ES2335890T3 - Bomba hibrida. - Google Patents
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Abstract
Bomba híbrida para transportar un medio de bombeo con una carcasa (2), en donde la carcasa (2) presenta una entrada (3), una salida (4) y un recinto de bombeo (5), en donde se transporta el medio de bombeo en el recinto de bombeo (5) durante el funcionamiento de bombeo, en donde el recinto de bombeo (5) está sustancialmente exento de medio de bombeo durante el funcionamiento de marcha en vacío, en donde el recinto de bombeo (5) presenta una superficie de deslizamiento (6) sustancialmente redonda o redondeada en sección transversal para un rotor (7) con paletas (8), en donde el rotor (7) está dispuesto excéntricamente en el recinto de bombeo (5), en donde, además, las paletas (8) del rotor pueden ser movidas todas ellas con relación al rotor (7) y en donde está previsto un funcionamiento de bombeo nominal en un intervalo predeterminado de números de revoluciones nominales del rotor (7), caracterizada porque las paletas (8) del rotor hacen contacto con la superficie de deslizamiento (6) por medio de sus puntas (11) durante el funcionamiento de marcha en vacío y mientras el rotor (7) funciona dentro del intervalo de números de revoluciones nominales, y porque la disposición del rotor (7) en el recinto de bombeo (5) y la configuración del rotor (7) y de la superficie de deslizamiento (6) están ajustadas al intervalo de números de revoluciones nominales y a la viscosidad del medio de bombeo de tal manera que durante el funcionamiento de bombeo nominal se forma entre las puntas (11) de las paletas del rotor (7) y la superficie de deslizamiento (6) una película lubricante de medio de bombeo a la manera de un cojinete de deslizamiento hidrodinámico, con lo que durante el funcionamiento de bombeo nominal reina exclusivamente un rozamiento de líquido entre las puntas (11) de las paletas y la superficie de deslizamiento (6).
Description
Bomba híbrida.
La presente invención concierne a una bomba
híbrida para transportar un medio de bombeo según el preámbulo de
la reivindicación 1.
Por bomba híbrida se entiende en el presente
contexto una bomba que en una clase de funcionamiento trabaja como
máquina de desplazamiento positivo y en una segunda clase de
funcionamiento trabaja como máquina de flujo continuo para poder
combinar entre ellas las respectivas ventajas de estas dos clases de
bombas.
Una difundida máquina de flujo continuo es la
bomba centrífuga. Ésta se caracteriza por una clase de construcción
robusta y una constitución sencilla y hace posible un funcionamiento
pobre en ruido y en desgaste para controlar grandes caudales de
transporte. Campos de utilización frecuentes de bombas centrífugas
son el llenado y el vaciado rápidos de recipientes, el trasiego de
líquidos, etc.
En la utilización de bombas centrífugas es
desventajoso el hecho de que no es posible un funcionamiento
autoaspirante. Por tanto, para la puesta en marcha de la bomba
centrífuga se han previsto en el pasado adicionalmente unas ayudas
de aspiración en forma de una etapa de aspiración por pistón o
similares.
Una difundida máquina de desplazamiento positivo
es una bomba celular de paletas. Ésta hace posible ciertamente un
funcionamiento autoaspirante, pero, debido a la potencia de
rozamiento que se presenta de una forma inmanente al sistema, está
ligada a un ruido de funcionamiento relativamente alto y a un
elevado desgaste. El documento DE 36 14 349 A1 muestra un enfoque
para reducir la potencia de rozamiento. Se trata aquí de una bomba
celular de paletas con un rotor cuyos lados, como es usual, giran
por delante de superficies laterales asociadas de un recinto de
bombeo. Los lados del rotor presentan cada uno de ellos un bisel de
tal manera que se fomenta la formación de una película lubricante
hidrodinámica entre los lados del rotor y las paredes laterales
asociadas del recinto de bombeo. A pesar de esta medida, la
potencia de rozamiento remanente es considerable.
Otra bomba celular de paletas conocida
(documento DE 195 45 045 A1) está equipada con un rotor cuyas
paletas están, además, articuladas de manera basculable en el
rotor. Las paletas del rotor se mantienen durante el funcionamiento
de bombeo en contacto constante con una superficie de deslizamiento
asociada del recinto de bombeo. También aquí es considerable la
potencia de rozamiento producida.
En la bomba híbrida que se está comentando está
previsto que la bomba presente en principio la característica de
una bomba centrífuga y sólo pueda trabajar durante la puesta en
marcha a la manera de una bomba celular de paletas
autoaspirante.
La bomba conocida (documento DE 101 58 146 A1)
de la que parte la presente invención muestra el comportamiento
anteriormente descrito de una bomba híbrida. La bomba híbrida está
equipada con una carcasa dotada de una entrada y una salida y que
presenta un recinto de bombeo. Durante el funcionamiento de bombeo
se transporta el medio de bombeo en el recinto de bombeo, estando
el recinto de bombeo sustancialmente exento de medio de bombeo
durante el funcionamiento de marcha en vacío. El recinto de bombeo
tiene una superficie de deslizamiento de sección transversal
redonda para un rotor con paletas que está dispuesto excéntricamente
en el recinto de bombeo.
La bomba híbrida trabaja ante todo con alto
número de revoluciones a la manera de una bomba celular de paletas
en funcionamiento autoaspirante -funcionamiento de aspiración-.
Debido a la entrada del medio de bombeo aspirado en el recinto de
bombeo se reduce el número de revoluciones del rotor hasta un número
de revoluciones que está en el intervalo de números de revoluciones
nominales de la bomba. Debido a la reducción inherente de la fuerza
centrífuga y debido a una elasticidad adecuadamente seleccionada de
las paletas del rotor, estas paletas pierden parcialmente en
cualquier caso el contacto con la superficie de deslizamiento, visto
a lo largo de esta superficie de deslizamiento. Durante el
funcionamiento de bombeo que así se establece en el intervalo de
números de revoluciones nominales -funcionamiento de bombeo nominal-
la bomba muestra entonces la característica de una bomba
centrífuga.
Por tanto, la "conmutación" de la bomba
centrífuga desde el funcionamiento como bomba celular de paletas
hasta el funcionamiento como bomba centrífuga se materializa aquí
por medio de una reducción del número de revoluciones del rotor.
Sin la reducción del número de revoluciones la bomba híbrida se
mantendría en el modo de funcionamiento como bomba celular de
paletas. En algunos casos de aplicación no es deseable esta
variación del número de revoluciones.
Respecto del comportamiento de puesta en marcha,
la bomba anteriormente descrita muestra, además, una singularidad
que en sí no tiene nada que ver con el funcionamiento de bombeo. Las
paletas del rotor están construidas a base de un material
elásticamente deformable y, durante el funcionamiento de marcha en
vacío y mientras se hace funcionar el rotor con bajo número de
revoluciones, no hacen contacto con la superficie de deslizamiento
del recinto de bombeo o sólo lo hacen temporalmente. De este modo,
la resistencia a la puesta en marcha de la bomba es especialmente
pequeña y ésta alcanza rápidamente su alto número de revoluciones de
marcha en vacío.
La presente invención se basa en el problema de
configurar y perfeccionar la bomba híbrida conocida respecto del
funcionamiento de aspiración y de bombeo de tal manera que la
transición de la bomba híbrida del funcionamiento como bomba
celular de paletas al funcionamiento como bomba centrífuga no esté
ligada necesariamente a una reducción del número de
revoluciones.
El problema antes citado se resuelve en una
bomba híbrida con las características del preámbulo de la
reivindicación 1 por medio de las características de la parte
caracterizadora de dicha reivindicación 1.
Es esencial el hecho de que durante el
funcionamiento de bombeo nominal se forma una película lubricante de
medio de bombeo a la manera de un cojinete de deslizamiento
hidráulico entre las puntas de las paletas del rotor y la
superficie de deslizamiento. Se garantiza así que durante el
funcionamiento de bombeo nominal reine exclusivamente rozamiento de
líquido entre las puntas de las paletas y la superficie de
deslizamiento.
En caso de una configuración especial de una
rendija entre dos superficies, llena de un medio líquido de
viscosidad uniforme, y de un movimiento relativo correspondiente
entre estas superficies se forma en principio en esta rendija una
película lubricante que es adecuada para la transmisión de grandes
fuerzas. Este efecto se aprovecha para el diseño de cojinetes de
deslizamiento hidrodinámicos y forma también el mecanismo operativo
en que se basa la presente invención.
El mecanismo operativo anterior se utiliza aquí
para asegurar la transición anteriormente descrita del
funcionamiento como bomba celular de paletas al funcionamiento como
bomba centrífuga. El diseño del rotor y de la superficie de
deslizamiento está así ajustado al intervalo de números de
revoluciones nominales y a la viscosidad de modo que las paletas
del rotor, que en el funcionamiento de marcha en vacío y con el
rotor funcionando en el intervalo de números de revoluciones
nominales tocarían la superficie de deslizamiento con sus puntas,
se separan en cierto modo de la super-
ficie de deslizamiento durante el funcionamiento de bombeo nominal debido a la formación de la película lubricante.
ficie de deslizamiento durante el funcionamiento de bombeo nominal debido a la formación de la película lubricante.
Debido a la separación anterior de las paletas
del rotor, la bomba híbrida pasa al funcionamiento como bomba
centrífuga. El rozamiento de cuerpo sólido existente durante el
funcionamiento como bomba celular de paletas entre las puntas de
las paletas y la superficie de deslizamiento del recinto de bombeo
se ha transformado entonces en rozamiento de líquido.
Para poder asegurar el establecimiento de la
película lubricante de medio de bombeo a la manera de un cojinete
de deslizamiento hidrodinámico se han de observar una serie de
condiciones marginales. A este fin, habrá que remitirse a la
bibliografía técnica pertinente ("Dubbel - Taschenbuch für den
Maschinenbau", 19ª edición, Springer Verlag, 1997, Capítulo
G-5).
Una de las condiciones marginales anteriores
reside en el diseño de la excentricidad del rotor dentro del
recinto de bombeo, el cual determina el movimiento de las paletas
del rotor durante una revolución de este rotor. Asimismo, es de
importancia el peso de las paletas del rotor respecto de la fuerza
centrífuga producida. La superficie de las puntas de las paletas y
la superficie de deslizamiento, especialmente la profundidad de
aspereza allí existente, son importantes factores de influencia para
la formación de la película lubricante anterior. Por último, una
conformación especial de las puntas de las paletas puede fomentar la
obtención de la película lubricante. Es ventajoso, por ejemplo, un
biselado correspondiente de las puntas de las paletas.
Se puede resumir que el establecimiento de la
película lubricante de medio de bombeo a la manera de un cojinete
de deslizamiento hidrodinámico es por sí solo el causante de que las
paletas del rotor se separen de la superficie de deslizamiento; no
es necesaria una variación del número de revoluciones para lograr la
separación de las paletas del rotor.
Por lo demás, la movilidad de las paletas del
rotor con relación a este último es ventajosamente el resultado de
una configuración flexible o elástica del rotor. Sin embargo, puede
preverse también que, para asegurar la movilidad, el rotor presente
bisagras entre los distintos componentes del mismo. Esto es
ventajoso especialmente cuando el material del rotor no es
suficientemente flexible y/o elástico, tal como puede ocurrir en
caso de que se diseñe el rotor para medios de bombeo químicamente
agresivos.
En lo que sigue se explica la invención con más
detalle ayudándose del dibujo y haciendo referencia a ejemplos de
realización preferidos. En el curso de estas explicaciones se
clarificarán también otras ejecuciones y perfeccionamientos y otras
características, propiedades, aspectos y ventajas de la invención.
En el dibujo muestran:
La figura 1, una bomba híbrida en una vista en
sección en una dirección paralela al eje de giro del rotor durante
el funcionamiento de aspiración,
La figura 2, la bomba híbrida de la figura 1 en
la vista en sección A-A,
La figura 3, la bomba híbrida de la figura 1
durante el funcionamiento de bombeo nominal y
La figura 4, una bomba híbrida según otra
ejecución en una vista según la figura 1, estando representada
solamente una paleta del rotor.
La figura 1 muestra una bomba híbrida 1 para
transportar un medio de bombeo con una carcasa 2, en donde la
carcasa 2 presenta una entrada 3 y una salida 4. Tanto la entrada 3
como la salida 4 desembocan en un recinto de bombeo 5 de la carcasa
2 en el que se transporta el medio de bombeo durante el
funcionamiento de bombeo. Durante el funcionamiento de marcha en
vacío el recinto de bombeo 5 está sustancialmente exento de medio de
bombeo. En este funcionamiento de marcha en vacío es necesaria la
aspiración del medio de bombeo a través de la entrada 3. Esto se
explica aún detalladamente en lo que sigue.
El recinto de bombeo 5 presenta una superficie
de deslizamiento 6 sustancialmente redonda en sección transversal
para un rotor 7 con paletas 8. La superficie de deslizamiento 6 está
configurada en el presente caso en forma de anillo con una
extensión perpendicular al plano del dibujo y con un eje central 9.
Sin embargo, según el caso de aplicación, puede ser ventajoso
también desviarse de la forma redonda en sección transversal hasta
formas redondeadas u otras de la superficie de deslizamiento 6.
Como se desprende de la figura 1, las paletas 8
del rotor pueden, además, moverse todas ellas con relación al rotor
7. Debido a la excentricidad, las paletas 8 del rotor son alargadas
en la zona inferior de dicho rotor 7 y están recalcadas en la zona
superior de este rotor 7.
Las figuras 1 y 2 muestran ahora la bomba
híbrida durante el funcionamiento de aspiración pendiente de
explicar, en el que se aspira a través de la entrada 3 el medio de
bombeo que se ha de transportar. Una vez efectuada la aspiración
del medio de bombeo, sigue el funcionamiento de bombeo nominal en un
intervalo predeterminado de números de revoluciones nominales del
rotor 7.
Es esencial durante el funcionamiento de
aspiración el hecho de que las paletas 8 del rotor hacen contacto
con la superficie de deslizamiento 6 por medio de sus puntas 11, de
modo que se pueden formar entre las paletas 8 del rotor unos
recintos de compresión a la manera de una bomba celular de paletas y
queda garantizado el funcionamiento autoaspirante. El contactado
necesario para el funcionamiento autoaspirante puede ser garantizado
por diferentes medidas. Una medida pendiente de explicar consiste
en que, además, las paletas 8 del rotor sean pretensadas con
respecto al rotor 7 en dirección a la superficie de deslizamiento 6,
de modo que incluso en estado parado exista un contactado
correspondiente. Ahora bien, puede preverse que solamente la fuerza
centrífuga durante el funcionamiento del rotor 7 sea la causante del
contactado. La variante últimamente citada es especialmente
ventajosa por cuanto que se puede mantener especialmente bajo el
rozamiento de cuerpo sólido durante la puesta en marcha.
Asimismo, es esencial que las paletas 8 del
rotor, las cuales harían contacto con la superficie de deslizamiento
6 por medio de sus puntas 11 durante el funcionamiento de marcha en
vacío y mientras el rotor 7 funciona en el intervalo de números de
revoluciones nominales, se separen entonces de la superficie de
deslizamiento 6 (figura 3), una vez efectuada la aspiración,
durante el funcionamiento de bombeo nominal, tal como se ha descrito
anteriormente.
La disposición del rotor 7 en el recinto de
bombeo -excentricidad- y la configuración del rotor 7 y de la
superficie de deslizamiento 6 de la manera anteriormente descrita
están ajustadas para ello al intervalo de números de revoluciones
nominales y a la viscosidad del medio de bombeo de tal modo que
durante el funcionamiento de bombeo nominal se forme entre las
puntas 11 de las paletas del rotor 7 y la superficie de
deslizamiento 6 la película lubricante también descrita de medio de
bombeo a la manera de un cojinete de deslizamiento hidrodinámico.
Se garantiza así que durante el funcionamiento de bombeo nominal
reine exclusivamente un rozamiento de líquido entre las puntas 11
de las paletas y la superficie de deslizamiento 6.
El diseño especial anteriormente descrito de la
bomba híbrida se puede derivar de las reglas de diseño generales
para cojinetes de deslizamiento hidrodinámicos, citadas en la parte
general de la descripción, o bien se puede obtener por medio de
ensayos. Más abajo se citan todavía valores concretos para la
materialización de una bomba híbrida de esta clase.
Se puede resumir que la bomba híbrida 1 según la
invención trabaja durante el funcionamiento de marcha en vacío, y
mientras las puntas 11 de las paletas hacen contacto con la
superficie de deslizamiento 6, sustancialmente a la manera de una
máquina de desplazamiento positivo, especialmente de una bomba
celular de paletas, en el modo de funcionamiento autoaspirante
-funcionamiento de aspiración-. El número de revoluciones de la
bomba híbrida 1 durante el funcionamiento de aspiración puede estar
en el intervalo de números de revoluciones nominales o bien puede
desviarse de éste hacia arriba o hacia abajo. Durante el
funcionamiento de bombeo nominal subsiguiente la bomba híbrida 1
gira entonces en el intervalo de números de revoluciones nominales
sustancialmente a la manera de una máquina de flujo continuo,
especialmente de una bomba centrífuga.
Según una ejecución especialmente preferida las
puntas 11 de las paletas presentan una conformación que fomenta la
obtención de la película lubricante durante el funcionamiento de
bombeo nominal. Esta conformación puede ser un bisel
correspondientemente dispuesto que, visto en la dirección de giro,
esté ubicado en el lado delantero de la punta 11 de cada paleta. En
otra ejecución preferida, las puntas 11 de las paletas presentan
cada una de ellas una conformación redondeada, visto en su sección
transversal, lo que a su vez fomenta la separación anteriormente
descrita entre las paletas 8 del rotor y la superficie de
deslizamiento 6.
Por lo demás, como se representa en la figura 1,
la movilidad de las paletas 8 con relación al rotor 7, la cual es
necesaria para el funcionamiento anteriormente descrito de la bomba
híbrida 1, puede estar garantizada por la configuración flexible
y/o elástica del rotor 7. Puede ser suficiente también que las
paletas 8 del rotor 7 estén configuradas en forma flexible y/o
elástica. Sin embargo, puede preverse también que, además, las
paletas 8 del rotor, en su caso adicionalmente, estén unidas con el
rotor 7 en forma flexible y/o elástica.
Se logra una fabricación especialmente barata
del rotor 7 configurando este rotor 7 en una sola pieza. Es posible
entonces, por ejemplo, fabricar el rotor 7 por el procedimiento de
fundición inyectada en solamente una única operación.
Sin embargo, puede ser ventajoso también
configurar el rotor 7 en varias piezas, especialmente cuando el
rotor 7 deba estar compuesto de materiales diferentes. Este es, por
ejemplo, el caso cuando en las paletas 8 del rotor son de
construcción elástica y, por lo demás, el rotor 7 es de construcción
rígida. En el caso del rotor 7 formado por varias piezas, los
distintos componentes del rotor están unidos uno con otro por
acoplamiento de complementariedad de forma, preferiblemente pegados
entre ellos, remachados entre ellos, atornillados entre ellos y/o
enchufados uno en otro.
Se obtiene una configuración especialmente
preferida haciendo que los distintos componentes del rotor estén
unidos entre ellos por medio de bisagras. Por lo demás, según una
ejecución sencilla, las paletas 8 del rotor están unidas con el
rotor 7 a través de sendas bisagras. Como ya se ha explicado en la
parte general de la descripción, la configuración del rotor 7 con
bisagras es ventajosa especialmente para la utilización de la bomba
híbrida 1 en el sector químico.
En la ejecución representada en la figura 4 y
preferida en este aspecto, las paletas 8 del rotor están
configuradas todas ellas en varias piezas, estando nuevamente
unidos los componentes 12, 13 de las paletas del rotor entre ellos
a través de bisagras 14.
En particular, las paletas 8 del rotor presentan
cada una de ellas una primera paleta parcial 12 y una segunda
paleta parcial 13, estando unidas las dos paletas parciales 12, 13
una con otra a través de una bisagra 14 de doble articulación. Esta
realización es especialmente ventajosa por cuanto que, estando
completamente extendidas las paletas 8 del rotor, las dos paletas
parciales 12, 13 se aplican una a otra de tal manera que se impide
un pandeo de la paleta 8 del rotor hacia la izquierda en la figura
4.
Se desprende del modo de funcionamiento
anteriormente descrito de la bomba híbrida 1 según la invención que,
por lo demás, no es absolutamente necesario un pretensado de las
paletas 8 con respecto al rotor 7. No obstante, este pretensado
puede ser ventajoso en cualquier caso para poder asegurar en todo
momento un estado de funcionamiento definido.
El pretensado puede estar previsto aquí en una
dirección hacia la superficie de deslizamiento 6. Las puntas 11 de
las paletas del rotor 7 establecen entonces contacto con la
superficie de deslizamiento 6 incluso en estado parado. Sin
embargo, puede estar previsto también que, además, las paletas 8 del
rotor estén pretensadas con respecto al rotor 7 en una dirección
que se aleja de la superficie de deslizamiento 6. El giro del rotor
7 durante el funcionamiento de aspiración origina entonces de
momento, por efecto de la fuerza centrífuga, el contactado de la
superficie de deslizamiento 6 por parte de las puntas 11 de las
paletas. El funcionamiento de bombeo nominal discurre entonces
nuevamente como se ha descrito anteriormente.
El establecimiento anteriormente descrito de una
película lubricante de medio de bombeo a la manera de un cojinete
de deslizamiento hidrodinámico se puede utilizar ventajosamente
también en un sitio enteramente diferente. La superficie de
deslizamiento 6 del recinto de bombeo 5 va seguida de dos
superficies laterales opuestas 15, 16 que se extienden cada una de
ellas perpendicularmente al eje de giro 10 del rotor 7 y por delante
de las cuales pasan los lados 17, 18 del rotor 7 (figura 2). Según
la configuración de las superficies laterales 15, 16 y de los lados
17, 18 del rotor, se puede formar aquí un rozamiento de cuerpo
sólido no deseado.
En una ejecución especialmente preferida el
rotor 7 con sus paletas 8 y las superficies laterales 15, 16 del
recinto de bombeo 5 están ajustados entonces al intervalo de números
de revoluciones nominales y a la viscosidad del medio de bombeo de
tal manera que se forme durante el funcionamiento de bombeo nominal
una película lubricante de medio de bombeo entre los lados 17, 18
del rotor y la respectiva superficie lateral 15, 16 del recinto de
bombeo 5 a la manera de un cojinete de deslizamiento hidrodinámico.
Se garantiza así que durante el funcionamiento de bombeo nominal
reine exclusivamente un rozamiento de líquido entre los lados 17, 18
del rotor y las superficies laterales 15, 16.
Es especialmente ventajoso a este respecto que
el cojinete del rotor 7 presente en dirección axial una holgura tal
que se efectúe por la película lubricante producida en los lados 17,
18 del rotor un centrado automático del rotor 7 en dirección
axial.
Para fomentar la formación de la película
lubricante anteriormente descrita entre los lados 17, 18 del rotor
y las superficies laterales 15, 16, los lados 17, 18 del rotor están
equipados preferiblemente con un bisel correspondiente. Visto en la
dirección de giro, el bisel se encuentra en el lado delantero de la
respectiva paleta 8 del rotor.
Son imaginables numerosas posibilidades para
parametrizar la bomba híbrida 1 según la invención. Se deberá
acudir para ello a las reglas de diseño anteriormente
comentadas.
En lo que sigue se presenta una parametrización
preferida que es adecuada especialmente para el medio de bombeo
agua. En este caso, está previsto un funcionamiento de la bomba
híbrida 1 en condiciones normales (temperatura ambiente, etc.). Por
supuesto, la bomba híbrida 1 puede aplicarse también para otros
medios de bombeo. Es necesaria entonces eventualmente una
adaptación de la parametrización a las propiedades del material del
respectivo medio de bombeo.
Según la parametrización preferida, el intervalo
de números de revoluciones nominales comprende en cualquier caso un
número de revoluciones de aproximadamente 8.000 rpm, presentando el
diámetro del rotor 7 cuando las puntas 11 de las paletas hacen
contacto con la superficie de deslizamiento 6 un valor de diámetro
medio de aproximadamente 50 mm. Resulta entonces una velocidad de
deslizamiento de las puntas 11 de las paletas en la superficie de
deslizamiento 6 de aproximadamente 21 m/s.
El material del rotor tiene con esta
parametrización preferida una dureza Shore A de aproximadamente 75,
medida en el rotor 7.
La parametrización preferida anteriormente
descrita no ha de entenderse como limitativa. Son posibles y están
previstas también desviaciones. En particular, la velocidad de
deslizamiento de las puntas 11 de las paletas en la superficie de
deslizamiento 6 se encuentra en el intervalo de números de
revoluciones nominales, preferiblemente en un intervalo de
aproximadamente 14 m/s a aproximadamente 28 m/s y más
preferiblemente en un intervalo de aproximadamente 18 m/s a
aproximadamente 24 m/s. Con el diámetro medio anterior del rotor 7
de aproximadamente 50 mm resulta entonces un intervalo de número de
revoluciones nominal que comprende números de revoluciones entre
aproximadamente 5.300 rpm y aproximadamente 10.700 rpm o entre
aproximadamente 6.900 rpm y aproximadamente 9.200 rpm.
El rotor 7 está hecho preferiblemente de un
elastómero, por ejemplo de NBR, FKM, PERBUNAN, VITON, EPDM, PEEK o
PP. Particularmente cuando se diseña el rotor 7 para medios de
bombeo químicamente agresivos, puede ser, finalmente, ventajoso
construir el rotor 7 al menos parcialmente a base de PTFE.
Claims (20)
1. Bomba híbrida para transportar un medio de
bombeo con una carcasa (2), en donde la carcasa (2) presenta una
entrada (3), una salida (4) y un recinto de bombeo (5), en donde se
transporta el medio de bombeo en el recinto de bombeo (5) durante
el funcionamiento de bombeo, en donde el recinto de bombeo (5) está
sustancialmente exento de medio de bombeo durante el funcionamiento
de marcha en vacío, en donde el recinto de bombeo (5) presenta una
superficie de deslizamiento (6) sustancialmente redonda o redondeada
en sección transversal para un rotor (7) con paletas (8), en donde
el rotor (7) está dispuesto excéntricamente en el recinto de bombeo
(5), en donde, además, las paletas (8) del rotor pueden ser movidas
todas ellas con relación al rotor (7) y en donde está previsto un
funcionamiento de bombeo nominal en un intervalo predeterminado de
números de revoluciones nominales del rotor (7),
caracterizada porque las paletas (8) del rotor hacen contacto
con la superficie de deslizamiento (6) por medio de sus puntas (11)
durante el funcionamiento de marcha en vacío y mientras el rotor
(7) funciona dentro del intervalo de números de revoluciones
nominales, y porque la disposición del rotor (7) en el recinto de
bombeo (5) y la configuración del rotor (7) y de la superficie de
deslizamiento (6) están ajustadas al intervalo de números de
revoluciones nominales y a la viscosidad del medio de bombeo de tal
manera que durante el funcionamiento de bombeo nominal se forma
entre las puntas (11) de las paletas del rotor (7) y la superficie
de deslizamiento (6) una película lubricante de medio de bombeo a la
manera de un cojinete de deslizamiento hidrodinámico, con lo que
durante el funcionamiento de bombeo nominal reina exclusivamente un
rozamiento de líquido entre las puntas (11) de las paletas y la
superficie de deslizamiento (6).
2. Bomba híbrida según la reivindicación 1,
caracterizada porque, durante el funcionamiento de marcha en
vacío y mientras las puntas (11) de las paletas hacen contacto con
la superficie de deslizamiento (6), la bomba híbrida (1) trabaja en
el modo de funcionamiento autoaspirante -funcionamiento de
aspiración- sustancialmente a la manera de una máquina de
desplazamiento positivo, especialmente de una bomba celular de
paletas, y porque durante el funcionamiento de bombeo nominal la
bomba híbrida (1) trabaja sustancialmente a la manera de una
máquina de flujo continuo, especialmente de una bomba
centrífuga.
3. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las puntas
(11) de las paletas presentan una conformación que fomenta la
obtención de la película lubricante durante el funcionamiento de
bombeo nominal, preferiblemente porque cada una de dichas puntas
está correspondientemente biselada y más preferiblemente porque las
puntas (11) de las paletas presentan cada una de ellas una
conformación redondeada, visto en su sección transversal.
4. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el rotor
(7) está configurado en forma al menos parcialmente flexible y/o
elástica, preferiblemente porque las paletas (8) del rotor están
configuradas en forma flexible y/o elástica y/o más preferiblemente
porque las paletas (8) del rotor están, además, unidas en forma
flexible y/o elástica con el rotor (7).
5. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el rotor
(7) está configurado en una sola pieza.
6. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el rotor (7)
está configurado en varias piezas.
7. Bomba híbrida según la reivindicación 6,
caracterizada porque los distintos componentes del rotor
están unidos uno con otro por acoplamiento de complementariedad de
forma, estando preferiblemente pegados entre ellos, remachados
entre ellos, atornillados entre ellos y/o enchufados uno en
otro.
8. Bomba híbrida según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizada porque los distintos componentes del rotor
están unidos un con otro a través de bisagras y preferiblemente
porque las paletas (8) del rotor están, además, unidas cada una de
ellas con el rotor (7) a través de una bisagra.
9. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque las paletas (8)
del rotor están realizadas cada una de ellas en varias piezas y
preferiblemente porque los componentes (12, 13) de las paletas del
rotor están unidos uno con otro a través de bisagras (14).
10. Bomba híbrida según la reivindicación 9,
caracterizada porque las paletas del rotor presentan cada una
de ellas una primera paleta parcial (12) y una segunda paleta
parcial (13) y porque las dos paletas parciales (12, 13) están
unidas una con otra a través de una bisagra (14) de doble
articulación.
11. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las paletas
(8) del rotor están, además, pretensadas con respecto al rotor (7)
en una dirección hacia la superficie de deslizamiento (6).
12. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque las paletas (8)
del rotor están, además, pretensadas con respecto al rotor (7) en
una dirección que se aleja de la superficie de deslizamiento (6) y
pueden ser hechas bascular por efecto de la rotación del rotor (7),
por medio de la fuerza centrífuga, en dirección a la superficie de
deslizamiento (6).
13. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
superficie de rodadura (6) del recinto de bombeo (5) va seguida de
dos superficies laterales opuestas (15, 16) que se extienden cada
una de ellas perpendicularmente al eje de giro (10) del rotor (7) y
por delante de las cuales pasan los lados (17, 18) del rotor
(7).
14. Bomba híbrida según la reivindicación 13,
caracterizada porque el rotor (7) con sus paletas (8) y las
superficies laterales (15, 16) del recinto de bombeo (5) están
ajustados al intervalo de números de revoluciones nominales y a la
viscosidad del medio de bombeo de tal manera que durante el
funcionamiento de bombeo nominal se forma entre los lados (17, 18)
del rotor y la respectiva superficie lateral (15, 16) del recinto de
bombeo (5) una película lubricante de medio de bombeo a la manera
de un cojinete de deslizamiento hidrodinámico, con lo que durante
el funcionamiento de bombeo nominal reina exclusivamente un
rozamiento de líquido entre los lados (17, 18) del rotor y las
superficies laterales (15, 16).
15. Bomba híbrida según la reivindicación 14,
caracterizada porque los lados (17, 18) del rotor presentan
una conformación que fomenta la obtención de la película lubricante
y preferiblemente porque dichos lados están convenientemente
biselados.
16. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
intervalo de números de revoluciones nominales comprende en
cualquier caso un número de revoluciones de aproximadamente 8.000
rpm.
17. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el diámetro
del rotor (7), cuando las puntas (11) de las paletas hacen contacto
con la superficie de deslizamiento (6), presenta un valor de
diámetro medio de aproximadamente 50 mm.
18. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dentro del
intervalo de números de revoluciones nominales la velocidad de
deslizamiento de las puntas (11) de las paletas en la superficie de
deslizamiento (6) se encuentra dentro de un intervalo de
aproximadamente 14 m/s a aproximadamente 28 m/s, preferiblemente
porque la velocidad de deslizamiento se encuentra dentro de un
intervalo de aproximadamente 18 m/s a aproximadamente 24 m/s y más
preferiblemente porque la velocidad de deslizamiento es de
aproximadamente 21 m/s.
19. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material
del rotor presenta una dureza Shore A de aproximadamente 75, medida
en el rotor (7).
20. Bomba híbrida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el rotor
(7) está hecho al menos parcialmente de un elastómero,
preferiblemente de NBR, FKM, PERBUNAN, VITON, EPDM, PEEK o PP, y/o
porque el rotor (7) está hecho al menos parcialmente de PTFE.
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