior con
roscas y cada una de ellas está dispuesta en un extremo de la
carcasa. Dichas roscas se acoplan en el área roscada
correspondiente obtenida en la superficie interior de la carcasa. El
paquete del estátor se bloquea mediante atornillado de las dos
bridas roscadas y apretando el paquete de difusores entre estas
bridas.
Alternativamente, está provista una brida que
está soldada a un extremo de la carcasa y otra brida roscada a la
carcasa utilizando procedimientos similares a aquellos expuestos
antes en este documento.
Un inconveniente de los dispositivos conocidos
es que no es posible ejercer la presión deseada sobre el paquete de
difusores.
De hecho, con tales dispositivos es bastante
difícil girar la brida mediante la aplicación de un momento de
apriete deseado.
Además, a fin de ser capaz de apretar
eficazmente el paquete de difusores, la brida debe ser roscada a la
carcasa utilizando momentos de apriete elevados. De hecho, la rosca
entra en contacto con el área roscada en una parte significante de
las respectivas roscas, lo cual genera momentos de torsión
resistentes los cuales, debido a la fricción, pueden alcanzar
valores considerablemente altos.
Otro inconveniente de tales dispositivos es que
son difíciles de desmontar.
Este inconveniente se acentúa adicionalmente por
la presencia de materia incrustante tal como por ejemplo residuos
sólidos, óxidos o limo que están presentes en el fluido y que se
infiltran entre las roscas y el área roscada, actuando por lo tanto
como un adhesivo.
Para desenroscar la brida es, por lo tanto,
necesario aplicar un momento de torsión giratorio elevado a la
misma que tenga un valor que difícilmente se puede obtener
utilizando herramientas de desmontaje comunes.
Otro inconveniente de los dispositivos conocidos
es que pueden ser utilizados únicamente para bombas provistas de
una carcasa con un espesor relativamente alto.
De hecho, el área roscada obtenida en la carcasa
constituye una zona de debilitamiento de la carcasa y, si la
carcasa tiene un espesor limitado, el área roscada sufre una
deformación plástica durante el funcionamiento, es decir cuando la
bomba es atravesada por el fluido provisto de una alta presión.
Esta deformación tiende a extruir axialmente la
brida desde la carcasa, haciendo ineficaz el bloqueo y dañando
irreversiblemente la carcasa, la cual se tiene que sustituir.
El documento WO 01/83996 expone un dispositivo
de bloqueo para bloquear el paquete del estátor de una bomba (1),
que comprende unos medios de cubierta (2) adecuados para contener
etapas de bombeo adecuadas para bombear un fluido, unos medios de
corona (3) provistos de unos medios de unión y fijación (9)
dispuestos para conectar los medios de brida (8) de la bomba (1) a
los medios de corona (3), unos medios de brida (8) los cuales son
adecuados para cerrar herméticamente los medios de cubierta (2),
unos medios de anillo elástico (4) dispuestos entre los medios de
cubierta (2) y los medios de corona adecuados para evitar que los
medios de corona (3) deslicen en una dirección axial en el interior
de los medios de cubierta (2). Los medios de anillo elástico (4)
comprenden unos medios de cuña provistos de una superficie de
fricción (7) adecuada para ser acoplada con una superficie
conjugada respectiva (7a) de los medios de corona (3).
El documento DE 9208801U expone un conjunto de
bomba que consiste en un motor de funcionamiento húmedo que impulsa
una bomba centrífuga. El conjunto de bomba está provisto de una
carcasa (1) fabricada de plástico y que comprende dos piezas, una
parte de carcasa del lado de succión de la bomba (2) con la conexión
de admisión y una parte de la carcasa del lado de presión (3) con
la conexión de presión. La parte de la carcasa del lado de succión
de la bomba (2) y la parte de la carcasa del lado de presión (3) se
pueden conectar mutuamente por medio de un acoplamiento de bayoneta
(4, 5).
El documento FR 2056783 da a conocer una bomba
centrífuga para recipientes que contienen líquidos. La bomba (1)
comprende un motor (2) y una junta hermética al agua (3), a través
de la cual el motor (2) está sostenido en una pared (13) del
recipiente y el cual es integral con un cuello roscado (4) de la
bomba (1). En el cuello roscado (4), se puede atornillar un
elemento de fijación (5), el cual a su vez está conectado con un
tapón (8) por medio de un acoplamiento de bayoneta. Es posible
apretar el elemento de fijación (5) en el cuello roscado (4)
girando el tapón (8) una vez el último está acoplado mediante
bayoneta con el elemento de fijación (5).
Un objetivo de la presente invención es mejorar
los dispositivos de bloqueo del paquete del estátor de bombas.
Otro objetivo es obtener un dispositivo de
bloqueo del paquete del estátor de bombas que se pueda ajustar
fácilmente y se pueden desmontar de un cuerpo de la bomba.
Un objetivo adicional es obtener un dispositivo
de bloqueo del paquete de los difusores de la bomba que sea
suficientemente resistente como para no se dañe cuando se somete a
la presión ejercida por el fluido bombeado, incluso cuando el
dispositivo se aplica a bombas que funcionen a alta presión.
Un objetivo adicional es limitar la deposición
de materia incrustante en un dispositivo de bloqueo del paquete del
estátor de las bombas.
Según la invención, se proporciona un
dispositivo de bloqueo del paquete del estátor de una bomba que
comprende medios de carcasa dispuestos para contener etapas de
bombeo de un fluido que se va a bombear, medios de brida adecuados
para encerrar dichos medios de carcasa, unos medios de tornillo
provistos con unos medios de rosca y que cooperan con medios de
tuerca provistos de medios de rosca adicionales para fijar juntos
dichos medios de brida y dichos medios de carcasa caracterizado
porque dichos medios de rosca tienen un contorno que es
sustancialmente no complementario a un contorno adicional de dichos
medios de rosca adicionales.
Debido a este aspecto de la invención, es
posible obtener un dispositivo de bloqueo del paquete del estátor
de una bomba en el cual entre los medios de rosca de los medios de
tornillo y de forma correspondiente los medios de rosca adicionales
de los medios de tuerca están presentes un ajuste axial y un juego
mecánico diametral.
Esto permite que los medios de brida sean
fácilmente ajustados y desmontados de los medios de carcasa puesto
que los medios de rosca y los medios de rosca adicionales están en
contacto a lo largo de una superficie de extensión limitada que no
genera una fricción grande durante el roscado de los medios de brida
ni del desenroscado de los medios de brida de los medios de
carcasa.
Además, el juego mecánico permite, durante la
fase fases de desmontaje del dispositivo, el desplazamiento axial
de los medios de brida en relación con los medios de carcasa, de
modo que se extraiga cualquier material incrustante que puede estar
presente entre los medios de tornillo y los medios de tuerca.
La invención se comprenderá y se implantará
mejor haciendo referencia a los dibujos adjuntos, los cuales
ilustran una forma de realización de la misma a título de ejemplo
no limitativo, en los cuales:
la figura 1 es una sección fragmentada tomada a
lo largo del plano longitudinal de un dispositivo de bloqueo según
la invención;
la figura 2 es un detalle a mayor escala de la
figura 1;
la figura 3 es un detalle como el de la figura 2
en el cual los medios de brida del dispositivo están desplazados
axialmente con relación a los medios de carcasa.
La figura 1 muestra un dispositivo de bloqueo 1
del paquete del estátor de una bomba.
El dispositivo de bloqueo 1 comprende una brida
2 de forma circular, de material metálico, provista de roscas en
una de sus superficies exteriores. La rosca define un elemento de
tornillo 3 dispuesto para acoplarse en un elemento de tuerca
correspondiente 5 definido por un área roscada obtenida en el
interior de una carcasa 4 dispuesta para contener el paquete del
estátor de los difusores -no representados-de la
bomba.
La carcasa 4 comprende un elemento tubular de
acero, en un extremo 6 del cual se obtienen el elemento de tuerca
5.
En un extremo adicional de la carcasa 4, opuesto
al extremo 6, está directamente soldada una cubierta de cierre
contra la cual la brida 2 presiona el paquete de los difusores.
Alternativamente, en el extremo adicional puede
estar provisto un elemento de tuerca adicional dispuesto para
acoplar con un elemento de tornillo adicional de una brida adicional
similar a la brida 2 expuesta antes en este documento.
En este caso, el paquete del estátor es apretado
contra la brida 2 y la brida adicional.
El elemento de tornillo 3 tiene un contorno que
es diferente de un contorno adicional del elemento de tuerca 5.
Más en detalle, en las figuras 2 y 3, el
elemento de tornillo 3 comprende una rosca 8 que tiene una altura
axial C.
De forma similar el elemento de tuerca 5
comprende una rosca adicional 14 que define una ranura helicoidal 7
que tiene una altura axial adicional S.
El elemento de tuerca 5 se puede obtener a
través de la deformación plástica del extremo 6 de la carcasa 4.
En este caso, la rosca adicional 14 se obtiene
en una parte del material metálico que tiene un espesor
constante.
constante.
La altura axial adicional S de la rosca
adicional 14, y por consiguiente de la ranura 7, es mayor que la
altura axial C de la rosca 8 que es recibida en su interior.
De este modo, entre la ranura 7 y la rosca 8,
cuando están acopladas, está definido un juego mecánico G1 de una
cantidad previamente establecida.
La rosca 8 comprende un lado activo 15 y un lado
no activo 16.
El lado activo 15 está configurado de tal modo
que esté más inclinado, por lo menos en una cresta 27 de la rosca
8, que el lado no activo 16, con relación a un eje longitudinal Z
del dispositivo 1.
La rosca adicional 14 comprende un lado activo
adicional 18 y un lado no activo adicional 19.
El lado activo adicional 18 está configurado de
tal modo que esté más inclinado, por lo menos en una cresta
adicional 28 de la rosca adicional 14 que el lado no activo
adicional 19 con relación al eje Z.
En particular, el lado activo 15 y el lado
activo adicional 18 están dispuestos sustancialmente perpendiculares
al eje (Z).
El contorno de la rosca 8 y el contorno
adicional de la rosca adicional 14 son sustancialmente
complementarios en correspondencia con el lado activo 15 y el lado
activo adicional 18 y sustancialmente no complementarios en
correspondencia con el lado no activo 16 y el lado no activo
adicional 19.
El elemento de tornillo 3 y el elemento de rosca
5 son móviles entre una configuración activa, indicada por X en la
figura 2, en la cual el lado operativo 15 interactúa con el lado
activo adicional 18 y una configuración no operativa, indicada por
Y en la figura 3, en la cual el lado activo 15 está distante del
lado activo adicional 18.
En la configuración no operativa Y, entre el
lado activo 15 y el lado activo adicional 18 hay definido un
espacio 29 provisto de una anchura A y con unas dimensiones tales
que permite el paso de partículas de materia sólida dispersas en el
fluido entre el elemento de tornillo 3 y el elemento de rosca 5.
En la configuración operativa X, el lado activo
15 interactúa con el lado activo adicional 18 a lo largo de una
zona de contacto 17 de una extensión superficial limitada.
La rosca 8 y la rosca adicional 14 son tales que
la reacción que ocurre en la zona de contacto 17 tiene una línea de
acción dirigida sustancialmente paralela al eje Z.
En otras palabras, el elemento de tornillo 3 y
el elemento de rosca 5 durante la utilización están sometidos a una
carga sustancialmente axial.
Por lo tanto, se incrementa significativamente
la resistencia del acoplamiento a las cargas axiales debido al
fluido a presión.
Además, la extensión limitada de la superficie
de la zona de contacto 17 capacita que se facilite la fase del
ajuste del dispositivo de bloqueo 1 puesto que la reacción de
contacto tiene un componente de fricción limitado.
Por consiguiente, el valor del momento de
torsión requerido para atornillar la brida 2 es bastante
limitado.
Además, el diámetro exterior del elemento de
tuerca 5 es mayor que el diámetro exterior del elemento de tornillo
3.
Por consiguiente, también existe diametralmente
juego mecánico G de una cantidad previamente establecida entre la
rosca 8 y la ranura 7.
La rosca 8 tiene una profundidad h mayor que la
profundidad de la rosca adicional 14 y, por lo tanto, que la
profundidad H de la ranura 7.
La bomba se monta de la manera descrita más
adelante en este documento.
\newpage
Los difusores, los cuales forman el paquete del
estátor, y los impulsores, se disponen en la secuencia correcta
para formar un paquete previamente montado, el cual es insertado en
el interior de la carcasa 4 hasta que se hace que descanse contra
dicha cubierta de cierre dispuesta en el extremo adicional de la
carcasa 4.
A continuación, se consigue el apriete mediante
el roscado de la brida 2 a la carcasa 4.
La brida 2 presiona el paquete del estátor a
medida que el elemento de tornillo 3 es roscado en el
correspondiente elemento de tuerca 5, hasta que se alcanza un valor
de precarga previamente establecido.
Alternativamente, el ajuste de la brida 2 se
puede conseguir utilizando una herramienta propulsora que no está
representada, que comprende un elemento de anclaje que se acopla en
unas prolongaciones 22 del elemento de tuerca 5 y una varilla de
empuje dispuesta en contacto con zonas interiores del paquete del
estátor.
Las prolongaciones 22 se obtienen en una
superficie exterior 23 de la carcasa 4, en la ranura 7 definida por
la rosca adicional 14 en el elemento de tuerca 5.
Esta herramienta de empuje es presionada sobre
el paquete del estátor de tal modo que lo comprime y facilita el
roscado de la brida 2, lo cual ocurre sin una presión adicional
sobre el paquete de los difusores.
Haciendo referencia a la figura 3, durante el
desmontaje del dispositivo de bloqueo 1, la brida 2 puede estar
sometida a los desplazamientos axiales hacia el interior de la
carcasa 4 en una dirección indicada mediante la fecha F.
Tales desplazamientos axiales se obtienen
mediante impactos mecánicos proporcionados en dirección axial a una
parte superior de la brida 2 y son posibles por el hecho de que
entre la rosca 8 y la ranura 7 existen el juego mecánico axial
G1.
Los desplazamientos axiales permiten que se
rompa cualquier incrustación de materia que se haya formado a
través de la deposición de residuos o limo presente en el fluido que
se hayan infiltrado entre el elemento de tornillo 3 y el elemento
de tuerca 5 causando el agarrotamiento del acoplamiento.
En la configuración no operativa Y, partes de la
incrustación pueden ser extraídas de la zona de contacto 17 a
través del espacio 29 definido entre el elemento de tornillo 3 y el
elemento de rosca 5.
Por consiguiente, la brida 2 se puede
desenroscar fácilmente sin tener que aplicar elevados momentos de
torsión.
El dispositivo de bloqueo 1 permite que se
facilite significativamente la fase de desmontaje, limitando
considerablemente la retención o el agarrotamiento del
acoplamiento, incluso en presencia de fluidos contaminados.
El dispositivo de bloqueo 1 adicionalmente
comprende medios de cierre hermético 24 dispuestos para aislar el
elemento de tornillo 3 y el elemento de tuerca 5 del fluido.
Los medios de cierre hermético 24 comprenden una
primera junta de estanqueidad 9 y una segunda junta de estanqueidad
10, dispuestas respectivamente por encima y por debajo del
acoplamiento roscado.
La primera junta de estanqueidad 9 es recibida
en una cavidad 12 obtenida en la brida 2 aguas arriba de la rosca 8
y la segunda junta de estanqueidad 10 es recibida en un alojamiento
13 obtenido en la brida 2 aguas abajo de la rosca 8.
La primera junta de estanqueidad 9 y la segunda
junta de estanqueidad 10 son tales que cooperan con superficies
interiores 11a, 11b de la carcasa 4 para asegurar un cierre
hermético contra el fluido y aislar sustancialmente la zona de
acoplamiento entre la brida 2 y la carcasa 4 del material
incrustante, tal como por ejemplo residuos o limo transportados por
el fluido.
La primera junta de estanqueidad 9 comprende un
apéndice 25 dispuesto para envolver parcialmente la zona del borde
26 de la carcasa 4.
La segunda junta de estanqueidad 10 está
colocada en contacto directo con el fluido bombeado.
El fluido bombeado por lo tanto presiona la
segunda junta de estanqueidad 10 contra la brida 2 y la carcasa 4,
de tal modo que asegura su cierre hermético.
Claims (20)
1. Dispositivo de bloqueo del paquete del
estátor de una bomba, comprendiendo unos medios de carcasa (4)
dispuestos para contener las etapas de bombeo de un fluido que se
vaya a bombear, unos medios de brida (2) adecuados para cerrar
dichos medios de carcasa (4), unos medios de tornillo (3, 8) que
cooperan con unos medios de tuerca (5, 14) para fijar juntos dichos
medios de brida (2) y dichos medios de carcasa (4)
caracterizado porque dichos medios de tornillo (3, 8) tienen
un contorno que es, por lo menos en un lado de rosca no activa (16),
sustancialmente no complementario con un contorno adicional de
dichos medios de tuerca (5, 14).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que dichos medios de tornillo (3, 8) tienen una altura axial (C)
menor que dichos medios de tuerca (5, 14).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, en
el que dichos medios de tornillo (3, 8) tienen un eje longitudinal
(Z) y comprenden un lado activo (15) que está más inclinado con
relación a dicho eje (Z), por lo menos en sus medios de cresta (27),
que dicho lado no activo (16).
4. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que dichos medios de tuerca (5,
14) comprenden un lado activo adicional (18) más inclinado con
relación a uno de sus ejes longitudinales, por lo menos en sus
propios medios de cresta adicionales (28), que un lado no activo
adicional (19) de dichos medios de tuerca (5, 14).
5. Dispositivo según la reivindicación 4 cuando
está subordinada a la reivindicación 3 en el que dicho lado activo
(15) y dicho lado activo adicional (18) están dispuestos
sustancialmente perpendiculares con relación a dicho
eje (Z).
eje (Z).
6. Dispositivo según la reivindicación 4 cuando
está subordinada a la reivindicación 3, o según la reivindicación
5, en el que entre dicho lado no activo (16) y dicho lado no activo
adicional (19) está definido un juego mecánico axial (G1).
7. Dispositivo según la reivindicación 6 en el
que dicho juego mecánico (G1) es tal que dichos medios de tornillo
(3, 8) pueden ser desplazados desde una configuración operativa (X)
en la cual dicho lado activo (15) está en contacto con dicho lado
activo adicional (18) hasta una configuración no operativa (Y) de
dicho dispositivo (1) en la cual dicho lado activo (15) está
distante de dicho lado activo adicional (18).
8. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que entre dichos medios de
tornillo (3, 8) y dichos medios de tuerca (5, 14) está definido un
juego mecánico radial (G).
9. Dispositivo según la reivindicación 6, ó 7, u
8 en el que dicho juego mecánico axial (G1) y/o dicho juego
mecánico radial (G) tiene una anchura (A) de tal modo que permite el
paso entre dichos medios de tornillo (3) y dichos medios de rosca
(5) de partículas de sólidos de material incrustante disperso en
dicho fluido.
10. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que los medios de rosca (8) de
dichos medios de tornillo (3, 8) tienen una profundidad (h) mayor
que la profundidad (H) de dichos medios de rosca adicionales
(14).
11. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de tornillo (3)
se obtienen en dichos medios de brida (2).
12. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de tuerca (5,
14) se obtienen en dichos medios de carcasa (4).
13. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos dichos medios
de tuerca (5, 14) tienen un espesor sustancialmente constante.
14. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores y que comprende asimismo unos medios de
cierre hermético (24) dispuestos para aislar dichos medios de
tornillo (3, 8) y dichos medios de tuerca (5, 14) de dicho
fluido.
15. Dispositivo según la reivindicación 14, en
el que dichos medios de cierre hermético (24) están interpuestos
entre dichos medios de brida (2) y dichos medios de carcasa (4).
16. Dispositivo según la reivindicación 14 ó 15,
en el que dichos medios de cierre hermético (24) comprenden unos
primeros medios de junta de estanqueidad (9) dispuestos aguas arriba
de dichos medios de tornillo (3, 8) y de dichos medios de tuerca (5,
14).
17. Dispositivo según la reivindicación 16, en
el que dichos primeros medios de junta de estanqueidad (9) son
recibidos en unos medios de cavidad (12) obtenidos en dichos medios
de brida (2).
18. Dispositivo según la reivindicación 16 ó 17,
en el que dichos primeros medios de junta de estanqueidad (9)
comprenden unos medios de apéndice (25) dispuestos para envolver
parcialmente una zona del borde (26) de dichos medios de carcasa
(4).
19. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 18, en el que dichos medios de cierre
hermético (24) comprenden unos segundos medios de junta de
estanqueidad (10) dispuestos aguas abajo de dichos medios de
tornillo (3, 8) y de dichos medios de tuerca (5, 14).
20. Dispositivo según la reivindicación 19, en
el que dichos segundos medios de junta estanqueidad (10) son
recibidos en unos medios de alojamiento (13) obtenidos en dichos
medios de brida (2).
Applications Claiming Priority (2)
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| IT000225A ITMO20030225A1 (it) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Dispositivo di bloccaggio del pacco statorico di pompe. |
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